i
RESPON FISIOLOGIS PADI GOGO LOKAL ASAL PULAU SUMBA TERHADAP BERBAGAI KONDISI NAUNGAN
ARIE ARYANTO
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012
ii
ABSTRAK ARIE ARYANTO. Respon Fisiologis Padi Gogo Lokal Asal Pulau Sumba terhadap Berbagai Kondisi Naungan. Dibimbing oleh MIFTAHUDIN dan TRIADIATI. Budidaya padi gogo pada kondisi naungan memerlukan varietas unggul toleran terhadap intensitas cahaya rendah (naungan) dan kondisi lahan kering. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui respon fisiologis padi gogo lokal asal P. Sumba terhadap berbagai kondisi naungan. Padi gogo diberi perlakuan naungan 0%, 55%, dan 85%. Parameter yang diamati adalah komponen karakter vegetatif, karakter reproduktif, kandungan klorofil daun, ukuran lebar pori dan kerapatan stomata. Karakter vegetatif diamati tiap minggu, sedangkan karakter reproduktif diamati pada saat panen. Pemberian naungan menurunkan jumlah daun dan jumlah anakan produktif tetapi meningkatkan tinggi tanaman. Naungan juga meningkatkan kandungan klorofil a, klorofil b, dan klorofil total tetapi menurunkan kerapatan stomata. Kata kunci: Respon fisiologis, padi gogo, naungan.
ABSTRACT ARIE ARYANTO. Physiological Response of Local Upland Rice from Sumba Island to Various Shading Conditions. Supervised by MIFTAHUDIN and TRIADIATI. Upland rice cultivation under shading condition requires low light intensity (shade) and drought tolerant rice varieties. The objective of the study was to evaluate the physiological responses of local upland rice from Sumba Island under several shading conditions. The shading condition treatments consisted of 0%, 55%, and 85% shading. The observations were carried out on vegetative and reproductive characters, leaves chlorophyll content, stomatal pore width and density. Vegetative characters were observed weekly, while the reproductive characters were observed at the harvest time. Shading condition treatments decreased total leaves and productive tillers, but increased plants height. It also increased the chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll content and decreased stomatal density. Key words: Physiological response, upland rice, shade.
iii
RESPON FISIOLOGIS PADI GOGO LOKAL ASAL PULAU SUMBA TERHADAP BERBAGAI KONDISI NAUNGAN
ARIE ARYANTO
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Biologi
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012
iv
Judul
: Respon Fisiologis Padi Gogo Lokal Asal Pulau Sumba terhadap Berbagai Kondisi Naungan : Arie Aryanto : G34070051
Nama NIM
Menyetujui, Pembimbing I
Pembimbing II
(Dr.Ir. Miftahudin, M.Si) NIP. 19620419 198903 1 001
(Dr. Triadiati, M.Si) NIP. 19600224 198603 2 001
Mengetahui, Ketua Departemen Biologi
(Dr.Ir. Ence Darmo Jaya Supena, M.Si) NIP. 19641002 198903 1 002
Tanggal Lulus :
v
PRAKATA Puji syukur kepada ALLAH SWT atas rahmat dan kasih sayang-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Febuari sampai November 2011 dengan judul Respon Fisiologis Padi Gogo Lokal Asal Pulau Sumba terhadap Berbagai Kondisi Naungan. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr. Ir. Miftahudin, M.Si dan Dr. Triadiati, M.Si atas bimbingan, masukan, dan arahan yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan karya ilmiah ini. Terima kasih juga disampaikan kepada Dr. Ir. Dorly, M.Si selaku penguji atas masukan dan arahan yang diberikan kepada penulis. Terima kasih kepada kedua orang tua dan adik yang telah memberikan dorongan secara moral, material, dan spiritual kepada penulis dalam melaksanakan penelitian ini. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada seluruh staf Laboratorium Fisiologi Tumbuhan, Kebun Percobaan Cikabayan, Laboratorium Mikroteknik dan rekan-rekan yang melaksanakan penelitian di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan dan Kebun Percobaan Cikabayan atas dukungan yang diberikan. Terima kasih pula penulis ucapkan kepada semua pihak yang telah membantu dalam pengumpulan data karya ilmiah ini serta seluruh rekan Biologi angkatan 44 atas kebersamaan dan dukungan yang diberikan kepada penulis. Penulis berharap semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi yang memerlukannya dan berharap masukan dari berbagai pihak.
Bogor, 27 Maret 2012
Arie Aryanto
6
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Subang pada tanggal 9 April 1989 dari ayahanda Sa’an dan ibunda Niti Saniti. Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara. ahun 2001 penulis lulus dari SD Negeri 1 Cipayung, tahun 2004 penulis lulus dari SMP Negeri 1 Ciputat, tahun 2007 penulis lulus dari SMA Dharma Karya UT. Pada tahun yang sama, penulis diterima sebagai mahasiswa program studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Pada tahun 2009-2010 penulis terdaftar sebagai penerima beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik (PPA). Selama mengikuti perkuliahan, penulis melaksanakan studi lapang di Wana Wisata Cangkuang, Sukabumi dengan judul laporan “Isolasi Bakteri Penghasil Enzim Mananase dan IAA” di bawah bimbingan Prof.Dr. Anja Meryandini, M.S pada tahun 2009. Pada tahun 2010, penulis mengikuti Program Kreatifitas Mahasiswa (PKM) dengan judul “Kajian Aktivitas Mikroba Endofit dari Tanaman Pegagan (Centella asiatica (L.) Urban sebagai Antihipertensi” di bawah bimbingan Dr.Ir. Yulin Lestari yang didanai oleh DIKTI dan pada tahun yang sama penulis melaksanakan praktik lapangan di Balai Penelitian Tanaman Sayur, Lembang dengan judul laporan “Aspek Biologi, Budidaya dan Pasca Panen Tanaman Kubis Bunga (Brassica oleracea Var. botrytis forma cauliflora) di Balai Penelitian Tanaman Sayuran Lembang, Bandung” di bawah bimbingan Dr. Ir. Miftahudin, M.Si. dan Waluyo, SP. Penulis juga pernah menjadi asisten praktikum Fisologi Tumbuhan tahun ajaran 2010/2011.
7
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ................................................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................... viii PENDAHULUAN .......................................................................................................................1 Latar Belakang .................................................................................................................... 1 Tujuan ................................................................................................................................ 1 BAHAN DAN METODE ............................................................................................................1 Waktu dan Tempat .............................................................................................................. 1 Bahan dan Alat ................................................................................................................... 1 Rancangan Percobaan ......................................................................................................... 1 Tahap Penanaman ............................................................................................................... 1 Pengamatan Pertumbuhan Vegetatif .................................................................................... 2 Pengamatan Pertumbuhan Produktif .................................................................................... 2 Analisis Klorofil Daun ........................................................................................................ 2 Kerapatan Stomata dan Lebar Pori Stomata ......................................................................... 2 Kerebahan........................................................................................................................... 2 HASIL ........................................................................................................................................2 Karakter Vegetatif............................................................................................................... 2 Karakter Reproduktif........................................................................................................... 4 Kerebahan........................................................................................................................... 5 Kandungan Klorofil Daun ................................................................................................... 6 Kerapatan Stomata dan Lebar Pori Stomata ......................................................................... 6 PEMBAHASAN..........................................................................................................................6 Respon Pertumbuhan Vegetatif ........................................................................................... 7 Respon Pertumbuhan Reproduktif ....................................................................................... 7 Kerebahan........................................................................................................................... 7 Kandungan Klorofil Daun ................................................................................................... 8 Kerapatan Stomata dan Lebar Pori Stomata ......................................................................... 8 SIMPULAN DAN SARAN .........................................................................................................8 Simpulan .....................................................................................................................................8 Saran ...........................................................................................................................................9 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................................9
8
DAFTAR TABEL No
Halaman
1 Jumlah daun dan anakan padadua varietas terhadap berbagai tingkat naungan pada 70 HST .......3 2 Tinggi tanaman, Jumlah dan panjang ruas dua varietas pada berbagai tingkat naungan ...............4 3 Tinggi tanaman dan panjang ruas batang dua varietas ................................................................4 4 Umur berbunga, umur panen, dan panjang malai pada dua varietas terhadap berbagai tingkat naungan ...................................................................................................................................5 5Jumlah anakan produktif, jumlah biji per malai dua varietas .......................................................5 6 Persentase kerebahan dua varietas .............................................................................................5 7 Kandungan klorofil a, b, dan total dua varietas terhadap berbagai tingkat naungan .....................6 8 Kerapatan stomata dan lebar pori dua varietas terhadap berbagai tingkat naungan ......................6
DAFTAR GAMBAR No
Halaman
1 Pertumbuhan vegetatif padi varietas Situ Bagendit biru (kontrol), merah (55%), hijau (85%), tanda panah (awal pemberian naungan). ....................................................................................3 2 Pertumbuhan vegetatif padi genotipe Gogo Wangi biru (kontrol), merah (55%), hijau (85%), tanda panah (awal pemberian naungan).....................................................................................3 3 Rumpun padi genotipe Gogo Wangi (a) dan varietas Situ Bagendit (b), kontrol (I), naungan 55% (II), naungan 85% (III) .............................................................................................................4 4 Tinggi tanaman genotipe Gogo Wangi (a) dan varietas Situ Bagendit (b) ...................................4 5 Panjang malai dan jumlah biji padi genotipe Gogo Wangi (a) dan varietas Situ Bagendit (b) ......5 6 Padi genotipe Gogo Wangi (kiri) dan varietas Situ Bagendit (kanan) pada berbagai tingkat naungan umur 100 hari kontrol (a), naungan 55% (b), naungan 85% (c) ....................................5 7 Kerapatan stomata varietas Situ Bagendit (a) dan genotipe Gogo Wangi (b) ...............................6
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Tanaman padi dibedakan menurut cara bertanamnya yaitu, padi sawah dan padi gogo. Padi gogo adalah tanaman padi yang ditanam pada lahan kering dan biasanya dalam pertumbuhannya tidak membutuhkan banyak air (Istiawan 2010). Pengembangan budidaya padi gogo pada lahan kering merupakan alternatif strategis dalam rangka pemenuhan kebutuhan pangan nasional, karena lahan kering berpotensi tersedia cukup luas (Hafsah 2000). Padi gogo sudah banyak dibudidayakan masyarakat Indonesia pada budidaya ladang berpindah, di bawah tegakan hutan, atau di bawah tanaman perkebunan tapi belum menghasilkan. Produktivitasnya masih sangat rendah sehingga tidak dapat berperan sebagai penopang swasembada beras. Budidaya padi gogo dengan sistem tanam tumpang sari biasa dilakukan oleh petani dengan tujuan meningkatkan produktivitas lahan dan mengurangi risiko kegagalan panen. Walaupun hasil padi akan menurun tetapi dengan sistem ini penggunaan lahan akan lebih efisien dibandingkan dengan monokultur (Sasmita et al. 2006). Kendala terpenting pada pola budidaya tumpang sari padi gogo ialah intensitas cahaya yang mengenai padi menjadi rendah. Hal ini akan berdampak terhadap pertumbuhan padi gogo bila ditanam di bawah tegakan tanaman lainnya karena turunnya laju fotosintesis dan sintesis karbohidrat (Moelyohadi 1999). Akibatnya laju pertumbuhan dan produktivitas padi yang dihasilkan oleh padi gogo tersebut akan rendah dan dapat menyebabkan penurunan daya hasil 53-67% pada galur padi gogo yang peka terhadap naungan (Sopandie et al. 2003). Budidaya padi gogo pada kondisi naungan memerlukan varietas unggul toleran terhadap intensitas cahaya rendah (naungan) dan adaptif terhadap kondisi lahan kering. Informasi karakteristik morfologi, anatomi, dan agronomi padi gogo pada kondisi naungan sangat diperlukan dalam memilih varietas atau genotipe yang akan dibudidayakan secara tumpang sari dan tanaman sela (Sasmita 2008). Salah satu masyarakat yang masih menerapkan pola budidaya padi gogo tumpang sari ialah masyarakat di P. Sumba. Di daerah tersebut padi gogo ditanam di sela
tanaman jagung dan jambu mete. Oleh karena itu, diduga padi gogo lokal P. Sumba mempunyai karakter fisiologis tertentu. Tujuan Tujuan penelitian ini adalah mengetahui respon fisiologis padi gogo lokal asal P. Sumba terhadap berbagai kondisi naungan.
BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Februari sampai November 2011 di Kebun Percobaan Cikabayan, Laboratorium Fisiologi Tumbuhan dan Mikroteknik, Departemen Biologi, FMIPA IPB. Bahan Tanaman Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah padi genotipe Gogo Wangi asal pulau Sumba dan padi varietas Situ Bagendit sebagai pembanding. Rancangan Percobaan Percobaan disusun dalam Rancangan Kelompok Terpisah dengan 5 ulangan. Faktor utama terdiri atas 3 taraf naungan, yaitu tanpa naungan (0%), naungan paranet 55% dan paranet 85%. Faktor kedua terdiri atas dua varietas yaitu, Gogo Wangi dan Situ Bagendit. Secara keseluruhan terdapat 30 satuan percobaan. Data yang diperoleh dianalisis menggunakan sidik ragam dengan SPSS 16. Pengujian respon tanaman padi gogo diuji F pada taraf uji α=5% selanjutnya diuji dengan DMRT. Tahap Penanaman Benih padi Situ Bagendit dan Gogo Wangi direndam dalam akuades selama 24 jam pada suhu ruang. Kemudian, benih dikecambahkan selama 10-14 hari di ruang gelap dan suhu ruang. Kecambah yang tumbuh dipindahkan ke dalam polibag 50x50 cm yang berisi media tanah dan pupuk kandang (1:1b/b). Setelah padi berumur 14 HST (hari setelah tanam) dilakukan penjarangan, tiap polybag berisi 4 tanaman padi. Kemudian, setelah padi berumur 28 HST diberikan perlakuan naungan yaitu dengan cara pemasangan paranet 55% dan 85%. Pemeliharaan tanaman dilakukan sesuai prosedur budidaya padi secara gogo meliputi penyiraman, penyiangan, pemupukan, pengendalian hama
2
dan penyakit dilakukan apabila terdapat serangan hama dan penyakit. Pengamatan Karakter Vegetatif Pengamatan pertumbuhan vegetatif meliputi pengamatan tinggi tanaman, jumlah daun, jumlah anakan, jumlah dan panjang ruas batang. Tinggi tanaman, jumlah daun, dan jumlah anakan diukur tiap minggu sejak tanaman berumur 14 HST sampai tingginya tidak bertambah lagi. Jumlah dan panjang ruas batang diukur saat panen. Pengamatan Karakter Reproduktif Pengamatan pertumbuhan produktif meliputi umur berbunga, umur panen, jumlah anakan produktif, panjang malai, jumlah biji per malai. Umur berbunga diamati saat malai pertama kali muncul pada tiap tanaman. Umur hari pertama tanaman padi dihitung sejak kecambah dipindahkan ke dalam polibag. Analisis Klorofil Daun Sampel daun yang diuji adalah daun ketiga pada tanaman berumur 90 hari. Setiap perlakuan diambil tiga sampel daun dengan tiga ulangan, jadi keseluruhan terdapat 54 unit percobaan. Daun ditimbang dengan berat 0,1g. Sampel daun selanjutnya direndam dengan larutan aseton 80% 10 ml selama 24 jam, kemudian digerus dan disaring dengan kertas saring dan dianalisis dengan menggunakan spektrofotometer UVVis pada panjang gelombang 644 nm dan 663 nm (Arnon 1949). Penghitungan kandungan klorofil (mg/L) ditentukan dengan rumus: Klorofil a= 1,07 (OD 663) – 0,094 (OD 644) Klorofil b= 1,77 (OD 644) – 0,28 (OD 663) Klorofil total=0,79(OD663)+1,076(OD 644) Kerapatan dan Lebar Pori Stomata Sampel daun yang diuji adalah daun ketiga pada tanaman berumur 90 hari. Setiap perlakuan diambil tiga sampel daun dengan tiga ulangan, jadi keseluruhan terdapat 54 unit percobaan. Tiap ulangan diamati 5 bidang pandang untuk kerapatan stomata, sedangkan untuk pengukuran lebar pori stomata dilakukan pada 10 stomata secara acak tiap bidang pandang. Kerapatan stomata diamati pada perbesaran 400x, sedangkan lebar pori diamati pada perbesaran 1000x. Setiap 1 skala garis pada perbesaran 400x memiliki nilai 2,5 µm dan memiliki diameter 0,45 mm, sehingga luas bidang pandang pada perbesaran 400x
adalah 0,159 mm2. Pada perbesaran 1000x setiap 1 skala garis memiliki nilai 1 µm. Daun sebelum dipotong direndam dalam alkohol 70%, kemudian bagian yang terendam dipotong dan dimasukkan dalam botol film yang berisi alkohol 70%. Selanjutnya daun direndam dalam larutan HNO3 25% selama 15-30 menit untuk melunakkan jaringan. Sebelum disayat menggunakan silet, daun tersebut terlebih dahulu dicuci menggunakan akuades. Untuk menghilangkan klorofil dari mesofil yang terikat, sayatan epidermis abaksial direndam dalam larutan bayclin selama 1-5 menit kemudian dicuci menggunakan akuades. Sayatan epidermis yang telah didapatkan kemudian diwarnai dengan pewarna safranin 1% selama satu menit kemudian dicuci menggunakan akuades. Sediaan berupa lapisan epidermis diletakkan di atas gelas obyek kemudian ditetesi gliserin 10% dan ditutup dengan gelas penutup (Lestari 2006). Berikut rumus penghitungan kerapatan stomata: Jumlah Stomata Kerapatan stomata = Luas bidang pandang mm2 Kerebahan Pendugaan kerebahan dapat diperoleh dengan pengamatan langsung di lapangan. Persentase rebah lapang dapat diperoleh dengan menghitung jumlah rumpun tanaman padi yang rebah dibagi jumlah rumpun total per plot.
HASIL Karakter Vegetatif Berdasarkan hasil pengamatan pertumbuhan tiap minggu, terlihat pada 5 MST (minggu setelah tanam) mulai terjadi perbedaan pertumbuhan (Gambar 1 & 2). Hal ini terjadi karena pemberian perlakuan naungan dilakukan pada 4 MST. Varietas Situ Bagendit memiliki umur panen 109 hari, sedangkan genotipe Gogo Wangi memiliki umur panen sekitar 150 hari. Jumlah daun dan jumlah anakan dipengaruhi secara nyata oleh interaksi varietas dengan naungan (Tabel 1). Varietas Situ Bagendit memiliki jumlah daun dan jumlah anakan yang lebih tinggi dibandingkan dengan genotipe Gogo Wangi. Jumlah daun dan jumlah anakan tertinggi dari dua varietas diperoleh pada kondisi tanpa naungan.
3
Gambar 1 Pertumbuhan vegetatif padi varietas Situ Bagendit biru (kontrol), merah (55%), hijau (85%), tanda panah (awal pemberian naungan).
Gambar 2 Pertumbuhan vegetatif padi genotipe varietas Gogo Wangi biru (kontrol), merah (55%), hijau (85%), tanda panah (awal pemberian naungan).
Tabel 1 Jumlah daun dan anakan pada dua varietas terhadap berbagai tingkat naungan pada 70 HST Varietas/Genotipe Situ Bagendit
Gogo Wangi
Perlakuan Naungan (%) 0 55 85 0 55 85
Jumlah Daun per rumpun 63a 40b 29c 28c 19d 15d
Jumlah Anakan 16a 10b 7c 7c 5d 4d
Keterangan: Angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji Duncan (α:5%).
Perlakuan naungan menyebabkan jumlah daun dan anakan menurun. Hal ini terjadi pada genotipe varietas Gogo Wangi dan varietas Situ Bagendit (Gambar 3). Jumlah ruas batang dipengaruhi secara nyata oleh naungan (Tabel 2). Terlihat bahwa pada kondisi naungan jumlah ruas batang meningkat pada kondisi naungan. Tinggi tanaman dan panjang ruas batang
dipengaruhi secara nyata oleh naungan dan varietas (Tabel 2 & 3). Tinggi tanaman tertinggi dijumpai pada naungan 55%. Tinggi tanaman pada kondisi naungan menunjukkan data yang lebih tinggi dibandingkan pada kondisi tanpa naungan. Genotipe Gogo Wangi memiliki tinggi tanaman dan panjang ruas batang yang lebih tinggi dibandingkan dengan varietas Situ Bagendit (Gambar 4).
4
a
I
II
III
b
I
II
III
Gambar 3 Rumpun padi genotipe Gogo Wangi (a) dan varietas Situ Bagendit (b), naungan 0% (I), 55% (II), dan 85% (III). Tabel 2 Tinggi tanaman, Jumlah dan panjang ruas dua varietas pada berbagai tingkat naungan Parameter 0 90,26b 4b 11,84b
Tinggi Tanaman (cm) Jumlah Ruas Batang Panjang Ruas Batang (cm)
Naungan (%) 55 102,85a 5a 14,68a
85 98,43a 5a 12,56b
Keterangan: Angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada baris yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji Duncan (α:5%). Pengamatan tinggi tanaman umur 70 HST, jumlah dan panjang ruas batang saat panen
Tabel 3 Tinggi tanaman dan panjang ruas batang dua varietas Parameter Tinggi Tanaman (cm) Panjang Ruas Batang (cm)
Gogo Wangi 115,24 16,36
Situ Bagendit 79,11 9,70
Keterangan: Pengamatan tinggi tanaman umur 70 HST dan panjang ruas batang saat panen
a
b
Gambar 4 Tinggi tanaman genotipe Gogo Wangi (a) dan varietas Situ Bagendit (b) Karakter Reproduktif Umur berbunga, umur panen, dan panjang malai dipengaruhi secara nyata oleh interaksi varietas dengan naungan. Umur berbunga dan umur panen pada kondisi naungan lebih lama dibandingkan dengan kontrol pada kedua varietas yang diteliti
(Tabel 4). Pada varietas Situ Bagendit umur berbunga dan umur panen tidak dipengaruhi oleh berbagai tingkat naungan sedangkan pada genotipe Gogo Wangi pemberian naungan membuat umur berbunga dan umur panen menjadi lebih lama.
5
Tabel 4 Umur berbunga, umur panen, dan panjang malai pada dua varietas terhadap berbagai tingkat naungan Varietas/Genotipe Situ Bagendit
Gogo Wangi
Perlakuan Naungan (%) 0 55 85 0 55 85
Umur Berbunga (hari) 69d 72d 73d 109c 116b 123a
Umur Panen (hari) 109c 109c 109c 151b 147b 157a
Panjang Malai (cm) 21,22b 22,20b 20,80bc 27,30a 25,70a 17,60c
Keterangan: Angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji Duncan (α:5%).
Jumlah anakan produktif dipengaruhi secara nyata oleh naungan. Jumlah anakan produktif pada kondisi tanpa naungan (kontrol) 9 dan berturut-turut 7 dan 5 pada kondisi naungan 55% dan 85%. Jumlah anakan produktif dan jumlah biji per malai dipengaruhi secara nyata oleh varietas (Tabel 5). Dari hasil pengamatan terlihat bahwa malai yang lebih panjang memiliki potensi jumlah biji per malai yang lebih banyak (Gambar 5). Tabel 5 Jumlah anakan produktif dan jumlah biji per malai dua varietas pada saat panen Parameter Jumlah Anakan Produktif Jumlah Biji Per malai
Situ Bagendit
Gogo Wangi
10
5
60
89
a
b
Gambar 5 panjang malai dan jumlah biji padi genotipe Gogo Wangi (a) dan varietas Situ Bagendit (b) Kerebahan Varietas Situ Bagendit memiliki persentase kerebahan lebih besar pada kondisi naungan dibandingkan Gogo Wangi pada kondisi naungan 55% (Tabel 6). Kerebahan terjadi pada saat memasuki masa berbunga (Gambar 6). Tabel 6 Persentase kerebahan dua varietas Varietas 0 Situ Bagendit Gogo Wangi
a
b
Naungan (%) 55
85
0%
100%
100%
0%
20%
100%
c
Gambar 6 Padi genotipe Gogo Wangi (kiri) dan varietas Situ Bagendit (kanan) pada berbagai tingkat naungan pada umur 100 hari kontrol (a), naungan 55% (b), naungan 85% (c).
6
Kandungan Klorofil Daun Kandungan klorofil a, klorofil b, dan klorofil total dipengaruhi secara nyata oleh interaksi varietas dengan naungan (Tabel 7). Pada varietas Situ Bagendit kandungan klorofil a, klorofil b, dan klorofil total tertinggi pada naungan 55%. Genotipe Gogo Wangi kandungan klorofil a, klorofil b, dan klorofil total tertinggi pada naungan 85%. Nisbah klorofil menurun pada genotipe Gogo Wangi signifikan antar perlakuan, sedangkan varietas Situ Bagendit tidak signifikan. Jika kandungan klorofil dibandingkan antar dua varietas yang diteliti, genotipe Gogo Wangi memiliki kandungan klorofil yang lebih tinggi pada kondisi naungan.
Kerapatan Stomata dan Lebar Pori Stomata Pada masing-masing varietas, kerapatan stomata tidak berbeda antar perlakuan naungan meskipun kerapatannya berbeda antar varietas (Tabel 8). Lebar pori stomata dipengaruhi secara nyata oleh interaksi varietas dengan naungan. Pada varietas Situ Bagendit lebar pori menurun pada kondisi naungan 85%. Lebar pori genotipe Gogo Wangi tidak dipengaruhi naungan.
Tabel 7 Kandungan klorofil a, b, dan total dua varietas terhadap berbagai tingkat naungan pada 90 HST Varietas Situ Bagendit Gogo Wangi
Perlakuan Naungan (%) 0 55 85 0 55 85
Klorofil a (mg/L) 18,21c 22,72b 15.75c 5,01d 23,45b 28,04a
Klorofil b (mg/L) 8,70c 10,59b 7,9cb 2,16d 10,70b 15,47a
Klorofil a/b 2,25b 2,14b 2,10b 2,56a 2,16b 1,92b
Klorofil Total (mg/L) 26,90c 33,30b 22,46c 7,18d 34,13b 43,49a
Keterangan: Angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji Duncan (α:5%).
Tabel 8 Kerapatan stomata dan lebar pori dua varietas terhadap berbagai tingkat naungan 90 HST Varietas Situ Bagendit Gogo Wangi
Perlakuan Naungan (%) 0 55 85 0 55 85
Kerapatan Stomata per mm2 381,13a 325,79ab 333,33ab 289,31b 272,95b 295,60b
Lebar Pori (µm) 2,6b 2,6b 1,9c 3,7a 4,0a 3,9a
Keterangan: Angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji Duncan (α:5%)
1 2 3 4
a
b
Gambar 7 Kerapatan stomata varietas Situ Bagendit (a) genotipe Gogo Wangi (b) skala =25µm Keterangan: Sel Epidermis (1), Sel Tetangga (2), Sel Penjaga (3), Stomata (4)
7
PEMBAHASAN Respon Karakter Vegetatif Penurunan jumlah daun varietas Situ Bagendit dan genotipe Gogo Wangi pada penelitian ini dipengaruhi oleh intensitas cahaya yang diterima oleh tanaman. Semakin rendah intensitas cahaya yang diterima akibat adanya naungan menyebabkan laju fotosintesis menjadi rendah, yang mengakibatkan jumlah daun per tanaman yang dihasilkan juga berkurang. Hal sama juga terjadi untuk jumlah anakan yang menurun pada kondisi naungan, karena intensitas cahaya yang tinggi merupakan faktor terpenting untuk terjadinya proses fotosintesis pada tanaman padi. Hal ini sesuai dengan penelitian Moelyohadie (1999) bahwa pemberian naungan pada padi gogo dapat menyebabkan penurunan jumlah daun dan jumlah anakan. Moelyohadi (1999) menyatakan bahwa perbedaan tinggi tanaman akibat perlakuan naungan berkaitan dengan terjadinya proses pemanjangan sel tanaman yang diakibatkan oleh meningkatnya hormon (giberelin dan auksin) di dalam tubuh tanaman, sehingga panjang ruas batang akan semakin tinggi dan akan menyebabkan tinggi tanaman bertambah. Hal ini sesuai dengan penelitian Sopandie et al. (2003) bahwa pada kondisi naungan, tinggi tanaman akan menjadi lebih tinggi karena panjang ruas batang bertambah. Perbedaan tinggi tanaman dan panjang ruas batang antara kedua varietas yang diteliti lebih ditentukan oleh sifat genetis masing-masing varietas, dimana genotipe Gogo Wangi mempunyai karakter tinggi tanaman yang lebih tinggi dibandingkan dengan varietas Situ Bagendit. Tanaman yang lebih tinggi akan dapat mendistribusikan cahaya keseluruh bagian tajuk lebih baik dari pada tanaman yang lebih pendek (Sulistyono et al. 2002). Respon Karakter Reproduktif Hafsah (2000) menyatakan bahwa pada kondisi ternaungi padi gogo menunjukkan umur berbunga dan panen yang lebih panjang dibandingkan dengan padi gogo yang ditanam pada kondisi terbuka. Genotipe Gogo wangi memiliki umur yang lebih panjang dari Situ Bagendit. Menurut Riyadi (1999) bahwa varietas yang berumur pendek dan medium memiliki kehampaan gabah yang sangat nyata dari pada yang
berumur panjang sebab pembungaan pada varietas yang berumur pendek dan medium selaras dengan rendahnya intensitas cahaya, akumulasi dari fotosintesis yang rendah berakibat pada hasil fotosintat yang rendah. Jumlah anakan produktif menurun pada kondisi naungan, hal ini karena laju fotosintesis pada kondisi naungan menjadi rendah. Perbedaan jumlah anakan produktif dan jumlah biji per malai antara kedua varietas yang diteliti lebih ditentukan oleh sifat genetis masing-masing varietas. Varietas Situ Bagendit memiliki karakter jumlah anakan produktif yang lebih tinggi dibandingkan dengan genotipe Gogo Wangi. Genotipe Gogo Wangi memiliki karakter jumlah biji per malai lebih tinggi dibandingkan dengan varietas Situ Bagendit. Jumlah biji per malai menurun karena pada kondisi naungan laju fotosintesis menjadi rendah, sehingga fotosintat yang dihasilkan semakin rendah. Pada kondisi naungan menyebabkan persentase gabah hampa semakin tinggi. Hal ini sesuai dengan penelitian Riyadi (1999) bahwa naungan mengakibatkan jumlah anakan dan jumlah biji tanaman padi gogo menurun. Kerebahan Padi gogo yang ditanam dibawah naungan mengalami kerebahan setelah memasuki masa berbunga. Khususnya pada naungan 85%, kedua varietas pada naungan tersebut mengalami kerebahan. Pada naungan 55% genotipe Gogo Wangi masih dapat tumbuh tegak sedangkan varietas Situ Bagendit mengalami kerebahan. Padi gogo yang ditanam di bawah naungan umumnya mempertahankan tanaman tetap tinggi. Kondisi ini akan menyebabkan tanaman mudah rebah. Besarnya penurunan produksi akibat kerebahan tergantung pada waktu terjadinya kerebahan. Di dalam penelitian ini kerebahan terjadi pada masa berbunga sampai panen. Tanaman padi gogo umumnya rebah saat pengisian bulir sampai bulir terisi penuh (masak pati). Padi gogo yang rebah pada saat matang susu akan menimbulkan kerugian yang lebih besar dibandingkan rebah pada saat matang pati (Hafsah 2000). Kandungan Klorofil Daun Kandungan klorofil genotipe Gogo Wangi memliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan varietas Situ Bagendit pada kondisi naungan. Terdapat perbedaan pola
8
peningkatan kandungan klorofil pada kedua varietas. Genotipe Gogo Wangi memiliki pola kandungan klorofil yang lebih tinggi pada kondisi naungan yang semakin besar, sedangkan pada varietas Situ Bagendit pada kondisi naungan 85% kandungan klorofil menurun. Hal ini diduga karena genotipe Gogo Wangi memiliki daya adaptasi terhadap naungan yang lebih baik dari varietas Situ Bagendit. Kandungan klorofil pada kondisi naungan semakin tinggi, karena setiap kloroplas pada daun ternaungi memiliki grana lebih banyak dibandingkan dengan daun tanpa naungan. Daun naungan menggunakan energi yang lebih besar untuk menghasilkan pigmen pemanen cahaya pada saat jumlah cahaya tersebut terbatas (Salisbury & Ross 1995). Peningkatan klorofil b yang lebih banyak dari pada klorofil a merupakan upaya tanaman untuk mengefisienkan penangkapan jumlah cahaya dengan panjang gelombang yang lebih pendek untuk digunakan dalam proses fotosintesis. Klorofil b menyerap cahaya pada panjang gelombang 430, 455 dan 640 nm. Peningkatan kandungan klorofil b pada tanaman disebabkan oleh adanya proses konversi klorofil a menjadi klorofil b yang dikatalisatori oleh koenzim A (CoA). Kondisi naungan menyebabkan nisbah klorofil a/b menurun pada genotipe Gogo Wangi dan varietas Situ Bagendit. Hidema et al. (1992), menyatakan bahwa penurunan nisbah klorofil a/b, yang disebabkan oleh meningkatnya klorofil b pada tanaman yang dinaungi, berkaitan dengan peningkatan protein klorofil a/b pada komplek pemanen cahaya (LHC II). Hal ini juga sesuai dengan Watanabe et al (1993), yang menyatakan bahwa pada intensitas cahaya rendah (naungan), nisbah klorofil a/b tertinggi terdapat pada tanaman yang dapat beradaptasi terhadap cahaya rendah. Pada penelitian ini genotipe Gogo Wangi pada kondisi naungan 55% memiliki nisbah klorofil a/b yang lebih tinggi dari pada Situ Bagendit. Keadaan ini berkaitan dengan mekanisme peningkatan protein komplek pemanen cahaya (LHC II) yang menyebabkan penangkapan energi cahaya lebih besar. Kandungan klorofil a yang lebih tinggi pada genotipe Gogo Wangi dibandingkan dengan varietas Situ Bagendit, tampaknya menentukan daya toleransi yang lebih tinggi terhadap naungan. Sopandie et al. (2003) menyatakan bahwa pada kualitas cahaya
mendekati 700 nm (peran maksimum pada 670 nm) yang merupakan kualitas cahaya untuk kondisi naungan, klorofil a berperan lebih besar dari pada klorofil b. Dengan demikian, genotipe Gogo Wangi lebih toleran pada kondisi naungan terutama naungan 55%, karena memiliki kandungan klorofil a dan nisbah klorofil a/b yang lebih tinggi dibanding dengan varietas Situ Bagendit. Kerapatan stomata dan Lebar Pori Stomata Kerapatan stomata dapat dipengaruhi oleh intensitas cahaya dan genotipe. Pada penelitian ini pemberian naungan memberikan respon yang beragam. Hasil analisis kerapatan stomata genotipe Gogo Wangi dan varietas Situ Bagendit tidak dipengaruhi oleh naungan. Hal ini menunjukkan kedua varietas yang diteliti dapat beradaptasi dengan baik pada kondisi naungan. Hasil analisis lebar pori stomata menunjukkan naungan menyebabkan lebar pori stomata lebih sempit pada varietas Situ Bagendit pada kondisi naungan 85%, sedangkan lebar pori stomata genotipe Gogo Wangi tidak dipengaruhi oleh naungan. Hal ini terjadi karena perbedaan naungan pengaruhnya relatif masih sama dalam hal menambah kelenturan dinding porus stomata (Haryanti 2010). Kerapatan stomata yang lebih tinggi menunjukkan kapasitas difusi CO2 yang lebih besar sehingga semakin tinggi pertukaran gas CO2, demikian juga dengan konduktansi stomata (Anggraeni 2010). Konduktansi stomata merupakan kondisi kemudahan untuk pertukaran gas CO2 untuk fotosintesis. Sasmita (2008) menyatakan bahwa kerapatan stomata yang tinggi memungkinkan suplai CO2 per unit fotosintetik akan lebih tinggi sehingga fotosintat yang dihasilkan meningkat.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Pemberian naungan menurunkan jumlah daun dan jumlah anakan produktif kecuali tinggi tanaman. Pengaruh naungan terhadap padi genotipe Gogo Wangi meningkatkan kandungan klorofil, namun tidak demikian halnya untuk varietas Situ Bagendit. Pengaruh naungan terhadap kerapatan stomata pada kedua varietas tidak signifikan. Genotipe Gogo Wangi memiliki
9
potensi untuk ditanam secara tumpang sari atau di bawah tegakan tanaman lain. Saran Penelitian sebaiknya dilakukan di ladang terbuka dengan cara tumpang sari. Untuk mengetahui pengaruh naungan terhadap produktivitas padi diperlukan data produksi seperti bobot 100 atau 1000 biji dan persentase biji yang hampa
DAFTAR PUSTAKA Anggraeni BW. 2010. Studi morfo-anatomi dan pertumbuhan kedelai (Glycine max (L) Merr.) pada kondisi cekaman intensitas cahaya rendah. [skripsi]. Bogor: Departemen Agronomi dan Holtikultura. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Arnon DI. 1949. Copper enzymes in isolated chloroplast, polyphenol oxidase in Beta vulgaris. Plant Physiol 24:1-15. Hafsah S. 2000. Pengaruh naungan dan tingkat dosis nitrogen terhadap persentase kerebahan dan produksi padi gogo (Oryza sativa). [tesis]. Bogor: Program Pasca Sarjana. Institut Pertanian Bogor. Haryanti S. 2010. Pengaruh naungan yang berbeda terhadap jumlah stomata dan ukuran porus stomata daun Zephyranthes rosea Lindl. Bul Anatomi dan Fisiologi 18:1-8. Hidema J, Makino A, Kurita Y, Mae T, Ohjima K. 1992. Changes in the level of chlorophyll and light-harvesting chlorophyll a/b protein of PS II in rice leaves agent under different irradiances from full expansion through senescense. Plant Cell Physiol 33:1209-1214. Istiawan H. 2010. Analisis produksi tanaman padi dan kaitannya dengan standar kebutuhan masyarakat di kabupaten Karanganyar antara tahun 2003 dan tahun 2007. [skripsi]. Surakarta: Fakultas Geografi. Universitas Muhamadiyah Surakarta. Lestari EG. 2006. Hubungan antara kerapatan stomata dengan ketahanan kekeringan pada somaklon padi Gajahmungkur, Towuti, dan IR 64. Biodiversitas 7:44-48.
Moelyohadi P. 1999. Pengaruh naungan terhadap intersepsi dan efisiensi penggunaan radiasi surya pada tanaman padi gogo. [tesis]. Bogor: Program Pasca Sarjana. Institut Pertanian Bogor. Riyadi KH. 1999. Toleransi beberapa varietas padi gogo (Oryza sativa L.) terhadap deficit cahaya dan perbedaan kadar sukrosa pada daun. [skripsi]. Bogor: Faperta. Institut Pertanian Bogor. Salisbury FB, CW Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Jilid 3 edisi ke-4. Lukman DR, Sumaryono, penerjemah. Bandung: Penerbit ITB. Terjemahan dari: Plant Physiology. Sasmita et al. 2006. Evaluasi pertumbuhan dan produksi padi gogo haploid ganda toleran naungan dalam sistem tumpang sari. Bul Agron 34:79-86. Sasmita P. 2008. Karakter anatomi, dan agronomi toleran cahaya rendah Sukamandi. Balai Besar Tanaman Padi.
morfologi, padi gogo (naungan). Penelitian
Sopandie D, Chozin MA, Sastrosumarjo S, Juhaeti T, Sahardi. 2003. Toleransi padi gogo terhadap naungan. Hayati 10:71-75. Sulistyono E, Chozin MA, Rezkiyanti F. 2002. Uji potensi hasil beberapa galur padi gogo (Oryza sativa L.) pada beberapa tingkat naungan. Bul Agron 30:1-5. Watanabe N, Austin RB, Morgan CL. 1993. Variation in chlorophyll protein between wet and dry season rice varieties. In: Rice Genetics II. Proceeding of the Second International Rice Genetic Symposium. IRRI. Los Banos, Philippine. 29 November - 4 Desember. Hal 117.
