Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan di Kebun Percobaan Balai Besar Biogen Cikeumeuh Bogor. Analisis laboratorium dilaksanakan di laboratorium Research Group on Crop Improvement dan Ekofisiologi IPB serta laboratorium Histologi Biotrop Bogor. Penelitian dilakukan pada bulan Agustus 2004 sampai dengan Nopember 2005.
Percobaan dilakukan dalam dua tahap. Percobaan pertama bertujuan untuk mengetahui perbedaan respon morfo-anatomi daun dan kandungan pigmen fotosintetik dan non- fotosintetik antara kedelai genotipe toleran dan peka dalam perlakuan intensitas cahaya periode yang lama (long term exposure), sedangkan percobaan kedua bertujuan untuk mengetahui perubahan morfo-anatomi daun dan
42
kandungan pigmen pada kedelai genotipe toleran dan peka sebagai respon atas berbagai kondisi intensitas cahaya periode singkat (short term exposure).
Percobaan Pertama : "Mekanisme Efisiensi Penangkapan Cahaya
dalam Periode yang Lama"
Metode
Faktor yang diuji adalah intensitas cahaya sebagai petak utama yang terdiri dari dua taraf: IC100 = intensitas cahaya 100% (kontrol), dan IC50 = intensitas cahaya 50%. Faktor kedua sebagai anak petak adalah genotipe yang teridiri dari: dua genotipe toleran yakni Pangrango (G1) dan Ceneng (G2) serta dua genotipe peka yakni Godek (G3) dan Slamet (G4) (Sopandie et al. 2002). Jadi, terdapat delapan kombinasi perlakuan yang masing- masing diulang empat kali sehingga terdapat 32 satuan percobaan. Tiap satuan percobaan menggunakan 50 tanaman. Percobaan menggunakan rancangan petak terpisah (split plot) dengan anak petak tersarang (nested) pada petak utama. Denah percobaan disajikan pada Lampiran 1. Perlakuan intensitas cahaya 50% dilaksanakan dengan cara meletakan paranet hitam di sisi atas dan keempat sisi rangka bambu setinggi 2 m sehingga pertanaman kedelai terkurung (terselubungi) oleh paranet. Paranet yang digunakan adalah paranet yang meloloskan cahaya sekitar 50%.
Tanah di dalam maupun di luar paranet diolah sebanyak dua kali. Pada pengolahan tanah kedua, diikuti dengan pemberian pupuk kandang sebanyak 20 ton/ha. Selanjutnya, tiga butir benih kedelai dimasukkan ke dalam lubang tanam sedalam 2 cm – 3 cm yang sebelumnya telah diberi Carbofuran-3G dengan jarak tanam 20 cm x 30 cm. Pada umur satu minggu setelah tanam (MST) tanaman diberi pupuk dengan dosisi 30 kg urea/ha, 100 kg SP-36/ha, dan 100 kg KCl/ha, sekaligus penyulaman dan penjarangan tanaman sehingga tiap lubang tanam hanya berisi dua tanaman. Pada umur 2 MST dilakukan penjarangan lagi sehingga tiap lubang tanam hanya berisi satu tanaman.
Dalam setiap satuan percobaan diambil lima sampel tanaman destruktif dan lima sampel tanaman produksi. Pengukuran karakter yang menggunakan daun, sampel yang dipilih adalah daun yang telah membuka penuh (daun ke 3 – 4 dari atas pada batang utama). Panen dilakukan setelah polong kehilangan warna hijaunya dengan cara menggunting tangkai polong yang telah kering dan tetap
membiarkan tanaman kedelai tetap hidup dengan polong lain yang belum bisa dipanen. Pemeriksaan waktu panen dan pemanenan dilakukan setiap minggu.
Peubah yang diamati meliputi morfo-anatomi, pigmen, serta hasil dan komponen hasil. Aspek morfo-anatomi yang diamati adalah: (a) luas daun total, (b) luas daun spesifik, (c) luas daun trifoliate (d) ketebalan daun, (e) panjang lapisan palisade, (f) kerapatan stomata, (g) kerapatan trikoma, serta (h) intensitas kehijauan daun. Sedangkan pigmen yang diukur adalah : (a) kandungan klorofil a, (b) klorofil b, (c) klorofil total, (d) nisbah klorofil a/b, serta (e) kandungan antosianin. Peubah hasil dan komponen hasil yang diamati meliputi : (a) jumlah polong berisi, (b) jumlah polong hampa, dan (c) bobot biji/tanaman. Jumlah polong berisi dan polong hampa dihitung seluruhnya per tanaman. Setelah polong kering dan dipipil, biji ditimbang. Bobot biji/tanaman adalah berat keseluruhan biji yang diperoleh saat panen hari pertama sampai panen hari terakhir. Nilai bobot biji/tanaman adalah rata-rata lima tanaman sampel.
Pengukuran luas daun dilakukan pada umur 10 MST menggunakan leaf area meter. Luas daun total adalah luas seluruh daun yang terbentuk/tanaman, merupakan nilai rata-rata dari lima tanaman sampel sedangkan luas daun spesifik diperoleh dari luas daun total dibagi total berat kering daun (Evans dan Poorter 2001). Luas daun trifoliat diukur pada posisi daun ketiga dan keempat dari atas pada batang utama, merupakan nilai rata-rata dari dua daun trifoliat dari lima tanaman sampel.
Tebal daun dan lapisan palisade diukur dari daun yang berada di tengah dari trifoliat. Pada umur 10 MST, tiga daun sebagai ulangan dipreparasi, kemudian lima dari hasil potongan mikrotom terbaik diukur tebal dan ukuran lapisan palisadenya, masing- masing pada empat tempat yang berbeda. Jadi, nilai tebal daun dan lapisan palisade dari setiap unit percobaan merupakan rata-rata dari 3 x 5 x 4 = 60 kali hasil pengukuran.
Dalam pengamatan kerapatan trikoma, digunakan tiga trifoliat dari lima tana man sampel pada umur 10 MST. Trikoma dari masing- masing daun trifoliat diamati pada permukaan daun bagian atas sebanyak 10 kali, sehingga nilai kerapatan trikoma dari setiap unit percobaan merupakan rata-rata dari 5 x 3 x 10 = 150 kali hasil pembacaan pada mikroskop dengan perbesaran 200x.
44
Kerapatan stomata dianalisis pada umur 10 MST menggunakan metode imprint. Permukaan bawah daun (daun yang di tengah dari trifoliat) diolesi cutex transparan pada empat tempat berbeda dan setelah kering diangkat menggunakan selotif transparan. Selotif dengan cutex yang mengandung hasil copian stomata daun diamati di bawah mikroskop pada perbesaran 400x. Masing- masing selotif dibaca lima kali sehingga nilai kerapatan stomata dari setiap unit percobaan merupakan rata-rata dari 5 x 4 x 5 = 100 kali hasil pembacaan.
Intensitas kehijauan daun diukur menggunakan chlorophyl meter (FJK Chlorophyll Tester CT-102) pada umur 10 MST. Daun trifoliat pada posisi ketiga dari atas pada batang utama diukur intensitas kehijauannya. Masing- masing helai daun dibaca intensitas kehijauannya pada empat titik sehingga nilai intensitas kehijauan pada suatu unit perlakuan merupakan rata-rata dari 5 x 3 x 4 = 60 kali pengukuran. Kandungan pigmen baik klorofil maupun antosianin juga diukur pada umur 10 MST. Analisis klorofil menggunakan metode Arnon (1949) yang telah dimodifikasi oleh Yoshida dan Parao (1976) (Lampiran 4) sedangkan analisis antosianin menggunakan metode yang dikembangkan Less dan Francis (1982) (Lampiran 5).
Analisis Data
Data dianalisis menggunakan anova sesuai rancangan yang digunakan, dilanjutkan dengan uji DMRT pada taraf kepercayaan 95%. Selain itu, keterkaitan antara intensitas kehijauan daun dengan kandungan klorofil diuji menggunakan prosedur korelasi.
Percobaan Kedua : "Mekanisme Efisiensi Penangkapan Cahaya
dalam Periode Singkat"
Metode
Faktor yang diuji adalah genotipe dan penerimaan cahaya. Faktor genotipe terdiri dari: G1 = Pangrango, G2 = Ceneng, G3 = Godek, dan G4 = Slamet. Pemberian berbagai kondisi cahaya dilakukan setelah tanaman berumur 14 hari sebagai berikut: L0 (dipelihara dalam ruang tanpa cahaya (gelap) selama 5 hari), L1 (dipelihara dalam intensitas cahaya 50% selama 5 hari), L2 (dipelihara pada intensitas cahaya 100% selama 5 hari), L3 (dipeliharan selama 5 hari dalam
intensitas cahaya 100% lalu dipindahkan ke intensitas cahaya 50 % selama 3 hari), L4 (dipelihara selama 3 hari intensitas cahaya 100%, selama 3 hari dalam intensitas cahaya 50%, lalu dipindahkan lagi ke intensitas cahaya 100% selama 2 hari), L5 (dipelihara dalam intensitas cahaya 50% selama 3 hari, dalam intensitas cahaya 100% selama 2 hari, kemudian dalam tanpa cahaya (gelap) selama 3 hari). Setiap genotipe menggunakan 30 tanaman dan waktu penanaman diatur sedemikian rupa sehingga pengambilan sampel daun berlangsung pada saat yang bersamaan (Lampiran 2).
Polibag diisi dengan ± 8 kg campuran tanah dan pupuk kandang (1 kg tanah : 20 g pupuk kandang). Selanjutnya, benih kedelai dilumuri dengan inokulan rhizobium kemudian dimasukkan ke dalam lubang tanam (tiga butir benih/lubang) sedalam 2–3 cm. Setelah seputar benih ditaburi Carbofuran 3-G, lubang tanam ditutup tanah kemudian disiram. Pada umur 1 MST tanaman diberi pupuk dengan dosisi 30 kg urea/ha, 100 kg SP-36/ha, dan 100 kg KCl/ha, sekaligus penyulaman dan penjarangan tanaman sehingga tiap polibag berisi dua tanaman. Pada umur 2 MST dilakukan penjarangan lagi sehingga tiap polibag hanya berisi satu tanaman.
Setelah berumur 14 hari, tanaman kedelai diberi perlakuan intensitas cahaya. Perlakuan gelap dilakukan dengan cara meletakan tanaman pada ruangan (kamar) gelap tanpa cahaya, sedangkan cahaya 50% dan 100% dilakukan dengan cara seperti pada percobaan pertama.
Sampel daun untuk pengukuran kandungan pigmen, diambil dari daun yang telah membuka sempurna (nomor 3 dari atas pada batang utama), sedangkan untuk pengukuran morfo-anatomi lainnya menggunakan sampel daun nomor 4 dari atas pada batang utama.
Peubah yang diamati meliputi : (a) kandungan klorofil a, klorofil b, nisbah klorofil a/b, dan kandungan antosianin, (b) ketebalan daun dan panjang lapisan palisade, (c) kerapatan stomata dan kerapatan trikoma, dan (d) intensitas kehijauan daun.
Kandungan klorofil a, klorofil b, nisbah klorofil a/b, kandungan antosianin, intensitas kehijauan daun, dan kerapatan trikoma diamati pada semua kombinasi perlakuan sedangkan peubah lainnya hanya diamati pada genotipe ceneng dan godek dalam berbagai kondisi intensitas cahaya. Metode pengukuran
46
setiap peubah dilakukan dengan cara yang sama seperti pada percobaan pertama. Pada kondisi L0 tidak dilakukan pengukuran intensitas kehijauan daun dan kerapatan stomata.
Analisis Data
Data yang diperoleh disajikan dalam bentuk tabel dan histogram. Perbedaan respon suatu karakter terhadap kondisi kontrol diduga berdasarkan perubahan persentase relatif terhadap kontrol.