Penelitian dilaksanakan di lahan percobaan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara dengan ketinggian tempat ± 25 meter di atas permukaan laut, mulai bulan April sampai dengan Agustus 2018.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan yaitu bibit setek pucuk ubi jalar varietas Beta-1, aksesi lokal Perbaungan dan aksesi lokal Binjai sebagai objek yang akan diamati, Styrofoam box untuk wadah tanaman, pupuk Urea, TSP, dan KCl untuk pemupukan dasar, plastik kaca sebagai atap rumah plastik, plastik sebagai pembalut styrofoam box agar tanah tidak tercuci, air untuk menyiram tanaman, kertas saring, label, aluminium foil, akuades, Monokalium fosfat (KH2PO4), K2HPO4, EDTA (Ethylen Dinitril Tetra Acetic Acid Dihidrat), L-Methionin, NBT (Nitro Blue Tetrazolium Chloride), riboflavin, TCA (Asam Trikloroasetat), KI (Kalium Iodida), Hidrogen Peroksida (H2O2) 30%, ethanol 96%, ethanol 80%, petroleum ether, PVP (Polyvinylpyrrolidone), nitrogen cair, NaOH dan bahan-bahan lain yang mendukung penelitian ini.
Alat yang digunakan yaitu cangkul untuk membersihkan gulma, bambu sebagai kerangka rumah plastik, kawat untuk mengikat antara tiap bambu, pisau/cutter untuk memotong plastik dan bahan tanam, pacak sampel sebagai penanda, meteran untuk mengukur lahan, tang untuk mengikat kawat, parang untuk memotong bambu, timbangan analitik untuk menimbang bahan-bahan, gembor untuk menyiram tanaman, selang pada media tanam untuk memudahkan penyiraman, handsprayer, gelas ukur, tabung reaksi, oven, mortal dan alu, pH
meter, spektrofotometer UV/VIS, kalkulator, sentrifuse, tube, tip pipet serta alat pendukung lainnya.
Metode Penelitian
Penelitian menggunakan rancangan acak kelompok (RAK) dengan 2 faktor :
Faktor I : Genotipe ubi jalar (G) dengan 3 jenis, yaitu : G1 = Varietas Beta-1
G2 = Aksesi Lokal Perbaungan G3 = Aksesi Lokal Binjai
Faktor II : Tingkat Penyiraman (P) dengan 3 taraf, yaitu :
P1 = Penyiraman Sangat Terbatas (disiram sampai 1 bulan interval 10 hari) P2 = Penyiraman Terbatas (disiram sampai 2 bulan interval 10 hari)
P3 = Penyiraman Optimum (disiram sampai 4 bulan interval 10 hari) Diperoleh kombinasi perlakuan sebanyak 9 kombinasi, yaitu :
G1P1 G2P1 G3P1 G1P2 G2P2 G3P2
G1P3 G2P3 G3P3
Jumlah ulangan (blok) : 3 ulangan
Jumlah plot : 27 plot
Jarak antar plot : 30 cm
Jarak antar blok : 50 cm
Jumlah tanaman/plot : 4 tanaman Jumlah tanaman seluruhnya : 108 tanaman Jumlah sampel/plot : 4 tanaman
Jumlah sampel seluruhnya : 108 tanaman
Data hasil penelitian dianalisis dengan menggunakan sidik ragam dengan model linear aditif sebagai berikut :
Yijk = µ + ρi + αj + βk + (αβ)jk + εijk
i = 1,2,3 j = 1,2,3 k = 1,2,3,4 Dimana:
Yijk : Data hasil pengamatan pada blok ke-i akibat perlakuan genotipe (G) taraf ke-i dan tingkat penyiraman (P) ke-j dan pada ulangan ke-k
µ : Nilai tengah ρi : Efek dari blok ke-i
αj : Efek perlakuan genotipe pada taraf ke-j
βk : Efek perlakuan tingkat penyiraman pada taraf ke-k
(αβ)jk : Interaksi antara perlakuan genotipe taraf ke-j dan tingkat penyiraman taraf ke-k
εijk : Galat dari blok ke-i, perlakuan genotipe taraf ke-j dan tingkat penyiraman taraf ke-k
Jika dari hasil analisis sidik ragam menunjukkan pengaruh yang nyata, maka dilanjutkan dengan Uji Beda Rataan berdasarkan Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf 5% (Steel and Torrie, 1995).
Pelaksanaan Penelitian Persiapan Lahan
Areal lahan yang akan digunakan, dibersihkan dari gulma yang tumbuh dan sisa-sisa akar tanaman pada areal tersebut. Kemudian lahan diolah dan digemburkan dengan menggunakan cangkul dengan kedalaman olah 20 cm. Lalu dibuat plot percobaan dengan dengan ukuran panjang 200 cm, lebar 100cm, dan tinggi 30 cm dengan jarak antar blok 50 cm dan jarak antar plot 30 cm. Pada sekeliling daerah dibuat parit drainase sedalam 30 cm untuk menghindari adanya genangan air di sekitar areal penelitian.
Pembuatan Bedengan
Pembuatan bedengan dilakukan pada saat setelah dilakukan persiapan lahan dengan ukuran 200 cm x 100 cm dengan jarak antar plot 30 cm dan jarak antar blok 50 cm dengan media tanam yang digunakan adalah tanah lahan yang sudah digemburkan dan dicampur dengan kompos.
Persiapan Bibit
Bibit yang digunakan adalah Varietas Beta-1 berasal dari Balikabi Malang, aksesi lokal Perbaungan, aksesi lokal Binjai. Panjang stek pucuk 25 cm dan ukuran bibit relatif sama.
Persiapan Media Tanam
Media tanam yang diisi adalah tanah top soil pada styrofoam box dengan ukuran berat 30 kg dan dibalut dengan plastik dari dalam styrofoam box untuk menjaga media tanam yang ada di dalam styrofoam box tersebut agar tidak terjadi pengurangan air.
Pemasangan Selang
Selang sepanjang 25 cm dipasang di bagian pinggiran styrofoam box untuk mempermudah penyerapan air pada saat penyiraman.
Penanaman
Stek pucuk ditanam tegak lurus dengan pangkal stek dibenamkan (1/3 bagian stek) sehingga tinggi 2/3 bagian stek berada di atas permukaan tanah.
Jarak tanam yang digunakan adalah 30 x 100 cm. Setiap lubang ditanami dengan 1 stek. Penanaman dilakukan di dalam styrofoam box.
Pemupukan Dasar
Pemupukan dasar dilakukan satu minggu setelah tanam. Pupuk yang diberikan berdasarkan penelitian Zulkadifta (2018) dengan dosis anjuran kebutuhan pupuk ubi jalar yaitu Urea 200 kg/ha (40 g/plot (7,2 g/styrofoam)), TSP 100 kg/ha (20 g/plot (3,6 g/styrofoam)) dan KCl 100 kg/ha (20 g/plot (3,6 g/styrofoam)). Pupuk diaplikasikan secara larikan dan ditutup kembali dengan tanah.
Penyiraman
Penyiraman bibit dilakukan pada pagi dan sore hari sesuai perlakuan yang telah ditetapkan menurut Hapsari et al., (2011) yaitu, penyiraman sangat terbatas (penyiraman sejak tanam hingga umur empat minggu dengan selang waktu 10 hari), penyiraman terbatas (penyiraman sejak tanam hingga umur delapan minggu dengan selang waktu 10 hari), penyiraman optimum (penyiraman sejak tanam hingga panen dengan selang waktu 10 hari). Dalam setiap penyiraman dilakukan dengan mempertahankan kapasitas lapang tanaman.
Pengambilan Sampel Daun
Sampel daun diambil 2x dari lahan percobaan yaitu pada 2 bulan setelah tanam (2 BST) dan tiga bulan setelah tanam (3 BST). Lizhen (1995) menyatakan bahwa fase kritis tanaman ubijalar terhadap deraan kekeringan adalah pada awal pertumbuhan yaitu pada umur 1–60 hari setelah tanam (hst). Sampel daun digunakan untuk analisis parameter klorofil a, b, dan total klorofil, kadar air relatif, enzim superoksida dismutase dan hidrogen peroksida.
Pemeliharaan Penyulaman
Penyulaman dilakukan pada saat 1 MST setelah penanaman di lapangan bertujuan untuk mengganti adanya setek yang rusak atau tidak tumbuh.
Pengangkatan Batang
Pengangkatan batang bertujuan mencegah terbentuknya umbi-umbi kecil.
Pengangkatan atau pembalikan batang dilakukan pada umur 50 HST atau pengangkatan batang dilakukan berdasarkan pengamatan adanya akar yang tumbuh pada ruas-ruas batang.
Penyiangan dan Pembumbunan
Penyiangan dilakukan untuk mengendalikan gulma sekaligus menggemburkan tanah. Tumbuhan pengganggu perlu dikendalikan agar tidak menjadi saingan bagi tanaman utama dalam hal penyerapan unsur hara serta untuk mencegah serangan hama dan penyakit. Penyiangan dilakukan secara manual dengan mencabut gulma agar perakaran tanaman tidak terganggu. Pembumbunan dilakukan pada umur 4 MST hingga 8 MST dengan interval satu minggu.
Pengendalian Hama dan Penyakit
Pengendalian hama dan penyakit tanaman dilakukan dengan cara manual dengan mencabut tanaman yang terkena penyakit dan diganti dengan tanaman transplanting, sedangkan pada tanaman yang terkena penyakit menjelang tanaman panen tidak diganti dengan tanaman transplanting. Penyemprotan insektisida dan fungisida dilakukan sesuai dengan kondisi di lapangan yaitu apabila terjadi serangan hama dan penyakit pada tanaman.
Panen
Panen dilakukan pada saat ubi jalar berumur 18 MST dengan kriteria panen dapat dilihat warna daun mulai menguning dan kemudian rontok. Panen dilakukan dengan cara mencangkul guludan dan mengangkat tanaman hingga terlihat bagian umbi di dalam tanah. Tanaman dibersihkan dari kotoran-kotoran yang menempel. kemudian umbi dipotong dari pangkal batang tanaman.
Parameter Pengamatan
Kandungan Klorofil a, b dan total
Analisis klorofil dilakukan di Laboratorium Kultur Jaringan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Metode yang digunakan dalam menghitung kandungan klorofil a, b dan total adalah metode Wintermans and De Mots (1965).
Klorofil diekstraksi dengan cara daun digerus menggunakan ethanol 96%. Setelah itu disaring menggunakan kertas saring, kemudian larutan dipindahkan ke dalam tabung reaksi sehingga diperoleh ekstrak daun sebanyak 25 ml. Disiapkan alat spektrofotometer UV/VIS dan diatur panjang gelombangnya, dimasukkan larutan ethanol 96% (blanko) sebagai penetral, dikeluarkan larutan blanko tersebut kemudian secara bergantian dimasukkan larutan ekstrak tersebut ke dalam alat
spektrofotometer UV/VIS. Larutan tersebut diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 649 nm dan 665 nm. Total klorofil, klorofil a, klorofil b dalam satuan g/ml dihitung dengan menggunakan rumus:
Klorofil a = {(13.7 x A665) – (5.76 x A649)} /10 Klorofil b = {(25.8 x A649) – (7.60 x A665)} / 10 Total klorofil = {(6.10 x A665) + (20.0 x A649)} / 10 A665 = absorbansi ekstrak klorofil pada 665 nm
A649 = absorbansi ekstrak klorofil pada 649 nm Kandungan Betakaroten pada Umbi
Sampel berupa umbi dihaluskan kemudian ditimbang sebanyak 10 g.
Setelah itu sampel dicampurkan dengan 50 ml etanol 95% dan ditempatkan ke dalam water bath dengan suhu 70-80ºC selama 20 menit sambil diaduk. Larutan dipindahkan dan dinginkan kemudian hitung volume awal. Larutan kemudian ditambah 15 ml aquadestilata dan didinginkan di dalam kontainer es batu selama 5 menit.
Larutan dipindahkan ke corong pisah dan kemudian ditambah 25 ml petroleum eter dan dituangkan etanol perlahan-lahan hingga terbentuk dua lapisan yang terpisah. Lapisan bawah dilepaskan ke dalam gelas kimia sementara lapisan atas dikumpulkan ke dalam erlemenyer 250 ml. Lapisan bawah dipindahkan ke corong dan diekstraksi kembali dengan 10 ml petroleum eter. Ekstraksi dilakukan 5-6 kali hingga diperoleh larutan dengan warna kuning muda.
Seluruh larutan hasil ektraksi petroleum eter ditempatkan ke dalam erlemenyer 250 ml dan dipindahkan ke corong pisah untuk diekstraksi kembali dengan etanol 80% sebanyak 50 ml. Ekstrak terakhir ini diukur dan dimasukkan
ke dalam botol sampel dan di tempatkan ke dalam spektrofotometer untuk diukur kadar betakaroten yang terkandung dalam sampel yang telah dibuat.
Ekstrak absorbansi diukur dengan menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 436 nm. Sebuah cuvette berisi petroleum ether (blanko) digunakan untuk mengkalibrasi spektrofotometer sampai titik nol. Sampel masing-masing ekstrak ditempatkan di cuvette. Perhitungan diulang 5-6 kali untuk setiap sampel dan dicatat pembacaan rata-rata. Konsentrasi betakaroten dihitung dengan menggunakan Hukum Bear-Lamberts, yang menyatakan bahwa absorbansi (A) sebanding dengan konsentrasi (C) pigmen, seperti yang ditunjukkan oleh persamaan:
A ∞L (jika konsentrasi (C) konstan).
A=ECL; C=A/EL
Keterangan:
C = konsentrasi pigmen A = absorbansi
E = koefisien betakaroten = 1,25 x 104 μg/l L = ketebalan cuvette (panjang lintasan) = 1 cm
(Association of Official Analytical Chemists (AOAC), 1980) Aktivitas Enzim SOD (Superoksida Dismutase)
Aktivitas enzim pada tanaman ubi jalar dapat diketahui dengan menganalisis enzim superoksida dismutase yang dilakukan di Laboratorium Kultur Jaringan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Analisis SOD diamati berdasarkan metode yang dilakukan oleh Beauchamp dan Fridovich (1971) (Lampiran 7). Aktivitas SOD dinyatakan dalam satuan unit/mg protein.
Tangen kontrol – Tangen sampel 0.5 x Tangen kontrol Aktivitas SOD =
mg protein
Hidrogen Peroksida (H2O2)
Analisis radikal bebas yaitu hidrogen peroksidase dilakukan di Laboratorium Kultur Jaringan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
Analisis diamati berdasarkan metode yang dilakukan oleh Sergiev et. al., (1997).
Analisis dilakukan dengan mencampurkan ekstrak enzim daun sebanyak 0,1 g dengan 1 ml TCA (Asam Trikloroasetat), lalu disentrifuse dengan kecepatan 12.000 rpm selama 15 menit. Supernatan yang diperoleh sebanyak 200 μL lalu ditambahkan dengan 0,5 ml buffer potasium fosfat 10 mM pH 7 dan 1 ml KI.
Larutan blanko yang digunakan adalah H2O2. Pengukuran aktivitas hidrogen peroksida dihitung dengan spektrofotometer UV/VIS pada panjang gelombang 390 nm. Aktivitas hidrogen peroksida dinyatakan dalam satuan μmol/g.
Kandungan Air Relatif (KAR) Daun
Analisis kandungan air relatif daun dilakukan di Laboratorium Kultur Jaringan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Kandungan air relatif daun dianalisis menggunakan metode Prochazkova et. al., (2001). Kadar air relatif ditentukan dengan cara mengambil 10 potongan daun. Potongan daun tersebut ditimbang menggunakan neraca analitik untuk mengetahui bobot segar (BS).
Kemudian dilakukan hidrasi selama 24 jam. Setelah 24 jam dilakukan penimbangan untuk mengetahui bobot jenuh (BJ). Untuk mengetahui bobot kering (BK) maka potongan daun tersebut dikeringovenkan pada suhu 800C
selama 48 jam. Aktivitas kandungan air relatif dinyatakan dalam satuan %.
Kandungan air relatif dihitung dengan rumus:
Bobot segar – Bobot kering
KAR = x 100%
Bobot jenuh – Bobot kering