EFFECT OF VARIOUS NITROGEN CONCENTRATION AND SUCROSE ON GROWTH AND MULTIPLICATION SHOOTS CASSAVA
(Manihot esculentaCrantz) IN VITRO
By
Diki Susanto(1), Ardian(2), Erwin Yuliadi(2).
Currently, cassava has become an export commodity in the international market. Provision of high yielding varieties of cassava seeds in large quantities is a common problem faced by cassava farmers. Provision of seed-scale cassava production by tissue culture technique is considered more economical because it can produce seeds in large quantities in a relatively short time. This study aims to determine the best effect of four concentrations of nitrogen and sucrose on the growth and shoot multiplication of cassava (Manihot esculentaCrantz)in vitro.
Experiment was conducted by using a randomized complete design. The treatments were arranged in factorial (4 x 2). The first factor was the concentration of nitrogen with 0.5, 1, 1.5, 2 times the formula of Murashige and Skoog media. The second factor was 3% and 4% sucrose (30 and 40 g / l). Each treatment combination had 10 replicates, each replication consisted of one bottle containing two explants per bottle. Obtained data were analyzed based on the median value of measured variables using the standard error of the mean / SE.
The results of this study indicated that (1) 2 times the concentration of nitrogen gave the best effect on the growth of shoots and 1 times the nitrogen concentration was the best on the shoot multiplication variables including number of axillary buds and shoots of the main node in the initiation stage mean while, at the stage of subculture 1 times the nitrogen concentration MS formula was found as the best treatment on the growth and multiplication of cassava shoots in vitro, (2) concentration of 3% sucrose gave the best effect, while 4% sucrose in general tended to reduce the propagation and growth of cassava shoots in vitro and (3) a combination of 2 times the nitrogen + 30 gr / l sucrose on the initiation stage gave the best effect, whereas 1 time nitrogen + 30 g / l sucrose in the subculture stage gave the best effect on the propagation and growth of cassava shoots in vitro.
ABSTRAK
PENGARUH BERBAGAI KONSENTRASI NITROGEN DAN SUKROSA TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PERBANYAKAN
TUNAS UBI KAYU (Manihot esculentaCrantz) IN VITRO
Oleh
Diki Susanto(1), Ardian(2), Erwin Yuliadi(2).
Saat ini ubi kayu telah menjadi komoditas ekspor di pasar internasional.
Penyediaan bibit ubi kayu varietas unggul yang baru dirielis dalam jumlah besar dan seragam merupakan masalah umum yang dihadapi petani ubi kayu.
Penyediaan bibit ubi kayu skala produksi dengan teknik kultur jaringan dipandang lebih ekonomis karena dapat menghasilkan bibit dalam jumlah besar pada waktu yang relatif singkat. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh terbaik beberapa konsentrasi nitrogen dan sukrosa terhadap pertumbuhan dan
perbanyakan tunas ubi kayu (Manihot esculentaCrantz) secarain vitro.
Percobaan menggunakan rancangan teracak sempurna (RTS). Perlakuan disusun secara faktorial (4 x 2). Faktor pertama adalah konsentrasi N (nitrogen) 0,5; 1; 1,5; 2 kali media MS (Murashige and Skoog). Faktor kedua adalah 3% dan 4% sukrosa (30 dan 40 gr/l). Masing-masing kombinasi perlakuan memiliki 10 ulangan, setiap ulangan terdiri dari satu botol yang berisi dua eksplan per botol. Data hasil pengamatan dianalisis berdasarkan nilai tengah variabel pengamatan dengan menggunakanStandard error of the mean/SE.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa (1) konsentrasi 2 kali nitrogen
memberikan pengaruh terbaik terhadap pertumbuhan tunas dan konsentrasi 1 kali nitrogen terhadap perbanyakan tunas pada variabel jumlah tunas aksilar dan jumlah buku tunas utama dalam tahap inisiasi. Sedangkan pada tahap subkultur konsentrasi 1 kali nitrogen formula MS terbaik pada pertumbuhan dan
perbanyakan tunas ubi kayuin vitro,(2) konsentrasi 3% sukrosa memberikan pengaruh terbaik, sedangkan 4% sukrosa secara umum cenderung menurunkan perbanyakan dan pertumbuhan tunas ubi kayuin vitrodan (3) kombinasi 2 kali nitrogen + 30 gr/l sukrosa pada tahap inisiasi memberikan pengaruh terbaik, sedangkan 1 kali nitrogen + 30 gr/l sukrosa pada tahap subkultur memberikan pengaruh terbaik pada perbanyakan dan pertumbuhan tunas ubi kayuin vitro.
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka diperoleh kesimpulan sebagai
berikut:
1. Konsentrasi 2 kali nitrogen memberikan pengaruh terbaik terhadap
pertumbuhan tunas dan konsentrasi 1 kali nitrogen terhadap perbanyakan tunas
pada variabel jumlah tunas aksilar dan jumlah buku tunas utama dalam tahap
inisiasi. Sedangkan pada tahap subkultur konsentrasi 1 kali nitrogen formula
MS terbaik pada pertumbuhan dan perbanyakan tunas ubi kayuin vitro.
2. Konsentrasi 3% sukrosa memberikan pengaruh terbaik, sedangkan 4% sukrosa
secara umum cenderung menurunkan perbanyakan dan pertumbuhan tunas ubi
kayuin vitro.
3. Kombinasi 2 kali nitrogen + 30 gr/l sukrosa pada tahap inisiasi memberikan
pengaruh terbaik, sedangkan 1 kali nitrogen + 30 gr/l sukrosa pada tahap
subkultur memberikan pengaruh terbaik pada perbanyakan dan pertumbuhan
tunas ubi kayuin vitro.
Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan disimpulkan bahwa konsentrasi
yang terbaik pada 3% sukrosa, untuk itu disarankan dilakukan penelitian dengan
menurunkan konsentrasi sukrosa menjadi 2% serta penggunaan beberapa varietas
unggul sebagai bahan tanam. Dalam hal teknis pelaksanaan perlu diperhatikan
cara sterilisasi karena pada tahap ini adalah titik kritis yang menentukan
1.1 Latar Belakang dan Masalah
Kebutuhan dunia akan energi bahan bakar minyak bumi terus meningkat.
Sementara itu minyak bumi merupakan sumber bahan bakar yang tidak dapat
diperbaharui karena berasal dari fosil yang terbatas. Hal ini menyebabkan
menipisnya cadangan bahan bakar tersebut. Upaya untuk memenuhi kebutuhan
bahan bakar tersebut adalah dengan substitusi bahan bakar yang berasal dari
tumbuhan. Menurut Martono dan Sasongko (2007), tanaman yang berpotensi
menjadi bahan bakar alternatif salah satunya adalah ubi kayu.
Tanaman ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) termasuk familiEuphorbiaceae
atau suku jarak-jarakan. Berkerabat dekat dengan tumbuhan karet (Hevea
brasiliensis) dan jarak (Ricinus communis) (Rukmana, 1997). Ubi kayu
merupakan tanaman yang mempunyai daya adaptasi lingkungan yang sangat luas,
sehingga ubi kayu dapat tumbuh di semua provinsi di Indonesia.
Pemanfaatan ubi kayu sebagian besar diolah menjadi produk setengah jadi berupa
pati (tapioka) dan gaplek (Subagio, 2006). Ubi kayu mengandung kadar sianida
(HCN). Ubi kayu dengan kadar HCN rendah dimanfaatkan sebagai bahan
pangan, sedangkan ubi kayu yang mengandung kadar HCN tinggi dimanfaatkan
sebagai bahan baku agroindustri (bioetanol) (Rukmana, 1997). Pemanfaatan ubi
baku ubi kayu menjadi bioetanol dapat memenuhi kebutuhan bahan bakar yang
berasal dari minyak bumi (Anonim, 2009).
Data produksi ubi kayu di Indonesia berdasarkan survey dari Badan Pusat
Statistik (BPS) tahun 2005 2009 rata-rata mencapai 20.608.650 ton per tahun,
rata-rata produktivitas 17,03 ton per hektar (ha) per tahun, luas panen tahun 2009
mencapai 1.205.440 ha. Luas panen ubi kayu mengalami penurunan sebesar 0,16
% per tahun. Sedangkan data produksi ubi kayu di Provinsi Lampung (BPS)
tahun 2005 2009 rata-rata mencapai 6.461.512 ton per tahun (31% dari produksi
Indonesia per tahun) rata-rata produktivitas 21,48 ton per ha dan luas panen tahun
2009 mencapai 320.344 ha. Luas panen ubi kayu di Lampung mengalami
kenaikan sebesar 6,23% per tahun.
Berdasarkan data di atas ubi kayu cukup berpotensi untuk dikembangkan di
Indonesia khususnya di Lampung. Akan tetapi penurunan luas panen di Indonesia
dan produktivitas yang masih rendah menjadi masalah dalam pengembangan ubi
kayu. Hal ini perlu diantisipasi dengan intensifikasi dalam budidaya ubi kayu
untuk meningkatkan produktivitas.
Salah satu program intensifikasi adalah perakitan varietas baru dengan
produktivitas tinggi yang dilakukan oleh para pemulia seperti di Balitkabi (Balai
penelitian tanaman kacang-kacangan dan umbi-umbian). Akan tetapi setelah
varietas baru dirakit perlu segera disebar kepada petani.
Untuk bisa segera disebar dibutuhkan bibit yang banyak dan seragam. Hal yang
menjadi masalah dalam proses penyebaran adalah metode perbanyakan bibit.
singkat. Menurut Jaslit (2008), dalam satu batang ubi kayu umur delapan bulan
hanya diperoleh sembilan stek bibit dengan kualitas yang baik. Sedangkan
kebutuhan bibit untuk satu hektar saja mencapai 10.000 14.000 (disesuaikan
dengan jarak tanam).
Oleh karena itu diperlukan suatu mekanisme perbanyakan yang mampu mengatasi
masalah tersebut, yaitu teknik kultur jaringan atau kulturin vitro. Perbanyakan
secarain vitromempunyai beberapa kelebihan dibandingkan perbanyakan
tanaman secara konvensional salah satunya bibit dapat diproduksi banyak dalam
waktu yang singkat (Hapsoro, 2009).
Pengetahuan tentang kandungan unsur hara di dalam media kultur sangat
menentukan keberhasilan dalam metodein vitro(Wetter dan Constabel, 1991).
Di dalam media kultur terdapat komponen-komponen yang sangat dibutuhkan
oleh tanaman yang salah satunya adalah sukrosa. Sukrosa ditambahkan pada
media kultur jaringan sebagai sumber energi (Daisy dan Wijayani, 1994).
Selain sukrosa unsur hara makro sangat penting untuk pertumbuhan tanaman.
Hara makro yang penting untuk pertumbuhan tanaman itu salah satunya adalah
nitrogen (Hartmann dkk., 1997). Peran utama nitrogen bagi tanaman adalah untuk
merangsang pertumbuhan tanaman secara keseluruhan, khususnya batang, cabang,
dan daun (Lingga, 1999). Pemberian nitrogen pada ubi kayu secara berlebih dapat
meningkatkan pertumbuhan cabang, batang, dan daun tanaman
Untuk itu perlu pengujian pengaruh beberapa konsentrasi sukrosa yang
dikombinasikan dengan beberapa konsentrasi nitrogen pada pertumbuhan ubi
Penelitian ini dilakukan untuk menjawab masalah yang dirumuskan dalam
pertanyaan sebagai berikut:
1. Apakah pertumbuhan dan perbanyakan tunas ubi kayu secarain vitro
dipengaruhi oleh konsentrasi nitrogen?
2. Apakah pertumbuhan dan perbanyakan tunas ubi kayu secarain vitro
dipengaruhi oleh konsentrasi sukrosa?
3. Apakah terdapat pengaruh sinergis antara konsentrasi nitrogen dengan
konsentrasi sukrosa terhadap pertumbuhan dan perbanyakan tunas ubi kayu
secarain vitro?
1.2 Tujuan Penelitian
Berdasarkan latar belakang, identifikasi, dan perumusan masalah, penelitian ini
bertujuan untuk:
1. Mengetahui pengaruh terbaik beberapa konsentrasi nitrogen terhadap
pertumbuhan dan perbanyakan tunas ubi kayu secarain vitro.
2. Mengetahui pengaruh terbaik beberapa konsentrasi sukrosa terhadap
pertumbuhan dan perbanyakan tunas ubi kayu secarain vitro.
3. Mengetahui pengaruh sinergis beberapa konsentrasi nitrogen dan sukrosa
terhadap pertumbuhan dan perbanyakan tunas ubi kayuin vitro.
1.3 Landasan Teori dan Kerangka Pemikiran
Berdasarkan tujuan yang telah dikemukakan, berikut ini disusun kerangka
menguntungkan, karena perbanyakan yang dilakukan dengan cara vegetatif
lainnya, jumlah anakan yang dihasilkan terbatas. Menurut George (1996), dalam
perbanyakan tanaman secarain vitroeksplan akan tumbuh dan berkembang
menjadi tanaman lengkap jika dikulturkan dalam media yang sesuai.
Di dalam media terkandung komponen-komponen yang sangat penting untuk
pertumbuhan dan perkembangan kultur tanaman, yaitu sukrosa. Tanaman dalam
kultur jaringan tumbuh secara heterotrof karena mereka tidak cukup mensintesa
kebutuhan karbonnya, maka sukrosa harus ditambahkan ke dalam media
(Anonim, 2008). Pada pengulturan pisang, umumnya sukrosa yang digunakan
hanya sebanyak 3% (Yusnita, 2003). Sedangkan kebanyakan kulturin vitro
sukrosa biasa digunakan pada konsentrasi 2 4 % (Hartman dkk.,1997).
Hal ini yang mendasari konsentrasi sukrosa yang diberikan pada media kultur
dengan dua taraf konsentrasi 3% dan 4%. Peningkatan konsentrasi sukrosa ke
dalam media diduga dapat memberikan pengaruh pertumbuhan pada tanaman ubi
kayuin vitro.
Selain sukrosa, unsur hara makro sangat penting di dalam kultur in vitroadalah
nitrogen. Peran utama nitrogen bagi tanaman adalah untuk pertumbuhan tanaman
secara menyeluruh. Pemberian nitrogen yang berlebih pada tanaman ubi kayu
dapat merangsang pertumbuhan tanaman khususnya batang, cabang dan daun
Hal ini yang mendasari penambahan konsentrasi nitrogen di dalam formula
Murashige and Skoog dimodifikasi menjadi 0,5; 1; 1,5; 2 kali lipat dari
konsentrasi N (nitrogen) normal dengan harapan memperoleh pengaruh
pertumbuhan pada tanaman ubi kayuin vitro.
Berdasarkan fungsi sukrosa dan nitrogen yang telah dijelaskan di atas, kombinasi
antara beberapa konsentrasi sukrosa dan nitrogen diduga memberikan pengaruh
positif pada pertumbuhan ubi kayuin vitro.
1.4 Hipotesis
Berdasarkan kerangka pemikiran yang telah dikemukakan di atas dirumuskan
hipotesis sebagai berikut:
1. Konsentrasi nitrogen yang pada tingkat 2 N memberikan pengaruh terbaik
terhadap pertumbuhan dan perbanyakan tunas ubi kayuin vitro.
2. Konsentrasi sukrosa yang pada tingkat 4% memberikan pengaruh terbaik
terhadap pertumbuhan dan perbanyakan tunas ubi kayuin vitro.
3. Pemberian beberapa konsentrasi nitrogen 2 N yang dikombinasikan dengan
4% sukrosa dapat memberikan pengaruh terbaik terhadap pertumbuhan dan
