TANAH PASIR PANTAI ABSTRAK
HASIL DAN PEMBAHASAN
2. Seleksi Beberapa Varietas Bawang Merah Berdasarkan Toleransi terhadap Cekaman Kekeringan
Penelitian dilaksanakan di Rumah Kaca Balai Proteksi Tanaman Pangan dan Hortikultura Provinsi DIY, mulai bulan Oktober sampai Desember 2003. Analisis kadar air tanah dilakukan di Laboratorium Ilmu Tanah IPB, sedangkan analisis peubah tumbuh tanaman dilakukan di Laboratorium Agronomi Universitas Wangsa Manggala Yogyakarta.
Metode Percobaan
Rancangan Percobaan
Percobaan faktorial menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dengan 2 perlakuan yang diteliti yakni varietas bawang merah dan kadar air tanah. Perlakuan pertama adalah varietas bawang merah terdiri dari 12 varietas yakni : V1 = varietas Bima Juna, V2 = varietas Biru, V3 = varietas Tiron, V4 = varietas Siam, V5 = varietas Kuning, V6 = varietas Ampenan, V7 = varietas Bima Brebes-I, V8 = varietas Timor, V9 = varietas Bima Brebes-II, V10 = varietas Probolinggo, V11 = varietas Bima NTB dan V12 = varietas Kuning Tablet. Perlakuan kedua adalah cekaman kekeringan tanah terdiri dari dua taraf meliputi : K1 = 100% air tersedia (kontrol) dan K2 = kadar air tanah 60% air tersedia (% air tersedia yang menyebabkan cekaman kekeringan berdasarkan hasil percobaan sebelumnya yakni `Kajian batas ambang (threshold) kadar air tanah yang menyebabkan cekaman kekeringan pada bawang merah`). Dengan demikian percobaan terdiri atas 24 kombinasi perlakuan dengan tiga ulangan sehingga terdapat 72 unit percobaan. Setiap unit terdiri atas dua polibag, sehingga seluruhnya berjumlah 144 polibag.
Pengadaan Bibit
Varietas bawang merah yang diuji diperoleh dari daerah sentra produksi bawang merah yang berbeda. Varietas Bima Brebes, varietas Timor, varietas Kuning, varietas
Kuning Tablet dan varietas Bima Juna berasal dari Kabupaten Brebes, Propinsi Jawa Tengah. Varietas Tiron, varietas Probolinggo dan varietas Biru diperoleh dari Kabupaten Bantul, Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta. Varietas Bima NTB diperoleh dari Propinsi Nusa Tenggara Barat. Sementara varietas Ampenan dan varietas Siam diperoleh dari Kabupaten Kulonprogo, Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta.
Persiapan Media Tanam
Tanah pasir digunakan sebagai media tanam bawang merah diambil dari kawasan Pantai Samas Kabupaten Bantul, Daerah Istimewa Yogyakarta pada lapisan top soil kedalaman 0-20 cm secara komposit pada area yang berjarak 200-600 meter dari garis pantai (area yang perspektif dikembangkan sebagai kawasan budidaya tanaman pertanian). Selanjutnya tanah tersebut dikering anginkan selama satu minggu, kemudian diayak dengan ayakan berdiameter 2 mm sehingga diperoleh tanah yang homogen, dan masing-masing polibag diisi tanah kering udara sebanyak 5 kg.
Penentuan Air Tersedia
Air tersedia dalam tanah ditentukan dengan cara mencari selisih antara kadar air tanah kapasitas lapang dan titik layu permanen. Kadar air tanah yang menyebabkan cekaman kekeringan ditentukan berdasarkan hasil penetapan pada percobaan `Kajian batas ambang (threshold) kadar air tanah yang menyebabkan cekaman kekeringan pada bawang merah`.
Penentuan Bobot Polibag yang Harus Dipertahankan
Penetapan volume air yang diberikan baik pada kondisi 100% air tersedia maupun pada kadar air yang menyebabkan cekaman kekeringan mengacu pada hasil percobaan `
Kajian batas ambang (threshold) kadar air tanah yang menyebabkan cekaman kekeringan pada bawang merah` yang dilaksanakan sebelumnya.
Bobot total tiap polibag yang harus dipertahankan ditetapkan dengan menambahkan bobot basah tanah (BB) dengan bobot polibag, bobot pupuk dan bobot umbi. Penyesuaian kadar air tanah untuk masing-masing perlakuan dilakukan setiap hari sekali yaitu dimulai dari pukul 07.00 WIB, dan dilakukan koreksi menggunakan pertambahan bobot tanaman setiap dua minggu sekali. Untuk keperluan tersebut disediakan 48 polibag tanaman korban untuk dua kali koreksi (2 dan 4 minggu setelah tanam / MST).
Penanaman
Tanah kering udara sejumlah 5 kg tiap polibag disiapkan sebagai media tanam bawang merah. Penanaman dilakukan dengan cara membenamkan 3/4 umbi ke dalam tanah dalam posisi tegak menghadap ke atas, setiap polibag ditanam dua umbi. Sebelum ditanam umbi telah diseleksi dengan bobot berkisar antara 5-7.5 gram per umbi. Penjarangan dilakukan pada umur 7 hari hingga tinggal satu tanaman per polibag. Sampai umur 10 hari setelah tanam (HST), semua polibag dipertahankan kadar airnya pada kondisi 100 persen air tersedia. Mulai umur 11 HST, jumlah air yang diberikan setiap hari disesuaikan dengan perlakuan kadar air, yaitu sebanyak air yang hilang melalui evapotranspirasi, dengan tetap mempertahankan bobot setiap polibag sesuai dengan perlakuan. Volume air yang ditambahkan setiap hari dicatat. Pada akhir penelitian, air yang digunakan dijumlahkan sehingga diperoleh nilai kebutuhan air untuk setiap taraf kadar air tersedia.
Pemeliharaan Tanaman
Kegiatan pemeliharan tanaman meliputi penyiraman, pemupukan, penyiangan, serta pengendalian hama dan penyakit. Penyiraman dilakukan setiap hari sekali pada waktu pagi
hari dengan cara disiram langsung secara merata pada permukaan pot sesuai dengan perlakuan taraf kadar air tersedia. Pemupukan dilakukan untuk memenuhi kebutuhan hara dengan pupuk N (dosis 120 kg N/ha) menggunakan pupuk ZA (setara dengan 0.85 g ZA per polibag), pupuk P (dosis 150 kg P2O5/ha) menggunakan pupuk SP-36 (setara dengan 0.62 g SP-36 per polibag) dan pupuk K (dosis 100 kg K2O/ha) menggunakan pupuk KCl (setara dengan 0.25 g per polibag). Pupuk SP-36 dan KCl semuanya diberikan sebagai pupuk dasar bersamaan sepertiga bagian pupuk ZA. Duapertiga bagian pupuk ZA lainnya diberikan setelah tanaman berumur 2 minggu setelah tanam (MST). Pupuk diberikan dengan cara dibenamkan ke dalam tanah secara melingkar. Penyiangan sekaligus pembumbunan dilakukan mulai tanaman berumur 2 MST, setelah itu dilanjutkan dengan interval 2 minggu sekali. Pengendalian hama ulat daun dilakukan menggunakan insektisida Curacron dengan konsentrasi 1ml/l air saat tanaman berumur 3 dan 5 MST.
Pengamatan
Pengamatan dilakukan terhadap peubah tumbuh tanaman, meliputi : bobot kering brangkasan yang diukur pada akhir penelitian (6 MST). Sebagai data penunjang diamati unsur iklim yaitu suhu, kelembaban udara dan radiasi surya.
Bobot kering brangkasan ditera dengan penimbangan setelah brangkasan dibersihkan dari tanah dan dikeringkan dengan oven pada suhu 80oC selama 48 jam.
Analisis Data
Data yang diperoleh dianalisis secara statistik menggunakan analisis varian. Untuk menguji perbedaan nilai tengah antara perlakuan cekaman kekeringan (60% kadar air tersedia) dengan kontrol (100% kadar air tersedia) digunakan uji BNT (Steel dan Torrie, 1980).
Penentuan tingkat toleransi tanaman terhadap cekaman kekeringan menggunakan uji BNT antara kontrol (100% air tersedia = kondisi cukup air) dengan perlakuan
antara perubahan konsentrasi protein dengan kandungan ABA dan prolina pada saat tanaman mengalami cekaman kekeringan.
Peranan cendawan mikoriza arbuskula (CMA) dalam peningkatan penyerapan air dan hara oleh tanaman diharapkan dapat mengatasi persoalan cekaman kekeringan di tanah pasir pantai. Ditegaskan oleh George et al. (1992) keberadaan CMA memberikan kontribusi peningkatan serapan air oleh tanaman inang selain peran pokoknya meningkatkan serapan fosfat. Lebih lanjut Al-Karaki (1998) mengungkapkan bahwa CMA mampu meningkatkan efisiensi penggunaan air oleh tanaman baik dalam kondisi kecukupan air maupun kondisi tercekam kekeringan. Tsang dan Maun (1999) mengungkapkan bahwa salah satu faktor penentu kehidupan tanaman di bukit -bukit pasir adalah asosiasinya dengan mikoriza arbuskula.
Penelitian ini diharapkan memberikan kejelasan karakter fisiologi adaptasi tanaman bawang merah terhadap cekaman kekeringan. Melalui penelitian ini juga diharapkan dapat menjelaskan peranan CMA dalam mekanisme adaptasi tanaman bawang merah terhadap cekaman kekeringan di tana h pasir pantai.
BAHAN DAN METODE
Tempat dan waktu percobaan
Penelitian dilaksanakan di Rumah Kaca Balai Proteksi Tanaman Pangan dan Hortikultura Provinsi DIY, mulai bulan Maret sampai Juni 2004. Analisis tanah dilakukan di Laboratorium Ilmu Tanah IPB, pengadaan dan perbanyakan mikoriza arbuskula dilaksanakan di Laboratorium Bioteknologi Hutan dan Lingkungan pada Pusat Penelitian Bioteknologi IPB, analisis peubah tumbuh tanaman dilakukan di Laboratorium Agronomi Universitas Wangsa Manggala Yogyakarta, sedangkan analisis tanaman dilakukan di Laboratorium Pusat Studi Pemuliaan Tanaman IPB.
Metode Percobaan
Rancangan percobaan
Percobaan pot menggunakan rancangan acak lengkap dengan tiga perlakuan yakni cekaman kekeringan, inokulasi cendawan mikoriza arbuskula dan varietas bawang merah. Perlakuan cekaman kekeringan meliputi : K1 = tanaman diberi cukup air terus menerus (100% air tersedia); K2 = tanaman diberi kondisi cekaman kekeringan yakni kandungan air tanah pada kondisi 60% air tersedia (berdasar pada hasil percobaan tahap sebelumnya). Perlakuan inokulasi cendawan mikoriza arbuskula, meliputi : M0 = tanpa inokulasi CMA, M1 = inokulasi CMA indigenus asal kawasan tanah pasir pantai dari inang bawang merah dan M2 = inokulasi CMA indigenus asal kawasan tanah pasir pantai dari inang Tridax procumbens. Perlakuan varietas terdiri atas : V1 = varietas toleran terhadap cekaman kekeringan (varietas Biru) dan V2= varietas peka terhadap cekaman kekeringan (varietas Bima Brebes). Varietas peka dan toleran terhadap cekaman kekeringan ditentukan berdasar pada hasil percobaan sebelumnya.
Persiapan Media Tanam
Tanah pasir digunakan sebagai media tanam bawang merah diambil dari kawasan Pantai Samas Kabupaten Bantul, Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta pada lapisan top soil kedalaman 0-20 cm secara komposit pada area yang berjarak 200 - 600 meter dari garis pantai (area yang perspektif dikembangkan sebagai kawasan budidaya tanaman pertanian). Selanjutnya tanah disterilisasi menggunakan Basamid-G dosis 40 g/m3 tanah dengan masa inkubasi selama satu minggu. Tanah tersebut dikering anginkan selama satu minggu, kemudian diayak dengan ayakan berdiameter 2 mm dan masing-masing polibag diisi tanah kering udara sebanyak 5 kg.
Penentuan air tersedia
Air tersedia dalam tanah ditentukan dengan cara mencari selisih antara kadar air tanah kapasitas lapang dan titik layu permanen berdasarkan hasil penetapan pada percobaan tahap sebelumnya. Demikian juga tingkat kadar air yang menyebabkan cekaman kekeringan dit entukan berdasarkan hasil percobaan tahap sebelumnya.
Penentuan Bobot Polibag yang Harus Dipertahankan
Penetapan volume air yang diberikan baik pada kondisi 100% air tersedia maupun pada kadar air yang menyebabkan cekaman kekeringan mengacu pada hasil penelitian yang dilaksanakan sebelumnya yakni 60% air tersedia.
Bobot total tiap pot yang harus dipertahankan ditetapkan dengan menambahkan bobot basah tanah (BB) dengan bobot polibag, bobot pupuk dan bobot umbi. Penyesuaian kadar air tanah untuk masing-masing perlakuan dilakukan setiap hari sekali yaitu dimulai dari pukul 07.00 WIB, dan dilakukan koreksi menggunakan pertambahan bobot tanaman setiap dua minggu sekali. Untuk keperluan tersebut disediakan 36 polibag tanaman korban untuk tiga kali koreksi (2, 4 dan 6 minggu setelah tanam / MST).
Penanaman
Tanah kering udara sejumlah 5 kg tiap polibag disiapkan sebagai media tanam bawang merah. Penanaman dilakukan dengan cara membenamkan 3/4 umbi ke dalam tanah dalam posisi tegak menghadap ke atas, setiap polibag ditanam dua umbi. Sebelum ditanam umbi telah diseleksi dengan bobot berkisar antara 5-7.5 g per umbi. Penjarangan dilakukan pada umur 7 hari hingga tinggal satu tanaman per polibag. Sampai umur 10 hari setelah tanam (HST), semua polibag dipertahankan kadar airnya pada kondisi 100 % air tersedia. Mulai umur 11 HST, jumlah air yang diberikan setiap hari disesuaikan dengan perlakuan kadar air, yaitu sebanyak air yang hilang melalui evapotranspirasi, dengan tetap
mempertahankan bobot setiap polibag sesuai dengan perlakuan. Volume air yang ditambahkan setiap hari dicatat. Pada akhir penelitian, air yang digunakan dijumlahkan sehingga diperoleh nilai kebutuhan air untuk setiap taraf kadar air tersedia.
Aplikasi Cendawan Mikoriza Arbuskula
Aplikasi CMA dilakukan bersamaan waktu tanam dengan cara meletakkan propagul CMA indigenus (berupa campuran akar terinfeksi, hifa, dan spora mikoriza arbuskula serta zeolit) lebih kurang 20 g per polibag tepat di bawah umbi bawang merah. Prosedur pengadaan dan perbanyakan propagul CMA indigenus tanah pasir pantai baik yang berasal dari inang bawang merah maupun Tridax procumbens selengkapnya dijelaskan pada Lampiran 8.
Pemeliharaan Tanaman
Kegiatan pemeliharan tanaman meliputi penyiraman, pemupukan, penyiangan, serta pengendalian hama dan penyakit. Penyiraman dilakukan setiap hari sekali pada waktu pagi hari dengan cara disiram langsung secara merata pada permukaan pot sesuai dengan perlakuan taraf kadar air tersedia. Pemupukan dilakukan untuk memenuhi kebutuhan hara dengan pupuk N (dosis 120 kg N/ha) menggunakan pupuk ZA (setara dengan 0.85 g ZA per polibag), pupuk P (dosis 150 kg P2O5/ha) menggunakan pupuk SP-36 (setara dengan 0.62 g SP-36 per polibag) dan pupuk K (dosis 100 kg K2O/ha) menggunakan pupuk KCl (setara dengan 0.25 g per polibag). Pupuk SP-36 dan KCl semuanya diberikan sebagai pupuk dasar bersamaan sepertiga bagian pupuk ZA. Sedangkan duapertiga bagian pupuk ZA lainnya diberikan setelah tanaman berumur 2 minggu setelah tanam (MST). Penyiangan sekaligus pembubunan dilakukan mulai tanaman berumur 2 MST, setelah itu dilanjutkan dengan interval 2 minggu sekali. Pengendalian hama ulat daun dilakukan saat tanaman berumur 3, 5 dan 7 MST menggunakan insektisida Curacron dengan konsentrasi 1ml/l air.
Pengamatan
Parameter yang diamati antara lain : (1) peubah tumbuh tanaman, yakni : bobot brangkasan segar dan bobot kering brangkasan, panjang dan bobot kering akar; (2) analisis tanaman, yakni : kandungan air relatif daun, kerapatan stomata, kandungan protein total, kandungan prolina tajuk, kandungan ABA tajuk, serapan hara N, P, K, Ca, dan Mg tajuk; (3) sifat fisik tanah, yakni : berat volume (bv), tekstur dan struktur tanah; (4) sifat kimia tanah, yakni : pH, KTK (kapasitas tukar kation), kandungan unsur N, P (total), P (tersedia), K, Ca, Na, S, Cl, dan Mg; (5) peubah hasil, yakni : bobot umbi segar dan kering simpan; (6) efisiensi penggunaan air; dan (7) kolonisasi CMA. Sebagai data penunja ng diamati unsur iklim yaitu suhu, kelembaban udara dan radiasi surya.
Bobot brangkasan segar ditera dengan penimbangan segera setelah tanaman dicabut dengan terlebih dahulu membersihkan tanah yang melekat di perakaran. Bobot kering brangkasan ditera dengan penimbangan setelah brangkasan dikeringkan dengan oven pada suhu 80oC selama 48 jam. Bobot segar dan kering brangkasan diamati pada umur 6 MST.
Panjang dan bobot kering akar diamati pada saat tanaman berumur 6 MST. Panjang akar diukur dari pangkal akar sampai ujung akar terpanjang. Sedangkan bobot kering akar ditimbang setelah akar tersebut dikeringkan dengan oven pada suhu 70oC selama 24 jam.
Penentuan kandungan air relatif (KAR) daun dilakukan dengan cara mengambil contoh daun yang berdiameter 3 mm dengan panjang 10 cm sebanyak 10 potong setiap polibag, mulai dari daun teratas yang telah terbuka penuh, dan ditimbang bobot segarnya (BS). Potongan daun tersebut kemudian dimasukkan ke dalam botol berisi air 300 ml dan disinari dengan cahaya fluorecent 40 watt pada suhu kamar selama 5 jam. Setelah itu potongan daun dikeluarkan dari botol, dan air yang menempel pada daun dibersihkan dengan hati-hati menggunakan kertas tissue. Selanjutnya ditimbang bobot turgidnya (BT)
dan selanjutnya dikeringkan dengan oven suhu 700 C selama 24 jam dan ditimbang kembali (BK). Nilai KAR daun dapat dihitung dengan persamaan :
Bobot Segar (BS) - Bobot Kering (BK)
KAR = x 100% Bobot Turgid (BT) - Bobot Kering (BK)
Pengamatan terhadap KAR daun dilakukan pada saat tanaman berumur 6 MST.
Kerapatan stomata daun diamati pada umur 6 MST dengan menggunakan Mikrosop cahaya `Reichert` (Widcaca, 1996). Bagian permukaan daun yang telah berkembang sempurna disilet tipis untuk mendapatkan epidermisnya. Selanjutnya epidermis tersebut diwarnai dengan safranin dan dicuci dengan aquades. Object glass ditetesi dengan glyserin, kemudian epidermis yang telah dicuci ditempelkan pada pada kertas tissue selanjutnya diletakkan di atas object glass, lalu ditutup dengan cover glass diberi kutek bening agar udara tidak masuk, kemudian diamati di bawah mikroskop.
Pengukuran kandungan protein total dilakukan pada saat tanaman berumur 6 MST. Determinasi konsentrasi protein total menggunakan teknik Dye-binding Assay dari Bio-Rad Laboratories dengan standar BSA (Bovin Serum Albumin). Prosedur selengkapnya dijelaskan pada Lampiran 9.
Pengukuran kandungan prolina dilakukan pada saat tanaman berumur 6 MST. Pengukuran kandungan prolina bebas menerapkan prosedur dari Laboratorium Kimia Terpadu IPB. Adapun prosedur yang dimaksud selengkapnya dijelaskan pada Lampiran 10.
Pengukuran kandungan ABA dilakukan pada saat tanaman berumur 6 MST. Analisis kandungan ABA menggunakan teknik yang digunakan oleh Popova et al. (2000). Prosedur selengkapnya dijelaskan pada Lampiran 11.
Serapan hara N, P, K, Ca dan Mg tajuk tanaman, diukur pada umur tanaman 6 MST. Penetapan serapan hara N menggunakan cara Kjedahl. Penetapan P menggunakan metode kolorimeter. Penetapan serapan K, dan Ca menggunakan metode flame
photometer Eppendorf. Sedangkan penetapan Mg menggunakan AAS (atomic absorption spectrophotometer).
Pengukuran berat volume (bv), tekstur dan struktur tanah, kandungan bahan organik tanah sebelum tanah ditanami bawang merah. Pengukuran pH, KTK (kapasitas tukar kation), kandungan unsur N, P (total), P (tersedia), K, Ca, Na, S, Cl, dan Mg, masing-masing diukur sebelum tanah tersebut digunakan. Penetapan kandungan N menggunakan cara Kjedahl. Penetapan P, S dan Cl menggunakan metode kolorimeter, sedangkan penetapan Mg menggunakan AAS (atomic absorption spectrophotometer). Penetapan kandungan K, Na dan Ca menggunakan metode flame photometer Eppendorf.
Bobot umbi segar ditimbang segera setelah panen, dan bobot umbi kering simpan ditimbang setelah melalui proses pengeringan dengan sinar matahari lebih kurang 1 minggu.
Efisiensi penggunaan air (EPA) menunjukkan banyaknya air yang diperlukan untuk membentuk satu gram bahan kering (diamati pada akhir penelitian). EPA dinyatakan dengan persamaan :
Bobot bahan kering (g) EPA =
Air yang dibutuhkan selama pertumbuhan (l)
Kolonisasi CMA diamati pada saat tanaman berumur 6 MST. Kuantifikasi koloni menggunakan metode Gridline (Giovanetti dan Mosse, 1980) yang didahului dengan staining akar (Kormanik dan McGraww, 1982). Rincian kejelasan teknik staining akar pada Lampiran 2 dan kuantifikasi koloni CMA pada Lampiran 12.
Data suhu udara minimum dan maksimum diperoleh dengan alat termometer minimum-maksimum. Pencatatan dilakukan satu kali sehari yakni pada pukul 7.00 WIB.
Data kelembaban udara diperoleh dengan alat hygrometer. Pencatatan dilakukan tiga kali sehari yakni pada pukul 07.00, 12.00 dan 17.00 WIB.