PENAPISAN GALUR-GALUR PADI (
Oryza sativa
L.)
POPULASI RIL F7 HASIL PERSILANGAN
ANTARA VARIETAS IR64 DAN HAWARA BUNAR
TERHADAP CEKAMAN BESI
DEDI SURYADI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul Penapisan Galur-galur Padi (Oryza sativa L.) Populasi RIL F7 Hasil Persilangan antara Varietas IR64 dan Hawara Bunar terhadap Cekaman Besi merupakan gagasan dan karya saya bersama pembimbing yang belum pernah dipublikasikan dalam bentuk apapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan oleh penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Mei 2012
DEDI SURYADI. Screening of F7 Rice Lines Derived from a Cross between IR64 and Hawara Bunar Under Iron Stress. Under direction of MIFTAHUDIN and IDA HANARIDA SOMANTRI.
Utilization of marginal lands such as tidal land should be done to increase rice production. The main constraints hampered rice cultivation in that area are low soil fertility, soil acidity and Fe toxicity. Fe-tolerant varities are needed to overcome those problems. Screening for Fe-tolerant character of 300 rice lines from the F7 RIL population derived from a cross between rice var. IR64 and genotype Hawara Bunar using hydroponic technique under 750 ppm Fe resulted 221 Fe-tolerant lines. The field test at the lowland with high Fe content in the Experimental Station of Taman Bogo, Lampung resulted 3 Fe-tolerant lines, which were IRH195, IRH548 and IRH715. Verification and optimization of Fe tolerance screening method using 3 Fe-tolerant lines, 3 Fe-sensitive lines and 6 rice varieties using hydroponic technique under 1000 ppm Fe showed consistant result with the field test result. The hydroponic technique with half concentration of Yoshida solution under 1000 ppm Fe colud be used as a screening method for Fe tolerance in rice.
DEDI SURYADI. Penapisan Galur-galur Padi (Oryza sativa L.) Populasi RIL F7 Hasil Persilangan antara Varietas IR64 dan Hawara Bunar terhadap Cekaman Besi. Dibimbing oleh MIFTAHUDIN dan IDA HANARIDA SOMANTRI.
Pemanfaatan lahan-lahan marginal untuk meningkatkan produksi padi nasional perlu terus diupayakan sehubungan dengan semakin berkurangnya areal tanaman padi di pulau Jawa. Lahan-lahan marginal yang berpotensi untuk tanaman padi seperti lahan rawa pasang surut, lebak dan bukaan baru terkendala oleh kandungan hara rendah, besi tinggi dan pH masam.
Keracunan besi pada tanaman padi dapat terjadi pada semua fase vegetatif dan reproduktif. Gejala keracunan besi berupa bercak-bercak kecil berwarna cokelat (bronzing) pada daun yang berkembang dari pinggir kemudian menyebar ke pangkal dan berubah warna menjadi cokelat, ungu, kuning atau oranye. Pertumbuhan dan pembentukan anakan terhambat, sistem perakaran jarang, kasar, dan berwarna cokelat gelap. Produksi gabah di areal cekaman besi Batumarta, Sumatera Selatan kurang dari 1 ton/ha. Pengalaman Balitbang Pertanian di lahan rawa pasang surut dan lebak menunjukkan bahwa penggunaan varietas unggul yang adaptif berperan penting dalam mengatasi permasalahan pada agroekosistem lahan tersebut. Varietas unggul padi toleran besi dirasakan masih kurang dan perlu terus dilakukan penelitian untuk mendapatkan lebih banyak varietas padi toleran besi dan berdaya hasil tinggi. Sejumlah varietas padi toleran besi telah dilepas seperti Kapuas dan Batang Ombilin yang menghasilkan gabah rata-rata 2.7 ton/ha pada lahan berkadar besi 170-200 ppm.
Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh galur-galur padi keturunan var. IR64 dan Hawara Bunar yang toleran terhadap cekaman besi dan menentukan metode yang tepat untuk penapisan ketahanan padi terhadap cekaman besi.
Penelitian berlangsung dari bulan Juli 2010 sampai Desember 2011 di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan dan Rumah Kaca Departemen Biologi IPB, Darmaga, Rumah Kaca BB Biogen Cimanggu, Bogor dan KP Taman Bogo, Lampung.
Bahan tanaman yang digunakan yaitu 300 galur padi populasi RIL F7 hasil persilangan var. IR64 dan Hawara Bunar, varietas IR64, Hawara Bunar, Mahsuri, Ciherang, Inpari 1, dan Inpari 13. Media hidroponik menggunakan larutan Yoshida yang dikembangkan khusus untuk tanaman padi (Yoshida et al. 1976), serta FeSO4.7H2O untuk cekaman besi. Media tanah yang digunakan yaitu tanah Latosol Cimanggu, Bogor, tanah Podsolik Kentrong, Lebak dan tanah Podsolik KP Taman Bogo, Lampung, pupuk kandang, pupuk urea, SP36 dan KCl dengan rasio 200:100:50 kg/ha dan FeSO4.7H2O untuk cekaman Fe.
ulangan. Percobaan lapang di sawah KP Taman Bogo dengan cekaman 338 ppm Fe dan dihasilkan 3 galur padi toleran besi yang menggunakan RAK 1 faktor yaitu galur padi dengan 3 ulangan. Ketiga, verifikasi ketahanan 3 galur terpilih hasil percobaan lapang pada tahap II terhadap cekaman besi dengan 2 metode, yaitu: percobaan hidroponik cekaman 1000 ppm Fe dengan larutan Yoshida konsentrasi penuh, setengah dan seperempat yang menggunakan RAK 2 faktor yaitu galur/varietas padi dan media tanam dengan 3 ulangan. Percobaan pot dengan media tanah Podsolik KP Taman Bogo yang menggunakan RAK 1 faktor yaitu galur/varietas padi dengan 3 ulangan. Percobaan pot juga dilakukan dengan media tanah Podsolik Kentrong ditambah 1000 ppm Fe menggunakan RAK 1 faktor yaitu galur/varietas dengan 3 ulangan. Seluruh data dianalisis menggunakan sidik ragam, uji wilayah berganda Duncan (Duncan’s multiple range test) dan korelasi Pearson pada taraf uji 5% menggunakan program SPSS 17.
Penapisan ketahanan 300 galur padi populasi RIL F7 hasil persilangan var. IR64 dan Hawara Bunar terhadap cekaman besi secara hidroponik bercekaman 750 ppm Fe menghasilkan 221 galur padi toleran. Sebanyak 50 galur padi terpilih diverifikasi toleransinya terhadap cekaman besi di lahan sawah KP Taman Bogo bercekaman 338 ppm dan menghasilkan 3 galur toleran. Verifikasi ketahanan 3 galur padi terpilih terhadap cekaman besi secara hidoponik bercekaman 1000 ppm Fe, umur tanaman 21 hari, dan lama cekaman 1 minggu memperlihatkan bahwa ketiga galur terpilih (IRH195, IRH548 dan IRH715) tetap toleran terhadap cekaman besi. Demikian pula verifikasi toleransi 3 galur padi terpilih terhadap cekaman besi dengan percobaan pot media tanah Podsolik KP Taman Bogo dan Kentrong menunjukkan bahwa ketiga galur tersebut tetap toleran cekaman besi.
Percobaan hidroponik bercekaman 1000 ppm Fe dengan media larutan Yoshida konsentrasi setengah hampir setara dengan percobaan lapang di sawah bercekaman 338 ppm Fe dan dapat digunakan untuk uji ketahanan tanaman padi terhadap cekaman besi skala rumah kaca.
©
Hak Cipta milik IPB, tahun 2012
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 tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
PENAPISAN GALUR-GALUR PADI (
Oryza sativa
L.)
POPULASI RIL F7 HASIL PERSILANGAN
ANTARA VARIETAS IR64 DAN HAWARA BUNAR
TERHADAP CEKAMAN BESI
DEDI SURYADI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Mayor Biologi Tumbuhan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Tesis : Penapisan Galur-galur Padi (Oryza sativa L.) Populasi RIL F7 Hasil Persilangan antara Varietas IR64 dan Hawara Bunar terhadap Cekaman Besi
Nama : Dedi Suryadi
NRP : G353090151
Mayor : Biologi Tumbuhan
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Miftahudin, M. Si. Ketua
Dr. Ir. Ida Hanarida Somantri, M. S. Anggota
Diketahui
Koordinator Mayor Biologi Tumbuhan
Dr. Ir. Miftahudin, M. Si.
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr.
Penulis mengucapkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT sehingga tesis ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juli 2010 sampai Desember 2011 ini ialah cekaman besi pada tanaman padi, dengan judul Penapisan Galur-galur Padi (Oryza sativa L.) Populasi RIL F7 Hasil Persilangan antara Varietas IR64 dan Hawara Bunar terhadap Cekaman Besi.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Kementrian Agama RI yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk melanjutkan studi di Mayor Biologi Tumbuhan Sekolah Pascasarjana IPB, Bapak Dr. Ir. Miftahudin, M.Si. dan Ibu Dr. Ir. Ida Hanarida Somantri, M.S. selaku pembimbing, proyek I’MHERE IPB Tahun Anggaran 2010-2011 atas nama Dr. Ir. Miftahudin, M.Si., Pimpinan YMQ Al Ghiffari Leuwiliang, Kepala MTs Al Ghiffari Leuwiliang, staf Rumah Kaca Departemen Biologi IPB, BB Biogen Cimanggu dan KP Taman Bogo. Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada istri tercinta, anak-anak, keluarga besar H. Basri, keluarga besar H. Ibrahim, rekan-rekan Mayor Biologi Tumbuhan IPB atas segala doa dan dukungannya.
Penulis berharap semoga tesis ini dicatat sebagai amal ibadah di sisi Allah SWT dan bermanfaat. Amin.
Bogor, Mei 2012
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 31 Januari 1971 dari ayah Yunus Basri dan Supiah. Penulis merupakan anak bungsu dari sepuluh bersaudara. Penulis menikah dengan Nurul Masyitoh S. dan dikaruniai seorang putri dan seorang putra, Robiatul Adawiyah dan Abyan Bagja Dzakwan.
Penulis menyelesaikan pendidikan sarjana di Jurusan Biologi FMIPA Institut Pertanian Bogor dan lulus tahun 1995.
Halaman
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR LAMPIRAN ... x
PENDAHULUAN ... 1
Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 3
Hipotesis ... 3
TINJAUAN PUSTAKA ... 4
Lahan Bercekaman Besi ... 4
Peranan Besi bagi Tumbuhan ... 5
Cekaman Besi pada Tanaman Padi... 6
Perbaikan Varietas Padi Toleran Cekaman Besi ... 8
BAHAN DAN METODE ... 12
Ruang Lingkup Penelitian ... 12
Waktu dan Tempat ... 13
Bahan ... 13
Metode ... 13
Analisis Data ... 19
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 20
Hasil Percobaan ... 20
Pembahasan ... 53
KESIMPULAN ... 61
Kesimpulan ... 61
Saran ... 62
DAFTAR PUSTAKA ... 63
Halaman
1 Standar sistem evaluasi blas pada daun, nilai skor bronzing dan tingkat toleransi ... 14 2 Skala keracunan besi dan tingkat toleransi ... 16 3 Persentase penurunan pertumbuhan tanaman padi varietas IR64 dan
Hawara Bunar percobaan hidroponik cekaman 750 ppm Fe ... 23 4 Sebaran persen dan skor bronzing, selisih tinggi tajuk dan panjang
akar, bobot kering tajuk dan akar dari 300 galur populasi RIL F7
terhadap cekaman 750 ppm Fe ………... 24
5 Respon toleransi 50 galur padi populasi RIL F7 dan 3 varietas kontrol pada percobaan lapang di sawah KP Taman Bogo... 31 6 Respon ketahanan 3 galur padi terpilih dan 3 varietas kontrol
terhadap cekaman besi di sawah KP Taman Bogo ... 32 7 Persen bronzing tanaman padi yang diuji percobaan hidroponik
cekaman besi pada berbagai tingkat konsentrasi larutan Yoshida … 36 8 Skor bronzing tanaman padi yang diuji pada percobaan hidroponik
cekaman besi pada berbagai tingkat konsentrasi larutan Yoshida ….. 36 9 Selisih tinggi tajuk tanaman padi yang diuji pada percobaan
hidroponik cekaman besi pada berbagai tingkat konsentrasi larutan Yoshida ... 37 10 Selisih panjang akar tanaman padi yang diuji pada percobaan
hidroponik cekaman besi pada berbagai tingkat konsentrasi larutan Yoshida ... 38 11 Bobot kering tajuk tanaman padi yang diuji pada percobaan
hidroponik cekaman besi pada berbagai tingkat konsentrasi larutan Yoshida ... 39 12 Bobot kering akar tanaman padi yang diuji pada percobaan
hidroponik cekaman besi pada berbagai tingkat konsentrasi larutan Yoshida ... 39 13 Kandungan Fe tajuk tanaman padi yang diuji pada percobaan
hidroponik cekaman besi pada berbagai tingkat konsentrasi larutan Yoshida ... 40 14 Respon ketahanan 3 galur padi terpilih dan 3 varietas kontrol
terhadap cekaman besi pada percobaan hidroponik cekaman 1000 ppm Fe ... 41 15 Respon ketahanan 12 tanaman yang diuji terhadap cekaman besi
pada percobaan pot dengan media tanah Podsolik KP Taman Bogo.. 45 16 Respon ketahanan 3 galur padi terpilih dan 3 varietas kontrol
terhadap cekaman besi pada percobaan pot media tanah Podsolik Taman Bogo ... 47 17 Respon ketahanan 12 tanaman yang diuji terhadap cekaman besi
pada percobaan pot dengan media tanah Podsolik Kentrong ditambah 1000 ppm Fe ………... 51 18 Respon ketahanan 3 galur padi terpilih terhadap cekaman besi pada
Halaman
1 Alur penelitian penapisan galur-galur padi (Oryza sativa L.) populasi RIL F7 hasil persilangan varietas IR64 dan Hawara Bunar terhadap
cekaman besi ………. 12
2 Tingkat keparahan bercak daun dan persen bronzing ... 14 3 Tanaman padi pada percobaan hidroponik dengan media larutan hara
Yoshida: (1) kontrol (0 ppm Fe), (2) perlakuan (750 ppm Fe) yang
menunjukkan gejala bronzing pada daun……….. 20
4 Tanaman padi percobaan hidroponik cekaman 750 ppm Fe (1) IR64 (kontrol peka), (2) Hawara Bunar (3) galur peka, (4) galur sedang,
(5) galur toleran ………. 21
5 Sebaran skor bronzing dari 300 galur padi populasi RIL F7 pada
percobaan hidroponik cekaman 750 ppm Fe ……… 22
6 Tanaman padi tumbuh normal pada percobaan pot dengan media tanah Latosol yang ditambah 750 ppm Fe: (1) varietas IR64 (kontrol peka) umur 4 MST, (2) galur-galur yang diuji umur 11 MST……….. 25 7 Plot percobaan lapang di sawah KP Taman Bogo menggunakan
metode tanam stripe check pada saat tanaman padi umur 8 MST …… 28 8 Sebaran skor bronzing dari 50 galur padi populasi RIL F7 terhadap
cekaman Fe di sawah KP Taman Bogo ……… 30
9 Galur-galur padi terpilih pada percobaan lapang di sawah KP Taman
Bogo: (1) IRH195, (2) IRH548 dan (3) IRH715 umur 8 MST………. 32
10 Tanaman padi umur 28 hari pada percobaan hidroponik setelah sepekan perlakuan besi dengan media larutan Yoshida konsentrasi: (1) penuh, 0 ppm Fe, (2) penuh, 1000 ppm Fe, (3) setengah, 1000 ppm Fe dan, (4) seperempat, 1000 ppm Fe ... 33 11 Skor bronzing 3 galur toleran terhadap besi (IRH195, IRH548 dan
IRH715), 3 galur peka terhadap besi (IRH205, IRH267 dan IRH581) dan 6 varietas (IR64, Hawara Bunar, Mahsuri, Ciherang, Inpari 1 dan Inpari 13) yang diverifikasi dengan larutan Yoshida konsentrasi penuh, setengah dan seperempat pada tingkat cekaman 1000 ppm Fe.. 34 12 Tanaman padi umur 8 MST pada percobaan pot dengan media tanah
Podsolik KP Taman Bogo ... 42 13 Skor bronzing 12 tanaman yang diuji pada percobaan pot dengan
media tanah Podsolik KP Taman Bogo ……… 42
14 Tanaman padi di media tanah Podsolik KP Taman Bogo: (1) IRH548, (2) IRH715, (3) IRH195 (4) Mahsuri, (5) Hawara Bunar, (6) IR64 … 46 15 Tanaman padi yang diuji mengalami keracunan besi pada percobaan
pot media tanah Podsolik Kentrong ditambah 1000 ppm Fe ... 47 16 Skor bronzing 12 tanaman yang diuji pada percobaan pot dengan
media tanah Kentrong ditambah 1000 ppm Fe ………. 48
17 Tanaman padi percobaan pot dengan media tanah Podsolik Kentrong ditambah 1000ppm Fe: (1) IRH548, (2) IRH715, (3) IRH195, (4)
IR64, (5) Hawara Bunar, dan (6) Mahsuri ……….. 52
Halaman
1 Rekapitulasi hasil sidik ragam peubah-peubah yang diamati pada
percobaan hidroponik cekaman 750 ppm Fe ……… 69
2 Korelasi Pearson antara peubah-peubah yang diamati pada percobaan
hidroponik cekaman 750 ppm Fe ……… 69
3 Data iklim bulan Juli sampai Desember 2010 ... 69 4 Hasil analisis tanah Latosol Cimanggu (media tanah percobaan pot)
sebelum perlakuan Fe ... 70 5 Hasil analisis tanah Latosol Cimanggu (media tanah percobaan pot)
setelah perlakuan Fe ... 70 6 Data iklim bulan Februari sampai Juni 2011 ... 71 7 Rekapitulasi hasil sidik ragam peubah-peubah yang diamati pada
percobaan pot media tanah Latosol Cimanggu ………. 72
8 Skor bronzing, tinggi tajuk, jumlah anakan dan anakan produktif, umur
10 Korelasi Pearson antara peubah-peubah yang diamati pada percobaan
pot media tanah Latosol Cimanggu ……….. 75
11 Metode tanam stripe check percobaan lapang di sawah KP Taman
Bogo, Lampung ……… 76
12 Curah hujan di KP Taman Bogo (percobaan lapang) ... 77 13 Hasil analisis tanah sawah KP Taman Bogo (percobaan lapang) saat
awal tanam ... 78 14 Hasil analisis tanah sawah KP Taman Bogo (percobaan lapang) saat
akhir tanam ... 78 15 Rekapitulasi hasil sidik ragam peubah-peubah yang diamati pada
percobaan lapang di sawah KP Taman Bogo ……… 79
16 Korelasi Pearson antara peubah-peubah yang diamati pada percobaan lapang di sawah KP Taman Bogo ... 79 17 Kelembaban udara dan temperatur rumah kaca pada percobaan
hidroponik cekaman 1000 ppm Fe ……… 79
Halaman
19 Rekapitulasi hasil sidik ragam peubah-peubah yang diamati pada
percobaan hidroponik cekaman 1000 ppm Fe ……….. 80
20 Korelasi Pearson antara peubah-peubah yang diamati pada percobaan hidroponik cekaman 1000 ppm Fe ……… 81
21 Hasil analisis tanah Podsolik Kentrong dan KP Taman Bogo pada percobaan pot sebelum perlakuan ………. 82
22 Hasil analisis tanah Podsolik Kentrong dan KP Taman Bogo pada percobaan pot setelah perlakuan ………... 82
23 Data kelembaban udara dan temperatur rumah kaca pada percobaan pot media tanah Podsolik Kentrong dan KP Taman Bogo …………... 83
24 Data iklim bulan Juli sampai Desember 2011 ... 84
25 Rekapitulasi hasil sidik ragam peubah-peubah yang diamati pada percobaan pot media tanah Podsolik KP Taman Bogo ………. 84
26 Korelasi Pearson antara peubah-peubah yang diamati pada percobaan pot media tanah Podsolik KP Taman Bogo ……….. 85
27 Rekapitulasi hasil sidik ragam peubah-peubah yang diamati pada percobaan pot media tanah Podsolik Kentrong ditambah 1000 ppm Fe ……….. 86
28 Korelasi Pearson peubah-peubah percobaan pot media tanah Podsolik Kentrong ditambah 1000 ppm Fe ……….. 87
29 Deskripsi tanaman padi varietas IR64 ……….. 88
30 Deskripsi tanaman padi varietas Ciherang ……… 89
31 Deskripsi tanaman padi varietas Inpari 1 ……….. 90
32 Deskripsi tanaman padi varietas Inpari 13 ……… 91
33 Deskripsi tanaman padi varietas Hawara Bunar ………... 92
34 Deskripsi tanaman padi varietas Mahsuri ………. 93
Latar Belakang
Peningkatan jumlah penduduk Indonesia, khususnya di Pulau Jawa telah menyebabkan konsentrasi penduduk di wilayah perkotaan. Wilayah perkotaan menjadi semakin padat sehingga mendorong terjadinya perluasan wilayah yang mengakibatkan terjadinya konversi lahan pertanian menjadi non pertanian. Konversi lahan pertanian dewasa ini semakin meningkat dan sukar dikendalikan, sehingga memerlukan solusi dengan cara mengoptimalkan lahan tidak produktif, membuka areal pertanian baru di luar Pulau Jawa, dan membentuk institusi yang berfungsi mencegah dan mengendalikan terjadinya alih fungsi lahan pertanian yang disesuaikan dengan tata ruang wilayah (Mawardi 2006). Selain itu perlu adanya penetapan lahan pertanian abadi sebagai sentra produksi pangan yang
dilindungi oleh undang-undang dengan sanksi hukum yang tegas (Hikmatullah et
al. 2002).
Alih fungsi lahan pertanian umumnya untuk pembangunan perumahan,
perkantoran, pusat perbelanjaan, ataupun infrastruktur. Menteri Pertanian RI,
Suswono mengungkapkan bahwa pada Tahun 2007 luas lahan baku pertanian di
Pulau Jawa 4.1 juta hektar. Namun, di Tahun 2010, luas lahan pertanian tinggal
3.5 juta hektar. Dengan kata lain, selama periode Tahun 2007-2010, luas lahan
pertanian yang beralih fungsi ke non pertanian di Pulau Jawa mencapai 600.000
hektar, atau rata-rata 200.000 hektar setiap tahunnya (Kompas 2011). Kendala
penggunaan lahan yang menonjol di lokasi calon pencetakan sawah baru di luar
Pulau Jawa adalah kesuburan tanah rendah, topografi curam, laju infiltrasi cepat,
pH masam, adanya keracunan besi dan mangan, serta produktivitas lahan lebih
rendah dibanding di Pulau Jawa (Hikmatullah et al. 2002).
sebagai usaha pertanian masih terbatas, sehingga peluang untuk meningkatkan peran lahan ini ke depan masih cukup besar sebagai sumber pertumbuhan pertanian. Namun diperlukan kehati-hatian dalam pengelolaannya, karena sifat fisiko-kimia tanahnya yang khas (Sudana 2005). Lahan rawa pasang surut dan lebak di Indonesia tersebar pada empat pulau besar, yaitu Sumatera, Kalimantan, Sulawesi dan Papua (BBPTP 2010).
Areal tanaman padi bercekaman besi yang ada di Indonesia cukup luas yaitu diperkirakan mencapai 1 juta hektar (Ismunadji 1990). Lahan dengan kadar besi tinggi dicirikan dengan adanya gejala keracunan besi pada tanaman, terdapat lapisan seperti minyak di permukaan air dan lapisan berwarna merah di pinggiran saluran (Widjaya-Adhi et al. 1997).
Keracunan besi pada tanaman padi dapat terjadi pada semua fase vegetatif dan reproduktif (IRRI 2003). Gejala khas keracunan besi berupa bercak-bercak kecil warna cokelat (bronzing) yang terjadi pada daun, berkembang dari pinggir kemudian menyebar ke pangkal dan berubah warna menjadi cokelat, ungu, kuning atau oranye. Pertumbuhan dan pembentukan anakan terhambat, sistem perakaran jarang, kasar, dan berwarna cokelat gelap (Syam et al. 2007). Produksi gabah di areal bercekaman besi Batumarta, Sumatera Selatan kurang dari 1 ton per hektar (Makarim et al. 1989).
Pengalaman Balitbang Pertanian di lahan rawa pasang surut dan lebak menunjukkan bahwa penggunaan varietas unggul yang adaptif berperan penting dalam mengatasi permasalahan pada agroekosistem lahan tersebut (Hairmansis & Kustianto 2009). Varietas unggul padi toleran terhadap cekaman besi dirasakan masih kurang dan perlu terus dilakukan penelitian untuk mendapatkan lebih banyak varietas padi toleran terhadap cekaman besi dan berdaya hasil tinggi. Sejumlah varietas padi toleran terhadap cekaman besi telah dilepas seperti Kapuas dan Batang Ombilin yang menghasilkan gabah rata-rata 2.7 ton per hektar pada lahan berkadar besi 170-200 ppm (Suhartini et al. 1996).
padi hibrida dan padi tipe baru, serta meningkatkan diversitas dan alternatif pilihan petani. Pembentukan varietas unggul tipe baru dan varietas padi hibrida berpotensi hasil tinggi, tahan hama penyakit, memiliki produk yang berkualitas tinggi menjadi sasaran utama. Untuk mencapai tujuan tersebut akan dimanfaatkan seluruh sumber daya genetika, baik plasma nutfah nasional maupun introduksi (Suprihatno & Daradjat 2009).
Teknik penapisan plasma nutfah padi untuk mendapatkan varietas padi toleran cekaman besi dilakukan secara langsung di sawah yang telah diketahui memiliki tingkat besi yang tinggi dan berpotensi menyebabkan keracunan besi. Metode alternatif lain untuk penapisan plasma nutfah padi terhadap cekaman besi pada skala rumah kaca adalah dengan percobaan hidroponik dan percobaan pot (Suhartini & Makarim 2009).
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh galur-galur padi hasil persilangan varietas IR64 dan Hawara Bunar yang toleran terhadap cekaman besi dan mendapatkan metode yang tepat untuk penapisan toleransi tanaman padi terhadap cekaman besi.
Hipotesis
Hipotesis penelitian ini adalah:
1. Terdapat galur padi populasi RIL F7 hasil persilangan varietas IR64 dan genotipe Hawara Bunar yang toleran terhadap cekaman besi.
2. Pada metode penapisan secara hidroponik, terdapat konsentrasi larutan Yoshida bercekaman besi yang mampu menguji toleransi tanaman padi terhadap cekaman besi dengan hasil setara dengan uji toleransi tanaman padi di sawah bercekaman besi.
Lahan Bercekaman Besi
Lahan bercekaman besi disebabkan oleh tingginya kadar besi bervalensi 2 (fero, Fe2+) dalam tanah. Penggenangan lahan kering untuk dijadikan sawah menyebabkan kadar Fe2+ meningkat, terutama pada tanah yang mempunyai kandungan besi tinggi. Lahan bercekaman besi bisa juga dijumpai di lahan bukaan baru yang digenangi 3-4 minggu, lahan sawah bukaan baru yang banyak mengandung besi, misalnya tanah Podsolik pH rendah (< 5), lahan sawah yang tergenang terus atau drainasenya buruk, dan tanah sulfat masam lahan pasang surut, terutama pada lahan dimana piritnya terekspos keluar (Kasno 2009).
Mineral Fe sangat melimpah di kerak bumi, juga dalam tanah dalam bentuk mineral primer, bagian dari lempung, oksida dan hidroksida. Kelarutan mineral Fe sangat rendah, mineral amorf Fe(OH)3 mengatur kadar Fe dalam larutan tanah. Kelarutan Fe3+ berkurang 1.000 kali jika pH meningkat 1 unit. Pada tanah dengan drainase baik, kondisinya teroksidasi sehingga kadar Fe3+ > Fe2+, sebaliknya pada tanah jenuh air Fe3+ mengalami reduksi menjadi Fe2+ (Nasih 2010). Menurut Tadano dan Yoshida (1978), konsentrasi besi kritis dalam larutan tanah yang dapat meracuni tanaman bervariasi dengan pH, yaitu sekitar 100 ppm Fe pada pH 3.7 dan 300 ppm Fe pada pH 5.0
Lahan-lahan marginal di luar Pulau Jawa yang berpotensi untuk tanaman padi seperti lahan rawa pasang surut dan rawa lebak terkendala oleh kandungan hara rendah, besi tinggi dan pH masam (Utari & Riyanto 2008). Potensi lahan rawa baik lahan pasang surut maupun lahan lebak yang cocok untuk usaha pertanian masih cukup luas (Sudana 2005). Lahan rawa pasang surut dan lebak di Indonesia tersebar pada empat pulau besar, yaitu Sumatera, Kalimantan, Sulawesi dan Papua (BBPTP 2010). Kendala penggunaan lahan yang menonjol di lokasi calon pencetakan sawah baru di luar Pulau Jawa adalah kesuburan tanah rendah,
topografi curam, laju infiltrasi cepat, pH masam, adanya cekaman besi dan mangan,
serta produktivitas lahan lebih rendah dibanding di Pulau Jawa (Hikmatullah et al.
2002)
yaitu 300 ppm dan kemudian akan menunjukkan penurunan eksponensial. Setelah sekitar 6 bulan penggenangan, konsentrasi Fe2+ bertahan pada 50-100 ppm. Konsentrasi Fe2+ tanah agak masam maksimum 50-100 ppm dan tanah agak basa dengan bahan organik rendah kurang dari 30 ppm. Konsentrasi tersebut masih lebih tinggi dibanding konsentrasi Fe2+ yang diperlukan untuk kultur hara yaitu 2-5 ppm. Secara umum, konsentrasi besi dalam tanah dipengaruhi oleh kandungan besi, hara tanah lain, bahan organik, pH tanah, aktivitas bakteri pereduksi di rizosfer dan lama penggenangan (Yoshida 1981).
Tanah sawah bercekaman besi di daerah Batumarta, Sumatera Selatan bertekstur lempung berliat, pH rendah, masing-masing hara P, K, Zn dan Ca rendah, sedangkan hara Fe dan Mn cukup tinggi, serta drainase buruk (Makarim et al. 1989). Rendahnya tingkat kesuburan tanah diakibatkan oleh pencucian hara yang intensif sejalan dengan tingginya curah hujan serta sifat bahan induk tanah yang miskin cadangan mineral (Setyorini et al. 2007). Cekaman besi masih menjadi kendala penting untuk produksi padi, dan bersama dengan peristiwa defisiensi Zn, ini adalah kendala yang biasa terjadi pada gangguan mikronutrien di sawah (Becker & Asch 2005).
Status hara tanaman mempengaruhi toleransi tanaman terhadap cekaman besi. Defisiensi K, Ca, Mg, P, dan Mn menurunkan kemampuan akar padi untuk mekanisme penghindaran besi. Defisiensi K, Mg, dan Mn di lahan sawah meng-indikasikan bahwa pengelolaan air terganggu. Hara K perlu mendapat perhatian khusus, karena tanaman padi yang mengalami defisiensi K sering memiliki kan-dungan besi tinggi dan menunjukkan gejala keracunan besi berat (Yoshida 1981).
Peranan Besi bagi Tumbuhan
akonitase. Gejala defisiensi besi berupa klorosis (daun berwarna kuning sampai pucat) dan dapat mengakibatkan penurunan bobot kering tanaman, kandungan klorofil daun rendah, menghambat penyerapan kalium serta menurunkan aktivitas enzim yang terlibat dalam metabolisme gula. Untuk menghasilkan gabah 6 ton per hektar suatu areal sawah memerlukan sekitar 3 kg besi, dimana 40-50% tetap disimpan di jerami pada saat fase pematangan (Dobermann & Fairhurst 2000).
Besi bisa diserap akar tanaman padi dalam bentuk Fe2+ dan Fe3+. Besi Fe2+ bisa masuk langsung melalui membran akar dengan cara difusi, sedangkan Fe3+ masuk dengan bantuan pengkelat. Pada saat tanah mengalami defisiensi besi, akar tanaman padi melepaskan asam muginik yaitu molekul kimia dari kelompok fitosiderofor dan mengkelat Fe3+ yang ada di rizosfer untuk ditransportasikan ke dalam akar. Mekanisme pengkelatan Fe3+ ini lebih efisien dibanding mekanisme reduksi Fe3+ menjadi Fe2+ oleh bakteri pereduksi. Transpor Fe di akar tanaman padi bisa melalui jalur simplas maupun apoplas. Hara Fe ditransportasikan ke epidermis, korteks, endodermis dan pembuluh xilem. Oleh pembuluh xilem, Fe ditransportasikan ke tajuk melalui aliran transpirasi. Selanjutnya Fe yang ada di tajuk akan didistribusikan ke jaringan target (sink) melalui aliran floem. Hara Fe bersifat immobil dalam tanaman, yaitu hara yang keberadaanya tidak bisa dipindahkan dengan cara dirombak kembali dari satu jaringan ke jaringan yang lain khususnya dari jaringan tua ke jaringan muda. Hal ini menyebabkan gejala defisiensi Fe tampak pada daun-daun muda (Kim & Guerinot 2007).
Batas kritis defisiensi besi dalam tanah kurang dari 4-5 mg Fe per kg tanah (DTPA-CaCl2, pH 7,3). Keadaan demikian umumnya terdapat pada tanah-tanah pH tinggi atau alkali, serta tanah yang mempunyai rasio Fe:P sangat lebar (Setyorini et al. 2007).
Cekaman Besi pada Tanaman Padi
tersebut diduga sebagai penyebab utama terbentuknya karat daun (bronzing). Selain itu kandungan Fe yang tinggi dalam tanaman mengakibatkan terbentuknya oksigen radikal bebas yang sangat fitotoksik dan dapat menyebabkan terdegra-dasinya protein dan lemak membran sel (Abdulrachman et al. 2009).
Keracunan besi pada tanaman padi dapat terjadi pada semua fase pertum-buhan vegetatif dan reproduktif (IRRI 2003). Keracunan besi pada tanaman padi dapat menyebabkan bercak-bercak kecil warna cokelat pada daun tua mulai dari ujung menyebar ke pangkal daun sampai semua permukaan daun berwarna kuning-oranye sampai cokelat, bercak-bercak pada tulang daun, daun bisa mengering dan mati, pertumbuhan terhambat, pembentukan anakan dan pemanjangan batang sangat terbatas (Dobermann & Fairhurst 2000). Sistem perakarannya jarang atau sedikit, kasar, dan berwarna cokelat gelap, membusuk sampai mati (Syam et al. 2007). Hasil padi di lahan bercekaman besi umumnya rendah (Suhartini et al. 1999).
Kandungan besi pada jaringan tanaman berkisar antara 100-200 ppm dengan batas kritis keracunan besi dalam jaringan tanaman 300 ppm (Yoshida 1981). Bila tingkat kepekatan besi dalam larutan hara lebih dari 40 ppm Fe2+ dapat menimbulkan keracunan dan menghambat pertumbuhan padi. Gejala keracunan ditandai oleh tertekannya pertumbuhan tajuk dan perkembangan akar sejak umur 15 hari (Yandha & Yusuf 1993). Kelebihan besi terakumulasi di bagian epidermis, korteks, dan endodermis akar, bahkan pada beberapa varietas padi sensitif keracunan besi juga dijumpai di bagian xilem (Amnal 2009). Pada lahan bercekaman besi, jumlah anakan yang menghasilkan malai setiap rumpun dan jumlah gabah setiap malai menurun (Andyantoro 1991).
Fe. Tanaman padi mampu bertahan terhadap keracunan Fe2+ yang ada dalam sel melalui mekanisme detoksifikasi secara enzimatis.
Asam-asam organik banyak berperan dalam regulasi cekaman logam berat pada tumbuhan. Tumbuhan dalam cekaman besi akan meningkatkan kandungan asam oksalat dan asam askorbat. Sedangkan asam malat tidak terpengaruh oleh adanya cekaman besi(Cinantya 2006).
Tanaman padi bisa membentuk suatu lapisan berupa akar-akar rambut ber-cabang (mat root) di permukaan tanah atau areal antara tanah dan air untuk meningkatkan serapan O2 dari areal aerobik dan mengirim O2 tersebut ke sistem akar lain yang terletak di lapisan tanah anaerobik (Yoshida 1981). Makarim et al. (1989) menjelaskan bahwa varietas yang sedikit mengeluarkan ion hidroksil (OH-) dan cenderung menurunkan pH medium disebut varietas yang efisien besi, artinya mampu menyerap besi lebih banyak. Sedangkan varietas yang akarnya banyak mengeluarkan ion OH- dan menaikkan pH medium disebut varietas yang tidak efisien besi, artinya menyerap ion besi lebih sedikit. Dengan demikian varietas yang tidak efisien besi lebih tahan terhadap cekaman besi dibanding dengan varietas yang lebih efisien besi.
Perbaikan Varietas Padi Toleran Cekaman Besi
Suatu kajian lapang yang dilaksanakan di Taman Bogo, Lampung pada tanah sawah yang mengandung sekitar 175 ppm Fe, menunjukkan bahwa varietas Mahsuri, Batang Ombilin, BW267-3, dan KDM105 toleran terhadap cekaman besi, sedangkan varietas IR64 dan Sei Lilin peka (Sutrisno et al. 1997). Padi varietas Mahsuri termasuk sangat toleran terhadap cekaman besi dengan nilai skor bronzing 1 (Somantri et al. 2001).
Hasil analisis komponen utama terhadap nilai skor bronzing daun, kandungan besi total akar dan kandungan besi total tajuk menghasilkan tiga kelompok tanaman padi berdasarkan sifat toleransinya terhadap cekaman besi. Variertas IR64 berada pada kelompok 1 sebagai varietas sensitif terhadap cekaman besi. Varietas Grogol dan Hawara Bunar, termasuk kelompok 2 yang bersifat toleran terhadap cekaman besi, sedangkan varietas Krowal Panjang, Krowal Oval, Indragiri, Punggur, dan Danau Gaung pada kelompok 3 yang bersifat moderat terhadap cekaman besi (Amnal 2009).
Plasma nutfah padi toleran cekaman besi yang telah dimanfaatkan dalam program persilangan adalah Mahsuri, BW-267-3, KDM105, Batang Ombilin, Kapuas, dan Kuatik Putih (Silitonga 2008). Evaluasi terhadap 400 aksesi plasma nutfah padi terhadap cekaman besi telah dilakukan, lebih dari 100 aksesi bereaksi toleran dan didominasi oleh varietas lokal. Varietas unggul IR64, Memberamo, Maros, dan Way Apoburu tergolong sangat peka. Varietas unggul yang toleran cekaman besi antara lain adalah Limboto, Muncul, Kelara, Bengawan Solo, IR42, Way Seputih, Cimanuk, Kapuas, dan Batang Ombilin (Suhartini 2004).
Wurjandari dan Syam (2007) melaporkan bahwa dari 21 varietas unggul padi pasang surut yang dilepas di Indonesia periode tahun 1981-2001 maka 11 varietas adalah padi toleran terhadap besi. Varietas toleran terhadap besi tersebut Sei Lilin, Banyuasin, Batanghari, Dendang, Punggur, Indragiri, Martapura, Margasani, Siak Raya, Lambur dan Mendawak. Sedangkan Hairmansis et al. (2009) menyebutkan ada 3 varietas unggul baru padi rawa yaitu Inpara 1, Inpara 2, dan Inpara 3 yang toleran terhadap cekaman besi. Ketiga varietas unggul ini melengkapi varietas unggul padi lahan rawa yang dilepas sebelumnya, antara lain Banyuasin, Batanghari, Indragiri, Dendang, Martapura, dan Margasari yang telah dikembangkan oleh sebagian petani di beberapa kawasan lahan rawa di Sumatera dan Kalimantan.
(110−120 hari), daun tegak, sempit, berbentuk huruf V, hijau sampai hijau tua, 2−3 daun terakhir tidak cepat luruh, akar banyak dan menyebar dalam, tahan terhadap hama dan penyakit utama, gabah langsing, serta mutu beras dan nasi baik. Dengan sifat-sifat tersebut, varietas PTB diharapkan mampu berproduksi 9−13 ton GKG/ha(Abdullah et al. 2008).
Untuk memilih jenis padi yang sesuai untuk lingkungan sawah berkadar besi tinggi selain atas dasar materi genetik, juga karakter agronomi yang baik. Untuk seleksi galur pada lahan berkadar besi tinggi selain produksi juga perlu dilihat tinggi tanaman. Penampilan tanaman yang tinggi menunjukan karakter kecocokan varietas di lingkungan cekaman besi tinggi (Idris & Lape 2004). Konsep peningkatan potensi hasil padi dengan padi tipe baru perlu ditunjang dengan perakaran yang baik (vigor) yaitu panjang atau dalam, padat, ketebalan dan daya tembus akar yang relatif tinggi. Sistem perakaran vigor pada berbagai lahan diharapkan mampu menjaga kesetabilan dan hasil yang tinggi (Suardi 2002). Sumber gen padi untuk ketahanan terhadap cekaman besi terdapat 20 aksesi (Silitonga 2004). Perbaikan varietas padi toleran cekaman besi dapat dilakukan karena cukup tersedia bahan pemuliaan sebagai sumber genetiknya (Suhartini 2004).
Skor bronzing, jumlah gabah isi per malai, jumlah gabah total dan bobot 1000 butir berpengaruh nyata terhadap hasil padi. Skor bronzing, jumlah gabah isi per malai dan bobot 1000 butir dapat digunakan untuk seleksi secara efektif dalam memilih varietas atau galur yang berdaya hasil tinggi pada lahan bercekaman besi. Skor bronzing merupakan kriteria utama seleksi untuk daya hasil tinggi karena mempunyai nilai koefisien korelasi tinggi (Suhartini et al. 1999).
toleran genotipe padi terhadap cekaman besi, semakin tinggi pH medium larutan hara makro. Metode seleksi larutan hara makro dapat digunakan untuk seleksi tingkat toleransi genotipe padi terhadap cekaman besi di lapang (Suhartini & Makarim 2009).
Percobaan hidroponik dengan larutan Yoshida sampai dengan konsentrasi 1500 ppm Fe merupakan metode yang dapat dikembangkan untuk melakukan penapisan sifat toleransi tanaman padi terhadap cekaman besi dalam waktu relatif singkat dibandingkan dengan percobaan pot dan percobaan lapang, dengan batas kritis konsentrasi besi antara 250-500 ppm (Amnal 2009).
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian tentang penapisan galur-galur padi (Oryza sativa L.) populasi RIL F7 hasil persilangan varietas IR64 dan Hawara Bunar terhadap cekaman besi ini dilakukan dalam 3 tahapan, yaitu: Pertama, penapisan ketahanan 300 galur padi populasi RIL F7 terhadap cekaman besi secara hidroponik cekaman 750 ppm Fe dan dihasilkan galur-galur padi toleran cekaman besi. Kedua, verifikasi ketahanan 50 galur padi terpilih terhadap cekaman besi dengan 2 metode, yaitu percobaan pot dengan media tanah Latosol Cimanggu ditambah 750 ppm Fe dan percobaan lapang di sawah KP Taman Bogo dengan cekaman 338 ppm Fe dan dihasilkan 3 galur padi toleran besi. Ketiga, verifikasi ketahanan 3 galur terpilih terhadap cekaman besi dengan 2 metode, yaitu: percobaan hidroponik cekaman 1000 ppm Fe dengan larutan Yoshida konsentrasi penuh, setengah dan seperempat, serta percobaan pot dengan media tanah Podsolik KP Taman Bogo dan Kentrong (Gambar 1).
Gambar 1. Alur penelitian penapisan galur-galur padi (Oryza sativa L.) populasi RIL F7 hasil persilangan varietas IR64 dan Hawara Bunar terhadap cekaman besi
Penapisan ketahanan 300 galur padi secara hidroponik 750 ppm Fe
Galur terpilih
Verifikasi ketahanan galur di tanah Latosol ditambah 750 ppm Fe
Verifikasi ketahanan galur di sawah KP Taman
Bogo 338 ppm Fe
Galur terpilih
Verifikasi ketahanan galur di tanah Podsolik KP Taman Bogo dan Kentrong
Verifikasi ketahanan galur secara hidroponik
Waktu dan Tempat
Penelitian berlangsung dari bulan Juli 2010 sampai Desember 2011 di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan dan Rumah Kaca Departemen Biologi FMIPA IPB, Darmaga, Rumah Kaca Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian (BB Biogen) Cimanggu, Bogor dan Kebun Percobaan (KP) Taman Bogo, Lampung.
Bahan
Bahan tanaman yang digunakan yaitu 300 galur padi populasi RIL F7 hasil persilangan varietas IR64 dan Hawara Bunar, varietas IR64, Hawara Bunar, Mahsuri, Ciherang, Inpari 1, dan Inpari 13. Media hidroponik menggunakan larutan Yoshida dengan komposisi: 40 ppm NH4NO3, 10 ppm NaH2PO4.2H2O, 40 ppm K2SO4, 40 ppm CaCl2, 40 ppm MgSO4.7H2O, 0.5 ppm MnCl2.4H2O, 0.05 ppm (NH4)6Mo7O24.4H2O, 0.2 ppm H3BO3, 0.1 ppm ZnSO4.7H2O, 0.01 ppm CuSO4.5H2O, 2 ppm FeCl3.6H2O, C6H8O7.H2O, dan H2SO4 pekat (Yoshida et al. 1976), serta FeSO4.7H2O untuk cekaman Fe. Media tanah yang digunakan yaitu tanah Latosol Cimanggu, Bogor, tanah Podsolik Kentrong, Lebak dan tanah Podsolik KP Taman Bogo, Lampung, pupuk kandang, pupuk urea, SP36 dan KCl dengan rasio 200:100:50 kg/ha dan FeSO4.7H2O untuk cekaman besi.
Metode
1. Penapisan 300 Galur Padi terhadap Cekaman Besi secara Hidroponik
Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai Desember 2010 di Rumah Kaca Departemen Biologi FMIPA IPB, Darmaga. Percobaan hidroponik untuk menapis 300 galur padi terhadap cekaman besi ini menggunakan rancangan acak kelompok (RAK) 1 faktor, yaitu galur padi dengan 2 ulangan. Tanaman padi yang diuji yaitu 300 galur populasi RIL F7 hasil persilangan varietas IR64 dan Hawara Bunar, varietas IR64 dan Hawara Bunar.
benih yang ditanam tidak masuk ke dalam media, benih diletakkan pada penyangga yang ada dalam pipa PVC berdiameter 2.3 cm dan panjang 9 cm. Sebanyak 60 pipa PVC disusun di styrofoam berukuran 45 cm x 36 cm. Styrofoam diletakkan di bak plastik berukuran 45 cm x 36 cm yang telah diisi 14 liter larutan Yoshida dengan pH 4. Larutan Yoshida di bak kultur diganti seminggu sekali. Setelah umur 4 minggu, ke dalam media ditambahkan FeSO4.7H2O dengan konsentrasi 750 ppm Fe. Cekaman besi dilakukan selama 2 minggu.
Peubah yang diamati meliputi :
a. Persen dan skor bronzing. Penilaian tingkat keracunan besi menggunakan sistem evaluasi baku yang dikembangkan oleh IRRI. Persen luas daun yang mengalami bronzing (Gambar 2) dikelaskan dan diberikan skor berdasarkan Standar Sistem Evaluasi Blas yang ditetapkan oleh International Network untuk Evaluasi Genetik seperti yang tertera pada Tabel 1 (IRRI 2003).
Gambar 2. Tingkat keparahan bercak daun dan persen bronzing (IRRI 2003)
Tabel 1. Standar sistem evaluasi blas pada daun, nilai skor bronzing dan tingkat toleransi (IRRI 2003)
Persentase luas daun
yang terpengaruh (%) Skor bronzing Tingkat toleransi
0 0 sangat toleran
1-9 1 sangat toleran
10-19 2 toleran
20-29 3 toleran
30-39 4 sedang
40-49 5 sedang
50-59 6 peka
60-69 7 peka
70-79 8 sangat peka
80-89 9 sangat peka
90-99 10 sangat peka
Luas daun terserang
1%
5%
25%
b. Tinggi tajuk. Pertumbuhan tinggi tajuk diukur dari selisih tinggi tajuk tanaman umur 6 minggu dan 4 minggu (saat akhir dan awal perlakuan cekaman besi). Tinggi tajuk (cm) diukur mulai dari pangkal rumpun sampai ujung daun tertinggi ketika ditangkup ke atas.
c. Panjang akar. Pertumbuhan panjang akar diukur dari selisih panjang akar tanaman umur 6 minggu dan 4 minggu (saat akhir dan awal perlakuan cekaman besi). Panjang akar (cm) diukur dari pangkal rumpun sampai ujung akar terpanjang.
d. Bobot kering tajuk dan akar. Bobot kering tajuk dan akar (g) ditimbang dari tajuk dan akar tanaman umur 6 minggu (akhir perlakuan cekaman besi). Biomasa dioven selama 48 jam pada suhu 80˚C atau sampai diperoleh masa yang konstan.
2. Verifikasi Ketahanan 50 Galur Padi Terpilih terhadap Cekaman Besi
2.1. Percobaan Pot
Penelitian dilaksanakan pada bulan Februari sampai Juni 2011 di Rumah Kaca BB Biogen, Cimanggu. Percobaan pot untuk verifikasi ketahanan 50 galur padi terpilih terhadap cekaman besi menggunakan RAK 2 faktor yaitu galur padi dan konsentrasi besi dengan 3 ulangan. Bahan tanaman 50 galur padi terpilih, varietas IR64 (kontrol peka), Hawara Bunar dan Mahsuri (kontrol toleran). Percobaan menggunakan media tanah Latosol Cimanggu dengan 2 perlakuan yaitu konsentrasi 0 dan 750 ppm Fe.
Sebanyak 8 kg tanah dan 200 g pupuk kandang dimasukkan ke dalam ember berdiameter 25 cm, ditambahkan air dan dilumpurkan. Ketinggian air dipertahan-kan 2 cm dari permukaan tanah selama 3 minggu agar terbentuk suasana anaerob. Sehari sebelum bibit ditanam, pupuk NPK dan Fe ditambahkan ke dalam media tanah. Bibit umur 21 hari dipindahkan ke media tanah. Media tanah dianalisis pada awal dan akhir percobaan di Laboratorium Balai Penelitian Tanah, Bogor.
Peubah yang diamati meliputi :
Tabel 2. Skala keracunan besi dan tingkat toleransi (IRRI 2003)
Skala Uraian Tingkat
toleransi
1 Pertumbuhan dan anakan hampir normal sangat toleran
3 Pertumbuhan dan anakan hampir normal, daun-daun tua coklat kemerahan, ungu atau kuning oranye
toleran
5 Pertumbuhan dan anakan terhambat, banyak daun berubah warna
sedang
7 Pertumbuhan dan anakan berhenti, kebanyakan daun berubah warna atau mati
peka
9 Hampir semua tanaman mati atau merana sangat peka
b. Tinggi tajuk. Tinggi tajuk (cm) diukur dari permukaan tanah sampai ujung daun/malai tertinggi ketika ditangkup ke atas pada saat menjelang panen. c. Jumlah anakan dan anakan produktif. Jumlah anakan dan anakan yang
produktif (mengeluarkan malai) per tanaman dihitung bersamaan dengan pengukuran tinggi tajuk.
d. Umur berbunga. Umur tanaman berbunga (hari) dihitung mulai benih disemai sampai tanaman keluar bunga ± 50% .
e. Umur panen. Umur tanaman dapat dipanen (hari) dihitung dari mulai benih disemai sampai gabah masak ± 80% .
f. Panjang malai. Panjang malai (cm) diukur dari ruas malai sampai malai terpanjang dari 3 malai sampel yang dipilih secara acak untuk tiap tanaman. g. Gabah isi dan hampa. Jumlah gabah per malai dihitung dari jumlah gabah
isi dan hampa per malai dari 3 malai sampel yang dipilih secara acak untuk tiap tanaman.
h. Bobot gabah per malai. Hasil gabah kering per malai (g) diperoleh dari gabah kering kadar air ± 14% yang telah dibersihkan dan berasal dari 3 malai sampel yang dipilih secara acak untuk tiap tanaman.
i. Bobot 1000 butir. Bobot 1000 butir gabah bernas (g) ditimbang untuk setiap tanaman dengan kadar air ± 14%.
k. Bobot basah dan kering jerami. Bobot basah jerami (g) ditimbang dari jerami basah saat panen. Sedangkan bobot kering jerami (g) ditimbang dari jerami kering yang masa berat keringnya konstan.
2.2. Percobaan Lapang
Penelitian dilaksanakan pada bulan Februari sampai Juni 2011. Percobaan lapang untuk verifikasi ketahanan 50 galur padi terpilih terhadap cekaman besi di sawah KP Taman Bogo menggunakan RAK 1 faktor yaitu galur padi dengan 3 ulangan. Percobaan menggunakan metode stripe check yaitu menempatkan tanaman kontrol varietas padi IR64 (kontrol peka), Hawara Bunar dan Mahsuri (kontrol toleran) memanjang sejajar dengan petak-petak 50 galur yang diuji sehingga masalah homogenitas lahan bercekaman besi dapat diatasi (Suhartini 2004). Jarak tanam 25 cm x 25 cm dengan luas petak 75 cm x 250 cm (30 tanaman per petak). Tanaman padi diberi pupuk urea, SP36 dan KCl dengan rasio 200:100:50 kg/ha. Tanah sawah dianalisis pada awal dan akhir percobaan di Laboratorium Balai Penelitian Tanah, Bogor.
Peubah yang diamati:
a. Skor bronzing. Penilaian tingkat keracunan besi (skor bronzing) menggu-nakan sistem penilaian skala keracunan besi (IRRI 2003). Pengamatan dilakukan pada tanaman umur 4 MST dan 8 MST.
b. Tinggi tajuk. Tinggi tajuk (cm) diukur dari permukaan tanah sampai ujung daun/malai tertinggi ketika ditangkup ke atas dari 5 sampel tanaman yang dipilih secara acak untuk setiap petak contoh pada umur 4 dan 8 MST.
c. Jumlah anakan. Jumlah anakan dihitung dari 5 sampel tanaman yang dipilih secara acak untuk setiap petak contoh pada umur 4 dan 8 MST.
d. Persen tanaman yang hidup. Jumlah tanaman yang hidup (%) pada setiap petak contoh dihitung dan dipersenkan.
3. Verifikasi Ketahanan 3 Galur Padi Terpilih terhadap Cekaman Besi
3.1. Percobaan Hidroponik
IRH548 dan IRH715) terhadap cekaman besi secara hidroponik menggunakan media larutan Yoshida konsentrasi penuh, setengah dan seperempat pada kondisi cekaman 1000 ppm Fe. Bahan tanaman lain yang diuji: 3 galur peka (IRH205, IRH267 dan IRH581) dan 6 varietas (IR64, Hawara Bunar, Mahsuri, Ciherang, Inpari 1, dan Inpari 13). Perlakuan cekaman besi diberikan pada tanaman padi umur 21 hari selama 1 minggu.
Peubah yang diamati:
a. Persen dan skor bronzing. Penilaian tingkat keracunan besi menggunakan sistem evaluasi baku yang dikembangkan oleh IRRI. Persentase luas daun yang mengalami bronzing dikelaskan dan setiap kelas diberikan skor berdasarkan Standar Sistem Evaluasi blas pada daun yang ditetapkan oleh International Network untuk Evaluasi Genetik tanaman padi (IRRI 2003). b. Tinggi tajuk. Pertumbuhan tinggi tajuk diukur dari selisih tinggi tajuk
tanaman umur 4 minggu dan 3 minggu (saat akhir dan awal perlakuan cekaman besi). Tinggi tajuk (cm) diukur mulai dari pangkal rumpun sampai ujung daun tertinggi ketika ditangkup ke atas.
c. Panjang akar. Pertumbuhan panjang akar diukur dari selisih panjang akar tanaman umur 4 minggu dan 3 minggu (saat akhir dan awal perlakuan cekaman besi). Panjang akar (cm) diukur dari pangkal rumpun sampai ujung akar terpanjang.
d. Bobot kering tajuk dan akar. Bobot kering tajuk dan akar (g) ditimbang dari tajuk dan akar tanaman umur 4 minggu (akhir perlakuan cekaman besi). Biomasa dioven selama 48 jam pada suhu 80˚C atau sampai diperoleh masa yang konstan.
3.2. Percobaan Pot
3.2.1. Media Tanah Podsolik KP Taman Bogo
Percobaan pot dengan media tanah Podsolik KP Taman Bogo untuk verifikasi ketahanan 3 galur terpilih terhadap cekaman besi dilaksanakan pada bulan Juli sampai Desember 2011 di Rumah Kaca BB Biogen, Cimanggu. Penelitian menggunakan RAK 1 faktor yaitu galur padi dengan 3 ulangan. Bahan tanaman yang sama pada percobaan hidroponik tahap kedua diverifikasi dengan percobaan pot menggunakan media tanah Podsolik KP Taman Bogo. Media tanah dianalisis pada awal dan akhir percobaan di Laboratorium Balai Penelitian Tanah, Bogor.
Peubah yang diamati: skor bronzing menggunakan skala keracunan besi (IRRI 2003), tinggi tajuk, jumlah anakan dan anakan produktif, umur panen, panjang daun bendera dan malai, jumlah gabah isi dan hampa, bobot gabah isi per malai, 1000 butir dan per rumpun, serta bobot basah dan kering jerami.
3.2.2. Media Tanah Podsolik Kentrong Ditambah 1000 ppm Fe
Percobaan pot dengan media tanah Podsolik Kentrong ditambah 1000 ppm Fe untuk verifikasi ketahanan 3 galur terpilih terhadap cekaman besi dilaksanakan pada bulan Juli sampai Desember 2011 di Rumah Kaca BB Biogen, Cimanggu. Penelitian menggunakan RAK 1 faktor yaitu galur padi dengan 3 ulangan. Bahan tanaman yang sama pada percobaan hidroponik tahap kedua diverifikasi dengan percobaan pot menggunakan media tanah Podsolik Kentrong ditambah 1000 ppm Fe. Media tanah dianalisis pada awal dan akhir percobaan di Laboratorium Balai Penelitian Tanah, Bogor.
Peubah yang diamati: skor bronzing menggunakan skala keracunan besi (IRRI 2003), tinggi tajuk, jumlah anakan dan anakan produktif, panjang daun bendera dan malai, jumlah gabah isi dan hampa, bobot gabah isi per malai, 1000 butir dan per rumpun, serta bobot basah dan kering jerami.
Analisis Data
Hasil Percobaan
1. Penapisan Galur Padi terhadap Cekaman Besi secara Hidroponik
Perlakuan cekaman 750 ppm Fe ke dalam media larutan Yoshida konsen-trasi penuh (full strength) selama 2 pekan menimbulkan gejala visual khas kera-cunan besi berupa bercak-bercak kecil berwarna cokelat (bronzing) pada daun tanaman padi (Gambar 3).
bronzing
1
2
Gambar 3. Tanaman padi pada percobaan hidroponik dengan media larutan hara Yoshida: (1) kontrol (0 ppm Fe), (2) perlakuan (750 ppm Fe) yang menunjukkan gejala bronzing pada daun.
Keracunan besi dimulai dari meningkatnya permeabilitas membran sel akar terhadap ion Fe2+ (fero) sehingga penyerapan ion fero meningkat tajam. Penye-rapan Fe2+ yang berlebihan mengakibatkan aktivitas enzim polifenol oksidase meningkat yang akhirnya akan meningkatkan jumlah polifenol teroksidasi dalam jaringan tanaman terutama jaringan yang ada di daun. Hal tersebut diduga sebagai penyebab utama terbentuknya bercak-bercak kecil berwarna cokelat atau bronzing (Abdulrachman et al. 2009).
Gejala bronzing pada galur peka muncul tidak hanya di daun tua, tetapi juga di daun yang sedang aktif melakukan fotosintesis bahkan ada di daun muda.
Tanaman padi yang keracunan besi mengalami penurunan tinggi tajuk sampai kerdil, akar terlapisi oksida besi (Fe2O3) yang berwarna kuning, cokelat gelap sampai kehitaman, serta mengalami penurunan bobot kering tajuk dan akar, dan pada tingkat keracunan besi yang parah tanaman akhirnya mati (Suhartini 2004). Kandungan besi yang tinggi dalam jaringan tanaman mengakibatkan ter-bentuknya oksigen radikal bebas yang sangat fitotoksik dan dapat menyebabkan terdegradasinya protein dan lemak membran sel (Abdulrachman et al. 2009).
Tanaman padi toleran cekaman besi hanya sedikit menampakkan gejala bronzing atau bahkan tidak memperlihatkan gejala bronzing, pertumbuhan berjalan normal, walau akar tetap terlapisi oleh oksida besi. Tanaman padi toleran cekaman besi memiliki kemampuan untuk menghindari dan mendetoksifikasi keracunan besi. Akar tidak menyerap hara besi secara berlebihan karena memiliki daya pengoksidasi dan selektivitas membran sel akar (Gambar 4). Hara besi yang terserap disimpan di jaringan tanaman dan atau didetoksifikasi secara enzimatik (Becker & Asch 2005).
Gambar 4. Tanaman padi percobaan hidroponik cekaman 750 ppm Fe (1) IR64 (kontrol peka), (2) Hawara Bunar (3) galur peka, (4) galur sedang, (5) galur toleran
1 2 3 4 5
Sebaran skor bronzing dari 300 galur padi populasi RIL F7 keturunan varietas IR64 dan Hawara Bunar terhadap cekaman 750 ppm Fe yaitu 122 galur sangat toleran (skor 0-1), 99 galur toleran (skor 2-3), 52 galur sedang (skor 4-5), 26 galur peka (skor 6-7) dan 1 galur sangat peka (skor 8-10). Dengan kata lain, galur padi populasi RIL F7 yang ditapis secara hidroponik cekaman 750 ppm Fe ini terdiri dari 221 galur (74%) bersifat toleran, 52 galur (17%) bersifat sedang dan 27 galur (9%) bersifat peka (Gambar 5).
Gambar 5. Sebaran skor bronzing dari 300 galur padi populasi RIL F7 pada percobaan hidroponik cekaman 750 ppm Fe.
Percobaan ini juga menggunakan 2 varietas tanaman padi yang merupakan tetua galur-galur padi yang diuji yaitu Hawara Bunar dan IR64 (Tabel 3). Varietas Hawara Bunar masuk kriteria toleran (skor 2) dan IR64 masuk kriteria sedang (skor 5). Amnal (2009) melaporkan bahwa varietas Hawara Bunar termasuk toleran (skor 2) dan IR64 termasuk sedang (skor 5) pada percobaan hidroponik dengan tingkat cekaman 750 ppm Fe.
Varietas IR64 mengalami persentase penurunan pertumbuhan tinggi tajuk, panjang akar, bobot kering tajuk dan akar masing-masing 10%, 62%, 11% dan 26%. Sedangkan varietas Hawara Bunar mengalami persentase penurunan per-tumbuhan tinggi tajuk, panjang akar, bobot kering tajuk dan akar masing-masing 19%, 60%, 3% dan 23% (Tabel 3). Dengan demikian, perlakuan cekaman 750 ppm Fe selama 2 minggu pada media larutan hara Yoshida sangat berpengaruh pada pertumbuhan panjang akar dan kurang berpengaruh terhadap bobot kering tajuk tanaman padi varietas IR64 dan Hawara Bunar.
Tabel 3. Persentase penurunan pertumbuhan tanaman padi varietas IR64 dan Hawara Bunar (tetua) pada percobaan hidroponik cekaman 750 ppm Fe.
Peubah nyata pada taraf uji 1%, sedangkan selisih panjang akar tidak berbeda nyata pada taraf uji 5%. Peubah persen dan skor bronzing berkorelasi sangat lemah dengan tinggi tajuk, panjang akar, bobot kering tajuk dan akar dengan nilai korelasi 0.00– 0.05 (Lampiran 2). Dengan demikian dalam percobaan ini hanya peubah skor bronzing yang bisa dijadikan sebagai parameter penapisan toleransi tanaman padi terhadap cekaman besi.
750 ppm Fe pada percobaan hidroponik. Sebaran peubah selisih panjang akar cenderung sama dengan sebaran peubah persen dan skor bronzing yaitu semakin ke kanan semakin menurun jumlahnya (Tabel 4).
Tabel 4. Sebaran persen dan skor bronzing, selisih tinggi tajuk dan panjang akar, bobot kering tajuk dan akar dari 300 galur populasi RIL F7 pada percobaan hidroponik cekaman 750 ppm Fe
Peubah Jumlah tanaman pada kelas interval
Persen
bronzing (%)
Sangat toleran Toleran Sedang Peka Sangat peka
(0-9) (10-29) (30-49) (50-69) (70-100)
122 99 52 26 1
Skor
bronzing
Sangat toleran Toleran Sedang Peka Sangat peka
(0-1) (2-3) (4-5) (6-7) (8-9)
122 99 52 26 1
Selisih tinggi tajuk (cm)
1.00-7.99 8.00-14.99 15.00-21.99 22.00-28.99 29.00-35.99
64 166 62 6 2
Selisih panjang akar (cm)
0.00-1.10 1.11-2.20 2.21-3.30 3.31-4.40 4.41-5.50
170 102 22 4 2
Bobot kering tajuk (g)
0.00-0.40 0.41-0.80 0.81-1.20 1.21-1.60 1.61-2.00
10 92 137 51 10
Bobot kering akar (g)
0.00-0.12 0.13-0.24 0.25-0.36 0.37-0.48 0.49-0.60
15 121 127 29 8
memasang lampu halogen sebanyak 3 buah yang masing-masing memiliki daya 500 watt pada saat hujan di siang hari.
Dari hasil percobaan hidroponik dengan cekaman 750 ppm Fe ini dipilih 50 galur padi populasi RIL F7 yang toleran terhadap cekaman besi. Galur-galur padi terpilih masuk kriteria sangat toleran dan toleran (skor bronzing 0-2), selisih tinggi tajuk 4.48-23.73 cm, selisih panjang akar 1.10-5.22 cm, bobot kering tajuk 0.36-1.64 g, dan bobot kering akar 0.8-0.50 g.
2. Verifikasi Ketahanan 50 Galur Padi Terpilih terhadap Cekaman Besi
2.1. Percobaan Pot
Penambahan 750 ppm Fe sehari sebelum tanam ke dalam media tanah Latosol Cimanggu pada percobaan pot tidak menyebabkan gejala khas keracunan besi (bronzing) pada daun tanaman padi varietas IR64 selaku kontrol peka. Varietas IR64 tumbuh normal dengan skor bronzing 0, tinggi tajuk 103 cm, jumlah anakan produktif 16, dan umur panen 111 hari. Gejala bronzing daun juga tidak tampak pada 50 galur padi populasi RIL F7 keturunan varietas IR64 dan Hawara Bunar yang diuji, fase pertumbuhan bibit sampai pematangan bulir berlangsung normal (Gambar 6).
Gambar 6. Tanaman padi tumbuh normal pada percobaan pot dengan media tanah Latosol yang ditambah 750 ppm Fe: (1) varietas IR64 (kontrol peka) umur 4 MST, (2) galur-galur yang diuji umur 11 MST.
Hasil analisis media tanah Latosol Cimanggu (Lampiran 4) sebelum ditambah 750 ppm Fe menunjukkan bahwa bahan organik C dan N rendah, rasio C/N sedang, P dan K sangat tinggi, Ca, Mg, dan Na tinggi, Al rendah, Fe tersedia dan Fe total rendah dan pH agak masam. Penambahan 750 ppm Fe dalam bentuk FeSO4.7H2O ke dalam media tanah mengakibatkan konsentrasi Fe tersedia naik dari 4.2 ppm menjadi 9.1 ppm, konsentrasi Fe total naik dari 246 ppm menjadi 284 ppm dan pH media turun dari 6.2 menjadi 6.1 (Lampiran 5). Kondisi media tanah seperti ini tidak mengakibatkan keracunan besi pada tanaman padi yang diuji. Menurut Tadano dan Yoshida (1978), keracunan besi pada tanaman padi dapat terjadi pada kondisi tanah dengan konsentrasi 100 ppm Fe dengan pH 3.7 atau konsentrasi 300 ppm Fe dengan pH 5.0.
Kandungan hara yang cukup bagi tanaman, seperti sangat tingginya hara P dan K akan menurunkan daya racun Fe2+ dalam tanah (Damarjaya & Hermawan 1997). Penambahan 200 gram pupuk kandang dalam media tanah Latosol juga diduga membantu menurunkan kadar Fe2+ yang terlarut dalam media tanah. Menurut Ruhaimah et al. (2009), pupuk kandang akan menghasilkan asam-asam organik dan pada tahap dekomposisi lanjut akan menghasilkan asam humat dan fulvat dengan gugus fungsional karboksil dan fenolik yang dapat mengikat logam besi untuk membentuk metal organo kompleks (khelat) dan akhirnya menurunkan kelarutan besi dalam tanah.
Keadaan iklim selama percobaan pot dengan media tanah Latosol Cimanggu (Lampiran 6) yaitu temperatur udara, kelembaban udara, lama penyinaran dan curah hujan per bulan masing-masing 25.9oC, 82%, 62% dan 273mm. Keadaan iklim tersebut sesuai untuk prasyarat pertumbuhan tanaman padi.
bobot basah jerami dengan nilai korelasi 0.53 dan korelasi terendah terjadi antara anakan produktif dan panjang malai dengan nilai korelasi 0.01 (Lampiran 10).
Pertumbuhan tajuk, pembentukan anakan, pembentukan malai, pembungaan sampai fase pematangan 50 galur padi populasi RIL F7 yang diuji berjalan normal. Data hasil pengamatan percobaan pot media tanah Latosol Cimanggu berupa skor bronzing, tinggi tajuk, jumlah anakan, jumlah anakan produktif, umur berbunga, umur panen, panjang daun bendera, dan panjang malai tersaji pada Lampiran 8. Sedangkan jumlah gabah isi, jumlah gabah hampa, bobot gabah per malai, bobot gabah 1000 butir, bobot gabah per rumpun, bobot basah (BB) jerami dan bobot kering (BK) jerami tersaji pada Lampiran 9. Keragaman data pada Lampiran 8 dan 9 hanya disebabkan karena perbedaan galur tanaman padi dan bukan berdasarkan ketahanan galur tanaman padi terhadap cekaman besi.
Secara umum, karakter morfologi dan agronomi 50 galur padi populasi RIL F7 keturunan varietas IR64 dan Hawara Bunar yang diuji berada di antara karakter morfologi dan agronomi kedua tetuanya yaitu varietas IR64 dan Hawara Bunar. Tinggi tajuk berkisar antara 104-185 cm, jumlah anakan berkisar antara 5-22, jumlah anakan produktif berkisar antara 5-19, umur berbunga berkisar antara 72-93 hari, umur panen berkisar antara 102-118 hari, panjang daun bendera berkisar antara 24-62 cm, panjang malai berkisar antara 20-32 cm, gabah isi berkisar antara 50-201 butir/malai, gabah hampa berkisar antara 9-122 butir/malai, bobot gabah per malai berkisar antara 1.03-4.85 gram, bobot gabah 1000 butir berkisar antara 17.03-30.37 gram, bobot gabah per rumpun berkisar antara 8.59-49.01 gram, bobot basah jerami berkisar antara 53-304 gram, dan bobot kering jerami berkisar antara 12-69 gram.
nasi baik. Dengan sifat-sifat tersebut, varietas padi tipe baru (PTB) diharapkan mampu berproduksi 9−13 ton GKG per hektar(Abdullah et al. 2008).
2.2. Percobaan Lapang
Sawah KP Taman Bogo berada di ketinggian 20 mdpl, termasuk sawah rawa lebak dangkal (pematang), tinggi genangan kurang dari 50 cm dan genangan berasal dari curah hujan dan/atau luapan banjir sungai (Subagyo 2006). Lahan sawah yang digunakan untuk percobaan ini selalu tergenang dan air tidak dapat mengalir dengan baik karena hidrotopografinya terendah. Sumber air berasal dari kolam penampungan air hujan, air hujan yang turun dan air sungai yang diperoleh secara bergiliran (Gambar 7). Percobaan menggunakan metode stripe check (Lampiran 11) yaitu menempatkan tanaman kontrol varietas padi IR64 (kontrol peka), Hawara Bunar dan Mahsuri (kontrol toleran) memanjang sejajar dengan petak-petak 50 galur yang diuji sehingga masalah homogenitas lahan bercekaman besi dapat diatasi (Suhartini 2004). Curah hujan selama percobaan di KP Taman Bogo masuk kriteria sedang sampai sangat tinggi (153-421 mm per bulan) dengan banyak hari hujan 10-23 hari (Lampiran 12). Kondisi iklim seperti ini mendukung untuk pertumbuhan tanaman padi.
Gambar 7. Plot percobaan lapang di sawah KP Taman Bogo menggunakan metode tanam stripe check pada saat tanaman padi umur 8 MST.
Hasil analisis tanah sawah KP Taman Bogo sebelum tanam (Lampiran 13) yaitu bahan organik C dan N rendah, rasio C/N sedang, P rendah, K, Ca, Mg, dan
Na sangat rendah, Al rendah, Fe tersedia sangat tinggi (338 ppm), Fe total tinggi (1.10 %), dan pH masam (4.6). Kondisi lahan sawah dengan kadar Fe tersedia tinggi, pH masam, kandungan hara rendah, lahan selalu tergenang dan tidak ada saluran air yang baik menyebabkan pertumbuhan tanaman padi benar-benar tertekan bahkan sebanyak 38% tanaman akhirnya mati. Menurut Yoshida (1981), keracunan besi terjadi di lahan yang kandungan haranya rendah, kandungan Fe tinggi, pH masam, mengandung pirit, drainase buruk, terletak di daerah cekungan, dan dalam keadaan selalu tergenang. Menurut Tadano dan Yoshida (1978), kera-cunan besi pada tanaman padi dapat terjadi pada kondisi tanah dengan konsentrasi 100 ppm Fe dengan pH 3.7 atau konsentrasi 300 ppm Fe dengan pH 5.0.
Keracunan besi pada tanaman padi dimulai dari meningkatnya permeabi-litas sel-sel akar terhadap ion Fe2+, sehingga penyerapan ion fero meningkat tajam. Penyerapan Fe yang berlebihan mengakibatkan aktivitas enzim polifenol oksidase meningkat yang akhirnya akan meningkatkan jumlah polifenol teroksidasi. Kan-dungan Fe yang tinggi dalam tanaman mengakibatkan terbentuknya oksigen radikal bebas yang sangat fitotoksik dan dapat mendegradasi protein dan lemak membran sel sehingga tanaman akhirnya mati (Abdulrachman et al. 2009).
Hasil percobaan lapang memperlihatkan bahwa varietas Hawara Bunar ternyata masuk varietas padi yang peka terhadap cekaman besi, padahal hasil uji hidroponik cekaman 750 ppm Fe sebelumnya varietas ini masuk kategori toleran. Begitu pula hasil penelitian Amnal (2009) yang melaporkan bahwa Hawara Bunar termasuk varietas toleran cekaman besi dengan skor bronzing 3 pada tingkat cekaman 1500 ppm Fe baik pada percobaan hidroponik maupun percobaan pot. Dengan demikian, metode pengujian cekaman besi pada skala rumah kaca baik dengan percobaan hidroponik maupun percobaan pot yang telah dilakukan di atas belum setara dengan pengujian cekaman besi di lapang.
Gambar 8. Sebaran skor bronzing dari 50 galur padi populasi RIL F7 terhadap cekaman besi di sawah KP Taman Bogo.
Sifat keturunan (galur IRH195, IRH548 dan IRH715) lebih toleran terhadap cekaman besi dari kedua tetuanya (varietas IR64 dan Hawara Bunar) kemungkinan disebabkan oleh fenomena segregasi transgresif, yaitu segregasi yang menyebabkan keturunannya lebih baik atau buruk dari kedua tetuanya (Rieseberg et al. 2003).
Pengamatan percobaan lapang hanya sampai tanaman umur 8 MST, karena setelah itu terjadi serangan hama tikus yang sangat masif yang meyebabkan gagal panen. Data hasil pengamatan yang bisa diperoleh berupa skor bronzing, tinggi tajuk, jumlah anakan, dan persentase tanaman yang hidup.
Hasil sidik ragam memperlihatkan bahwa semua peubah yang diamati pada percobaan lapang di sawah KP Taman Bogo yaitu skor bronzing, tinggi tajuk, jumlah anakan dan persen tanaman yang hidup berbeda sangat nyata pada taraf uji 1% (Lampiran 15). Korelasi tertinggi terjadi antara skor bronzing daun dengan persentase tanaman yang hidup dengan nilai korelasi -0.645 (Lampiran 16).
Hasil pengamatan terhadap 50 galur yang diuji (Tabel 5) memperlihatkan bahwa nilai skor bronzing berkisar antara 3-9 (rata-rata 6.36), tinggi tajuk berkisar antara 20-56 cm (rata-rata 39 cm), jumlah anakan berkisar antara 1-11 (rata-rata 3), dan persentase tanaman yang hidup berkisar antara 0-74 % (rata-rata 38%).
