KARAKTER MORFOLOGI DAN PEMUPUKAN N DAN P
ANORGANIK TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI
BIOAKTIF THYMOQUINONE JINTAN HITAM (Nigella sativa L.)
RUDI SURYADI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Karakter Morfologi dan Pemupukan N dan P Anorganik terhadap Pertumbuhan dan Produksi Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam (Nigella sativa L.) adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Juli 2014
Rudi Suryadi
RINGKASAN
RUDI SURYADI. Karakter Morfologi dan Pemupukan N dan P Anorganik terhadap Pertumbuhan dan Produksi Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam (Nigella sativa L.). Dibimbing oleh MUNIF GHULAMAHDI dan ANI KURNIAWATI.
Nigella sativa L. yang dikenal dengan nama jintan hitam adalah tanaman obat asli dari daerah Asia Barat dan Mediterania yang beriklim sub tropika. Jintan hitam bermanfaat sebagai anti-mikroba, anti-parasit, anti-imflamasi, anti-oksidan, anti-tumor, dan anti-diabetes. Tujuan penelitian ini adalah mengidentifikasi karakter morfologi dan menganalisis pertumbuhan, produksi, dan kandungan bioaktif thymoquinone jintan hitam (Nigella sativa L.) dengan pemupukan N dan P anorganik yang ditanam di daerah tropika. Penelitian dilakukan dalam tiga tahap percobaan. Percobaan pertama dilaksanakan dari bulan April sampai Agustus 2012 di tiga lokasi yaitu, Bogor, Cicurug, dan Lembang. Rancangan yang digunakan adalah rancangan acak kelompok dengan tiga ulangan. Perlakuan yang diuji adalah penanaman jintan hitam di tiga ketinggian tempat, yaitu : A. Bogor (350 m dpl), B. Cicurug (550 m dpl), dan C. Lembang (1,301.5 m dpl). Percobaan ke dua dilaksanakan di Kebun Percobaan Manoko, Lembang mulai bulan September 2012 sampai Januari 2013. Rancangan yang digunakan adalah rancangan acak kelompok, dua faktor dengan tiga ulangan. Faktor pertama adalah perlakuan empat taraf dosis pupuk nitrogen (0, 40, 80, dan 120 kg N ha-1). Faktor ke dua adalah empat taraf dosis pupuk fosfor (0, 40, 80, dan 120 kg P2O5 ha-1). Percobaan ke tiga dilaksanakan di Kebun Percobaan Manoko, Lembang mulai bulan Agustus 2013 sampai Maret 2014. Rancangan yang digunakan adalah split plot dengan tiga ulangan. Petak utama adalah dua taraf perlakuan pupuk nitrogen (0 dan 120 kg N ha-1) dan anak petak adalah empat taraf pupuk fosfor (0, 60, 120, dan 180 kg P2O5ha-1).
Hasil percobaan pertama menunjukkan bahwa di Lembang biji jintan hitam dapat berkecambah, tumbuh, berbunga, dan menghasilkan biji. Biji jintan hitam berkecambah mulai umur 21 hari setelah semai (HSS) dengan jumlah satuan panas 304.5 °C. Hasil percobaan ke dua menunjukkan bahwa pemupukan N dan P mampu meningkatkan tinggi tanaman, jumlah daun, jumlah cabang, luas daun, indeks luas daun, laju tumbuh relatif, laju asimilasi bersih, bobot kering tanaman, jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per kapsul, bobot biji per tanaman, bobot 1,000 biji, dan produksi biji ha-1. Pertumbuhan dan produksi jintan hitam masih meningkat sampai dosis tertinggi pupuk N dan P sehingga penambahan dosis pupuk masih memungkinkan agar didapatkan dosis optimum. Hasil percobaan ke tiga menunjukkan bahwa pemupukan N dan P mampu meningkatkan tinggi tanaman, jumlah daun, jumlah cabang, jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per kapsul, bobot biji per tanaman, bobot 1,000 biji, produksi biji ha-1, dan kadar bioaktif thymoquinone. Pemupukan 120 kg N ha-1 + 157 kg P2O5 ha-1 menghasilkan produksi biji dan produksi thymoquinone jintan hitam tertinggi, yaitu 363.04 kg ha-1 dan 298.4 g ha-1.
SUMMARY
RUDI SURYADI. Morphological Characters and Fertilizing N and P Anorganic on Growth and Production of Bioactive Thymoquinone of Black Cumin (Nigella sativa L.). Supervised by MUNIF GHULAMAHDI and ANI KURNIAWATI
Nigella sativa L., known as black cumin is a native medicinal plant in sub-tropical region, for instance in Western Asia and the Mediterranean. Cumin is used an anti-microbial, anti-parasitic, anti-imflamasi, anti-oxidant, anti-tumor, and anti-diabetic. The purpose of this study was to characterize the morphology and get the optimum dose of fertilizer N and P that can enhance the growth, seed production, and bioactive thymoquinone black cumin adapt to the tropical climate. The study was conducted in three stages of the experiment. The first experiment was conducted from April to August 2012 and used a randomized block design with three replications. The treatments tested were black cumin cultivation in three altitude, A. Bogor (350 m asl), B. Cicurug (550 m asl), and C. Lembang (1,301.5 m asl). The second experiment was conducted at the Experimental Manoko, Lembang from September 2012 until January 2013. The experiment used a randomized block design, with two factors and three replications. The first factor was four levels of nitrogen fertilizer (0, 40, 80, and 120 kg N ha-1). The second factor was four levels of phosphorus fertilizer (0, 40, 80, and 120 kg P2O5 ha-1). The third experiment was conducted at the Experimental Manoko, Lembang from August 2013 to March 2014. The experiment used a split plot with three replications. The main plot treatments were two levels of nitrogen fertilizer (0 and 120 kg N ha-1) and the subplot was four levels phosphorus fertilizer (0, 60, 120, and 180 kg P2O5 ha-1).
The results of the first experiment showed that in Lembang, black cumin seeds can germinate, grow, flower, and produce seed. Black cumin seeds germinate from the age of 21 days after sowing (DAS) with heat units 304.5 degree-days. The second experiment showed that N and P fertilization can increase plant height, number of leaves, number of branches, leaf area, leaf area index, relative growth rate, net assimilation rate, plant dry weight, number of capsules per plant, number of seeds per capsule, seed weight per plant, weight of 1,000 seeds, and seeds production ha-1. Growth and production of black cumin was increased to the highest dose of fertilizer N and P so that the addition of fertilizer is still possible in order to obtain the optimum dose. The third experiment showed that N and P fertilization can increase plant height, number of leaves, number of branches, number of capsules per plant, number of seeds per capsule, seed weight per plant, weight of 1,000 seeds, seeds production ha-1, and thymoquinone content on seed. Fertilization of doses 120 kg N ha-1 + 157 kg P2O5 ha-1 resulted highest the production of seed and black cumin production thymoquinone, respectively 363.04 kg ha-1 and 298.4 g ha-1.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2011
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
pada
Program Studi Agronomi dan Hortikultura
KARAKTER MORFOLOGI DAN PEMUPUKAN N DAN P
ANORGANIK TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI
BIOAKTIF THYMOQUINONE JINTAN HITAM (Nigella sativa L.)
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Tesis : Karakter Morfologi dan Pemupukan N dan P Anorganik terhadap Pertumbuhan dan Produksi Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam (Nigella sativa L.)
Nama : Rudi Suryadi
NIM : A252110191
Disetujui oleh Komisi Pembimbing
Prof Dr Ir Munif Ghulamahdi, MS Ketua
Dr Ani Kurniawati, SP. MSi Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi Agronomi dan Hortikultura
Dr Ir Maya Melati, MS. MSc.
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr Ir Dahrul Syah, MSc.Agr
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan April 2012 ini ialah adaptasi jintan hitam pada iklim tropika dengan pemupukan anorganik, dengan judul Karakter Morfologi dan Pemupukan N dan P Anorganik terhadap Pertumbuhan dan Produksi Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam (Nigella sativa
L.). Bagian dari tesis ini dalam proses review untuk dipublikasikan di Jurnal Agronomi Indonesia dengan judul Respon Pertumbuhan dan Produksi Jintan Hitam (Nigella sativa L.) terhadap Pemupukan Nitrogen dan Fosfor.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Prof Dr Ir Munif Ghulamahdi, MS. dan Dr Ani Kurniawati, SP, MSi. selaku pembimbing, Prof Dr Ir Sandra Arifin Aziz, MS dan Dr Ir Maya Melati, MS. MSc., Dr Ir Haryono, MSc. selaku Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Dr Ir Muhammad Syakir, MS. selaku Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan, dan Dr Ir Agus Wahyudi MS. selaku Kepala Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat, yang telah memberikan kesempatan kepada saya mendapatkan beasiswa untuk melanjutkan sekolah pascasarjana di Institut Pertanian Bogor, Dedi Suheryadi, SP. dan staf Kebun Percobaan Manoko-Lembang yang telah membantu kelancaran pelaksanaan penelitian tesis saya. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada yang tercinta istri, putra dan putriku atas segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Juli 2014
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
1 PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Perumusan Masalah 2
Tujuan Penelitian 2
Manfaat Penelitian 3
Ruang Lingkup Penelitian 3
2 TINJAUAN PUSTAKA 4
3 METODE 7
3.1. Karakter Morfologi Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.) 7 di Tiga Ketinggian Tempat
Waktu dan Tempat 7
Bahan dan Alat 7
Metode Penelitian 8
3.2. Respon Pertumbuhan dan Produksi Tanaman Jintan Hitam 9
(Nigella sativa L.) dengan Pemupukan N dan P Anorganik di Polibag Waktu dan Tempat 9
Bahan dan Alat 9
Metode Penelitian 9
3.3. Kajian Pemupukan N dan P Anorganik terhadap Pertumbuhan 11
dan Produksi Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam (Nigella sativa L. di Lapang Waktu dan Tempat 11
Bahan dan Alat 11
Metode Penelitian 11
4 HASIL DAN PEMBAHASAN 13
4.1. Karakter Morfologi Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.) 13
di Tiga Ketinggian Tempat Jumlah Satuan Panas (heat units) 13
Kebun Percobaan Cimanggu, Bogor dan Kebun Percobaan 13
Cicurug, Sukabumi Kebun Percobaan Manoko, Lembang 14
Morfologi Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.) 15
Akar (Radix) 15
Batang (Caulis) 15
Percabangan 16
Daun (Folium) 16
Pembentukan Bunga sampai Pembentukan Kapsul 19
Kapsul 19
Biji (Semen) 20
4.2. Respon Pertumbuhan dan Produksi Tanaman Jintan Hitam 20
(Nigella sativa L.) dengan Pemupukan N dan P Anorganik di Polibag Kondisi Umum 20
Tinggi Tanaman dan Jumlah Daun 21
Jumlah Cabang 22
Luas Daun (LD) 23
Indeks Luas Daun (ILD) dan Nisbah Luas Daun (NLD) 23
Laju Tumbuh Relatif (LTR) dan Laju Asimilasi Bersih (LAB) 24
Bobot Kering Tanaman 26
Jumlah Kapsul per Tanaman, Jumlah Biji per Kapsul, 26
Bobot Biji per Tanaman, Bobot 1,000 Biji, Produksi Biji ha-1 4.3. Kajian Pemupukan N dan P Anorganik terhadap Pertumbuhan 28
dan Produksi Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam (Nigella sativa L.) di Lapang Kondisi Umum 28
Tinggi Tanaman 29
Jumlah Daun 30
Jumlah Cabang 30
Jumlah Kapsul per Tanaman, Jumlah Biji per Kapsul, 31
Bobot Biji per Tanaman, Bobot 1,000 Biji, Produksi Biji ha-1 Kadar Hara N dan P Daun Jintan Hitam 32
Kandungan Bioaktif Thymoquinone 32
5 PEMBAHASAN UMUM 33
6 SIMPULAN DAN SARAN 38
Simpulan 38
Saran 38
DAFTAR PUSTAKA 38
LAMPIRAN 43
DAFTAR TABEL
1
Tinggi tanaman dan jumlah daun jintan hitam dengan perbedaantaraf pemupukan N dan P umur 5-13 MSS 21
2
Jumlah cabang jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N danP umur 9-13 MSS 22
3
Luas daun jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan Pumur 7-13 MSS 23
4
Indeks luas daun (ILD) jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukanN dan P umur 7-13 MSS 24
5
Nisbah luas daun (NLD) jintan hitam dengan perbedaan tarafpemupukan N dan P umur 7-13 MSS 24
6
Laju tumbuh relatif (LTR) dan laju asimilasi bersih (LAB) jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan P umur 7-13 MSS 257
Bobot kering tanaman jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukanN dan P umur 13 MSS 26
8
Jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per kapsul, bobot biji per tanaman, bobot 1,000 biji, produksi biji ha-1 279
Hasil Analisis Tanah 2810
Tinggi tanaman jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N danP umur 5-15 MSS 29
11
Jumlah daun jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan Pumur 5-15 MSS 30
12
Jumlah cabang jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N danP umur 5-15 MSS 30
13
Jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per kapsul, bobot biji per tanaman, bobot 1,000 biji, dan produksi per hektar 3114
Kadar hara N dan P daun jintan hitam dengan taraf pemupukan N dan Pyang berbeda pada 9 MSS 32
15
Kandungan bioaktif thymoquinone biji jintan hitam. 33
DAFTAR GAMBAR
1
Alur pelaksanaan penelitian 32
Rumus bangun thymoquinone 63
Jalur biosintesis thymouinone 74
Biji jintan hitam yang berkecambah (a), bibit jintan hitam yang masih segar (b), daun sudah mulai layu dan mengering (c), bibit jintan hitammati (d) 13
5
Jumlah satuan panas pada perkecambahan, pembungaan, pembentukan6
Biji jintan hitam mulai berkecambah umur 21 HSS (a), bibit jintan hitam umur 30 HSS (b), tanaman mulai membentuk bunga (inisiasi) umur 56 HSS (c), bunga mulai mekar umur 70 HSS (d), kapsul mulai terbentuk umur 83 HSS (e), dan kapsul mulai matang umur 139 HSS (f) 157
Perkembangan akar umur 21 HSS (a), umur 30 HSS (b), dan umur 83HSS (c) 15
8
Penampang melintang batang (a), permukaan batang berwarna hijaudan berambut halus (b) 16
9
Bentuk percabangan tanaman jintan hitam 1610
Letak dan bentuk daun jintan hitam 1711
Bunga jintan hitam terletak di ujung batang (flos terminalis) 1712
Bunga jintan hitam lengkap dengan tangkai bunga (a), bagian-bagianbunga jintan hitam (b), daun mahkota (c), benang sari (d), putik dan
kapsul (e) 18
13
Jumlah putik pada bunga jintan hitam, 3 putik (a), 4 putik (b), 5 putik(c), dan 6 putik (d) 18
14
Bunga mulai muncul bunga (inisiasi) umur 56 HSS (a), umur 63 HSS (b), umur 70 HSS (c), umur 73 HSS (d), umur 83 HSS (e), umur 97HSS (f), dan umur 139 HSS (g) 19
15
Bagian-bagian dari kapsul (a), beberapa ukuran kapsul (b), kapsul tampak dari atas (c), kapsul yang dibelah berisi biji jintan hitam (d) 1916
Penampilan biji jintan hitam (a), bentuk dan ukuran biji jintan hitam (b),permukaan kulit biji jintan hitam (c), ketebalan kulit biji jintan hitam (c) 20
17
Keragaan tanaman yang ditanam di polibag dengan naungan atap 2018
Hasil analisis regresi hubungan dosis pupuk N dan P dengan produksibiji ha-1 27
19
Keragaan tanaman yang ditanam di lapang dan pangkal batang yangpatah akibat serangan hama 28
20
Hasil analisis regresi hubungan dosis P dengan produksi biji ha-1 3121
Kurva standar thymoquinone pada konsentrasi 20, 40, 80, dan 160 ppm 33
DAFTAR LAMPIRAN
1
Cromatogram standar thymoquinone menggunakan HPLC 432
Cromatogram thymoquinone pada perlakuan pemupukan menggunakan1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jintan hitam (Nigella sativa L.) adalah tanaman semusim, famili Ranunculaceae, merupakan tanaman asli dari daerah Asia Barat, dan banyak dibudidayakan di kawasan Mediterania, Syria, Turky, Iran, Arab Saudi, Pakistan, Jordania, India (Rajsekhar dan Kuldeep 2011).Bagian tanaman jintan hitam yang dimanfaatkan adalah bijinya. Kandungan utama yang terdapat pada biji jintan hitam adalah minyak atsiri seperti, p-symena, thymoquinone, asam palmitat, asam linoleat, asam oleat (Arshad et al. 2012), asam lemak, tocopherol, sterol (Matthaus dan Özcan 2011), dithymoquinone, thymohidroquinone, dan thymol (Ghosheh et al. 1999), senyawa alkaloid seperti nigellidine (Rahman et al. 1995) dan nigellimine (Rahman et al. 1992).
Thymoquinone adalah senyawa bioaktif dari golongan terpenoid yaitu monoterpen yang merupakan salah satu senyawa paling banyak terdapat pada minyak esensial biji jintan hitam sekitar 7.8-13.7% (Lewinsohn et al. 2012). Thymoquinone berfungsi sebagai mikroba, parasit, kanker, anti-imflamasi, imunomodulator, antioksidan dan hepatoprotektor (Gali-Muhtasib et al. 2006). Selain itu, thymoquinone berguna untuk mencegah penyakit kanker usus dan leukeumia (Maznah et al. 2011), anti-mikroba (Chaieb et al. 2011) dan mencegah kerusakan eritrosit yang disebabkan oleh 1,2-dimethylhydrazine (Harzallah et al. 2012). Beberapa hasil penelitian efek farmakologis lainnya dari biji jintan hitam antara lain: anti-iskemia (Hosseinzadeh et al. 2006), anti-tumor (Mbarek et al. 2007), efek estrogenik (Parhizkar et al. 2011), dan menurunkan kadar gula darah (Mohtashami et al. 2011). Selain industri jamu/obat tradisional, biji jintan hitam jugadigunakan dalam industri bumbu masak.
Biji jintan hitam sebagai bahan baku industri farmasi dan industri dalam negeri masih diimpor dari India dan Mesir serta negara Timur Tengah lainnya dengan total impor sebanyak 510,003 kg/tahun senilai US$ 364.394. (Wahyuni 2009). Produk jintan hitam banyak dijual dalam bentuk serbuk dan minyak yang dikemas dalam kapsul dan dikenal dengan nama “Habbatussauda”.
2
Tanaman jintan hitam di tempat asalnya seperti di Jordania, Turki, dan Iran yang beriklim sub tropika ditanam pada ketinggian 530-1,725 m dpl, suhu rata-rata 6.9-17.4 °C, kelembaban udara 45.4-61.7%, curah hujan 140-462.5 mm/tahun, dengan kemasaman tanah 7.7-8.1 (Talafih et al. 2007; Tuncturk et al. 2005; Tuncturk et al. 2011; Khoulenjani dan Salamati 2011). Indonesia merupakan wilayah beriklim tropika yang umumnya mempunyai suhu, kelembaban, dan curah hujan lebih tinggi dengan tingkat kemasaman tanah yang lebih rendah. Perbedaan lingkungan tumbuh (tanah dan iklim) tersebut diduga akan mempengaruhi karakteristik morfologi tanaman sebagai upaya tanaman jintan hitam beradaptasi terhadap lingkungan tumbuh yang baru, juga akan mempengaruhi respon tanaman menyerap unsur hara di dalam tanah. Berdasarkan permasalahan tersebut maka diperlukan penelitian yang bertujuan mengidentifikasi karakter morfologi tanaman jintan hitam dan responnya terhadap pemupukan N dan P untuk meningkatkan pertumbuhan, produksi biji, dan kandungan bioaktif thymoquinone jintan hitam yang tumbuh di daerah tropika.
Perumusan Masalah
Sampai saat ini biji jintan hitam sebagai bahan baku industri farmasi di Indonesia masih tergantung dari impor. Tanaman jintan hitam merupakan tanaman introduksi yang berasal dari daerah Mediterania dan Asia Barat yang beriklim sub tropika. Di negara asalnya jintan hitam dibudidayakan pada ketinggian 580–1,725 m dpl, suhu rata-rata 6.9–17.4 °C, kelembaban 4.5-61.7%, dan curah hujan 140–462.5 mm/tahun dengan kemasaman tanah 7.7-8.1. Indonesia yang beriklim tropika umumnya mempunyai suhu, kelembaban dan curah hujan yang lebih tinggi dengan kemasaman tanah yang lebih rendah. Penanaman jintan hitam di ketinggian tempat yang berbeda perlu dilakukan untuk mendapatkan lingkungan tumbuh dengan suhu dan kelembaban yang dapat mendukung pertumbuhan dan perkembangan tanaman jintan hitam. Tingkat curah hujan yang tinggi mengakibatkan tingkat pencucian unsur hara dalam tanah juga tinggi terutama unsur hara N yang mudah hilang sehingga ketersediaan di dalam tanah rendah. Kemasaman tanah yang rendah mengakibatkan ketersediaan P dalam tanah rendah karena terikat Al dan Fe. Pemupukan bertujuan untuk menambah unsur hara ke dalam tanah agar ketersediaannya dapat memenuhi kebutuhan tanaman untuk tumbuh dan berkembang. Pemupukan N dan P diharapkan akan menambah ketersediaan unsur hara tersebut sehingga dapat meningkatkan pertumbuhan, produksi biji dan kandungan bioaktif thymoquinone jintan hitam (Nigella sativa L.).
Tujuan Penelitian
3
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah mendapatkan informasi mengenai karakteristik morfologi, pertumbuhan, produksi biji, dan kandungan bioaktif thymoquinone jintan hitam yang ditanam di daerah tropika dengan aplikasi pemupukan N dan P anorganik.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini adalah mengidentifikasi karakter morfologi dan mengkaji pemupukan N dan P anorganik terhadap pertumbuhan dan produksi bioaktif thymoquinone tanaman jintan hitam yang tumbuh di daerah tropika.
Gambar 1. Alur pelaksanaan penelitian Percobaan 1 : Karakterisasi
morfologi jintan hitam di tiga ketinggian tempat
Didapatkan ketinggian tempat yang menghasilkan pertumbuhan dan produksi jintan hitam yang baik
Percobaan 2 : Pemupukan N dan P anorganik di polibag
Didapatkan informasi pengaruh pupuk N dan P anorganik terhadap pertumbuhan dan produksi biji jintan hitam
Percobaan 3 : Pemupukan N dan P anorganik di lapang
Didapatkan dosis optimum pupuk P yang mampu meningkatkan pertumbuhan, produksi biji, dan bioaktif thymoquinone jintan hitam
4
2
TINJAUAN PUSTAKA
Jintan Hitam (Nigella sativa L.)
Jintan hitam (Nigella sativa L.) tanaman asli di daerah Asia Barat, dan wilaah Mediterania. Jintan hitam dalam bahasa Inggris disebut black seed, black cumin, atau fennel flower, siyah daneh (Persia), kalonji (India) Habat et baraka (Mesir), dan dalam bahasa Arab dikenal dengan nama ul-barakah, habbat-ul-sauda dan sudah dibudidayakan diantaranya di India, Pakistan, Ethiopia, Syria, Arab Saudi, Yaman, dan Turki (Albert-Mates 2003; Rabbani et al. 2011). Menurut Rajsekhar dan Kuldeep (2011) jintan hitam diklasifikasikan sebagai Divisi: Magnoliophyta; kelas: Magnoliopsida; bangsa: Ranunculales; suku: Ranunculaceae; marga: Nigella; jenis: Nigella sativa L. Tanaman jintan hitam berupa herba tegak tinggi 20 - 50 cm, susunan daun berseling, warna daun hijau muda dengan panjang 1-6 cm. Bunga terbentuk pada ujung cabang (terminal), panjang rangkaian 4-11 cm, jumlah mahkota bunga 5 buah. Bunga jintan berwarna hijau muda sampai sedikit kemerahan waktu muda dan kebiruan pada bunga tua, terdapat madu pada bunganya, penyerbukan tanaman dibantu oleh serangga. Buah berbentuk kapsul, terdiri dari beberapa biji. Bentuk biji jintan bulat, berwarna hitam atau abu-abu gelap, berukuran kecil (1-5 mg/butir).
Talafih et al. (2007) menyatakan bahwa jintan hitam mampu tumbuh di Jordania pada ketinggian 530-800 m di atas permukaan laut dengan suhu rata-rata 6.9-71.4 °C dan curah hujan 319.2-462.5 mm/tahun. Di Turky tumbuh pada ketinggian 1,725 m dpl, suhu rata-rata 14.6 °C dan curah hujan rata-rata 326.4 mm/tahun (Tuncturk et al. 2005) dan di Iran pada ketinggian 1,209 m dpl, suhu rata-rata 14 °C dengan curah hujan 140 mm/tahun (Khoulenjani dan Salamati 2011).
Perbanyakan jintan hitam dapat dilakukan dengan biji dan kalus secara in vitro dari daun, batang, dan akar. Jintan hitam umumnya dibudidayakan dengan cara biji ditabur langsung dilapang dengan jumlah biji 20-30 kg ha-1, dan jarak antar baris tanaman 25-40 cm. Jintan hitam dapat ditanama secara monokultur atau ditumpangsarikan dengan barley atau gandum (Ghouzhdi 2010).
Jumlah Satuan Panas (Heat units)
Pertumbuhan dan perkembangan tanaman sangat ditentukan oleh unsur-unsur cuaca seperti suhu udara. Suhu merupakan faktor lingkungan utama yang menentukan tingkat pertumbuhan dan perkembangan tanaman (Qadir et al. 2007). Konsep yang umum digunakan untuk menjelaskan pengaruh suhu terhadap perkembangan tanaman (fenologi) adalah thermal unit yang sering pula disebut
5 (Parthasarathi et al. 2013). Informasi lain dari jumlah satuan panas adalah berguna untuk mengklasifikasikan tanaman saat berbunga dan memperkirakan waktu panen serta dapat memperkirakan jangka waktu di antara kedua tahap tersebut (Bohnomme 2000). Jumlah satuan panas mampu memperkirakan tanggal tanam, tanggal panen, pengembangan tanaman dan penggunaan air selama pertumbuhan dalam satu musim tanam.
Jumlah satuan panas (heat units) selain mempengaruhi fase pertumbuhan juga memiliki hubungan linier dengan kompnen hasil (Qadir et al. 2007). Kandungan minyak bunga matahari yang dipanen pada saat suhu tinggi mampu menghasilkan kandungan minyak yang tinggi dan sebaliknya saat dipanen pada suhu rendah menghasilkan minyak yang rendah (Ahmad dan Hasan 2000). Informasi lain dari hasil penelitian Qadir et al. (2006) melaporkan bahwa heat units yang lebih besar pada musim semi, mampu meningkatkan kandungan minyak bunga matahari. Waktu yang tepat untuk pertumbuhan dan pembungaan adalah pada musim semi yang ditandai dengan suhu optimal dan sinar matahari yang melimpah, sehingga berpengaruh terhadap hasil minyak bunga matahari (Sumangala dan Giriraj 2003).
Nitrogen
Kandungan N di dalam jaringan tanaman sekitar 2-4% bobot kering tanaman. Nitrogen merupakan penyusun dari banyak senyawa organik penting di dalam tanaman, seperti asam-asam amino, protein, asam nukleat. Nitrogen sangat besar peranannya dalam pertumbuhan vegetatif tanaman. Nitrogen merupakan bagian dari klorofil yang bertanggung jawab terhadap fotosintesis. Nitrogen membantu pertumbuhan tanaman, peningkatan produksi biji dan buah, dan meningkatkan kualitas daun dan pakan ternak (Munawar 2011).
Hasil penelitian di India menunjukkan bahwa pemupukan N dengan dosis 100 kg N ha-1 (45% N), dapat meningkatkan jumlah daun, luas daun, jumlah cabang, jumlah kapsul per tanaman, dan bobot 1,000 biji jintan hitam (Shah dan Samiullah 2007). Informasi lain mengenai peran pupuk N adalah hasil penelitian di Turki yang menunjukkan pemupukan N dengan dosis 80 kg N ha-1 (45% N) dapat meningkatkan tinggi tanaman, jumlah cabang, jumlah kapsul, dan berat 1,000 biji jintan hitam (Tuncturk et al. 2012).
Fosfor
6
menjadi senyawa yang sangat sukar larut dalam air. Ketersediaan fosfor didalam tanah ditentukan oleh banyak faktor, tetapi yang paling penting adalah pH tanah. Pada tanah ber-pH rendah, fosfor akan bereaksi dengan ion besi dan aluminium. Reaksi ini membentuk besi fosfat atau aluminium fosfat yang sukar larut dalam air sehingga tidak dapat diserap oleh tanaman. Pada tanah ber pH tinggi, fosfor akan bereaksi dengan ion kalsium. Reaksi ini membentuk ion kalsium fosfat yang sifatnya sukar larut dan tidak dapat digunakan oleh tanaman. Dengan demikian, tanpa memperhatikan pH tanah, pemupukan fosfor tidak akan berpengaruh bagi pertumbuhan tanaman. Faktor lain yang menentukan pasokan fosfor pada tanaman adalah, a) ketersediaan oksigen di dalam tanah (aerasi) diperlukan untuk meningkatkan ketersediaan fosfor lewat proses perombakan bahan organik oleh mikroorganisme tanah. Pada tanah padat atau tergenang air, penyerapan fosfor dan unsur- unsur lainnya akan terganggu, b) suhu tanah dapat meningkatkan atau menurunkan ketersediaan fosfor. Pada suhu yang relatif hangat, ketersediaan fosfor akan meningkat karena proses perombakan bahan organik (Munawar 2011).
Hasil penelitian di Turki menunjukkan bahwa pemupukan P sampai dosis tertinggi perlakuan 40 kg P2O5 ha-1 (46% P2O5) dapat meningkatkan tinggi tanaman, jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per kapsul, dan bobot 1,000 biji jintan hitam (Tuncturk et al. 2011). Hasil penelitian Kizil et al. (2008), menunjukkan bahwa pemupukan dengan dosis 160 P2O5 ha-1 (46% P2O5) dapat meningkatkan tinggi tanaman, jumlah cabang, jumlah kapsul, jumlah biji per kapsul, dan bobot 1,000 biji jintan hitam. Hasil penelitian di India menunjukkan perlakuan pemupukan dosis 60 kg N ha-1 + 120 kg P2O5 ha-1 dapat meningkatkan tinggi tanaman, jumlah cabang, jumlah kapsul per tanaman, dan produksi biji ha-1 (Rana et al. 2012)
Thymoquinone
Thymoquinone adalah senyawa bioaktif dari golongan terpenenoid yaitu monoterpen yang merupakan salah satu senyawa paling banyak terdapat pada minyak esensial biji jintan hitam yaitu sekitar 7.8-13.7% (Lewinsohn et al. 2012). Hasil penelitian Al-Saleh et al. (2006), melaporkan bahwa kandungan
thymoquinone dari tiap negara berbeda-beda, yaitu dari Ethiopia 3,098.5 mg/kg, India 2,362.68 mg/kg, Saudi Arabia 2,250.56 mg/kg, Syria 1,371.9 mg/kg dan Sudan 1,274.6 mg/kg. Rumus bangun thymoquinone disajikan pada Gambar 2.
(Gali-7 Muhtasib 2006). Selain itu, thymoquinone berguna untuk mencegah penyakit kanker usus dan leukeumia (Maznah et al. 2011), anti-mikroba (Chaieb et al. 2011) dan mencegah kerusakan eritrosit yang disebabkan oleh
1,2-dimethylhydrazine (Harzallah et al. 2012).
Thimoquinone merupakan produk metabolisme sekunder yang terbentuk dari Geranyl diphosphate yang dihubungkan ke γ-terpinene kemudian diaromatisasi ke dalam p-cymene dan diikuti dengan hidroksilasi carvacrol dan
thymohydroquinone dan oksidasi thymoquinone, sedangkan hidroksilasi thymol
sebagai jalur biosintesis alternatif (Gambar 3).
Gambar 3. Jalur biosintesis thymoquinone (Lewinsohn et al. 2012).
3
METODE
Penelitian dilakukan dalam tiga tahap percobaan, yaitu 1) Karakterisasi morfologi tanaman jintan hitam di tiga ketinggian tempat, dan 2) Respon pertumbuhan dan produksi jintan hitam (Nigella sativa L.) dengan pemupukan N dan P anrganik di polibag, 3) Kajian pemupukan N dan P anorganik terhadap pertumbuhan, produksi, dan kandungan bioaktif thymoquinone jintan hitam (Nigella sativa L.) di lapang.
3.1. Karakter Morfologi Tanaman Jintan Hitam di Tiga Ketinggian Tempat
Waktu dan Tempat
Percobaan dilaksanakan dari bulan April sampai Agustus 2012 di Kebun Percobaan Cimanggu, Bogor (350 m dpl), Kebun Percobaan Cicurug (550 m dpl), dan Kebun Percobaan Manoko, Lembang (1,301.5 m dpl).
Bahan dan Alat
8
Metode Penelitian
Percobaan menggunakan rancangan acak kelompok (RAK), tiga perlakuan ketinggian tempat yaitu A) 350 m dpl, dan B) 550 m dpl, dan C) 1,301.5 m dpl, dengan tiga ulangan.
Model rancangan yang digunakan adalah : Y ij = µ + τi + β j + ԑij
Dimana : i
Yij µ
τi
β j
ԑij : : : : : :
1,2,3 dan j = 1,2,3
Pengamatan pada perlakuan ketinggian tempat ke-i dan kelompok ke-j Rataan umum
Pengaruh perlakuan ketinggian tempat ke-i Pengaruh kelompok ke-j
Pengaruh acak pada perlakuan ketinggian tempat ke-i dan kelompok ke-j Penyemaian biji jintan hitam dilakukan di bak penyemaian dengan media campuran tanah dan pupuk kandang sapi (1:1) (v/v). Sebelum disemai biji direndam dalam air selama 12 jam kemudian ditiriskan. Biji hasil rendaman disemai dengan cara ditaburkan secara merata dalam larikan yang telah dibuat, kemudian ditutup tipis dengan media. Media tanam yang digunakan adalah campuran tanah dan pupuk kandang sapi (1:3) (v/v) dan dimasukkan ke dalam polibag ukuran 20 cm x 25 cm. Bibit hasil penyemaian yang telah berumur 3 minggu setelah semai yang telah mempunyai dua daun sempurna ditanam di polibag.
Sumber pupuk N adalah urea (45%) dan pupuk P adalah SP-36 (36%). Dosis pupuk adalah 120 kg N ha-1 dan 120 kg P2O5 ha-1. Pupuk urea diberikan dua kali, yaitu ½ dosis pada umur satu minggu setelah tanam dan ½ dosis pada umur lima minggu setelah tanam dan pupuk SP-36 diberikan pada umur satu minggu setelah tanam. Pemeliharaan yang dilakukan adalah penyiraman setiap hari, pengendalian gulma secara manual dengan penyiangan, pengendalian hama dan penyakit.
Pencatatan suhu minimum-maksimum dilakukan setiap hari mulai penyemaian biji jintan hitam sampai panen. Pengamatan karakter morfologi tanaman dimulai dari umur 21 hari setelah semai (HSS) sampai panen. Pengamatan karakter morfologi tanaman berdasarkan Tjitrosoepomo (1988) yang meliputi :
1) Akar diamati sistem perakarannya.
2) Batang diamati bentuk batang yang dilihat pada penampang melintangnya. 3) Cabang diamati cara percabangannya dan jenis cabangnya.
4) Daun diamati bentuk daun dilihat dari bentuk helaian daunnya, luas daun diukur daun terkecil sampai daun terbesar, dan tata letak daun dilihat dari tempat daun tumbuh pada batang dan cabang.
9 6) Kapsul diamati bagian-bagian kapsul, ukuran kapsul diukur panjang dan
lebarnya.
7) Biji diamati bentuk biji, ukuran panjang dan lebar biji, ketebalan kulit biji, warna dan permukaan kulit luar biji, dan bobot biji 100 butir
3.2. Respon Pertumbuhan dan Produksi Jintan Hitam (Nigella sativa L.)
dengan Pemupukan N dan P Anorganik di Polibag.
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan di Kebun Percobaan Manoko, Lembang, Jawa Barat yang mempunyai ketinggian tempat 1,301.5 m dpl, dengan jenis tanah andisol. Penelitian dilaksanakan dari bulan September 2012 sampai Januari 2013. Analisis tanah dan pupuk kandang sapi dilakukan di laboratorium Balittro.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan adalah biji jintan hitam, pupuk urea (45% N), SP-36 (SP-36% P2O5), pupuk kandang sapi, dan polibag. Alat yang digunakan adalah, termometer minimum-maksimum, timbangan merk Kern ALJ220-4, leaf area meter tipe Li-3100, dan oven merk Heraeus.
Metode Penelitian
Penelitian ini merupakan percobaan faktorial dua faktor dengan menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan tiga ulangan. Faktor pertama adalah perlakuan empat taraf dosis pupuk nitrogen (0, 40, 80, dan 120 kg N ha-1). Faktor ke dua adalah empat taraf dosis pupuk fosfor (0, 40, 80, dan 120 kg P2O5 ha-1).
Model rancangan yang digunakan sebagai berikut: Yijk=µ + N i + P j + K k + (NP) ij + ijk
Keterangan:
Yijk : Nilai pengamatan dari perlakuan pemupukan N ke-i, pemupukan P ke-j, interaksi NP ke-ij, dan kelompok K ke-k
µ : Nilai rataan umum
N i : Pengaruh pemupukan N ke-i P j : Pengaruh pemupukan P ke-j K k : Pengaruh kelompok ke-k
(NP) ij : Pengaruh interaksi perlakuan pemupukan N ke-i dan perlakuan pemupukan P ke-j
ijk : Pengaruh galat percobaan perlakuan pemupukan N ke-i dan perlakuan pemupukan P ke-j pada kelompok ke-k
10
hasil rendaman disemai dengan cara ditaburkan secara merata dalam larikan yang telah dibuat, kemudian ditutup tipis dengan media. Biji jintan hitam berkecambah tidak serentak, dan mulai berkecambah umur tiga minggu sampai empat minggu setelah semai.
Media tanam yang digunakan adalah campuran tanah dan pupuk kandang sapi. Dosis pupuk kandang sapi yang digunakan adalah 20 ton ha-1. Media dimasukkan ke dalam polibag ukuran 20 cm x 25 cm dan disiram dengan air sampai jenuh. Bibit hasil pesemaian diseleksi yang pertumbuhannya relatif seragam (tinggi tanaman dan jumlah daun). Dosis pemupukan Urea dan SP-36 sesuai dengan dosis perlakuan. Urea diberikan dua kali yaitu ½ dosis satu minggu setelah tanam dan ½ dosis lima minggu setelah tanam. Pemupukan SP-36 diberikan satu minggu setelah tanam bersamaan dengan pemupukan urea yang pertama. Pemeliharaan yang dilakukan adalah penyiraman setiap hari, pengendalian gulma dengan cara manual yaitu dicabut.
Pengamatan pertumbuhan meliputi tinggi tanaman, jumlah daun, jumlah cabang, dan luas daun. Komponen hasil yang diamati adalah jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per kapsul, bobot biji per tanaman, bobot 1,000 biji, dan produksi biji ha-1. Analisis pertumbuhan tanaman menggunakan metode Masarovicova (1997) yaitu, laju tumbuh relatif (LTR), nisbah luas daun (NLD) dan laju asimilasi bersih (LAB).
a. LTR = lnW2 - lnW1 (g hari-1), dimana: t2 - t1
LTR = Laju Tumbuh Relatif
W2 = bobot kering tanaman pada pengamatan ke-2 W1 = bobot kering tanaman pada pengamatan ke-1 t1 = waktu pengamatan ke-1
t2 = waktu pengamatan ke-2 b. NLD = L/W (cm2 g-1), dimana:
NLD = Nisbah Luas Daun L = luas daun W = bobot kering tanaman
c. LAB = ln W2 - lnW1 x ln L2 – ln L1 (g cm-2 hari-1), dimana: L2 - L1 t2 – t1
LAB = Laju Asimilasi Bersih
W2 = bobot kering tanaman pada pengamatan ke-2 W1 = bobot kering tanaman pada pengamatan ke-1 L2 = luas daun total pada pengamatan ke-2 L1 = luas daun total pada pengamatan ke-1 t2 = waktu pengamatan ke-2
t1 = waktu pengamatan ke-1
11
3.3. Kajian Pemupukan N dan P Anorganik terhadap Pertumbuhan,
Produksi dan Kandungan Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam
(Nigella sativa L.) di Lapang.
Waktu dan Tempat
Percobaan dilaksanakan di Kebun Percobaan Manoko, Lembang, Jawa Barat dari bulan September 2013 sampai Maret 2014. Analisis tanah dan pupuk kandang sapi di lakukan di Laboratorium Balittro. Analisis hara N dan P pada daun jintan hitam dilakukan di Laboratorium Pengujian Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB. Analisis kandungan bioaktif thymoquinone dilakukan di Laboratorium Pusat Studi Biofarmaka LPPM IPB.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan adalah biji jintan hitam, pupuk urea, SP-36, pupuk kandang sapi, dan polibag. Alat yang digunakan adalah, termometer minimum-maksimum, hygrometer, timbangan merk Kern ALJ220-4, leaf area meter tipe Li-3100 area meter, oven merk Heraeus, dan HPLC.
Metode Penelitian
Percobaan menggunakan rancangan petak terpisah (Split Plot Design). Petak utama adalah perlakuan dua taraf dosis pupuk N (0 dan 120 kg N ha-1). Sumber N yang digunakan adalah pupuk urea (45% N). Anak petak adalah empat taraf dosis pupuk P (0, 60, 120, 180 kg P2O5 ha-1). Sumber P yang digunakan adalah pupuk SP-36 (36% P2O5), dengan tiga ulangan, sehingga jumlah satuan percobaannya adalah 24 satuan percobaan.
Model rancangan yang digunakan sebagai berikut: Y ijk = µ + N i + P j + ik + (NP) ij + ijk
Dimana i Yijk µ Ni Pj ik (NP)ij ijk : : : : : : : : :
1,2 ; j = 1,2,3,4 ; k = 1,2,3
Nilai pengamatan dari perlakuan pemupukan N ke-i, pemupukan P ke-j, dan ulangan ke-k
Nilai rataan umum
Pengaruh pemupukan N ke-i Pengaruh pemupukan P ke-j
Komponen acak dari petak utama yang menyebar normal
Pengaruh interaksi perlakuan pemupukan N ke-i dan perlakuan pemupukan P ke-j
Pengaruh galat percobaan perlakuan pemupukan N ke-i dan perlakuan pemupukan P ke-j pada kelompok ke-k
12
polibag ukuran 10 x 10 cm dengan media tanam campuran tanah : pupuk kandang sapi (1:1). Bibit di pelihara dipolibag selama dua minggu dengan tujuan agar bibit tidak stress pada saat ditanam di lapangan.
Lahan terlebih dahulu dibersihkan dari gulma kemudian dibuat petakan dengan ukuran panjang 1.5 m, lebar 1 m dan tinggi 30 cm sebanyak 48 petak dengan jarak antar petak berupa selokan dengan lebar 30 cm. Pupuk kandang sapi diberikan dengan dosis 40 ton ha-1 dengan cara ditabur dalam larikan sedalam ± 10 cm dan jarak antara larikan 30 cm. Bibit jintan hitam setelah berumur dua minggu di polibag ditanam di petak percobaan dengan jarak tanam 30 cm x 15 cm, sehingga terdapat 30 tanaman dalam satu petak percobaan. Perlakuan pemupukan N dilakukan dua kali yaitu pada saat tanam dan empat minggu kemudian, sedangkan pupuk P diberikan satu kali pada saat tanam. Dosis pupuk N dan P sesuai dengan perlakuan yang diuji. Sumber pupuk N adalah urea (45 % N) dan P adalah SP-36 (36 % P2O5). Pemberian pupuk dilakukan dengan cara dilarik disekeliling tanaman dengan jarak ± 10 cm dari pangkal batang tanaman. Pemeliharaan tanaman yang dilakukan meliputi penyiraman, pengendalian gulma dengan cara dicabut, penyulaman, pengendalian hama dan penyakit tanaman. Panen dilakukan pada umur 11 MST setelah kulit kapsul berwarna hijau kekuningan. Kapsul dipanen dengan cara dipetik kemudian dijemur sampai kulit kapsul berwarna kuning kecoklatan. Kapsul dipecah dan bijinya dibersihkan dan dipisahkan dari cangkang kapsul atau kotoran lain.
Pengamatan pertumbuhan adalah tinggi tanaman dan jumlah daun diamati mulai umur 2-12 MST, jumlah cabang mulai umur 4-12 MST. Pengamatan komponen hasil adalah jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per kapsul, bobot biji per tanaman, bobot 1,000 biji, dan produksi biji per ha diamati setelah panen umur 14 MST.
13
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Karakter Morfologi Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.) di Tiga
Ketinggian Tempat
Jumlah Satuan Panas (Heat Units)
Kebun Percobaan Cimanggu, Bogor dan Kebun Percobaan Cicurug,
Sukabumi.
Kebun Percobaan Cimanggu merupakan dataran rendah dengan ketinggian 350 m dpl mempunyai suhu rata-rata minimum-maksimum 22.73-31.73 °C. Biji jintan hitam yang disemai tidak berkecambah sampai umur 21 hari setelah semai (HSS) dengan jumlah satuan panas 472.5 °C hari, tetapi umur 23 HSS terdapat satu biji yang berkecambah dengan lembaga berwarna putih pucat (Gambar 4a). Kecambah tidak mengalami pertumbuhan sampai umur 27 HSS dan akhirnya mati. Kemudian dicoba dengan membawa bibit jintan hitam sebanyak 30 bibit dari Lembang yang berumur 45 HSS dan di pelihara di rumah kaca Kebun Percobaan Cimanggu, Bogor. Bibit jintan hitam masih segar (Gambar 4b), bibit mengalami gejala stres yang ditunjukkan dengan layunya daun (Gambar 4c), kemudian mengering dan akhirnya mati setelah dipelihara selama enam hari (Gambar 4d).
Kebun Percobaan Cicurug merupakan dataran sedang dengan ketinggian 550 m dpl mempunyai suhu rata-rata minimum-maksimum 22.47-29.83 °C. Biji jintan hitam yang disemai sampai 30 hari dengan jumlah satuan panas 451.5 °C hari tidak berkecambah.
Gambar 4. Biji jintan jitam yang berkecambah (a), bibit jintan hitam yang masih segar (b), daun sudah mulai layu dan mengering (c), bibit jintan hitam mati (d).
a
b
14
Kebun Percobaan Manoko, Lembang.
Biji jintan hitam mulai berkecambah umur 21 hari setelah semai (HSS) yang mebutuhkan jumlah satuan panas 304.50 °C hari. Tanaman jintan hitam mulai mengeluarkan inisiasi bunga umur 56 HSS dengan jumlah satuan panas 924 °C hari. Bunga mulai mekar umur 70 HSS dengan jumlah satua panas 1,120 °C hari dan mulai membentuk kapsul umur 83 HSS dengan jumlah satuan panas 1,494 °C hari. Kapsul mulai dipanen umur 139 HSS setelah berubah warna dari warna hijau menjadi hijau kekuningan dan membutuhkan jumlah satuan panas 2,015.5 °C hari (Gambar 5) Hal ini menunjukkan bahwa dengan suhu rata-rata minimum-maksimum 15.48-26.26 °C dengan suhu harian rata-rata 20.88 °C dapat mendukung biji jintan hitam berkecambah, tumbuh, berbunga dan menghasilkan biji (Gambar 6).
.
Keterangan : Perhitungan jumlah satuan panas (°C hari) = Ʃ [(suhu minimum + suhu maksimum) / 2] - 5 ° C (Rahimi dan Kamali 2012)
[image:30.612.118.468.270.517.2]
Gambar 5. Jumlah satuan panas pada perkecambahan, pembungaan, pembentukan kapsul, dan panen jintan hitam.
304.5
924
1,120
1,494
2,015.5
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Biji berkecambah
(21 hari)
Awal berbunga (56 hari)
Bunga mekar (70 hari)
Membentuk kapsul (83 hari)
Panen (139 hari)
Jum
15
Gambar 6. Biji jintan hitam mulai berkecambah umur 21 HSS (a), bibit jintan hitam umur 30 hari HSS (b), tanaman mulai membentuk bunga (inisiasi) umur 65 HSS (c), bunga mulai mekar umur 70 HSS (d), kapsul mulai terbentuk umur 83 HSS (e), dan kapsul mulai matang umur 139 HSS (f).
Morrfologi Tanaman Jintan Hitam
Akar (Radix)
Sistem perakaran pada tanaman jintan hitam adalah akar tunggang (radix primaria) yang merupakan akar lembaga yang tumbuh terus menjadi akar pokok yang bercabang-cabang menjadi akar-akar yang lebih kecil (Gambar 7).
Pangkal batang
Akar rambut
Akar tunggang
Gambar 7. Perkembangan akar umur tanaman 21 HSS (a), umur 30 HSS (b), dan umur 83 HSS (c).
Batang (Caulis)
Hasil pemotongan batang secara melintang menunjukkan bentuk batang jintan hitam berbentuk bulat (teres) (Gambar 8a). Batang berwarna hijau dan permukaan batang berambut halus (pilosus) yang berwarna putih (Gambar 8b).
a
b
c
f
e
d
[image:31.612.165.481.433.589.2]16
Gambar 8. Penampang melintang batang (a), permukaan batang berwarna hijau dan berambut halus (b)
Percabangan
Percabangan pada tanaman jintan hitam termasuk percabangan simpodial, yaitu batang pokok sukar ditentukan karena dalam perkembangan selanjutnya menghentikan pertumbuhannya atau kalah cepat pertumbuhannya dibandingkan dengan cabangnya. Terdapat dua cabang yaitu cabang primer dan sekunder (Gambar 9).
B
Gambar 9. Bentuk percabangan tanaman jintan hitam
Daun (Folium)
Daun yang lengkap mempunyai tiga bagian yaitu, 1) upih daun atau pelepah daun (vagina), 2) tangkai daun (petiolus), dan 3) helaian daun (lamina). Pada tanaman jintan hitam letak daun berseling (Gambar 10a) dan daun yang terletak pada pangkal batang daun yang menyerupai tangkai daun dan helaian daun, tetapi semakin keatas daun hanya membentuk helaian daun (Gambar 10b), sehingga daun jintan hitam termasuk daun yang tidak lengkap. Bentuk daun jintan hitam termasuk dalam bentuk berbagi menyirip (pinnatipartitus), yaitu tepi berbagi dengan susunan tulang yang menyirip. Lebar daun antara 1.8-4.6 cm dan panjang daun antara 2.7-6.4 cm, dengan luas daun antara 0.26-3.72 cm². Daun jintan berwarna hijau dan terdapat bulu halus berwarna putih dipermukaan daun (Gambar 10c dan 10d).
Cabang sekunder
Cabang primer
Batang pokok
[image:32.612.173.404.304.459.2]17
Gambar 10. Letak dan bentuk daun jintan hitam
Bunga (Flos)
Tanaman jintan hitam termasuk tanaman yang mempunyai bunga banyak (planta multiflora) dan bunga terletak pada ujung batang (flos terminalis) (Gambar 11).
Gambar 11. Bunga jintan hitam terletak di ujung batang (flos terminalis) Bunga lengkap atau bunga sempurna (flos completus), adalah bunga yang memiliki, daun-daun kelopak, daun-daun mahkota, benang-benang sari, dan putik. Bunga jintan hitam termasuk bunga tidak lengkap atau bunga tidak sempurna (flos incompletus), karena tidak mempunyak daun kelopak (Gambar 12a). Berdasarkan alat kelaminnya, bunga jintan hitam termasuk bunga berkelamin dua (hermaphroditus), yaitu bunga yang mempunyai benang sari (alat kelamin jantan) dan putik (alat kelamin betina). Putik pada bunga jintan hitam terletak lebih tinggi daripada benang sari. Pada proses penyerbukan tangkai putik melengkung ke bawah mendekati benang sari sehingga kepala putik bersentuhan dengan kepala benang sari (Gambar 12b).
a
b
[image:33.612.227.382.355.545.2]18
[image:34.612.113.476.79.333.2]
Gambar 12. Bunga jintan hitam lengkap dengan tangkai bunga (a), Bagian-bagian bunga jintan hitam (b), daun mahkota (c), benang sari (d), putik dan kapsul (e).
Bunga jintan hitam terdiri atas, tangkai bunga, lima helai daun mahkota yang berukuran lebar 0.5-0.7 cm dan panjang 1.2-1.4 cm yang berwarna putih, benang sari yang berjumlah 32-46 buah, ukuran panjang 0.6-0.8 cm dengan tangkai benang sari berwarna putih dan kepala benang sari berwarna kuning, dan kapsul berwarna hijau (Gambar 12c, 12d, dan 12e). Jumlah putik pada bunga jintan hitam berjumlah 3-6 buah dengan panjang 0.9-1.2 cm berwarna hijau (Gambar 13).
Gambar 13. Jumlah putik pada bunga jintan hitam, 3 putik (a), 4 putik (b), 5 putik (c), dan 6 putik (d)
1. Putik 2.Benang sari 3.Daun
mahkota
4.Tangkai bunga
5. Pangkal tangkai
bunga
1. Putik 2. Benang sari 3. Kapsul
4. Daun mahkota
a
b
c
d
a
b
[image:34.612.169.434.475.665.2]19
Pembentukan Bunga sampai Pembentukan Kapsul
[image:35.612.134.507.170.355.2]Bunga jintan hitam mulai berbunga (inisiasi) umur 56 hari setelah semai (HSS), bunga mulai mekar umur 63 HSS, daun mahkota berubah dari warna kuning menjadi putih umur 70 HSS, bunga menyerbuk umur 83 HSS, bunga membentuk kapsul umur 97 HSS, dan kapsul sudah matang umur 139 HSS (Gambar 14)..
[image:35.612.190.448.510.661.2]
Gambar 14. Bunga jintan hitam mulai muncul bunga (insiasi) umur 56 HSS (a), umur 63 HSS (b), umur 70 HSS (c), umur 83 HSS (d), umur 97 HSS (e), umur 139 HSS (f)
Kapsul
Buah jintan hitam termasuk ke dalam buah kotak sejati (capsule) yang mempunyai ruangan (folikel) yang jumlahnya sesuai dengan banyaknya daun buah. Kapsul terdiri atas tangkai kapsul, kapsul dan putik yang mengering. Tangkai kapsul berukuran panjang antara 5-6 cm, lebar kapsul antara 0.6-0.8 cm dan panjang 1.3-1.5 cm. Dalam kapsul terdapat 3-6 ruangan yang berisi biji jintan hitam. Jumlah polong ditandai dengan jumlah putik yang mengering (Gambar 15).
Tangkai kapsul Kapsul Putik
folikel folikel
Gambar 15. Bagian-bagian kapsul (a), beberapa ukuran kapsul (b), kapsul tampak dari atas (c), kapsul yang di belah berisi biji jintan hitam (d).
a
b
c
f
e
d
a
b
20
Biji (Semen)
Biji jintan hitam termasuk ke dalam golongan biji berkeping dua (dicotyledone) yang terletak di dalam ruangan-ruangan kapsul. Biji berbentuk lonjong dengan ukuran panjang 2.76-3.10 mm dan lebar 1.54-1.87 mm. Permukaan kulit biji berwarna hitam dengan tebal kulit biji 0.34-0.36 mm dan lembaga berwarna putih. Berat 100 biji adalah 0.26-0.28 g (Gambar 16).
[image:36.612.171.429.176.365.2]
Gambar 16. Penampilan biji jintan hitam (a), bentuk dan ukuran biji jintan hitam (b), permukaan kulit biji jintan hitam (c), ketebalan kult biji jintan hitam (d).
4.2. Respon Pertumbuhan dan Produksi Jintan Hitam (Nigella sativa L.)
terhadap Pemupukan N dan P Anorganik di Polibag.
Kondisi Umum
Secara umum pertumbuhan tanaman mengalami etiolasi yang ditunjukkan dengan batang yang cenderung meninggi, jumlah cabang sedikit, dan jarak antara buku daun lebih jarang sehingga tanaman tidak terlihat rimbun (Gambar 17). Hal ini diduga karena pengaruh naungan sehingga tanaman jintan hitam kurang mendapatkan intensitas cahaya matahari, dan akar kurang berkembang karena dibatasi oleh ukuran polibag.
Gambar 17. Keragaan tanaman yang ditanam di polibag dengan naungan atap
a
b
[image:36.612.171.414.573.692.2]21
Tinggi Tanaman dan Jumlah Daun
[image:37.612.130.506.247.615.2]Pemupukan N dan P berpengaruh nyata terhadap tinggi tanaman mulai umur 5 sampai 13 minggu setelah semai (MSS) sedangkan terhadap jumlah daun tidak berpengaruh nyata umur 5 sampai 9 MSS tetapi berpengaruh nyata umur 11 dan 13 MST (Tabel 1). Pemupukan N sampai dosis maksimum perlakuan 120 kg N ha-1, mampu meningkatkan tinggi tanaman sampai 26.37% (28.63 cm) dan jumlah daun sampai 24.58% (19.0 helai) dibandingkan kontrol. Pemupukan P sampai dosis maksimum perlakuan 120 kg P2O5 ha-1 mampu meningkatkan tinggi tanaman sampai 11.82% (27.50 cm) dan jumlah daun sampai 15.63% (18.1 helai) dibandingkan kontrol
Tabel 1. Tinggi tanaman dan jumlah daun jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan P umur 5 – 13 MSS
Perlakuan Umur (MSS)
5 7 9 11 13
Tinggi tanaman (cm) Pupuk Nitrogen (kg N ha-1)
0 4.13b 6.46b 14.17b 18.42b 21.08b
40 5.50a 8.13a 15.67a 22.21a 26.71a
80 5.79a 7.83a 16.63a 23.46a 26.88a
120 6.04a 8.38a 17.50a 24.42a 28.63a
Pupuk Fosfor (kg P2O5 ha-1)
0 4.66b 7.00b 14.63b 20.83b 24.25b
40 5.33ab 7.67a 15.88a 21.71a 25.46a
80 5.45ab 7.79a 16.29a 22.46a 26.08a
120 6.00a 8.33a 17.17a 23.50a 27.50a
Jumlah daun (helai) Pupuk Nitrogen (kg N ha-1)
0 3.42 6.25 10.33 13.00b 14.33c
40 4.00 6.92 11.50 14.08b 16.08bc
80 4.17 7.17 12.00 14.92ab 17.42ab
120 4.75 7.58 12.42 16.67a 19.00a
Pupuk Fosfor (kg P2O5 ha-1)
0 3.42 6.33 10.92 13.67b 15.33b
40 3.83 6.75 11.25 14.25b 16.67b
80 4.42 7.17 11.75 15.08ab 17.17ab
120 4.67 7.67 12.33 15.67a 18.17a
Keterangan : angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada uji DMRT 5%.
22
mampu meningkatkan tinggi tanaman sampai 10.18-12.03% (34.9-45.95 cm) dan jumlah daun sampai 47.62% (54.10 helai) dibandingkan kontrol (Shah dan Samiullah, 2007; Rana et al. 2012; Tuncturk et al. 2012), dan pemupukan P (46% P2O5) sampai dosis tertinggi perlakuan 40-100 kg P2O5 ha-1 meningkatkan tinggi tanaman sampai 2.80-5.38% (35.30-45.95 cm) dibandingkan kontrol (Kizil et al. 2008; Tuncturk et al. 2011).
Jumlah Cabang
Cabang pada tanaman jintan hitam mulai terbentuk umur 8 MSS sehingga pengamatan jumlah cabang dilakukan mulai umur 9 MSS (Tabel 2). Pemupukan N belum berpengaruh umur 9 MSS tetapi mulai menunjukkan pengaruh umur 11 dan 13 MSS. Pemupukan N sampai dosis tertinggi perlakuan 120 kg N ha-1 mampu meningkatkan jumlah cabang sampai 29.56% (5.9 cabang) dibandingkan kontrol. Pemupukan P belum menunjukkan pengaruh umur 9 dan 11 MSS tetapi nyata umur 13 MSS. Hal ini diduga unsur hara P didalam tanah belum cukup tersedia dimanfaatkan tanaman untuk memacu pembentukan cabang pada umur 6 dan 8 MST. Pemupukan P sampai dosis maksimum perlakuan 120 kg P2O5 ha-1 meningkatkan jumlah cabang sampai 15.63% (5.3 cabang) dibandingkan kontrol. Hasil penelitian diatas masih rendah apabila dibandingkan dengan hasil penelitian di habitat asli jintan hitam, yang menunjukkan pemupukan N sampai dosis tertinggi perlakuan 80-100 kg N ha-1 mampu meningkatkan jumlah cabang sampai 26.75-38.67% (4.3-11.7 cabang) dibandingkan kontrol (Shah dan Samiullah 2007; Rana et al. 2012; Tuncturk et al. 2012) dan pemupukan P sampai dosis tertinggi perlakuan 40-100 kg P2O5 ha-1 mampu meningkatkan jumlah cabang sampai 8.35-8.77% (4.4-17.3 cabang) dibandingkan kontrol (Kizil et al. 2008; Tuncturk et al. 2011).
[image:38.612.102.480.457.658.2]
Tabel 2. Jumlah cabang jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan P pada umur 9-13 MSS.
Perlakuan Umur (MSS)
9 11 13 --- cabang ---
Pupuk Nitrogen (kg N ha-1)
0 2.17 3.42b 4.17b
40 2.92 3.67ab 4.42b
80 2.83 4.08ab 4.67b
120 2.67 4.75a 5.92a
Pupuk Fosfor (kg P2O5 ha-1)
0 2.50 3.58 4.25b
40 2.42 3.81 4.75ab
80 2.58 4.08 4.83ab
120 3.08 4.42 5.33a
23
Luas Daun (LD)
[image:39.612.131.508.250.444.2]Luas daun merupakan gambaran luasnya permukaan tempat terjadinya proses fotosintesis. Pemupukan N dan P berpengaruh nyata terhadap luas daun mulai umur 7 sampai 13 MSS (Tabel 3). Pemupukan N sampai dosis maksimum perlakuan 120 kg N ha-1 meningkatkan 48.22% luas daun dibandingkan kontrol. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian Shah dan Samiullah (2007), yang menunjukkan pemupukan N sampai dosis tertinggi perlakuan 100 kg N ha-1 meningkatkan 55.25% luas daun jintan hitam dibandingkan kontrol. Pemupukan P sampai dosis maksimum perlakuan 120 kg P2O5 ha-1 meningkatkan 16.77% luas daun.
Tabel 3. Luas daun jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan P pada umur 7 - 13 MSS
Perlakuan Umur (MSS)
7 9 11 13 --- cm2 --- Pupuk Nitrogen (kg N ha-1)
0 4.04b 12.88c 15.80b 18.05c
40 4.52b 18.79b 24.74a 27.15b
80 5.20b 19.35b 26.24a 28.60b
120 6.73a 23.43a 32.28a 34.86a
Pupuk Fosfor (kg P2O5 ha-1)
0 3.92c 16.44b 22.55 24.70b
40 4.93bc 17.12b 23.98 26.48ab 80 5.49ab 18.68ab 25.59 27.72ab
120 6.15a 22.21a 26.94 29.75a
Keterangan : angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada uji DMRT 5%.
Indeks Luas Daun (ILD) dan Nisbah Luas Daun (NLD)
Pemupukan N dan P berpengaruh nyata terhadap ILD umur 7 sampai 13 MSS (Tabel 4). Pemupukan N sampai dosis maksimum perlakuan 120 kg N ha-1 meningkatkan 43.93% ILD dibandingkan kontrol, sedangkan pemupukan P sampai dosis maksimum perlakuan 120 kg P2O5 ha-1 meningkatkan 21.02% ILD dibandingkan kontrol. Semakin bertambah umur tanaman ILD semakin meningkat karena tanaman semakin rimbun. Nilai ILD meningkat mengakibatkan intensitas cahaya dalam tajuk tanaman semakin berkurang. Menurut Musyarofah (2007), intensitas cahaya rendah akan mengurangi jumlah lapisan jaringan palisade dan sel-sel mesofil sehingga daun menjadi tipis pada tanaman pegagan.
24
[image:40.612.105.481.146.320.2]yang kekurangan cahaya cenderung lebih luas tetapi lebih tipis sehingga luas daun per satuan berat daun semakin rendah.
Tabel 4. Indeks luas daun jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan P pada umur 7 - 13 MSS
Perlakuan Umur (MSS)
7 9 11 13 Pupuk Nitrogen (kg N ha-1)
0 0.024b 0.073b 0.100c 0.111c
40 0.028b 0.107a 0.134b 0.159b
80 0.028b 0.107a 0.143b 0.171b
120 0.038a 0.123a 0.178a 0.198a
Pupuk Fosfor (kg P2O5 ha-1)
0 0.023b 0.089b 0.122b 0.139b
40 0.030a 0.098b 0.129b 0.153b
80 0.030a 0.105ab 0.148ab 0.170a
120 0.035a 0.118a 0.156a 0.176a
Keterangan : angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada uji DMRT 5%.
Tabel 5. Nisbah luas daun jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan P pada umur 7 - 13 MSS
Perlakuan Umur (MSS)
7 9 11 13 --- cm2g-1 --- Pupuk Nitrogen (kg N ha-1)
0 62.41a 75.42b 59.75b 56.33b
40 53.16a 93.50a 84.68a 78.68a
80 42.15b 89.05ab 76.54ab 69.57a 120 39.50b 91.48ab 76.03ab 72.12a Pupuk Fosfor (kg P2O5 ha-1)
0 48.15 87.35 75.54 69.82
40 51.60 84.53 74.16 69.36
80 50.21 85.01 74.56 68.13
120 47.26 92.56 72.75 69.35
Keterangan : angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada uji DMRT 5%.
Laju Tumbuh Relatif (LTR) dan Laju Asimilasi Bersih (LAB)
[image:40.612.107.481.380.575.2]25 Laju asimilasi bersih adalah laju penimbunan berat kering per satuan luas daun dan per satuan waktu dan merupakan ukuran rata-rata efisiensi fotosintesis daun dalam suatu komunitas tanaman budidaya (Sitompul dan Guritno 1995). Pemupukan N dan P berpengaruh nyata terhadap LAB (Tabel 6). Nilai LAB tanaman jintan hitam tertinggi umur 7-9 MSS kemudian menurun umur 9-11 MSS dan semakin menurun pada umur 11-13 MSS. Hal ini menunjukkan pada umur 7-9 MSS dan 7-9-11 MSS aktifitas fotosintesis masih tinggi sehingga dapat meningkatkan pertumbuhan vegetatif tanaman yang optimal, kemudian menurun pada umur 11-13 MSS karena tanaman sudah memasuki fase generatif yang ditunjukkan dengan terbentuknya bunga pada sebagian besar tanaman. Pada umur 7-9 MSS pemupukan N dan P sampai dosis tertinggi perlakuan 120 kg N ha-1 dan 120 kg P2O5 ha-1 mampu meningkatkan masing-masing 84.42% dan 58.81% LAB dibandingkan kontrol.
Tabel 6. Laju tumbuh relatif (LTR) dan laju asimilasi bersih (LAB) jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan P umur 7-9, 9-11, dan 11-13 MSS
Perlakuan Umur (MSS)
7-9 9-11 11-13 Laju tumbuh relatif (g hari-1)
Pupuk Nitrogen (kg N ha-1)
0 0.0305b 0.0274 0.0107
40 0.0401b 0.0307 0.0113
80 0.0625a 0.0312 0.0114
120 0.0747a 0.0336 0.0124
Pupuk Fosfor (kg P2O5 ha-1)
0 0.0452 0.0292 0.0106
40 0.0500 0.0301 0.0114
80 0.0544 0.0306 0.0115
120 0.0583 0.0330 0.0123
Laju asimilasi bersih (g cm-2hari-1) Pupuk Nitrogen (kg N ha-1)
0 0.0327b 0.1165b 0.0757b
40 0.0407b 0.1245b 0.1192ab
80 0.0635b 0.2465a 0.1377ab
120 0.2099a 0.2545a 0.1906a
Pupuk Fosfor (kg P2O5 ha-1)
0 0.0442b 0.0757b 0.0818b
40 0.0936a 0.1645ab 0.1333ab
80 0.1016a 0.2497a 0.1471ab
120 0.1073a 0.2521a 0.1610a
26
Bobot Kering Tanaman
[image:42.612.106.481.380.558.2]Bobot kering tanaman mencerminkan pola tanaman mengakumulasikan produk dari hasil proses fotosintesis. Pemupukan N dan P berpengaruh nyata terhadap bobot kering akar, batang, daun dan bobot kering total (Tabel 7). Pemupukan N sampai dosis maksimum perlakuan 120 kg N ha-1 meningkatkan bobot kering akar, batang, daun, dan bobot kering total, masing-masing 23.80%, 35.66%, 19.84%, dan 27.31% dibandingkan kontrol. Pemupukan P sampai dosis maksimum perlakuan 120 kg P2O5 ha-1 meningkatkan bobot kering akar, batang, daun, dan bobot kering total, masing-masing 24.50%, 18.84%, 16.10, dan 19.55% dibandingkan kontrol. Semakin tinggi pemberian pupuk N dan P menghasilkan bobot kering tanaman yang semakin tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan pupuk ke dalam tanah akan menambah ketersediaan unsur hara di dalam tanah yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman untuk meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Distribusi bahan kering yang dihasilkan dari bobot kering bagian tanaman dibagi bobot kering total tanaman pada pemupukan 120 kg N ha-1 masing-masing adalah akar 27.06%, batang 40.46%, dan daun 34.47%, sedangkan pada pemupukan 120 kg P2O5 ha-1 adalah akar 28.49%, batang 38.54%, dan daun 32.96%. Organ tanaman yang paling tinggi mengakumulasikan hasil fotosintesis adalah batang, kemudian daun dan terendah adalah akar.
Tabel 7. Bobot kering tanaman jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan P pada umur 13 MSS
Perlakuan Bobot kering tanaman (g)
Akar Batang Daun Total Pupuk Nitrogen (kg N ha-1)
0 0.080b 0.101c 0.101b 0.282c
40 0.083b 0.110c 0.106b 0.299c
80 0.093ab 0.133b 0.108ab 0.334b
120 0.105a 0.157a 0.126a 0.388a
P upuk Fosfor (kg P2O5 ha-1)
0 0.077b 0.112c 0.099b 0.288c
40 0.091ab 0.122b 0.102b 0.315b
80 0.093ab 0.129ab 0.112ab 0.334b
120 0.102a 0.138a 0.118a 0.358a
Keterangan : angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada uji DMRT 5%.
Jumlah Kapsul per Tanaman, Jumlah Biji per Kapsul, Bobot Biji per
Tanaman, Bobot 1,000 Biji, dan Produksi Biji ha-1
27 1,000 biji 4.91% (2.24 g) dibandingkan kontrol. Pemupukan P sampai dosis maksimum perlakuan 120 kg P2O5 ha-1 meningkatkan jumlah kapsul per tanaman sampai 29.54% (7.92 buah), jumlah biji per kapsul 34.14% (51.25 biji), bobot biji per tanaman 51.81% (1.10 g), dan bobot biji per tanaman 5.30% (2.26 g) dibandingkan kontrol. Hal ini menunjukkan bahwa pemupukan P lebih berpengaruh terhadap peningkatan produksi dibandingkan pemupukan N. Sejalan dengan penelitian Agustin et al. (2010), bahwa pemupukan P dosis perlakuan 125 kg P2O5 ha-1 mampu meningkatkan jumlah buah per tanaman, produksi buah per tanaman, dan produksi benih per tanaman pada tanaman cabai. Kompnen hasil masih meningkat dengan pemberian pupuk N dan P sampai perlakuan dosis tertinggi 120 kg N ha-1 dan 120 kg P2O5 ha-1, sehingga memungkinkan untuk meningkatkan dosis pupuk untuk mendapatkan dosis optimum pupuk N dan P. Sejalan dengan hasil analisis regresi perlakuan pupuk N dan P terhadap produksi biji ha-1 menunjukkan masih linier (Gambar 18).
Tabel 8. Jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per kapsul, bobot biji per tanaman, dan bobot 1,000 biji, dan produksi biji ha-1
Perlakuan Jumlah kapsul per tanaman (buah) Jumlah biji per kapsul (biji) Bobot biji per tanaman (g) Bobot 1,000 biji (g) Produksi biji ha-1
(kg)
Pupuk Nitrogen (kg N ha-1)
0 6.0b 33.6d 0.57c 2.13b 126.54c
40 6.9b 42.1c 0.80b 2.21a 177.60b
80 6.5b 45.3b 0.82b 2.22a 182.04b
120 8.1a 49.5a 1.11a 2.24a 246.42a
Pupuk Fosfor (kg P2O5 ha-1)
0 5.5c 33.7d 0.53d 2.14c 117.66d
40 6.5bc 40.9c 0.74c 2.19b 164.28c
80 7.5ab 44.8b 0.93b 2.21ab 206.46b
120 7.9a 51.2a 1.10a 2.26a 244.20a
Keterangan : angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada uji DMRT 5%.
Gambar 18. Hasil analisis regresi hubungan dosis pupuk N dan P dengan produksi biji ha-1.
y = 1.054x + 119.8 R² = 0.997 0 50 100 150 200 250 300
0 40 80 120
Pr oduksi bi ji kg h a ˉ ¹
Dosis P₂O₅ kg haˉ¹ y = 0.910x + 128.5
R² = 0.915 0 50 100 150 200 250 300
0 40 80 120
Pr oduksi bi ji kg ha ˉ ¹
[image:43.612.146.512.552.675.2]28
4.3.Kajian Pemupukan N dan P Terhadap Pertumbuhan dan Produksi
Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam (Nigella sativa L.) di Lapang.
Kondisi Umum
[image:44.612.151.441.313.408.2]Secara umum pertumbuhan tanaman jintan hitam yang ditanam di lapang lebih baik dibandingkan dengan yang ditanam dipolibag dengan naungan atap fiber (Gambar 19a). Hal ini diduga tanaman mendapatkan sinar matahari penuh sehingga proses fotosintesis dapat berlangsung lebih baik. Terdapat tanaman yang mengalami patah pada bagian panggak batang sehingga tanaman menjadi layu dan akhirnya mati (Gambar 19b). Hal ini diduga akibat gigitan belalang, semut hitam, atau jangkrik karena sering ditemui di lokasi penelitian. Berdasarkan kriteria penilaian dari Balai Penelitian Tanah (2009), hasil analisis tanah menunjukkan kemasaman tanah agak masam (6.19), unsur hara N dan P ketersediaannya termasuk rendah (Tabel 9), sehingga diperlukan pemupukan N dan P agar ketersediaannya di dalam tanah dapat memenuhi kebutuhan tanaman untuk meningkatkan pertumbuhan dan produksi jintan hitam.
Gambar 19. Keragaan tanaman yang di tanaman di lapang (a) dan pangkal batang tanaman yang patah akibat serangan hama (b)
Tabel 9. Hasil analisis tanah
No. Jenis Analisis Metode Hasil
Analisis
Kriteria Penilaian*)
1. pH (H2O) pH-metri 6.19 Agak masam
2 C-organik (%) Walkey & Black 2.17 Sedang
3 N-Total (%) Kjedahl 0.2 Rendah
4 P2O5 tersedia (ppm) Bray I 7.09 Rendah
Basa Dapat Ditukar (me/100g) Perkolasi amonium asetat (pH 7)
5 Ca 10.85 Sedang
6 Mg 1.19 Sedang
7 K 1.03 Tinggi
8 Na 0.15 Rendah
9 KTK (me/100g) Destilasi 24.29 Sedang
10 Kejenuhan Basa (%) 41.86 Sedang
11 Kejenuhan Aluminium (%) Volumetri 20.32 Tinggi Sumber : Hasil analisis laboratorium Balittro (2012)
*) Balai Penelitian Tanah (2009)
[image:44.612.111.482.471.670.2]29
Tinggi Tanaman
Pemupukan N dan P nyata meningkatkan tinggi tanaman mulai 7 sampai 15 MSS (Tabel 10). Pemupukan N belum berpengaruh nyata umur 5 MSS, hal ini diduga ketersediaan unsur N dari pupuk kandang sapi masih cukup tersedia untuk meningkatkan tinggi tanaman. Mulai umur 7 sampai 15 MSS perlakuan 120 kg N ha-1 mampu meningkatkan tinggi tanaman sampai 31.41 cm (25.72%) dibandingkan kontrol .
[image:45.612.134.506.265.409.2]Pemupukan P belum berpengaruh nyata umur 5-7 MSS, hal ini diduga penambahan pupuk P ke dalam tanah ketersediaannya lambat untuk dimanfaatkan oleh tanaman. Mulai umur 9 sampai 15 MSS perlakuan 120 kg P2O5 ha-1 mampu meningkatkan tinggi tanaman sampai 30.91 cm (28.01%) dibandingkan kontrol.
Tabel 10. Tinggi tanaman jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan P pada umur 5-15 MSS.
Perlakuan Umur (MSS)
5 7 9 11 13 15
--- cm ---Pupuk Nitrogen (kg N ha-1)
0 3.71 8.93b 12.32b 15.83b 22.06b 23.33b
120 4.41 10.55a 15.85a 20.77a 28.16a 31.41a
Pupuk Fosfor (P2O5 ha-1)
0 3.79 8.80 11.55c 15.20c 20.58b 22.25b
60 3.96 9.48 13.50b 17.52bc 24.08ab 26.33ab
120 4.18 10.36 16.22a 20.75a 28.37a 30.91a
180 4.32 10.31 5.08ab 9.75ab 27.41a 30.00a
Keterangan : angka yang diikuti huruf yang sama dalam kolom yang sama tidak berbeda nyata menurut uji DMRT 5%.
30
Jumlah Daun
[image:46.612.106.482.524.669.2]Perlakuan pemupukan N dan P nyata berpengaruh terhadap jumlah daun (Tabel 11). 120 kg N ha-1 belum berpengaruh nyata umur 5 MSS, tetapi berpengaruh nyata umur 7-15 MSS dan mampu meningkatkan jumlah daun sampai 38.45 helai (25.66%) dibandingkan kontrol. Perlakuan 120 kg P2O5 ha-1 mampu meningkatkan jumlah daun tertinggi 37.66 helai (27.42%) dibandingkan kontrol, tetapi tidak berbeda nyata dengan perlakuan 60 dan 180 kg P2O5 ha-1. Tabel 11. Jumlah daun jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan P
pada umur 5 sampai 15 MSS.
Perlakuan Umur (MST)
5 7 9 11 13 15
--- helai --- Pupuk Nitrogen (kg N ha-1)
0 4.90 8.61b 12.61b 19.53b 23.54b 28.58b
120 5.83 11.10a 16.91a 26.58a 30.45a 38.45a
Pupuk Fosfor (P2O5 ha-1)
0 5.10 8.61 12.85b 18.25b 22.08b 27.33b
60 5.33 10.13 13.96ab 22.50ab 26.66ab 32.83ab
120 5.46 10.41 16.16a 26.40a 30.33a 37.66a
180 5.56 10.26 16.06a 25.08ab 28.91a 36.25a
Keterangan : angka yang diikuti huruf yang sama dalam kolom yang sama tidak berbeda nyata menurut uji DMRT 5%.
Jumlah Cabang
Cabang tanaman jintan hitam yang ditanam di lapang terbentuk mulai umur 7 MSS. Pemupukan N dan P nyata berpengaruh terhadap jumlah cabang (Tabel 12). Perlakuan 120 kg N ha-1 mampu meningkatkan jumlah cabang sebanyak 6.79 cabang (30.04%) dibandingkan kontrol. Perlakuan 120 kg P2O5 ha-1 mampu meningkatkan jumlah cabang tertinggi 6.33 cabang (21.01%) dibandingkan kontrol, tetapi tidak berbeda nyata dengan perlakuan 60 dan 180 kg P2O5 ha-1.
Tabel 12. Jumlah cabang jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N da
