3 ADAPTASI KEDELAI HITAM TERHADAP CEKAMAN GANDA ALUMINIUM DAN BES
Evaluasi 7 Genotipe Kedelai terhadap Cekaman Al dan Fe Tempat dan Waktu
Penelitian dilaksanakan pada bulan Februari hingga April 2014. Lokasi percobaan di rumah kaca Kebun Percobaan Cikabayan IPB dan pengamatan sekresi asam organik dilakukan di Balai Pasca Panen Cimanggu Bogor.
Bahan dan Alat
Tujuh genotipe kedelai digunakan untuk evaluasi genotipe toleran cekaman Al dan Fe. Genotipe tersebut terdiri atas 6 genotipe kedelai hitam yakni: Cikuray, Lokal Malang, Ceneng, Malika, Detam 1, Detam 2, sedangkan Tanggamus sebagai pembanding yang memperlihatkan pertumbuhan dan produksi tertinggi di lahan di lahan sulfat masam (Ghulamahdi et al. 2009).
Komposisi bahan kimia yang digunakan sebagai larutan hara berdasarkan Sopandie (1990) yakni konsentrasi 1/3 strength terdiri atas: 1.5 mM Ca(NO3)2.4H2O; 1.0 mM NH4NO3; 1.0 mM KCl; 0.4 mM MgSO4.7H2O; 1.0 mM KH2PO4; 0.50 ppm MnSO4.4H2O; 0.02 ppm CuSO4.5H2O; 0.05 ppm ZnSO4.7H2O; 0.50ppm H3BO3; 0.p1 ppm (NH4)2M07O24.4H2O dan 0.068 mM FeSO4.7H2O. Aluminium diberikan dalam bentuk AlCl3.6H2O, sedangkan Fe diberikan dalam bentuk FeSO4.7H2O. Peralatan yang digunakan terdiri atas wadah berkapasitas 2 liter, selang, pipa PVC ¼ inchi, pompa udara, pH meter, alat takar, pengaduk dan timbangan.
Rancangan Penelitian
Penelitian menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) 3 faktor dengan 3 ulangan. Faktor pertama konsentrasi Al yakni: tanpa Al (A0); 0.5 mM Al (A1); 0.7 mM Al (A2) dan 0.9 mM (A3). Faktor kedua adalah konsentrasi Fe yakni; tanpa Fe (B0); 0.1 mM Fe (B1); 0.2 mM Fe (B2); dan 0.3 mM Fe (B3). Faktor ketiga adalah varietas kedelai yakni: Tanggamus, Cikuray, Lokal Malang, Ceneng, Malika, Detam 1 dan Detam 2.
Prosedur Kerja
Benih kedelai hitam dikecambahkan pada media pasir selama 5 hari. Kriteria tanaman digunakan saat transplanting adalah berdasarkan keseragaman panjang akar dan tinggi tanaman. Bibit pada media pasir dipindahkan secara hati- hati, dibilas dengan air destilata, dijepit dengan busa dan ditempatkan pada sterofoam yang sudah dilubangi. Setiap pot yang berisi 2 L larutan ditanami 5 bibit kedelai. Aerator digunakan agar tercipta kondisi oksidatif.
Tanaman dipindahkan pada media yang berisi larutan hara bernilai pH 4. Pemberian perlakuan cekaman Al dan Fe dilakukan dua hari setelah tanaman dipelihara selama dua hari. Nilai pH larutan dipertahankan pada pH 4 dengan
17 menggunakan NaOH 1 N dan HCl 1 N, sedangkan volume larutan dipertahankan melalui penambahan air bebas ion sejumlah yang diuapkan. Kegiatan ini dilakukan setiap 3 hari. Penanaman kedelai dalam kultur hara ditunjukkan pada Gambar 7.
Pengamatan
Pengamatan gejala keracunan Al dan Fe diamati berdasarkan karakter morfologi. Selain gejala toksisitas Al dan Fe, parameter lain yang diamati terdiri atas:
1. pH diamati setiap 3 hari sebelum pengaturan pH 4 dan penambahan ion bebas 2. Tinggi tanaman saat umur 14 hari, diukur dari leher akar hingga titik tumbuh 3. Panjang akar saat umur 14 hari, diukur dari leher akar sampai ujung akar
terpanjang
4. Bobot kering akar dan tajuk diukur pada umur 14 hari 5. Bobot kering total diukur pada umur 14 hari
Gambar 7 Penanaman kedelai dalam larutan hara
Analisis Data
Data percobaan dianalisis menggunakan analisis sidik ragam pada taraf kesalahan 5% dan jika berpengaruh nyata dilanjutkan dengan uji DMRT pada taraf kesalahan 5%. Penetapan kriteria toleran dan peka menggunakan indeks sensitivitas berdasarkan peubah yang diamati (Fisher and Maurer 1978) yakni:
1- (Y/Yp) S = --- 1- (X/Xp) Keterangan:
S = Indeks Sensitifitas
Y = Nilai rataan peubah tertentu pada varietas yang mendapat cekaman
cekaman
X = Nilai rataan peubah tertentu pada semua variable yang mendapat cekaman
Xp = Nilai rataan peubah tertentu pada semua varietas yang tidak mendapat cekaman
Kriteria:
Toleran jika S < 0,5
Agak toleran jika nilai 0,5 < S ≤ 1 Peka jika nilai S ≥ 1
Sekresi Asam Organik
Sekresi asam organik merupakan salah satu mekanisme adaptasi tanaman terhadap cekaman Al dan Fe. Pengamatan akumulasi oksalat, sitrat dan malat dilakukan pada umur 14 HST (saat panen) dengan memisahkan tajuk dan akar tanaman. Akar dikeringkan dengan kertas merang dan dibekukan dengan nitrogen cair. Jaringan yang telah beku dihaluskan dengan mortal, diambil 1 g dan ditambahkan metanol 95%, kemudian disentrifugasi selama 10 menit dengan kecepatan 10000 rpm. Supernatan disimpan dan sisa samppel disentrifugasi kembali hingga 3 kali. Padatan hasil evaporasi dilarutkan dengan 50 ml air dengan pH 2 dan dikocok, kemudian dilewatkan (clean up) ke SPE (Solid Phase Extraction) dan dievaporasikan kembali pada suhu 40 oC. Sebanyak 1 ml padatan diinjeksikan ke HPLC (Pellet et al. 1995) dengan kolom VP-ODS 250L x 4.6. Fase gerak 0.01 N H2SO4 dialirkan dengan kecepatan 0.5 ml per menit pada suhu 32 oC, dan puncaknya dideteksi dengan detektor UV pada panjang gelombang 190 nm. Identifikasi dan kuantifikasi komponen asam organik sampel diketahui dari perbandingan waktu retensi sampel terhadap larutan standart dari asam sitrat, malat dan oksalat, serta perbandingan luas kurva sampel terhadap luas kurva standart dalam kromatogram.
Pengamatan Distribusi Al dan Fe pada Akar Kedelai Hitam Tempat dan Waktu
Penelitian dilaksanakan pada bulan April 2014 yang merupakan kelanjutan dari penelitian kultur hara. Pengamatan jaringan dilakukan di Laboratorium
Microtechnicque Fakultas Pertanian IPB Bogor
Bahan dan Alat
Pemilihan genotipe yang toleran dan peka berdasarkan penelitian sebelumnya. Dua genotipe hasil evaluasi awal di kultur hara terdiri atas Cikuray (toleran Al dan Fe), Ceneng (peka Al dan Fe) serta Tanggamus sebagai pembanding.
19
Pewarnaan
Pewarnaan Hemaktosilin untuk Al. Setelah diberi cekaman, kecambah dibilas dengan air destilata selama 30 menit, direndam dalam larutan hemaktosilin selama 15 menit (Pole et al. 1978) dan dibilas kembali. Bagian ujung akar yang berwarna ungu (sekitar 2-3 mm) dipotong di bawah mikroskop untuk memperoleh gambar distribusi Al. Pengamatan dilakukan menggunakan mikroskop Olympus tipe BX 51 yang terhubung dengan kamera mikroskop Olympus tipe DP 25.
Pewarnaan 2,2’ bipyridin untuk Fe. Kandungan besi di dalam tanaman
menggunakan metode semi kuantitatif 2,2′ bipyridine (Engel et al. 2012). Secara ringkas analisis sebagai berikut: sampel tanaman setiap perlakuan diambil dan direndam ke dalam larutan 100 mL larutan 50 mmol bipyridine di dalam tabung elemeyer yang dibungkus oleh aluminium foil, kemudian diinkubasi selama 6 jam. Bagian akar dari setiap individu tanaman dipotong menggunakan pisau silet di bawah mikroskop stereo TB20. Bagian akar yang diamati berasal dari bagian 50 mm dari atas ujung akar, sedangkan panjang sampel yang digunakan berukuran 10 mm. Sampel diamati menggunakan mikrosop cahaya Olympus DP25 BSW dengan pembesaran 40 kali. Visualisasi hasil pengamatan difoto menggunakan kamera.
Hasil dan Pembahasan Hasil