Karakter fisiologi padi gogo lokal asal Kabupaten Sumba Barat Daya pada berbagai kondisi kekeringan

(1)

KARAKTER FISIOLOGI PADI GOGO LOKAL ASAL

KABUPATEN SUMBA BARAT DAYA PADA BERBAGAI

KONDISI KEKERINGAN

EKO PRABOWO

DEPARTEMEN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

(3)

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Karakter Fisiologi Padi Gogo Lokal Asal Kabupaten Sumba Barat Daya pada Berbagai Kondisi Kekeringan adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. 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 skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, Agustus 2014

Eko Prabowo

(4)

ABSTRAK

EKO PRABOWO. Karakter Fisiologi Padi Gogo Lokal Asal Kabupaten Sumba Barat Daya pada Berbagai Kondisi Kekeringan. Dibimbing oleh TRIADIATI dan MIFTAHUDIN.

Cekaman kekeringan merupakan salah satu faktor abiotik yang sangat berpengaruh terhadap produktivitas padi. Besarnya penurunan hasil panen akibat cekaman kekeringan dipengaruhi oleh tingkat kepekaan varietas. Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh berbagai perlakuan cekaman kekeringan terhadap respons fisiologi tumbuhan padi gogo lokal (Gogo Wangi) asal Kabupaten Sumba Barat Daya. Padi Gogo Wangi diberi perlakuan cekaman kekeringan dengan penyiraman 1/2 Kapasitas Lapang (KL) dan 1/4 KL. Sebagai kontrol, padi Gogo Wangi diberi penyiraman dengan 1 KL. Parameter yang diamati adalah komponen karakter vegetatif dan reproduktif, kadar air relatif (KAR), kadar prolin, dan kandungan asam askorbat (ASA) daun. Hasil menunjukkan bahwa cekaman kekeringan menurunkan nilai KAR daun yang berakibat kadar prolin dan kandungan ASA daun meningkat. Cekaman kekeringan juga mempengaruhi tinggi dan bobot kering tajuk, panjang dan bobot kering akar, serta umur berbunga dan panen kedua varietas padi. Namun, cekaman kekeringan tidak mempengaruhi jumlah anakan per rumpun, jumlah daun, jumlah anakan produktif, panjang malai, dan jumlah biji per malai.

Kata kunci: asam askorbat, kekeringan, padi gogo lokal, prolin, Sumba

ABSTRACT

EKO PRABOWO. Physiological Characteristic of Local Upland Rice from Southwest Sumba Regency under Various Drought Stress Conditions. Supervised by TRIADIATI and MIFTAHUDIN.

Drought stress is one of the abiotic factors that decreasing of upland rice productivity. The decreased crop due to drought stress is affected by sensibility level of varieties. The objective of the study was to evaluate physiological responses of local upland rice (Gogo Wangi) from Southwest Sumba Regency under various drought stress conditions. The condition treatments consisted of control with 1 Land Capacity (LC), 1/2 LC, and 1/4 LC watering volume. Observed parameters were vegetative and reproductive characters, leaves relative water content (RWC), proline, and ascorbic acid density. The results showed that drought stress decreased the value of RWC leaves resulting levels of proline and ascorbic acid in leaves increased. Drought stress also significantly affected canopy height and dry weight, root length and dry weight, and days to flower and harvest of two rice varieties. However, drought stress did not affect number of tillers per hill, number of leaves, number of productive tillers, panicle length and number of grains per panicle.

(5)

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Biologi

pada

Departemen Biologi

KARAKTER FISIOLOGI PADI GOGO LOKAL ASAL

KABUPATEN SUMBA BARAT DAYA PADA BERBAGAI

KONDISI KEKERINGAN

EKO PRABOWO

DEPARTEMEN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(6)

(7)

Judul Skripsi: Karakte Daya pa

Nama : Eko Pr

NIM : G34070122

Dr Triadiati, MS Pembimbing I

Tanggal Lulus:

kter Fisiologi Padi Gogo Lokal Asal Kabupate a pada Berbagai Kondisi Kekeringan

ko Prabowo 34070122

Disetujui oleh

Si I

Dr Ir Miftahudi Pembim

Diketahui oleh

Dr Ir Iman Rusmana, MSi Ketua Departemen

aten Sumba Barat

(8)

PRAKATA

Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan kasih sayang-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli 2011–Juni 2012 dengan judul Karakter Fisiologi Padi Gogo Lokal Asal Kabupaten Sumba Barat Daya pada Berbagai Kondisi Kekeringan.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr Triadiati, MSi dan Bapak Dr Ir Miftahudin, MSi atas bimbingan, masukan, dan arahan yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan karya ilmiah ini. Terima kasih juga disampaikan kepada Ibu Nina Ratna Djuita, SSi, MSi selaku penguji atas masukan dan arahan yang diberikan kepada penulis. Terima kasih kepada Kementerian Agama Republik Indonesia yang telah memberikan beasiswa dalam Program Beasiswa Santri Berprestasi, sehingga penulis dapat mengenyam pendidikan perkuliahan program Sarjana (S1) di Insitut Pertanian Bogor. Terima kasih kepada kedua orang tua dan adik yang telah memberikan dorongan secara moral, material, dan spiritual kepada penulis dalam melaksanakan penelitian ini. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada seluruh staf Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Departemen Biologi, Kebun Percobaan Cikabayan, dan rekan-rekan yang melaksanakan penelitian di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan dan Kebun Percobaan Cikabayan atas dukungan yang diberikan. Terima kasih pula penulis ucapkan kepada semua pihak yang telah membantu dalam pengumpulan data karya ilmiah ini serta seluruh rekan Biologi angkatan 44 atas kebersamaan dan dukungan yang diberikan kepada penulis.

Penulis berharap semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi yang memerlukannya.

Bogor, Agustus 2014

(9)

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL vi

DAFTAR GAMBAR vi

DAFTAR LAMPIRAN vi

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Tujuan Penelitian 1

BAHAN DAN METODE 1

Waktu dan Tempat 1

Bahan dan Alat 2

Rancangan Percobaan 2

Tahap Penanaman 2

Pengukuran Kadar Air Relatif Daun 2

Analisis Prolin 3

Analisis Asam Askorbat 3

Pengamatan Karakter Pertumbuhan 4

HASIL 4

Kadar Air Relatif Daun 4

Kadar Prolin 4

Kandungan Asam Arkorbat 5

Karakter Vegetatif 5

Karakter Reproduktif 7

PEMBAHASAN 8

SIMPULAN DAN SARAN 10

Simpulan 10

Saran 11

DAFTAR PUSTAKA 11

LAMPIRAN 13

(10)

DAFTAR TABEL

1 Tinggi tanaman padi Situ Patenggang (125 HST) dan padi Gogo Wangi

(165 HST) pada berbagai cekaman kekeringan saat panen 6

2 Bobot kering tajuk, panjang akar, dan bobot kering akar padi Situ Patenggang (125 HST) dan Gogo Wangi (165 HST) pada berbagai

cekaman kekeringan 6

3 Panjang dan bobot kering akar padi Situ Patenggang (125 HST) dan padi

Gogo Wangi pada saat panen (165 HST) 6

4 Jumlah daun dan jumlah anakan per rumpun padi Situ Patenggang (125

HST) dan padi Gogo Wangi pada saat panen (165 HST) 6

5 Umur berbunga dua varietas padi Situ Patenggang dan Gogo Wangi pada

berbagai cekaman kekeringan 7

6 Umur berbunga padi Situ Patenggang dan padi Gogo Wangi pada

7 Umur panen padi Situ Patenggang dan padi Gogo Wangi pada perlakuan

8 Jumlah anakan produktif, panjang malai, dan jumlah biji per malai padi Situ Patenggang (125 HST) dan padi Gogo Wangi pada saat panen (165

HST) 8

DAFTAR GAMBAR

1 Kadar air relatif (KAR) daun padi Situ Patenggang (kiri) dan padi Gogo

Wangi (kanan) selama 0-12 hari cekaman kekeringan. 4

2 Kadar prolin daun padi Situ Patenggang (kiri) dan padi Gogo Wangi

(kanan) selama 0-12 hari cekaman kekeringan. 5

3 Kadar asam askorbat daun padi Situ Patenggang (kiri) dan Gogo Wangi

(kanan) selama 0-12 hari cekaman kekeringan. 5

DAFTAR LAMPIRAN

1 Kurva Standar untuk menentukan nilai kadar prolin daun 12

2 Rumus yang digunakan untuk analisis asam arkorbat (ASA) 13

3 Rumus yang digunakan untuk menghitung Kapasitas Lapang 13

4 ANOVA tinggi tanaman 13

5 ANOVA bobot kering tajuk 14

6 ANOVA panjang akar 14

7 ANOVA bobot kering akar 15

8 ANOVA jumlah daun 15

9 ANOVA jumlah anakan per rumpun 15

10 ANOVA umur berbunga 16

11 ANOVA umur panen 16

12 ANOVA jumlah anakan produktif 16

13 ANOVA panjang malai 17

(11)

(12)

(13)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Padi gogo adalah tanaman padi yang ditanam pada lahan kering dan biasanya tidak membutuhkan banyak air (Istiawan 2010). Padi gogo dapat dijadikan salah satu alternatif strategis dalam rangka pemenuhan kebutuhan pangan nasional. Namun, sejauh ini kontribusi padi gogo terhadap produksi beras nasional relatif masih rendah sehingga upaya pengembangan perlu dilakukan. Rendahnya produktivitas padi gogo disebabkan antara lain oleh kondisi iklim dan tanah yang bervariasi (Toha et al. 2005). Salah satu faktor iklim yang sangat berpengaruh terhadap produktivitas padi adalah cekaman kekeringan.

Kekeringan adalah suatu kondisi kekurangan air pada tanaman yang dapat mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangannya (Suardi 1988). Besarnya penurunan hasil panen akibat kekeringan salah satunya dipengaruhi oleh tingkat kepekaan varietas (De Datta dan Seshu 1982). Maka dari itu, penanaman varietas padi gogo yang toleran terhadap cekaman kekeringan perlu dilakukan. Upaya tersebut dapat dilakukan dengan menaman padi gogo varietas unggul hasil persilangan maupun varietas lokal suatu daerah.

Padi Gogo Wangi merupakan salah satu varietas padi gogo lokal yang berasal dari Kabupaten Sumba Barat Daya. Pada daerah asalnya, padi Gogo Wangi ditanam di sela-sela tanaman jagung yang pengairannya hanya mengandalkan air hujan. Respons fisiologi padi Gogo Wangi terhadap cekaman kekeringan perlu diteliti karena padi gogo varietas lokal belum tentu sesuai apabila ditanam di daerah lain di Indonesia. Pada penelitian ini varietas Situ Patenggang yang merupakan varietas toleran terhadap cekaman kekeringan disertakan sebagai pembanding.

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh berbagai perlakuan cekaman kekeringan terhadap karakter fisiologi tumbuhan padi gogo lokal asal Kabupaten Sumba Barat Daya.

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat

(14)

2

Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah benih padi gogo lokal (Gogo Wangi) asal Kabupaten Sumba Barat Daya dan benih padi varietas Situ Patenggang produksi Balai Besar Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Bogor, Jawa Barat. Media tanam yang digunakan adalah tanah dan pupuk kandang. Alat-alat yang digunakan di lahan percobaan adalah polibag (50 cm x 50 cm), cangkul, bambu, plastik transparan non-UV filter, alat penyiraman, alat penyemprotan, dan alat penyemprotan pestisida. Alat laboratorium yang digunakan adalah timbangan analitik, pelubang kertas, oven, buret, kertas saring (Whatman No 1), tabung reaksi, pipet, tabung enlemeyer, mortar, dan spektrofotometer.

Rancangan Percobaan

Percobaan disusun dalam Rancangan Kelompok Terbagi dengan 5 ulangan. Faktor pertama terdiri atas dua varietas, yaitu Situ Patenggang dan Gogo Wangi. Faktor kedua terdiri dari tiga taraf cekaman kekeringan, yaitu kontrol (1 Kapasitas Lapang atau KL), cekaman kekeringan 1/2 KL, dan 1/4 KL volume penyiraman. Secara keseluruhan terdapat 30 satuan percobaan. Data yang diperoleh dianalisis menggunakan analisis ragam dengansoftwareSPSS 16 dan uji Duncan pada taraf 5%.

Persiapan Media Tanam

Media tanam yang digunakan adalah campuran tanah dan pupuk kandang dengan perbandingan volume 1:1 (b/b). Media tanam dimasukkan ke dalam polibag dengan ukuran 50 cm x 50 cm. Pengukuran kadar air pada kondisi Kapasitas Lapang (KL) dilakukan dengan menyiram air ke dalam media tanam. Volume air yang digunakan untuk menyiram hingga air menetes keluar dari polibag merupakan volume penyiraman untuk 1 KL.

Tahap Penanaman

Benih padi Situ Patenggang dan Gogo Wangi direndam dalam akuades selama 24 jam pada suhu ruang. Benih dikecambahkan selama 10-14 hari di ruang gelap pada suhu ruang. Kecambah yang tumbuh kemudian dipindahkan ke dalam polibag yang berisi media tanam, selanjutnya diberikan penyiraman dengan volume air yang sama (1 KL) untuk seluruh polibag. Setelah padi berumur 14 hari setelah tanam (HST) dilakukan penjarangan, setiap polibag berisi 4 tanaman padi. Cekaman kekeringan dilakukan ketika padi berumur 42 HST hingga 53 HST (selama 12 hari), padi disiram dengan volume penyiraman yang berbeda yaitu 1 KL untuk polibag pada kelompok kontrol, 1/2 KL dan 1/4 KL untuk perlakuan cekaman kekeringan. Rewatering dilakukan setelah padi berumur 54 HST. Pemeliharaan tanaman dilakukan sesuai prosedur budidaya padi secara gogo meliputi penyiangan dan pengendalian hama dan penyakit apabila terdapat serangan.

Pengukuran Kadar Air Relatif Daun

(15)

3

dengan mengambil 10 potongan daun yang berbentuk lingkaran (diameter 0,5 cm) yang diambil dari daun ketiga atau keempat. Potongan daun tersebut ditimbang bobot basahnya dengan timbangan analitik. Potongan daun selanjutnya direndam dengan aquades di dalam botol film pada suhu ruang selama 24 jam untuk mengetahui bobot jenuhnya. Potongan daun kemudian dikeringkan di dalam oven pada suhu 80 oC selama 3x24 jam untuk mengetahui bobot keringnya (Prochazkovaet al. 2001). Pengukuran KAR daun dapat dihitung dengan rumus:

KAR= (BB-BK)

Kadar prolin bebas dianalisis berdasarkan metode Bates et al. (1973) menggunakan spektrofotometer. Contoh daun yang dipakai adalah daun yang berkembang sempurna, yaitu daun ketiga atau keempat. Kadar prolin murni digunakan sebagai standar untuk menentukan kadar prolin contoh (Lampiran 1). Asam-ninhidrin disiapkan sebagai pereaksi dengan menghangatkan 1,2% ninhidrin dalam 30 ml asam asetat glasial dan 20 ml asam fosfat 6 mol dengan cara dipanaskan sampai larut (suhu + 60oC), kemudian didinginkan dan disimpan pada suhu 4 oC. Sampel daun seberat 0,5 g bobot basah diekstrak dengan 10 ml asam sulfosalisilat 3% dan difiltrasi dengan kertas saring Whatman No 1. Filtrat 2 ml direaksikan dengan 2 ml pereaksi asam-ninhidrin dan 2 ml asam asetat glasial dalam tabung reaksi selama satu jam pada suhu 100oC, proses reaksi diakhiri dalamicebath. Selanjutnya, campuran ini diekstraksi dengan 4 ml toluene lalu dikocok menggunakanstirrerselama 15-20 detik. Kromofor yang terkandung dihangatkan pada suhu ruang. Absorbansi diukur dengan spektrofotometer pada

panjang gelombang 520 nm. Konsentrasi prolin (μ mol/g) ditentukan dari kurva

standar dan dihitung berdasarkan bobot segar dengan rumus:

μ mol prolin = [μ g prolin/ ml x ml toluene)/ 115,5 μ g/ μ mol]

g bobot segar sampel g sampel/ 5

Analisis Asam Askorbat

Kandungan asam askorbat (ASA) dianalisis berdasarkan modifikasi metode Reiss (1993). Kandungan ASA diukur dengan menggunakan metode titrasi. Sampel daun 0,5 g digerus dengan asam metafosporat 5% kemudian difiltrasi dengan menggunakan kertas saring Whatman No 1. Filtrat yang diperoleh kemudian dititrasi dengan dichlorophenol-indophenol (DCIP) 0,8 g/l. Larutan DCIP yang digunakan untuk titrasi distandardisasi dengan larutan ASA murni dengan cara titrasi. Sebanyak 1 ml larutan ASA murni (4 mg/l) dan 9 ml asam metafosporat 5% dititrasi dengan DCIP. Titrasi dihentikan ketika terjadi perubahan warna menjadi merah muda. Rumus yang digunakan untuk analisis ASA sebagaimana terlampir pada Lampiran 2.

(16)

4

Pengamatan Karakter Pertumbuhan

Karakter pertumbuhan yang diamati meliputi karakter vegetatif dan reproduktif. Parameter karakter vegetatif yang diamati adalah tinggi tanaman, panjang akar, bobot kering tajuk dan akar, jumlah daun, dan jumlah anakan per rumpun yang dilakukan pada saat panen. Parameter karakter reproduktif yang diamati adalah umur berbunga, umur panen, jumlah anakan produktif, panjang malai, dan jumlah biji per malai. Umur berbunga mulai diamati saat malai pertama kali muncul pada tiap tanaman. Umur hari pertama tanaman padi dihitung sejak kecambah dipindahkan ke dalam polibag.

HASIL

Kadar Air Relatif Daun

Perlakuan cekaman kekeringan menurunkan nilai kadar air relatif (KAR) daun kedua varietas padi. Nilai KAR daun menurun pada 12 hari setelah perlakuan (HSP). Nilai KAR daun pada penyiraman 1 kapasitas lapang (KL) berbeda nyata dengan penyiraman 1/2 KL dan 1/4 KL. Penurunan nilai KAR yang signifikan padi Situ Patenggang terjadi pada 12 HSP, sedangkan nilai KAR padi Gogo Wangi sudah terjadi pada 9 HSP (Gambar 1).

Kadar Prolin

Kadar prolin daun kedua varietas padi mengalami peningkatan setelah perlakuan cekaman kekeringan. Nilai kadar prolin daun padi Situ Patenggang dengan perlakuan 1/4 KL mulai meningkat pada 6 HSP, sedangkan pada padi Gogo Wangi (1/4 KL) mengalami peningkatan pada 9 HSP cekaman kekeringan. Kadar prolin padi Situ Patenggang pada perlakuan penyiraman 1/2 KL dan 1/4 KL berbeda nyata dengan penyiraman 1 KL pada 9 HSP, sedangkan pada padi Gogo Wangi hanya perlakuan 1/4 KL yang berbeda nyata dengan 1 KL pada 9 sampai 12 HSP. Nilai kadar prolin tertinggi dicapai pada cekaman kekeringan 1/4 KL pada 12 HSP padi Gogo Wangi yaitu 19,66 µ mol prolin/g bobot segar (Gambar 2).

Gambar 1 Kadar air relatif (KAR) daun padi Situ Patenggang (kiri) dan padi Gogo Wangi (kanan) selama 0-12 hari cekaman kekeringan.

(17)

5

Kandungan Asam Arkorbat

Cekaman kekeringan menyebabkan kandungan asam askorbat (ASA) daun kedua varietas padi meningkat. Kandungan ASA padi Situ Patenggang pada penyiraman 1/2 KL dan 1/4 KL mulai mengalami peningkatan sejak 3 HSP, sedangkan pada padi Gogo Wangi meningkat pada hari 9 HSP dan menurun pada 12 HSP (Gambar 3). Kandungan ASA padi Situ Patenggang pada perlakuan penyiraman 1/2 KL dan 1/4 KL berbeda nyata dengan perlakuan penyiraman 1 KL.

Karakter Vegetatif

Tinggi tanaman kedua varietas padi dipengaruhi oleh interaksi antara cekaman kekeringan dengan varietas (Tabel 1). Tinggi tanaman terendah dari kedua varietas diperoleh pada pelakuan cekaman kekeringan 1/4 KL volume penyiraman, yaitu 72,87 cm pada padi Situ Patenggang dan 104,97 cm pada padi Gogo Wangi. Varietas padi Gogo Wangi memiliki tinggi tanaman yang lebih tinggi dibandingkan dengan varietas padi Situ Patenggang.

Gambar 3 Kadar asam askorbat daun padi Situ Patenggang (kiri) dan Gogo Wangi (kanan) selama 0-12 hari cekaman kekeringan.

(18)

6

Cekaman kekeringan hanya berpengaruh nyata terhadap penurunan bobot kering tajuk kedua varietas padi dengan 1 KL dan 1/4 KL volume penyiraman. Nilai bobot kering tajuk terendah terjadi pada cekaman kekeringan 1/4 KL volume penyiraman yaitu 22,07 g. Panjang dan bobot kering akar dipengaruhi secara nyata oleh masing-masing faktor tunggal cekaman kekeringan dan varietas. Pada cekaman kekeringan 1/4 KL volume penyiraman diperoleh nilai panjang akar tertinggi tetapi dengan dengan bobot akar terendah, yaitu 38,41 cm dan 4,15 g. Cekaman kekeringan 1/4 KL volume penyiraman menyebabkan peningkatan panjang akar, namun tidak menyebabkan peningkatan bobot akar (Tabel 2). Nilai panjang dan bobot kering akar varietas padi Gogo Wangi lebih tinggi daripada akar padi Situ Patenggang. Nilai panjang dan bobot kering akar padi Gogo Wangi yaitu berturut-turut33,53cm dan 7,06 g (Tabel 3).

Tabel 2 Bobot kering tajuk, panjang akar, dan bobot kering akar padi Situ Patenggang (125 HST) dan Gogo Wangi (165 HST) pada berbagai cekaman kekeringan Perlakuan nyata pada Uji Duncan (p < 0,05).

Tabel 1 Tinggi tanaman padi Situ Patenggang (125 HST) dan padi Gogo Wangi (165 HST) pada berbagai cekaman kekeringan saat panen

Varietas Perlakuan nyata pada Uji Duncan (p < 0,05).

Tabel 3 Panjang dan bobot kering akar padi Situ Patenggang (125 HST) dan padi Gogo Wangi pada saat panen (165 HST)

Varietas Parameter

Panjang akar (cm) Bobot kering akar (g)

Situ Patenggang 28,37b 4,06b

Gogo Wangi 33,53a 7,06a

(19)

7

Jumlah daun dan jumlah anakan per rumpun dipengaruhi secara nyata oleh varietas. Varietas Situ Patenggang memiliki jumlah anakan per rumpun yang lebih banyak dibandingkan dengan varietas Gogo Wangi. Hal ini menyebabkan jumlah daunnya berpotensi lebih banyak daripada Gogo Wangi. Nilai jumlah daun dan anakan per rumpun padi Situ Patenggang yaitu 73,97 dan 16,57 (Tabel 4).

Karakter Reproduktif

Umur berbunga dipengaruhi oleh masing-masing perlakuan cekaman kekeringan dan varietas. Umur berbunga padi pada cekaman kekeringan lebih lama daripada padi tanpa cekaman kekeringan. Cekaman kekeringan hanya berpengaruh nyata terhadap umur berbunga padi dengan cekaman 1/4 KL volume penyiraman jika dibandingkan dengan kontrol (1 KL). Padi dengan cekaman 1/4 KL volume penyiraman memiliki umur berbunga paling lama yaitu 100 hari setelah tanam (Tabel 5). Padi Gogo Wangi memiliki umur berbunga yang lebih lama daripada Situ Patenggang (Tabel 6).

Umur panen dipengaruhi secara nyata oleh interaksi cekaman kekeringan dengan varietas. Secara umum, umur panen kedua varietas padi dengan perlakuan cekaman kekeringan lebih lama dibandingkan dengan padi tanpa perlakuan

Tabel 4 Jumlah daun dan jumlah anakan per rumpun padi Situ Patenggang (125 HST) dan padi Gogo Wangi pada saat panen (165 HST)

Varietas Parameter

Jumlah daun Jumlah anakan per rumpun

Situ Patenggang 73,97a 16,57a

Gogo Wangi 47,90b 8,60b

Angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada Uji Duncan (p < 0,05).

Tabel 5 Umur berbunga dua varietas padi Situ Patenggang dan Gogo Wangi pada berbagai cekaman kekeringan

Angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji Duncan (p < 0,05).

Tabel 6 Umur berbunga padi Situ Patenggang dan padi Gogo Wangi pada berbagai cekaman kekeringan

Varietas Umur berbunga (hari)

Situ Patenggang 66,53b

Gogo Wangi 125,27a

(20)

8

(kontrol). Padi Gogo Wangi dengan cekaman kekeringan 1/4 KL volume penyiraman berbeda nyata dari kontrol (1 KL), sedangkan pada padi Situ Patenggang cekaman 1/2 KL dan 1/4 KL volume penyiraman keduanya berbeda nyata dengan kontrol. Varietas padi Gogo Wangi memiliki umur panen yang lebih lama dibandingkan dengan padi Situ Patenggang (Tabel 7).

Jumlah anakan produktif, panjang malai, dan jumlah biji per malai dipengaruhi secara nyata oleh varietas. Jumlah anakan produktif padi Situ Patenggang lebih banyak dibandingkan dengan padi Gogo Wangi, namun panjang malai dan jumlah biji per malai padi Gogo Wangi lebih tinggi dibandingkan dengan padi Situ Patenggang (Tabel 8).

PEMBAHASAN

Kadar Air Relatif (KAR) daun merupakan salah satu indikator utama kekeringan pada tanaman. Perlakuan cekaman kekeringan menyebabkan penurunan nilai KAR daun lebih dari 50% pada akhir periode cekama kekeringan (12 hari setelah perlakuan) pada kedua varietas (Situ Patenggang dan Gogo Wangi). Penurunan nilai KAR daun padi Gogo Wangi mencapai 56%, lebih besar jika dibandingkan dengan padi Situ Patenggang yaitu 52%. Hal ini menunjukkan bahwa padi Gogo Wangi mengalami penurunan tekanan turgor lebih besar. Menurut Salisbury dan Ross (1995), penurunan tekanan turgor tanaman merupakan salah satu bentuk respons tanaman terhadap cekaman kekeringan dan dapat dijadikan indikator apabila terjadi penurunan potensial air di daun. Penurunan potensial air tersebut dapat disebabkan oleh penurunan kadar air di

Tabel 7 Umur panen padi Situ Patenggang dan padi Gogo Wangi pada perlakuan nyata pada Uji Duncan (p < 0,05).

Tabel 8 Jumlah anakan produktif, panjang malai, dan jumlah biji per malai padi Situ Patenggang (125 HST) dan padi Gogo Wangi pada saat panen (165 HST)

(21)

9

media tumbuh. Kadar air media yang relatif rendah menyebabkan tanaman mengalami kesulitan menyerap cukup air untuk kebutuhan metabolismenya.

Berdasarkan analisis kadar prolin daun, terlihat bahwa Gogo Wangi mengalami peningkatan kadar prolin daun yang signifikan dibandingkan dengan Situ Patenggang. Peningkatan yang signifikan pada padi Gogo Wangi mulai terlihat pada 9 hari setelah perlakuan (HSP) dengan 1/4 KL volume penyiraman. Respons fisiologi yang cukup penting sebagai mekanisme toleransi terhadap cekaman kekeringan ialah kemampuan tanaman mempertahankan tekanan turgor dengan menurunkan potensial osmotik (Hamim et al. 1996). Dalam proses penyesuaian osmosis, senyawa-senyawa terlarut yang biasa diakumulasi ialah gula dan asam amino terutama prolin (Girousseet al.1996). Secara umum kadar prolin daun mengalami peningkatan akibat cekaman kekeringan (Sopandie et al. 1996). Hal ini berkaitan dengan peran yang besar dari prolin sebagai osmoregulator. Peningkatan kandungan prolin pada tanaman berhubungan dengan peningkatan periode cekaman kekeringan (Aziz dan Khan 2003). Akumulasi prolin terjadi pada jaringan tanaman sebagai respons terhadap kekeringan (Stewart dan Voetberg 1985). Hasil yang berbeda terlihat pada varietas Situ Patenggang yang telah diketahui tahan terhadap cekaman kekeringan. Varietas tersebut memiliki respons bertahap terhadap cekaman kekeringan sejak awal periode pemberian perlakuan. Hal ini mungkin disebabkan oleh peningkatan prolin tanaman sebagai adaptasi terhadap cekaman kekeringan bergantung pada jenis tanamannya.

Senyawa lain yang dihasilkan tanaman untuk menghadapi cekaman kekeringan adalah asam organik seperti asam askorbat (ASA). Peningkatan kandungan ASA secara signifikan terlihat pada padi Gogo Wangi dibandingkan dengan Situ Patenggang. Kandungan ASA padi Situ Patenggang sebagai varietas pembanding terlihat meningkat secara bertahap sejak 3 HSP. Perbedaan respons kandungan ASA kemungkinan berkaitan dengan jenis dan respons tanaman dalam menghadapi stres oksidatif akibat kekeringan (Violita 2007). Hal ini terutama terjadi ketika tanaman mengalami stres kekeringan berat dan kehilangan air yang berlebihan akibat transpirasi harus dikurangi. Asam askorbat (ASA) merupakan senyawa antioksidan yang memiliki peranan penting pada proses fotosintesis saat tanaman mengalami cekaman kekeringan. Peningkatan ASA pada tanaman berfungsi untuk mereduksi radikal bebas yang terbentuk akibat kondisi cekaman kekeringan (Mc Kersie dan Leshem 1994). Menurut Iturbe-Ormaetxe et al.

(1998), kandungan ASA mengalami peningkatan di dalam kloroplas ketika tanaman mengalami cekaman kekeringan.

(22)

10

kekeringan dapat menginduksi peningkatan kandungan ASA daun terutama pada tumbuhan berdaun sempit mulai hari 8 HSP pada padi gogo.

Perlakuan cekaman kekeringan menyebabkan terjadinya penurunan tinggi tajuk dan panjang akar. Terjadinya penurunan tinggi tajuk diduga berkaitan dengan penutupan stomata yang diikuti berkurangnya asimilasi CO2 sehingga

potensial reaksi fotosintesis menurun (Lawlor 2002). Pada kondisi cekaman kekeringan pertumbuhan tajuk dan akar terhambat dengan penghambatan pertumbuhan tajuk yang lebih besar dibandingkan akar. Hasil memperlihatkan panjang akar kedua varietas dengan perlakuan cekaman kekeringan 1/4 KL lebih panjang dibandingkan 1 KL dan 1/2 KL volume penyiraman. Hal ini dikarenakan terjadinya respons secara morfo-fisiologi tanaman berupa pemanjangan akar untuk mencari sumber air pada saat terjadi cekaman kekeringan (Taiz dan Zeiger 2010). Disamping itu, padi varietas Gogo Wangi mengalami pemanjangan akar yang lebih panjang dibandingkan Situ Patenggang dalam merespons cekaman kekeringan.

Cekaman kekeringan juga mempengaruhi bobot kering tajuk dan bobot kering akar karena tinggi tajuk dan panjang akar yang terhambat. Penurunan bobot kering tajuk dan bobot kering akar terbesar terjadi pada tanaman padi dengan cekaman 1/4 KL penyiraman. Schütz dan Fangmeir (2001) menjelaskan bahwa cekaman kekeringan pada gandum dapat menurunkan bobot biomassa tajuk hingga 40%. Hasil menunjukkan bahwa meskipun panjang akar padi dengan cekaman 1/4 KL lebih panjang dibandingkan 1 KL dan 1/2 KL volume penyiraman, bobot kering akarnya lebih rendah. Hal ini dikarenakan peningkatan panjang akar akibat cekaman kekeringan dapat menghambat pertumbuhan akar lateral sehingga bobot kering akar menurun (Taiz dan Zeiger 2010). Akan tetapi perlakuan cekaman kekeringan tidak berpengaruh nyata terhadap jumlah anakan per rumpun kedua varietas padi. Jumlah anakan per rumpun lebih dipengaruhi oleh varietas dengan jumlah anakan Padi Situ Patenggang lebih banyak dibandingkan dengan Gogo Wangi. Jumlah anakan per rumpun yang lebih banyak berpotensi meningkatkan jumlah daun (Tabel 4).

Cekaman kekeringan juga mempengaruhi lama waktu berbunga dan umur panen kedua varietas padi. Umur berbunga yang paling lama dijumpai pada kelompok padi dengan cekaman 1/4 KL volume penyiraman (Tabel 5 dan 6). Hal ini mungkin karena cekaman kekeringan menyebabkan laju fotosintesis terganggu yang berakibat pada menurunnya hasil fotosintat yang diperlukan tanaman untuk tumbuh dan berkembang. Meskipun demikian, umur berbunga kedua varietas padi berbeda. Padi Situ Patenggang berbunga lebih cepat dibandingkan dengan Gogo Wangi. Umur berbunga yang berbeda menyebabkan umur panen yang berbeda (Tabel 7).

(23)

11

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Perlakuan cekaman kekeringan terhadap padi Situ Patenggang dan Gogo Wangi menyebabkan terjadinya peningkatan kadar prolin dan asam askorbat daun. Padi Gogo Wangi lebih tahan terhadap kekeringan yang terbukti dengan peningkatan kadar prolin dan ASA yang lebih signifikan jika dibandingkan dengan Situ Patenggang yang lebih responsif. Cekaman kekeringan menyebabkan penurunan tinggi tajuk, bobot kering tajuk dan akar, namun tidak mempengaruhi jumlah anakan per rumpun, jumlah anakan produktif, panjang malai dan jumlah biji per malai. Padi Gogo Wangi berpotensi menjadi alternatif produksi pangan di lahan kering yang mampu merespons cekaman kekeringan karena menghasilkan prolin dan panjang akar yang lebih tinggi dibanding Situ Patenggang.

Saran

Penelitian sebaiknya dilakukan di ladang terbuka dengan cara tumpang sari. Data produksi seperti bobot 100 atau 1000 biji dan persentase biji yang hampa diperlukan untuk mengetahui pengaruh cekaman kekeringan terhadap produktivitas padi.

DAFTAR PUSTAKA

Arifai M. 2009. Respon anatomi daun dan parameter fotosintesis padi gogo, caisim, Echinochloa crussgalli L., dan bayam pada berbagai cekaman kekeringan. [tesis].Bogor: Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Aziz I, Khan MA. 2003. Prolin and water status of some desert shrubs before and

after rains.Pak J Bot.35(5):902-906.

Bates LS, Waldren RP, Teare ID. 1973. Rapid determination of free proline for water-stress studies.Plant and Soil. 39:205-207.

De Datta SK dan Seshu DV. 1982. Evaluating rices for drought tolerance using field screening and multilocation testing. Di dalam Int. Rice Res. Inst. Los Banos.Drought resistance in crops with emphasis on rice. hlm. 245-263. Farooq M, Wahid A, Kobayashi N, Fujita D, Basra SMA. 2009. Plant drought

stress: effects, mechanisms, and management.Agron. Sustain. Dev. 29:185-212.

Girousse C, Bournoville R, Bonnemain JL. 1996. Water defisit-induced changes in concentrations in proline and some other amino acids in the phloem sap of alfalfa.Plant Physiol.111:109-113.

Hamim, Sopandie D, Jusuf M. 1996. Beberapa karakteristik morfologi dan fisiologi kedelai toleran dan peka terhadap cekaman kekeringan.Hayati1:30-34.

(24)

12

Iturbe-Ormaetxe I, Escuredo PR, Arrese-Igor C, Becana M. 1998. Oxidative damage in pea plant exposed to water defisit or paraquat. Plant Physiol.132:173-181.

Lawlor DW. 2002. Limitation to photosynthesis in water-stressed leaves: stomata vs metabolism and the role of ATP.Ann. Bot. 89:871-885.

McKersie DB, Leshem YY. 1994.Stress and Stress Coping in Cultivated Plants. Netherlands (NL): Kluwer Academic Publisher.

Prochazkova D, Sairam RK, Srivastava GC, Singh DV. 2001. Oxidative stress and antioxidant activity as the basis of senescence in maize leaves. Plant Sci. 161:765-770.

Reiss C. 1993. Experiment in plant physiology: Part I; Plant biochemistry, determination of ascorbic acid content of cabbage. hlm:1-7.

Salisbury FB, CW Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Jilid 3 edisi ke-4. Lukman DR, Sumaryono, penerjemah. Bandung (ID): Penerbit ITB. Terjemahan dari:

Plant Physiology.

Schütz M, Fangmeir A. 2001. Growth and yield responses of spring wheat (Triticum aestivum L. cv. Minaret) to elevated CO2 and water limitation. Environ Pollut.114:187-194.

Sopandie D, Hamim, Jusuf M, Heryani N. 1996. Toleransi tanaman kedelai terhadap cekaman air: akumulasi prolin dan asam absisik dan hubungannya dengan potensial osmotik daun dan penyesuaian osmotik.Bul Agron. 24:9-14.

Stewart CR, Voetberg G. 1985. Relationship between stress-induced ABA and proline accumulations and ABA-induced praline accumulation in excised barley

leaves.Plant Physiol.79:24-7.

Suardi D. 1988. Ketahanan tanaman padi terhadap kekeringan. Buletin Penelitian, Balai Penelitian Tanaman Pangan, Bogor. hlm:29-37.

Taiz L, Zeiger E. 2010.Plant Physiology. Sunderland (GB): Sinauer Pr.

Toha HM, Permadi K, Prayitno I. Yuliardi. 2005. Peningkatan produksi padi gogo melalui pendekatan model pengelolaan tanaman dan sumberdaya terpadu (PTT). Makalah disampaikan pada seminar Puslitbang Tanaman Pangan. Bogor, Juli 2005. Badan Litbang Pertanian. Puslitbang Tanaman Pangan. Bogor.

(25)

13

Lampiran 1 Kurva Standar untuk menentukan nilai kadar prolin daun

Lampiran 2 Rumus yang digunakan untuk analisis asam arkorbat (ASA)

Standarisasi ASA murni (4 mg ASA murni equivalen dengan 1 mldye):

mg ASA 1 ml DCIP

=

Jumlah ASA dalam ekstrak aliquat:

mg ASA per aliquat = vol DCIP titrasi (ml) x

Jumlah ASA dalam 100 mg sampel:

= mg ASA per aliquat x ( )

( ) x ( )

Lampiran 3 Rumus yang digunakan untuk menghitung Kapasitas Lapang

Kapasitas lapang dihitung dengan rumus:

Volume penyiraman berdasarkan kapasitas lapang sebagai berikut: P1 : volume 1300 mL ( 1 kapasitas lapang)

P2 : volume 650 mL ( 1/2 kapasitas lapang) P3 : volume 325 mL (1/4 kapasitas lapang)

(26)

14

Lampiran 4 ANOVA tinggi tanaman

Source Type III SS df Mean Square F Sig.

Corrected Model 15759.564a 5 3151.913 105.147 .000 Intercept 291067.500 1 291067.500 9.710E3 .000

Perlakuan 1791.607 2 895.803 29.884 .000

Varietas 13555.376 1 13555.376 452.203 .000 Perlakuan * Varietas 412.581 2 206.291 6.882 .004

Error 719.431 24 29.976

Total 307546.495 30

Corrected Total 16478.995 29

Lampiran 5 ANOVA bobot kering tajuk

Corrected Model 743.838a 5 148.768 3.887 .010 Intercept 19899.601 1 19899.601 519.988 .000

Perlakuan 384.242 2 192.121 5.020 .015

Varietas 143.227 1 143.227 3.743 .065

Perlakuan * Varietas 216.369 2 108.185 2.827 .079

Error 918.464 24 38.269

Total 21561.902 30

Lampiran 6 ANOVA panjang akar

Perlakuan 844.574 2 422.287 28.086 .000

Varietas 200.208 1 200.208 13.316 .001

Error 360.852 24 15.036

Total 30193.730 30

(27)

15

Lampiran 7 ANOVA bobot kering akar

Corrected Model 104.417a 5 20.883 5.143 .002

Intercept 926.852 1 926.852 228.258 .000

Perlakuan 30.741 2 15.371 3.785 .037

Varietas 67.350 1 67.350 16.586 .000

Perlakuan * Varietas 6.326 2 3.163 .779 .470

Error 97.453 24 4.061

Total 1128.722 30

Lampiran 8 ANOVA jumlah daun

Corrected Model 5933.367a 5 1186.673 9.811 .000 Intercept 111386.133 1 111386.133 920.864 .000

Perlakuan 794.817 2 397.408 3.285 .055

Varietas 5096.033 1 5096.033 42.130 .000

Error 2903.000 24 120.958

Total 120222.500 30

Lampiran 9 ANOVA jumlah anakan per rumpun

Intercept 4750.208 1 4750.208 450.079 .000

Perlakuan 19.517 2 9.758 .925 .410

Varietas 476.008 1 476.008 45.101 .000

Error 253.300 24 10.554

Total 5505.750 30

(28)

16

Lampiran 10 ANOVA umur berbunga

Perlakuan 340.350 2 170.175 6.181 .007

Varietas 25872.033 1 25872.033 939.662 .000 Perlakuan * Varietas 21.517 2 10.758 .391 .681

Error 660.800 24 27.533

Total 302799.000 30

Lampiran 11 ANOVA umur panen

Perlakuan 295.267 2 147.633 69.748 .000

Varietas 8366.700 1 8366.700 3.953E3 .000

Error 50.800 24 2.117

Total 660829.000 30

Lampiran 12 ANOVA jumlah anakan produktif

Intercept 2176.008 1 2176.008 432.678 .000

Perlakuan 21.317 2 10.658 2.119 .142

Varietas 323.408 1 323.408 64.307 .000

Error 120.700 24 5.029

Total 2649.750 30

(29)

17

Lampiran 13 ANOVA panjang malai

Perlakuan 4.098 2 2.049 .665 .524

Varietas 191.521 1 191.521 62.122 .000

Error 73.992 24 3.083

Total 13157.700 30

Lampiran 14 ANOVA jumlah biji per malai

Perlakuan 1031.267 2 515.633 3.242 .057

Varietas 3193.008 1 3193.008 20.078 .000

Error 3816.700 24 159.029

Total 261551.250 30

(30)

18

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Boyolali, pada tanggal 4 Juni 1988 dari ayahanda Bisriyanto dan ibunda Wasiyem. Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara. Pada tahun 2000 penulis lulus dari MI Muhammadiyah Putat, Desa Keyongan, Kecamatan Nogosari, Boyolali, kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 1 Nogosari Boyolali. Pada tahun 2001 penulis pindah sekolah ke SMP IT Al Hikmah Karanggede Boyolali dan lulus pada tahun 2004, hingga pada tahun 2007 penulis lulus dari SMA IT Al Hikmah Karanggede Boyolali. Pada tahun yang sama, penulis diterima sebagai mahasiswa program studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Beasiswa Utusan Daerah (BUD) Kementerian Agama Republik Indonesia. Selama mengikuti perkuliahan, penulis melaksanakan studi lapang di Wana Wisata Cangkuang, Sukabumi dengan judul laporan Struktur Anatomi Organ-Organ TumbuhanNepenthessp. di bawah bimbingan Dr Triadiati, MSi. Pada tahun 2010, penulis mengikuti Program Kreativitas Mahasiswa dengan judul “Pengembangan

Industri Pemurnian Enzim Protease dari Jeroan Ikan Tuna dengan Teknologi Ultrafiltrasi dan Reverse Osmosis” di bawah bimbingan Bambang Riyanto SPi, MSi. Pada tahun yang sama penulis melaksanakan praktik lapangan di Pusat Pendidikan dan Pelatihan (PUSDIKLAT) Serikat Petani Indonesia di Cibeureum,

Bogor, dengan judul laporan “Aspek Teknologi Pembenihan Pepaya Organik di Pusat Perbenihan Nasional Serikat Petani Indonesia (SPI) Bogor, Jawa Barat” di