Hasil
Lokasi Penelitian
Hasil survei yang dilakukan di dua kecamatan di kabupaten Karo, yaitu kecamatan Munte dan kecamatan Payung menunjukkan bahwa sampel padi beras merah ada pada desa Selakar Lahan A seluas 400m2 dengan luas pengamatan 4m2 dan desa Batu Karang Lahan B seluas 300m2 dengan luas pengamatan 3m2, Lahan C seluas 150m2 dengan luas pengamatan 1,5m2. Berikut adalah lokasi identifikasi padi beras merah di Kabupaten Karo dan jumlah sampelnya.
Tabel 1. Lokasi penelitian identifikasi padi beras merah
Kecamatan Desa Lokasi Lahan Jumlah
Sampel
Munte Selakar Lahan A 26 Sampel
Payung Batu Karang Lahan B 23 Sampel
Lahan C 23 Sampel
Sampel Padi Beras Merah yang di temukan pada Lokasi Penelitian
Dari hasil penelitian terdapat 3 lokasi lahan tanaman padi beras merah yang memiliki karakter yang beragam. Berikut merupakan gambar morfologi dan tabel karakterisasi secara umum yang paling dominan dari 72 sampel yang ada di 3 lokasi lahan yang berbeda yang ada di desa Selakar kecamatan Munte dan desa Batu Karang kecamatan Payung.
(a) (b) (c) (d)
(e) (f) (g) (h)
(i) (j) (k) (l)
Gambar 1. Karakter morfologi tanaman padi beras merah di Desa Selakar Kecamatan Munte Kabupaten Karo : (a) Tanaman padi, (b) batang, (c) daun, (d) lidah daun, (e) daun bendera, (f) malai, (g) bunga, (h) cabang sekunder malai, (i) ekor gabah, (j) gabah, (k) bentuk beras, (l) warna beras.
Tabel 2.Karakterisasi morfologi tanaman padi beras merah di Desa Selakar
4 Jumlah Anakan Produktif 34 Anakan
5 Tinggi Tanaman 89.62 cm
6 Diameter Batang 3.81 cm
7 Pola Penyebaran Batang Semi Tegak
8 Tipe Permukaan Batang Ada Bulu
9 Warna Permukaan Batang Lemah
10 Jumlah Nodus 4 nodus
11 Panjang Internodus 3.86 cm
12 Antosianin pada Pelepah Daun Ada 13 Intensitas Warna pada Daun Lemah
14 Panjang Daun 39.76 cm
15 Lebar Daun 1.16 cm
16 Bulu Permukaan Daun Sangat Lemah
17 Panjang Lidah Daun 1.62 cm
18 Warna Lidah Daun Tidak Berwarna
19 Bentuk Daun Bendera Semi Tegak-Horizontal
20 Panjang Malai 23.33 cm
21 Penampilan Malai Agak Tegak
22 Tipe Cabang Sekunder Kuat
23 Pola Cabang Sekunder Agak Tegak
24 Warna Kepala Putik Putih
25 Umur Berbunga 68 Hari
26 Bentuk Gabah Ramping
27 Panjang Gabah 9.59 mm
28 Jumlah Bulir 99 bulir/malai
29 Panjang Ekor Gabah 1.94 cm
30 Umur Panen 121 Hari
31 Bobot 1000butir 19.9 gr
32 Lebar Gabah 2.43 mm
33 Warna Permukaan Gabah Kuning Jerami
34 Bentuk Beras Ramping
35 Panjang Beras 7.05 mm
36 Warna Beras Merah
37 Lebar Beras 2.22 mm
(a) (b) (c) (d)
(e) (f) (g) (h)
(i) (j) (k) (l)
Gambar 2. Karakter morfologi tanaman padi beras merah di Desa Batu karang Kecamatan Payung Kabupaten Karo : (a) Tanaman padi, (b) batang, (c) daun, (d) lidah daun, (e) daun bendera, (f) malai, (g) bunga, (h) cabang sekunder malai, (i) ekor gabah, (j) gabah, (k) bentuk beras, (l) warna beras.
Tabel 3. Karakterisasi morfologi tanaman padi beras merah di Desa Batu Karang
4 Jumlah Anakan Produktif 18 anakan
5 Tinggi Tanaman 90.87 cm
6 Diameter Batang 5.45 cm
7 Pola Penyebaran Batang Terbuka
8 Tipe Permukaan Batang Ada Bulu
9 Warna Permukaan Batang Lemah
10 Jumlah Nodus 4 nodus
11 Panjang Internodus 1.73 cm
12 Antosianin pada Pelepah Daun Ada 13 Intensitas Warna pada Daun Lemah
14 Panjang Daun 41.30 cm
15 Lebar Daun 1.26 cm
16 Bulu Permukaan Daun Lemah
17 Panjang Lidah Daun 2.18 cm
18 Warna Lidah Daun Tidak Berwarna
19 Bentuk Daun Bendera Tegak-Semi Tegak
20 Panjang Malai 24.27 cm
21 Penampilan Malai Merunduk
22 Tipe Cabang Sekunder Kuat
23 Pola Cabang Sekunder Agak Tegak
24 Warna Kepala Putik Putih
33 Warna Permukaan Gabah Kuning Emas
34 Bentuk Beras Sedang
35 Panjang Beras 7.11 mm
36 Warna Beras Putih -bercak coklat
37 Lebar Beras 2.53 mm
(a) (b) (c) (d)
(e) (f) (g) (h)
(i) (j) (k) (l)
Gambar 3. Karakter morfologi tanaman padi beras merah di Desa Batu karang Kecamatan Payung Kabupaten Karo : (a) Tanaman padi, (b) batang, (c) daun, (d) lidah daun, (e) daun bendera, (f) malai, (g) bunga, (h) cabang sekunder malai, (i) ekor gabah, (j) gabah, (k) bentuk beras, (l) warna beras.
Tabel 4.Karakterisasi morfologi tanaman padi beras merah di Desa Batu Karang Kecamatan Payung Kabupaten Karo.
No Parameter Karakter
1 Panjang Akar 9.6 cm
2 Bobot Akar 30.64 rg
3 Jumah Anakan 22 anakan
4 Jumlah Anakan Produktif 18 anakan
5 Tinggi Tanaman 63.08 cm
6 Diameter Batang 4.65 cm
7 Pola Penyebaran Batang Semi Tegak
8 Tipe Permukaan Batang Ada Bulu
9 Warna Permukaan Batang Lemah
10 Jumlah Nodus 4 nodus
11 Panjang Internodus 1.76 cm
12 Antosianin pada Pelepah Daun Ada 13 Intensitas Warna pada Daun Lemah
14 Panjang Daun 29.49 cm
15 Lebar Daun 1.07 cm
16 Bulu Permukaan Daun Lemah
17 Panjang Lidah Daun 1.69 cm
18 Warna Lidah Daun Tidak Berwarna
19 Bentuk Daun Bendera Tegak-Semi Tegak
20 Panjang Malai 22.46 cm
21 Penampilan Malai Merunduk
22 Tipe Cabang Sekunder Lemah-Kuat
23 Pola Cabang Sekunder Terbuka
24 Warna Kepala Putik Putih
33 Warna Permukaan Gabah Kuning Emas
34 Bentuk Beras Sedang
35 Panjang Beras 7.15 mm
36 Warna Beras Putih-Bercak Coklat
37 Lebar Beras 2.42 mm
Hubungan Kekerabatan
Berdasarkan hasil survei di lapangan dari 3 lahan padi beras merah dari kecamatan Munte dan Kecamatan Payung didapatkan 26 sampel pada lahan A, 23 sampel pada lahan B dan 23 sampel pada lahan C diperoleh hasil bahwa seluruh sampel padi beras merah dapat dikelompokan menjadi dua kelompok, tiga kelompok dan empat kelompok yang anggota dari masing-masing kelompok dapat dilihat pada tabel 5.
Tabel 5. Pengelompokan beberapa sampel padi beras merah dari kecamatan Munte dan Kecamatan Payung.
29:G29 2
Hasil penelitian padi beras merah yang berasal dari kecamatan Munte dan kecamatan Payung di Kabupaten Karo, Sumatera Utara diperoleh dendogram hubungan kekerabatan yang dapat dilihat pada gambar 4 berikut :
Gambar 4. Dedogram hubungan kekerabatan padi beras merah pada kecamatan Munte dan kecamatan Payung di kabupaten Karo Sumatera Utara.
Kadar Antosianin
Data kadar antosianin pada setiap sampel padi beras merah dapat dilihat pada Tabel 6.
1
1
2
2
1
2
Tabel 6. Kadar antosianin (mg/100gr) pada 3 sampel padi beras merah
No Lokasi Lahan Kadar Antosianin
1 Sampel Lahan A 0,5
2 Sampel Lahan B 0,08
3 Sampel Lahan C 0,33
Analisis Kromosom
Analisis kromosom melalui mitosis pada 3 sampel padi beras merah dilakukan pada pukul 06.45 wib.
(a) (b) (c)
Gambar 5. Analisis mitosis dengan waktu pengamatan pukul 06.45 wib dengan perbesaran mikroskop 10x100 (a) Sampel Lahan A, (b) Sampel Lahan B stadia, (c) Sampel Lahan C.
(a) (b) (c)
Gambar 6. Analisis mitosis dengan waktu pengamatan pukul 07.00 wib dengan perbesaran mikroskop 10x100 (a) Saqmpel Lahan A, (b) Sampel Lahan B, (c) Sampel Lahan C.
Pembahasan
Padi beras merah yang diidentifikasi merupakan padi beras merah yang dibudidayakan petani dengan asal genetis yang sudah turun temurun
menyebabkan petani tidak mengetahui jenis padi beras merah yang ditanam. Hasil produksi dari padi beras merah biasanya dijual dan juga dikonsumsi oleh petani.
Hasil wawancara yang dilakukan pada petani padi beras merah mengatakan bahwa budidaya padi beras merah dilakukan sama seperti budidaya padi pada umumnya. Sedikitnya minat petani untuk menanam padi beras merah karena masih sedikit pengumpul padi yang mau menerima hasil panen padi beras merah dan harganya masih rendah di petani, sehingga petani menanm padi beras merah cenderung untuk dikonsumsi sendiri.
Karakter-Karakter Morfologi Padi Beras Merah
Dari beberapa sampel yang didapatkan di ketiga lokasi lahan didapatkan karakter secara umum pada setiap lahan secara umum, yaitu akar padi beras merah memiliki akar seminal dan akar adventif sekunder. Pengamatan terhadap karakter morfologi akar meliputi panjang akar dan bobot akar.Pada parameter panjang akar diketahui bahwa akar terpanjang pada Lahan A yaitu 15,41 cm, sedangkan panjang akar terpendek pada Lahan C yaitu 9,6 cm. Pada parameter bobot akar diketahui bahwa bobot akar tertinggi pada Lahan B yaitu sebesar 66.24 gr dan bobot akar terendah yaitu pada Lahan A seber 16,99 gr. Hal ini sesuai dengan Sidauruk (2010) yang mengatakan bahwa sistem perakaran serabut padi terdiri dari dua macam yaitu akar seminal yang tumbuh dari akar primer saat berkecambah dan akar adventif sekunder di bagian bawah batang muda.
Pengamatan karakter morfologi batang meliputi jumlah anakan, jumlah anakan produktif, tinggi tanaman, pola penyebaran batang, tipe permukaan batang, intensitas pewarnaan antosianin pada batang, jumlah nodus dan panjang internodus. Pada parameter jumlah anakan dan jumlah anakan produktif
didapatkan jumlah anakan dan jumlah anakan produktif tertinggi pada Lahan A sebanyak 36 anakan dan produktif 34 anakan sedang kan jumlah anakan terendah pada Lahan C sebanyak 22 anakan dan produktif 18 anakan. Pada parameter tinggi tanaman diketahui tinggi tanaman tertinggi pada 90,87 cm dan tinggi tanaman terendah pada Lahan C yaitu 63,08 cm. Pada pola penyebaran batang terdapat 2 variasi yaitu semi tegak pada Lahan A dan Lahan C, terbuka pada Lahan B. Pada parameter tipe permukaan batang terdapat satu variasi yaitu ada bulu di permukaan batang Lahan A, Lahan B dan Lahan C.Pada parameter intensitas pewarnaa antosianian pada batang terdapat 1 variasi yaitu intensitas lemah pada Lahan A, Lahan B dan Lahan C.Pada parameter jumlah nodus terdapat 4 nodus pada Lahan A, Lahan B dan Lahan C.Pada parameter panjang internodus diketahui bahwa panjang internodus terpajang pada Lahan A yaitu 3,86 cm dan panjang internodus terpendek pada Lahan B yaitu 1,73 cm. Ada perbedaan panjang internodus dapat disebabkan semakin memanjang nodus saat memasuki reproduktif. Hal ini sesuai dengan Makarim dan Suhartatik (2009) yaitu ruas-ruas pada batang akan memanjang dan berongga setelah tanaman memasuki stadia reproduktif.
Pengamatan terhadap karakter morfologi daun meliputi pewarnaan antosianin pada pelepah daun, intensitas pewarnaan antosianin, panjang daun, lebar daun, bulu permukaan daun, panjang lidah daun, warna lidah daun dan bentuk daun bendera.Pada parameter pewarnaan antosianin pada pelepah daun dan intensitasnya terdapat 1 variasi yaitu intensitas lemah pada Lahan A, Lahan B, dan Lahan C, warna antosianin yang tergantung disetiap tanaman dapat berbeda tergantung pada kepekatan kandunganya.Hal ini sesuai dengan Suliartini et. al.,
(2011) yang menyatakan bahwa bagian tanaman yang mengandung antosianin akan memliki warna yang bergantung pada kepekatannya. Pada parameter panjang daun diketahu daun terpanjang pada Lahan B yaitu 41,30 cm dan terpendek pada Lahan C yaitu 29,49 cm. Pada parameter lebar daun diketahui bahwa daun terlebar pada Lahan B yaitu 1,26 cm dan tesempit pada Lahan C yaitu 1,07 cm.Pada parameter bulu permukaan daun terdapat 2 variasi yaitu sangat lemah pada Lahan A dan lemah pada Lahan B dan Lahan C. Pada parameter panjang lidah daun didapatkan bahwa lidah daun terpanjang pada Lahan B yaitu 2,18 cm dan lidah daun terpendek pada Lahan A yaitu 1,62 cm. Pada parameter warna lidah daun terdapat 1 variasi yaitu tidak berwarna pada Lahan A, Lahan B dan Lahan C. Pada parameter bentuk daun bendera terdapat 3 variasi yaitu tegak pada Lahan B dan Lahan C, semi tegak pada Lahan A, Lahan B dan Lahan C, dan horizontal pada Lahan C.
Pengamatan terhadap karakter morfologi bunga meliputi penampilan malai, tipe cabang sekunder, pola penyebaran cabang sekunder, warna kepala putik, umur berbunga.Pada parameter penampilan malai terdapat 2 variasi yaitu agak tegak pada Lahan A dan merunduk pada Lahan B dan Lahan C. Pada parameter tipe cabang sekunder terdapat 2 variasi yaitu lemah pada Lahan C dan kuat pada Lahan A dan Lahan B. Pada parameter pola penyebaran cabang sekunder terdapat 2 variasi yaitu agak tegak pada Lahan A dan Lahan B, terbuka pada Lahan C. Pada parameter warna kepala putik terdapat 1 variasi yaitu warna putih pada Lahan A, Lahan B, dan Lahan C.Pada parameter umur berbunga diketahui bahwa umur berbunga tercepat pada Lahan C yaitu 45 hari dan umur berbunga terlambat pada Lahan A yaitu 68 hari.Adanya perbedaan umur berbunga
juga dapa dipengaruhi oleh faktor lingkungan dan genetik. Framansyah (2014) mengatakan umur berbunga dapat dipengaruhi oleh intensitas radiasi matahari, suhu, dan ketinggian tempat. Umur berbunga dan lama pengisian bulir dapat mempengaruhi umur panen.
Pada pengamatan karakter morfologi buah/bulir meliputi bentuk gabah, warna gabah, panjang ekor gabah, umur panen, bobot 1000 butir, bentuk beras pecah kulit, dan warna beras pecah kulit.Pada parameter bentuk gabah terdapat 2 variasi yaitu ramping pada Lahan A dan sedang pada Lahan B dan Lahan B variasi yaitu sedang. Pada parameter pengamatan warna gabah didapatkan 2 variasi yaitu kuning emas pada Lahan B dan Lahan C, kuning jerami pada Lahan A. Pada parameter panjang ekor gabah diketahui ekor gabah terpanang pada Lahan A yaitu 1,94 cm dan terpendek pada Lahan C yaitu 0 cm. Pada parameter umur panen diketahui bahwa panen tercepat pada Lahan C yaitu 113 hari dan panen terlama pada Lahan A yaitu 121 hari. Pada parameter bobot 1000 butir didapatkan bahwa bobot tertinggi pada Lahan B yaitu 26,3 gr dan bobot terndah pada Lahan A sebesar 19,9 gr.Bobot seribu butir dapat dipengaruhi oleh ukuran dan bobot gabah. Tingginya nilai bobot seribu butir menunjukkan semakin besarnya ukuran dan bobot gabah. Pada parameter bentuk beras pecah kulit terdapat 2 variasi yaitu merah terdapat pada Lahan A dan putih-bercak coklat pada Lahan B dan Lahan C. Perbedaan warna pada beras pecah kulit diakibatkan dari kandungan pigmen antosianin yang dikandung nya. Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian (2005) mengatakan bahwa warna merah pada beras terbentuk dari pigmen yang tidak hanya terdapat padaa perikarp dan tegmen tetapi juga pada setiap bagian gabah.
Hubungan Kekerabatan Tanaman Padi Beras Merah (Oriza sativa L.) di Kecamatan Munte dan Kecamatan Batu Karang Kabupaten Karo Sumatera Utara
Teknik cluster analysis diterapkan pada data hasil pengamatan pada 72 sampel padi beras merah yang diidentifikasi menggunakan teknik Hierarchical cluster analysis yaitu mengelompokkan obyek-obyek berdasarkan kesamaan karakteristik yang terdapat pada obyek-obyek tersebut (Suskendriyati, et al., 2000), sehingga didapatkan kekerabatan padi beras merah. Berdasarkan dendogram yang terbentuk didapatkan dua kelompok, tiga kelompok, empat kelompok hubungan kekerabatan skala 19, 21, 25 (Gambar 4).
Berdasarkan dendogram yang terbentuk (Gambar 4) diperoleh empat kelompok hubungan kekerabatan pada skala jarak kekerabatan (euclidean distance scale) 19. Semakin kecil jarak euclidean antara beberapa obyek yang dianalisis, maka semakin dekat hubungan kekerabatan obyektesebut semakin banyak kesamaan kaakter yang dimiliki (Santoso, 2002). Analisis hubungan kekerabatan berdasaran karakter morfologi sampel padi beras merah pada skala 19 menunjukkan adanya 4 kelompok kekerabatan tanaman (Gambar 4). Kelompok 1 terdiri atas 26 sampel padi beras merah yaitu G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7, G8, G9, G10, G11, G12, G13, G14, G15, G16, G17, G18, G19, G20, G21, G22, G23, G24, G25, dan G26 yang disatukan oleh enam karakter yaitu warna permukaan batang, tipe permukaan batang, warna lidah daun, bentuk gabah, bentuk beras dan warna beras.
Kelompok kedua terdiri atas 2 sampel padiberas merah yaitu G52 dan G68 yang disatukan olehlima karakter yaitubentuk daun bendera, jumlah nodus, penampilan malai, pola cabang sekunder, danbentuk gabah. Kelompok ketiga
terdiri dari 19 sampel yaitu G27, G29, G30, G31, G32, G33, G35, G36, G37, G38, G40, G41, G42, G43, G44, G45, G46, G48, dan G49 yag disatukan dengan lima karakter yaitu warna permukaan batang, tipe permukaan batang, warna lidah, lebar beras dan bentuk gabah. Kelompok keempat terdiri dari 25 sampel yaitu G28, G34, G39, G47, G50, G51, G53 G54, G55, G56, G57, G58, G59, G60, G61, G62, G63, G64, G65, G66, G67, G69, G70, G71, dan G72 yang disatukan dengan enam karakter yaitu panjang ekor gabah, bentuk daun bendera, warna permukaan batang, tipe permukaan batang, warna lidah daun dan lebar beras.
Pengelompokan yang terbentuk ini disebabkan adanya persamaan dan perbedaan dari masing-masing karakter yang diamati. Hal ini sesuai dengan pendapat Suskendriyati et al., (2000) yang menyatakan bahwa perbedaan dan persamaan kemunculan morfologi luar spesies suatu tanaman dapat digunakan untuk mengetahui jauh dekatnya hubungan kekerabatan.
Kadar Antosianin
Dari hasil analisis yang telah dilakukan pada Tabel 5. didapatkan bahwa kadar antosisani tertinggi pada sampel Lahan A sebesar 0,5mg/100gr dan terendah pada sampel Lahan B sebesar 0,08mg/100gr, sedangkan sampel Lahan C memiliki kadar antosianin sebesar 0,33mg/100gr. Sampel Lahan A dan sampel Lahan C memiliki kadar antosianin yang normal. Sedangkan sampel Lahan B kadar antosianin berada dibawah kadar antosianin yang dikandung beras merah pada umumnya. Hal ini sesuai dengan Setiawati, et al. (2013) yaitu keuntung beras merah terletak pada lapisan aluronnya, dimana kadar antosianin beras merah berkisar antara 0,33-1,39mg/100gr.
Pada Sampel Lahan B memiliki kadar antosianin 0,08mg/100gr lebih rendah dari kadar antosianin yang biasanya terdapat pada beras merah. Rendahnya kadarantosisanin pada sampel Lahan B dapat disebabkan karena adanya pengaruh dari faktor genetis dan lingkungan dari padi beras merah. Sampel Lahan B dan sampel Lahan C berada di wilayah kecamatan yang sama namun kandungan antosianin memiliki perbedaan sedang secara morfologi sampel Lahan B dan sampel Lahan C memiliki kemiripan, secara lingkungan sampel Lahan B dan sampel Lahan C memiliki letak geografis yang berbeda meskipun berada dalam kecamatan yang sama. Hal ini dapat menjadi salah satu faktor adanya perbedaan kadar antosianin. Pebrianti et al. (2015) yang melakukan percobaan kadar antosianin kandungan pigmen antosianin pada tanaman dipengaruhi oleh beberapa faktor terutama cahaya matahari (intensitas), suhu udara, dan pH.
Analisis Kromosom
Proses pengamatan kromosom dengan mitosis padi beras merah dilakukan dengan mikroskop dengan menggunakan metode squash tanpa pra-perlakuan namun masih perlu optimalisasi waktu fiksasi dan metode squash dengan pra-perlakuan dan tanpa pra-pra-perlakuan untuk dapat melihat jumlah kromosom secara detail. Mitosis merupakan pembeLahan sel yang dapat menghasilkan 2 anakan.
Mitosis pada tanaman terjadi selama 30 menit sampai beberapa jam. Hal ini sesuai dengan pernyataan Muhlisyah, et al. (2014) yatu setiap tahapan di mitosis memiliki waktu yang berbeda-beda sehingga lamanya mitosis bergantung pada jenis tanaman.
Jumlah kromosom padi pada umumnya adalah 24, 36 dan 48.Padi beras merah memiliki kedekatan secara genetik dengan padi liar.Jumlah kromosom padi
liar adalah 24 sehingga hal ini dapat memungkin bahwa jumlah kromosom padi beras merah adalah 24. Hal ini sesuai denga Cha dan morishima (2002) yaitu umumnya padi beras merah memiliki kedekatan genetik (kekerabatan) dengan padi liar.
Dari analisis kromosom yang dilakukan pada pukul 06.45wib dan 07.00wib dengan perbesaran mikroskop 10x100 pada sampel lahan A, sampel lahan B dan sampel lahan C masih belum dapat terlihat secara jelas dan masih ada sel yang belum menyebar ini dapat diakibatnya kurang penekanan saat melakukan squash. Hal ini sesuai dengan Suliartini et. al (2011) pengamatan terhadap jumlah kromosom sering timbul kesulitan karena kromosom tumpang tindih dan masih terlihat sama karena kondensasi yang belum sempurna.