KARAKTER AGRO-FISIOLOGI DAN SENYAWA SEKUNDER
TANAMAN JINTAN HITAM (
Nigella sativa
L.) DENGAN
APLIKASI PUPUK KANDANG SAPI DAN FOSFAT ALAM
TAOPIK RIDWAN
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Karakter Agro-Fisiologi dan Senyawa Sekunder Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.) dengan Aplikasi Pupuk Kandang Sapi dan Fosfat Alam 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 tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
RINGKASAN
TAOPIK RIDWAN. Karakter Agro-Fisiologi dan Senyawa Sekunder Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.) dengan Aplikasi Pupuk Kandang Sapi dan Fosfat Alam. Dibimbing oleh MUNIF GHULAMAHDI dan ANI KURNIAWATI.
Jintan hitam (Nigella sativa L.) merupakan tanaman obat dan rempah termasuk famili Ranunculaceae. Biji jintan hitam mengandung beberapa senyawa sekunder dan memiliki nilai nutrisi tinggi yang bermanfaat untuk kesehatan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari karakter agro-fisiologi, pertumbuhan, produksi biji dan senyawa sekunder jintan hitam pada taraf dosis pupuk kandang sapi dan fosfat alam. Penelitian ini dilaksanakan di Kebun Percobaan (KP) Cimanggu (350 m dpl), KP Cicurug (550 m dpl), KP Manoko Lembang (1301.5 m dpl), Laboratorium Molecular Marker and Spectrophotometry UV-VIS dan Microtechnique Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB serta Laboratorium Forensik Mabes Polri pada Bulan April 2012-Maret 2014. Percobaan pertama adalah karakter agro-fisiologi tanaman jintan hitam pada tiga ketinggian tempat. Percobaan ke dua merupakan kombinasi pupuk kandang sapi dan fosfat alam. Perlakuan disusun menggunakan rancangan acak kelompok (RAK) faktorial dengan tiga ulangan. Pupuk kandang sapi terdiri atas empat taraf dosis yaitu 0, 10, 20 dan 30 ton ha-1. Fosfat alam terdiri atas empat taraf dosis yaitu 0, 40, 80, 120 kg P2O5 ha-1. Percobaan ke tiga disusun
menggunakan rancangan split plot dengan tiga ulangan. Pupuk kandang sapi sebagai petak utama terdiri atas dua taraf dosis yaitu 0 dan 50 ton ha-1. Fosfat alam terdiri atas empat taraf dosis yaitu 0, 80, 160, 240 kg P2O5 ha-1.
Hasil percobaan pertama adalah benih jintan hitam hanya dapat tumbuh dengan baik di KP Manoko Lembang pada 6o48’25,41” LS, 107o36’50,66” BT, ketinggian tempat 1301.5 m dpl dengan jumlah satuan panas 304.5 OC hari (mampu berkecambah dengan baik). Percobaan ke dua menunjukkan bahwa pemberian pupuk kandang sapi mampu meningkatkan tinggi tanaman, jumlah daun, jumlah cabang, jumlah bunga, bobot basah dan bobot kering batang, daun dan bobot total. Fosfat alam mampu meningkatkan luas daun dan indeks luas daun. Terdapat hubungan linier antara bobot basah dan bobot kering total tanaman jintan hitam dengan pupuk kandang sapi, yang menunjukkan bahwa pemberian hingga 30 ton ha-1 masih meningkatkan bobot basah dan bobot kering total. Hasil percobaan ke tiga adalah perlakuan tunggal pupuk kandang sapi 50 ton ha-1 mampu meningkatkan produksi biji ha-1. Perlakuan tunggal fosfat alam 160 kg P2O5 ha-1 nyata meningkatkan tinggi tanaman pada umur 17 MSS, jumlah bunga
pada umur 11 MSS dan produksi ha-1 biji jintan hitam. Terdapat hubungan kuadratik antara dosis fosfat alam dengan jumlah bunga. Titik optimum dosis fosfat alam adalah 128.6 kg P2O5 ha-1 dengan jumlah bunga sebanyak 4.4. Kadar
senyawa sekunder tertinggi (asam linoleat dan thymoquinone) terdapat pada perlakuan 0 ton pupuk kandang sapi ha-1 + 80 kg P2O5 ha-1.
SUMMARY
TAOPIK RIDWAN. Agro-physiology and Secondary Compounds Characters of Black Cumin (Nigella sativa L.) with Cow Manure and Rock Phosphate Applications. Supervised by MUNIF GHULAMAHDI and ANI KURNIAWATI.
Black cumin (Nigella sativa L.) is a medicinal plant and spices belongs to the Ranunculaceae family. Black cumin seed contains some secondary compounds and rich in nutrition that are beneficial to health. The purpose of this research was to study the ability to grow black cumin plant in Indonesia started from the character of agro-physiology, seeds production and contents of secondary compounds with cow manure and rock phosphate application. The experiments were conducted at Cimanggu (350 m asl), Cicurug (550 m asl) and Manoko Lembang (1301.5 m asl), Molecular Marker and Spectrophotometry UV-VIS and Microtechnique Laboratory Departement of Agronomy and Horticulture, IPB and Forensic Laboratory in April 2012-Maret 2014. The first experiment was agro-physiology character of black cumin at three altitudes. The second experiment was a combination of cow manure and rock phosphate. The treatments were arranged in randomized block factorial design with three replications. The rates of cow manure were 0, 10, 20, 30 ton ha-1 and rates of rock phosphate were 0, 40, 80, 120 kg P2O5 ha-1. The third experiment was arranged in a split-plot design
with three replications. Cow manure treatments as the main plots (0 and 50 ton ha
-1), while rock phosphate rates as subplot (0, 80, 160, 240 kg P
2O5 ha-1).
The results of the first experiment showed that black cumin seeds could only grow well at Manoko Lembang (6o48'25,41" latitude, 107o36'50,66" longitude, 1301.5 m asl and heat units 304.5 degree-days). The second experiment showed that cow manure increased plant height, leaf number, branch number, flower number, fresh weight and dry weight of branch, leaf and total plant weight. Rock phosphate fertilizer increased leaf area and leaf area index of plant. Linear correlation between total plant weight with cow manure showed that up to 30 tons ha-1 still increased total plant weight. The third experiment showed that a single treatment of cow manure 50 tons ha-1 was able to increase production ha-1. Single treatment of rock phosphate 160 kg P2O5 ha-1 increased the plant height at 17
WAS, flower number at 11 WAS and production ha-1 black cumin seeds. Quadratic correlation between rates of rock phosphate with flower number showed that the optimum rate of rock phosphate was 128.6 kg P2O5 ha-1 with the
flower number 4.4. The highest content of secondary compounds of the seeds on plants (linoleic acid and thymoquinone) present in treatments was 0 ton cow manure ha-1+ 80 kg P2O5 ha-1.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
pada
Program Studi Agronomi dan Hortikultura
KARAKTER AGRO-FISIOLOGI DAN SENYAWA SEKUNDER
TANAMAN JINTAN HITAM (
Nigella sativa
L.) DENGAN
APLIKASI PUPUK KANDANG SAPI DAN FOSFAT ALAM
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2014
Judul Tesis : Karakter Agro-Fisiologi dan Senyawa Sekunder Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.) dengan Aplikasi Pupuk Kandang Sapi dan Fosfat Alam
Nama : Taopik Ridwan NIM : A252110201
Disetujui oleh Komisi Pembimbing
Prof Dr Ir Munif Ghulamahdi, MS Ketua
Diketahui oleh
Dr Ani Kurniawati SP, MSi Anggota
Ketua Program Studi Agronomi dan Hortikultura
Dr Ir Maya Melati, MS, MSc.
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr Ir Dahrul Syah, MSc.Agr
Tanggal Ujian: 7 Juli 2014
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan pada bulan April 2012-Maret 2014 ini adalah Karakter Agro-Fisiologi dan Senyawa Sekunder Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.) dengan Aplikasi Pupuk Kandang Sapi dan Fosfat Alam. Bagian tesis ini diajukan untuk diterbitkan di Jurnal Agronomi Indonesia dengan judul Laju Pertumbuhan dan Produksi Jintan Hitam (Nigella sativa L.) dengan Aplikasi Pupuk Kandang Sapi dan Fosfat Alam.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Prof Dr Ir Munif Ghulamahdi, MS dan Dr Ani Kurniawati SP, MSi selaku pembimbing, serta Prof Dr Ir Sandra Arifin Aziz, MS dan Dr Ir Maya Melati, MS, MSc. yang telah banyak memberikan masukan demi kesempurnaan penulisan tesis ini serta Pusat Studi Biofarmaka LPPM IPB atas bantuan moril dan materiil selama studi. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada seluruh keluarga atas segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
DAFTAR ISI
Percobaan I. Karakter Agro-Fisiologi Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.) di Tiga Ketinggian Tempat 9Bahan dan Alat 9
Prosedur Analisis Data 9
Pelaksanaan Percobaan 10
Percobaan II. Laju Pertumbuhan dan Produksi Jintan Hitam (Nigella sativa L.) dengan Aplikasi Pupuk Kandang Sapi dan Fosfat Alam 11
Bahan dan Alat 11
Prosedur Analisis Data 11
Pelaksanaan Percobaan 11
Percobaan III. Pertumbuhan, Produksi dan Kandungan Senyawa Sekunder Jintan Hitam (Nigella sativa L.) dengan Aplikasi Pupuk Kandang Sapi dan Fosfat Alam 12
Bahan dan Alat 13
Prosedur Analisis Data 13
Pelaksanaan Percobaan 13
4 HASIL DAN PEMBAHASAN 14 Percobaan I. Karakter Agro-Fisiologi Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.) di Tiga Ketinggian Tempat 14
Jumlah Satuan Panas (Heat Units) 14
Karakteristik Fisiologi Tanaman Jintan Hitam 16
Kondisi Umum 18
Tinggi Tanaman dan Jumlah Daun 20
Jumlah Cabang dan Jumlah Bunga 21
Luas Daun (LD) dan Indeks Luas Daun (ILD) 21
Nisbah Luas Daun (NLD) 22
Laju Tumbuh Relatif (LTR) dan Laju Asimilasi Bersih (LAB) 23
Bobot Basah dan Bobot Kering Tanaman 24
Jumlah Biji Kapsul-1 dan Bobot 1000 Biji 25
Percobaan III. Pertumbuhan, Produksi dan Kandungan Senyawa Sekunder Jintan Hitam (Nigella sativa L.) dengan Aplikasi Pupuk Kandang Sapi dan Fosfat Alam 26
Kondisi Umum 26
Tinggi Tanaman dan Jumlah Daun 27
Jumlah Bunga 28
Produksi Biji Jintan Hitam 30
Kandungan Hara Tanaman Jintan Hitam 31
Komposisi Senyawa Sekunder Biji Jintan Hitam 32
5 PEMBAHASAN UMUM 34 6 SIMPULAN DAN SARAN 37 Simpulan 37
Saran 38
DAFTAR PUSTAKA 38
LAMPIRAN 44
DAFTAR TABEL
1 Keragaan karakter fisiologi jintan hitam pada umur 7, 11 dan 15 MSS
di KP Manoko Lembang (1301.5 m dpl) 17
2 Rekapitulasi sidik ragam komponen pertumbuhan dan produksi jintan hitam dengan aplikasi pupuk kandang sapi dan fosfat alam 19 3 Tinggi tanaman dan jumlah daun jintan hitam pada berbagai perlakuan
pemupukan pada umur 5, 7, 9, 11 dan 13 MSS 20
4 Jumlah cabang dan jumlah bunga jintan hitam pada berbagai perlakuan
pada umur 11 MSS 21
5 Luas daun (LD) dan indeks luas daun (ILD) jintan hitam pada berbagai
pemupukan pada umur 7, 9, 11 dan 13 MSS 22
6 Jumlah dan bobot 1000 biji jintan hitam pada berbagai perlakuan
pemupukan 25
7 Rekapitulasi sidik ragam komponen pertumbuhan dan produksi jintan hitam dengan aplikasi pupuk kandang sapi dan fosfat alam di lapangan 27 8 Jumlah bunga jintan hitam pada berbagai perlakuan pemupukan pada
umur 9, 11, 13, 15 dan 17 MSS 29
9 Jumlah kapsul, jumlah biji kapsul-1, bobot 1000 biji dan produksi biji ha-1 pada berbagai perlakuan pemupukan pada umur 19 MSS 30 10 Kadar nitrogen dan fosfor pada jaringan tanaman jintan hitam pada
umur 19 MSS 31
11 Kadar senyawa asam lemak biji jintan hitam pada berbagai perlakuan
pemupukan 32
12 Kadar senyawa thymoquinone biji jintan hitam pada berbagai perlakuan
pemupukan 33
DAFTAR GAMBAR
1 Bagan alir kegiatan penelitian karakter agro-fisiologi dan senyawa sekunder tanaman jintan hitam (Nigella sativa L.) di daerah tropika dengan aplikasi pupuk kandang sapi dan fosfat alam 3
2 Jalur biosintesis monoterpen 8
3 Jumlah satuan panas pada umur 21 HSS di KP Cimanggu (350 m dpl), KP Cicurug (550 m dpl) dan KP Manoko Lembang (1301.5 m dpl) 14 4 Pengaruh jumlah satuan panas terhadap perkecambahan, pembungaan,
pembentukan kapsul dan panen di KP Manoko Lembang (1301.5 m
dpl) 15
5 Fase pertumbuhan dan perkembangan jintan hitam di KP Manoko Lembang (1301.5 m dpl): A: Biji, B: Kecambah, C: Bibit, D: Pertumbuhan, E: Pembungaan, F: Anthesis, G: Pembentukan kapsul, H:
Kapsul 16
6 Keragaan karakter fisiologi tanaman jintan hitam di KP Manoko Lembang (1301.5 m dpl): A: Tebal daun, B: Stomata, C: Trikoma, D:
7 Nisbah luas daun (NLD) jintan hitam pada berbagai perlakuan
pemupukan pada umur 7-13 MSS 23
8 Laju tumbuh relatif (LTR) dan laju asimilasi bersih (LAB) jintan hitam pada berbagai perlakuan pemupukan pada umur 7-9, 9-11 dan 11-13
MSS 24
9 Bobot basah dan bobot kering total tanaman jintan hitam pada berbagai taraf dosis pupuk kandang sapi pada umur 9 MSS 25 10 Tinggi tanaman dan jumlah daun jintan hitam pada berbagai taraf dosis
pupuk kandang sapi dan fosfat alam pada umur 7-17 MSS 28 11 Hubungan taraf dosis fosfat alam dengan jumlah bunga pada umur 11
MSS 29
12 Fase pembungaan: A: Bunga normal, B: Kapsul normal, C: Bunga
gagal membentuk kapsul 29
13 Hubungan dosis fosfat alam dengan produksi per hektar pada umur 19
MSS 30
DAFTAR LAMPIRAN
1 Rata-rata suhu harian di KP Cimanggu (350 m dpl), KP Cicurug (550 m
dpl) dan KP Manoko Lembang (1301.5 m dpl) 44
2 Karakteristik tanah yang digunakan dalam penelitian di KP Manoko
Lembang, Kabupaten Bandung Barat 45
3 Prosedur pengujian senyawa asam lemak menggunakan GC-MS dengan
modifikasi jumlah sampel 45
4 Prosedur pengujian senyawa sekunder thymoquinone sesuai dengan prosedur analisis (Al-Saleh et al. 2006) yang dimodifikasi pada jumlah
sampel dan panjang gelombang 45
5 Kurva standar thymoquinone 46
6 Chromatogram standar thymoquinone 46
7 Chromatogram thymoquinone pada perlakuan pemupukan
menggunakan HPLC 47
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jintan hitam (Nigella sativa L.) merupakan salah satu tanaman obat, termasuk famili Ranunculaceae, yang telah digunakan selama ribuan tahun sebagai obat dan rempah (Salem 2005). Tanaman ini memiliki karakter agronomi yang potensial untuk dikembangkan seperti siklus tumbuh yang pendek, kerusakan biji atau benih rendah dan kerentanan terhadap penyakit rendah (D’Antuono et al. 2002). Umumnya tanaman jintan hitam ditanam di daerah Asia Barat, Mediterania dan Afrika. Tanaman ini dikenal dengan nama jintan hitam (Indonesia), Habbatussauda (Arab), Kalonji (Afrika), Habat et baraka (Mesir) (Albert-Matesz 2003). Menurut Rajsekhar dan Kuldeep (2011) jintan hitam diklasifikasikan sebagai Divisi: Magnoliophyta; kelas: Magnoliopsida; bangsa: Ranunculales; suku: Ranunculaceae; marga: Nigella; jenis: Nigella sativa L.
Kandungan utama yang terdapat pada biji jintan hitam adalah minyak atsiri (p-symena, thymoquinone) dan asam lemak (asam palmitat, asam linoleat, asam oleat) (Rizvi et al. 2012), tocopherol, sterol (Matthaus dan Özcan 2011), dithymoquinone, thymohidroquinone, dan thymol (Ghosheh et al. 1999), senyawa alkaloid seperti nigellidine (Rahman et al. 1995) dan nigellimine (Rahman et al. 1992). Beberapa hasil penelitian menunjukkan efek farmakologis dari jintan hitam yang didapatkan dari bagian biji antara lain anti-iskemia (Hosseinzadeh et al. 2006), anti-tumor (Mbarek et al. 2007), efek estrogenik (Parhizkar et al. 2011), menurunkan kadar gula darah (Mohtashami et al. 2011).
Tanaman ini di Indonesia merupakan tanaman introduksi sehingga adaptasi dan budidayanya belum banyak diketahui. Total pemakaian jintan hitam dalam industri besar dan menengah dalam setahun adalah 144.817 kg dan total impor per tahun sebesar 510.003 kg (Wahyuni 2009). Saat ini penelitian tentang budidaya jintan hitam di Indonesia masih kurang. Oleh sebab itu, peluang pengembangan tanaman ini masih sangat luas.
2
organik juga dapat meningkatkan P tersedia pada tanah dan serapan P tanaman jagung (Djuniwati et al. 2003).
Fosfat alam diharapkan dapat menjadi sumber P untuk meningkatkan produksi biji jintan hitam. Secara agronomis unsur P diketahui berperan dalam pembentukan biji, percepatan pematangan biji, mempengaruhi kualitas biji dan meningkatkan ketahanan tanaman terhadap penyakit (Onasanya et al. 2009). Salah satu upaya awal yang dilakukan adalah mempelajari karakter agro-fisiologi dan laju pertumbuhan jintan hitam di dataran tinggi di Indonesia yang merupakan lingkungan tropika basah. Selain itu, dilakukan budidaya organik di lapangan untuk menjelaskan agro-fisiologi, produksi dan kandungan senyawa sekunder jintan hitam.
Perumusan Masalah
Selama ini, tanaman jintan hitam (Nigella sativa L.) identik dengan kawasan Timur Tengah atau Mediterania, sedangkan di Indonesia sebagai tanaman introduksi, sehingga banyak permasalahan yang dihadapi dalam pengembangannya. Karakteristik umum iklim Mediterania adalah memiliki musim dingin yang basah ringan dan hangat pada musim panas, kelembaban dan curah hujan rendah, sedangkan karakteristik iklim di daerah tropika suhu tinggi, kelembaban dan curah hujan tinggi. Permasalahan tersebut meliputi lokasi pengembangan yang berbeda dengan habitat aslinya yang menyangkut letak geografis dan iklim sehingga menjadi kendala, selain itu informasi hasil penelitian tentang budidaya masih kurang di Indonesia. Oleh sebab itu, perlu dilakukan beberapa kajian mulai dari karakterisasi agro-fisiologi, laju pertumbuhan tanaman, produksi dan kandungan senyawa sekunder, sehingga diperoleh data yang dapat menjelaskan pertumbuhan dan perkembagan tanaman jintan hitam di Indonesia.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari karakter agro-fisiologi, pertumbuhan, produksi dan senyawa sekunder jintan hitam pada taraf dosis pupuk kandang sapi dan fosfat alam.
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah mendapatkan informasi mengenai tanaman jintan hitam di Indonesia mulai dari karakter agro-fisiologi, pertumbuhan, produksi dan kandungan senyawa sekunder melalui aplikasi pupuk kandang sapi dan fosfat alam.
Ruang Lingkup Penelitian
3 sampai Januari 2013 untuk mempelajari pertumbuhan tanaman dan produksi biji jintan hitam yang dilakukan pada polibag. Percobaan ke tiga dilaksanakan mulai bulan September 2013 sampai dengan Maret 2014 yaitu budidaya yang dilakukan di lapangan dengan perlakuan pupuk kandang sapi dan fosfat alam untuk mempelajari pertumbuhan, produksi dan kandungan senyawa sekunder. Lingkup percobaan terdapat pada Gambar 1.
1
Gambar 1 Bagan alir kegiatan penelitian karakter agro-fisiologi dan senyawa sekunder tanaman jintan hitam (Nigella sativa L.) di daerah tropika dengan aplikasi pupuk kandang sapi dan fosfat alam
Percobaan I: Karakterisasi jintan hitam
pada tiga ketinggian tempat
Percobaan II: Penanaman jintan hitam
di polibag
Percobaan III: Penanaman jintan hitam
di lapangan
Ketinggian tempat yang sesuai untuk pertumbuhan dan karakterisasi fisiologi jintan hitam.
Dosis pupuk kandang sapi dan fosfat alam optimum untuk pertumbuhan dan produksi biji jintan hitam.
Pertumbuhan dan produksi pada kombinasi pupuk kandang sapi dan fosfat alam.
Dosis pupuk kandang sapi dan fosfat alam terbaik untuk produksi biomassa jintan hitam.
Pertumbuhan, produksi senyawa sekunder dan fosfat alam optimum untuk jintan hitam.
4
2 TINJAUAN PUSTAKA
Jumlah Satuan Panas (Heat units)
Pertumbuhan dan perkembangan tanaman merupakan dua buah proses yang saling berkaitan. Perkembangan tanaman tidak akan berlangsung tanpa pertumbuhan dan demikian pula sebaliknya. Perkembangan merupakan proses perubahan fase tanaman dan untuk tanaman semusim biasanya dinyatakan mulai dari perkecambahan sampai matang fisiologis. Sedangkan pertumbuhan merupakan perubahan ukuran (massa, luas, tinggi, jumlah) selama musim pertumbuhan tanaman.
Pertumbuhan dan perkembangan tanaman sangat ditentukan oleh unsur-unsur cuaca seperti suhu udara. Suhu merupakan faktor lingkungan utama yang menentukan tingkat pertumbuhan dan perkembangan tanaman (Qadir et al. 2007). Konsep yang umum digunakan untuk menjelaskan pengaruh suhu terhadap perkembangan tanaman (fenologi) adalah thermal unit yang sering pula disebut day degrees atau heat unit (Handoko 1994; Qadir et al. 2006). Jumlah satuan panas (heat units) ini bersifat spesifik pada setiap lokasi, sehingga besarnya suhu udara harian sangat berpengaruh terhadap perhitungan jumlah suhu harian (Estiningtyas dan Irianto 1994).
Jumlah satuan panas dalam bidang pertanian digunakan untuk menilai kesesuaian lahan, menentukan tahap pertumbuhan tanaman, waktu aplikasi pupuk dan herbisida yang terbaik, memprediksi masak fisiologis dan tanggal panen (Parthasarathi et al. 2013), mengklasifikasikan tanaman saat berbunga dan memperkirakan waktu panen serta dapat memperkirakan jangka waktu diantara kedua tahap tersebut (Bonhomme 2000). Menurut Brown (2013) jumlah satuan panas mampu memperkirakan tanggal tanam, tanggal panen, pengembangan tanaman dan penggunaan air selama pertumbuhan dalam satu musim tanam.
5 Botani, Penyebaran, dan Kegunaan Jintan Hitam
Jintan hitam (Nigella sativa L.) umumnya ditanam di daerah Asia Barat, Mediterania dan Afrika. Tanaman ini dikenal dengan nama jintan hitam (Indonesia), Habbatussauda (Arab), Kalonji (Afrika), Habat et baraka (Mesir), Fennel flower (Inggris) (Albert-Matesz 2003) .
Menurut Rajsekhar dan Kuldeep (2011) jintan hitam diklasifikasikan sebagai Divisi: Magnoliophyta; kelas: Magnoliopsida; bangsa: Ranunculales; suku: Ranunculaceae; marga: Nigella; jenis: Nigella sativa L. Jintan hitam merupakan tanaman semusim dengan tinggi mecapai 45 cm, daun linear lanset dengan panjang 2.5-5 cm, bunga putih sampai biru pucat, tangkai bunga soliter, panjang kapsul 1.2 cm, biji pipih, lonjong, berbentuk corong, menyudut, kecil dengan panjang 0.2 cm dan lebar 0.1 cm dan berwarna hitam. Tanaman ini berbunga dan berbuah terjadi pada bulan Januari sampai April. Jintan hitam umumnya dibudidayakan pada lahan kering antara bulan November-April dan berkecambah 10-15 hari. Tanaman ini juga dapat diperbanyak dengan kalus secara in vitro dari daun, batang dan akar eksplan dari bibit yang sehat. Biji di bagian luar berwarna hitam kasar dan bagian dalam putih berminyak, beraroma dan sedikit pahit. Daerah penyebarannya meliputi Asia Barat Daya, wilayah Mediterania, Eropa Selatan, Syria, Turki, Arab Saudi, Pakistan dan India.
Talafih et al. (2007) menyatakan bahwa jintan hitam mampu tumbuh di Jordan pada ketinggian 530-800 m dpl dengan suhu rata-rata 6.9-21.4OC dan curah hujan 319.2-462.5 mm tahun-1. Tanaman jintan hitam di Turki tumbuh pada ketinggian 1725 m dpl, suhu rata-rata 14.6 OC dan curah hujan rata-rata 326.4 mm tahun-1 (Tuncturk et al. 2005) dan di tumbuh Iran pada ketinggian 1209 m dpl, suhu rata-rata 14 OC dengan curah hujan 140 mm tahun-1 (Khoulenjani dan Salamati 2011).
Jintan hitam mempunyai beberapa manfaat penting yaitu sebagai makanan kesehatan, penyembuhan pernapasan, asma, alergi, sebagai sistem imun, membersihkan limfa dan sistem pencernaan, merangsang metabolisme, membantu kebugaran tubuh, meningkatkan sperma, kesuburan, menghambat pembentukan batu ginjal, terapi kanker, memproduksi sel sumsum tulang, menghambat pertumbuhan tumor, mengurangi kadar gula darah (Debby dan Swann 2011).
Budidaya Jintan Hitam
Jintan hitam (Nigella sativa L.) merupakan salah satu tanaman rempah dengan kandungan gizi tinggi yang secara tradisional digunakan oleh masyarakat Arab sebagai tanaman obat dan bumbu pada masakan atau makanan. Tanaman ini di daerah Arab banyak dibudidayakan pada suhu rendah, pH tanah agak alkali dengan curah hujan yang rendah. Tuncturk (2012) melaporkan budidaya jintan hitam di Turki dilakukan pada tekstur tanah lempung liat yang tinggi, kadar garam rendah, bahan organik rendah, kandungan nitrogen dan fosfat rendah, pH tinggi (7.8), curah hujan rendah (349.4-424.1 mm tahun-1) dan suhu rendah (9.5-10 OC).
6
Budidaya yang umum dilakukan masyarakat Iran adalah benih ditabur langsung di lapangan antara 20 sampai 30 kg ha-1, dengan jarak antar baris 25-40 cm dan jarak dalam baris 15 cm. Tanaman ini bisa ditanam secara monokultur atau ditumpangsarikan dengan barley atau gandum. Produktivitas tanaman ini rendah, hanya beberapa ratus kilogram per hektar, sehingga penerapan Good Agricultural Practices (GAP) perlu dilakukan untuk meningkatkan pertumbuhan, produksi biji dan kualitas jintan hitam (Ghouzhdi 2010).
Penelitian terhadap budidaya jintan hitam di beberapa negara di Timur Tengah terus dilakukan untuk meningkatkan produktivitas yang tinggi. Upaya untuk meningkatkan produktivitas tersebut dilakukan oleh para peneliti Timur Tengah mulai dari pemilihan lokasi, pemupukan, penentuan waktu tanam, sampai penentuan dosis benih yang optimum. Toncer dan Kizil (2004) melaporkan bahwa budidaya jintan hitam yang dilakukan di Turki dilakukan dengan cara benih ditabur langsung dengan jarak antar baris 30 cm, dosis benih 10-50 kg ha-1, dosis pupuk N 30 kg ha-1, P 60 kg ha-1 dan produktivitas rata-rata tertinggi diperoleh pada dosis benih 10 kg ha-1 dengan produksi biji sebesar 828 kg ha-1. Sementara itu, dosis benih 40 kg ha-1 dan 50 kg ha-1 berpengaruh nyata terhadap berkurangnya jumlah cabang dan jumlah kapsul per tanaman. Budidaya yang dilakukan di Jordan sama halnya dengan yang dilakukan di Turki yaitu benih ditabur langsung dengan jarak antar baris 18 cm, dosis benih 25-40 kg ha-1, dosis pupuk N 20-40 kg ha-1. Produktivitas tertinggi diperoleh pada dosis benih 35 kg ha-1 dan nitrogen 20 kg ha-1 sebesar 803.4 kg ha-1. Penanaman jintan hitam pada awal bulan desember meningkatkan tinggi tanaman, biomassa, memberikan produksi biji dan bobot biji tertinggi dibandingkan dengan waktu tanam yang lain (Talafih et al. 2007). Shah dan Samiullah (2007) melaporkan juga hasil penelitian jintan hitam di India bahwa dengan jarak tanam 30 cm x 15 cm, dosis N 80 kg ha-1 dan GA3 10-5 M mampu
meningkatkan produktivitas sebesar 711.90 kg ha-1.
Pupuk Kandang
Pupuk kandang adalah sisa proses pencernaan makanan dalam tubuh hewan bersama dengan sampah kandang yang terutama berasal dari sisa ransum yang tidak termakan yang di digunakan kembali, dengan cara dikembalikan ke dalam tanah. Pupuk kandang memiliki kandungan unsur hara yang berbeda tergantung dari jenis hewan, umur hewan, kualitas makanan hewan, jumlah dan jenis alas kandang, cara pengumpulan dan penyimpanannya (Bockman dan Kaarstad 1999).
7 (Lee 2010), meningkatkan aktivitas dan keanekaragaman mikroba serta berkorelasi dengan N total dan P tersedia dalam tanah (Zhong et al. 2010).
Pupuk kandang sebagai pupuk organik memberikan input yang baik bagi pertumbuhan, perkembangan dan komponen produksi tanaman obat. Ruhnayat et al. (2011) menyatakan bahwa, pemberian pupuk kandang sebanyak 15 kg pohon
-1tahun-1 mampu meningkatkan produksi buah segar cabe jawa sebesar 7612.5 g
pohon-1 setara dengan produksi buah kering sebesar 2537.5 g pohon-1 atau setara dengan 6.3 ton ha-1 dengan kadar piperin 1.87% dan kadar minyak atsiri 0.91%. Gendy et al. (2012) menambahkan bahwa pupuk kandang dan pupuk hayati dapat meningkatkan hasil dan komponen hasil bunga rosella.
Fosfat Alam
Fosfat alam sebagian besar ditemukan dalam bentuk apatit yang berasal dari batuan sedimen. Umumnya ditemukan di Indonesia di daerah gunung kapur. Fosfat alam dapat diaplikasikan langsung sebagai pupuk ke dalam tanah (Omar 1998). Sifat fosfat alam yaitu tidak larut dalam air, tetapi larut dalam kondisi asam. Oleh karena itu, sangat sesuai digunakan pada tanah masam. Pada kondisi pH rendah dan jumlah P tersedia dalam tanah rendah, merupakan kondisi yang paling efektif untuk aplikasi fosfat alam (Szilas et al. 2007). Hal yang sama dilaporkan oleh Somado et al. (2006) bahwa pemberian fosfat alam pada tanah masam nyata meningkatkan biomassa dan N total pada kacang-kacangan di dataran tinggi Afrika.
Fosfat alam memiliki kadar kelarutan P2O5 bervariasi, ukuran butiran halus
sampai kasar, hara P tersedia lambat (slow release), mengandung hara Ca dan Mg cukup tinggi dan unsur mikro Mg, Zn, Cu, B, Mn, Al, Fe, serta logam berat Cd, Pb, As, Ni, dan Co. Keuntungan menggunakan fosfat alam adalah mengandung hara Ca, Mg dan hara mikro serta cocok untuk tanah masam. Kelemahannya adalah kadar dan kelarutan P2O5 bervariasi, respons tanaman sangat dipengaruhi sifat tanah,
tanaman, lingkungan dan mengandung logam berat cukup tinggi (Hartatik 2011). Penggunaan fosfat alam secara langsung umumnya mempunyai kelarutan yang rendah dibandingkan dengan pupuk anorganik, sehingga diperlukan suatu usaha yang dapat meningkatkan kelarutannya seperti penggunaan bahan organik. Pemberian bahan organik dapat meningkatkan efisiensi penggunaan fosfat alam (Rosliani et al. 2009) dan dapat menggantikan 50% pupuk kimia (Biswas 2011). Residu dari fosfat alam mampu menyediakan sumber P sebanyak empat kali penanaman pada jagung dan kacang tunggak (Akande et al. 2005).
8
Senyawa Sekunder
Senyawa sekunder merupakan bahan alam yang dihasilkan dari metabolit primer seperti fotosintesis dan respirasi. Beberapa jenis senyawa sekunder tanaman antara lain alkaloid, terpenoid, flavonoid, hormon pertumbuhan, lignin, dan kutikula (Vickery & Vickery 1981). Senyawa sekunder yang terdapat pada biji jintan hitam salah satunya adalah kelompok terpenoid yaitu monoterpen. Monoterpen adalah produk alami yang merupakan bagian dari minyak atsiri. Monoterpen ini banyak ditemukan pada tanaman obat. Berikut jalur biosintesis monoterpen.
Gambar 2 Jalur biosintesis monoterpen (Degenhardt et al. 2009)
Senyawa sekunder yang terdapat pada biji jintan hitam antara lain minyak atsiri dan asam lemak. Salah satu senyawa yang terdapat pada minyak atsiri adalah monoterpen. Komponen utama yang termasuk golongan monoterpen adalah α -thujene, p-cymene, γ-terpinene, fenchone, dihydrocarvone, thymoquinone, thymohydroquinone, carvacrol dan komposisi komponen tersebut akan berubah seiring dengan pematangan biji (Botnick et al. 2012).
9 Komponen monoterpen lainnya adalah thymoquinone. Thymoquinone merupakan salah satu senyawa yang banyak terdapat pada minyak atsiri biji jintan hitam. Senyawa ini mulai terbentuk dalam biji pada 40 hari setelah antesis (HSA), mulai meningkat setelah 50 HSA dan puncaknya terjadi pada 65 HSA serta mengalami penurunan menjelang akhir pematangan biji (70 HSA). Begitu pula komponen minornya pun mengalami puncaknya pada 65 HSA. Kandungan senyawa ini banyak terdapat pada biji yang telah dihaluskan sebelum diekstraksi dan pada lapisan kulit biji jintan hitam (Botnick et al. 2012). Thymoquinone berfungsi sebagai anti-mikroba, anti-parasit, anti-kanker, anti-inflamasi, imunomodulator, antioksidan dan hepatoprotektor (Gali-Muhtasib 2006). Selain itu, thymoquinone berguna untuk mencegah penyakit kanker usus dan leukimia (Norsharina et al. 2011), antimikroba (Chaieb et al. 2011) dan mencegah kerusakan eritrosit (Harzallah et al. 2012).
3 METODE
Percobaan I. Karakter Agro-Fisiologi Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.) di Tiga Ketinggian Tempat
Percobaan pertama ini bertujuan untuk mempelajari karakter agro-fisiologi tanaman jintan hitam di daerah tropika. Penelitian dilaksanakan di tiga ketinggian tempat yaitu Kebun Percobaan (KP) Cimanggu (350 m dpl), KP Cicurug (550 m dpl) dan KP Manoko Lembang (1301.5 m dpl). Penelitian dilaksanakan mulai bulan April sampai September 2012. Analisis karakter fisiologi dilakukan di Laboratorium Molecular Marker and Spectrophotometry UV-VIS, dan Microtechnique, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian IPB.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan untuk percobaan pertama adalah pupuk kandang sapi, benih jintan hitam yang diimpor dari Arab Saudi, polibag dan bahan untuk analisis klorofil adalah asetris dan supernatan. Alat yang digunakan selama di lapangan adalah alat pencatat suhu harian dan untuk analisis fisiologi menggunakanSPAD 502, spektrofotometer, mikroskop stereo, mikroskop elektrik dan kamera.
Prosedur Analisis Data
10
Pelaksanaan Percobaan
Percobaan pertama dilakukan pada bulan April sampai September 2012. Upaya awal yang dilakukan adalah mencari sumber benih jintan hitam, mengkoleksi biji dari beberapa tempat seperti pasar, toko sampai kebun koleksi tanaman obat. Tahap ke dua adalah menentukan daerah percobaan untuk penanaman jintan hitam. Penentuan tempat percobaan penanaman berdasarkan ketinggian tempat mulai dari dataran rendah yaitu KP Cimanggu, dataran sedang KP Cicurug dan dataran tinggi KP Manoko Lembang. Benih direndam terlebih dahulu dalam air selama 12 jam kemudian ditiriskan dan disemai pada bak semai yang berisi campuran tanah dan pupuk kandang (1:1) (v/v). Selama pembibitan dilakukan penyiraman secara teratur untuk menjaga kelembaban dengan menggunakan sprayer. Tahap berikutnya adalah pencatatan suhu harian pada tiap lokasi pengamatan dan analisis karakter fisiologi pada lingkungan tumbuh yang sesuai. Pengambilan sampel untuk kehijauan daun, analisis kandungan klorofil, pengamatan stomata dan trikoma dilakukan pada umur 7, 11 dan 15 minggu setelah semai (MSS). Berikut peubah yang diamati untuk karakter fisiologi tanaman jintan hitam:
1. Kehijauan daun. Kehijauan daun diamati pada daun ke tiga, saat daun mencapai pertumbuhan optimum dengan menggunakan klorofil meter SPAD 502.
2. Ketebalan daun. Pengukuran ketebalan daun dilakukan pada daun ke tiga, saat daun mencapai pertumbuhan optimum.
3. Kerapatan stomata. Jumlah stomata diamati pada daun ke tiga, saat daun mencapai pertumbuhan optimum.
4. Jumlah trikoma. Jumlah trikoma dihitung pada daun ke tiga, saat daun mencapai pertumbuhan optimum.
5. Analisis kandungan klorofil (mg g-1 daun segar). Kandungan klorofil diamati pada daun ke tiga saat daun mencapai pertumbuhan optimum. Analisis kandungan klorofil dilakukan berdasarkan metode Sims dan Gamon (2002). Sampel daun ditimbang dengan berat ± 0.02 g. Daun tersebut dihaluskan dan ditambahkan asetris sebanyak 1 ml. Daun yang sudah halus dimasukkan ke dalam microtube 2 ml, mortar dibilas dengan asetris sampai microtube penuh 2 ml. Setelah itu disentrifugasi dengan kecepatan 14.000 rpm selama 10 detik. Supernatan diambil 1 ml kemudian dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan asetris 3 ml ke dalam tabung reaksi dan tutup dengan kelereng kemudian di vortex. Absorbansi diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 470, 537, 647 dan 663 nm.
Perhitungan klorofil menggunakan rumus berikut:
Klorofil a (µmol/cm2) = ((0.01373 x A663)-(0.000897 x A537) – (0.005507 x A647) x faktor pengencer x volume)/ luas daun
11 Percobaan II. Laju Pertumbuhan dan Produksi Jintan Hitam (Nigella sativa
L.) dengan Aplikasi Pupuk Kandang Sapi dan Fosfat Alam
Percobaan ke dua bertujuan mempelajari pengaruh kombinasi pupuk kandang sapi dan fosfat alam terhadap laju pertumbuhan dan produksi jintan hitam. Penelitian dilaksanakan pada lingkungan tumbuh yang sesuai menurut hasil dari percobaan pertama yaitu di KP Manoko Lembang. Kebun percobaan terletak pada 6o48’25,41” LS, 107o36’50,66” BT pada ketinggian 1301.5 m dpl dengan jenis tanah andisol. Penelitian dilaksanakan mulai bulan September 2012 sampai Januari 2013. Analisis tanah dan pupuk kandang sapi dilakukan di laboratorium Balittro, fosfat alam dilakukan di Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, IPB. Dosis pupuk kandang yang digunakan mengacu pada penelitian Valadabadi dan Farahani (2011), sedangkan untuk fosfor mengacu pada penelitian Kizil et al. (2008).
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan untuk percobaan ke dua adalah pupuk kandang sapi, fosfat alam, benih jintan hitam dan polibag serta alat ukur berupa penggaris, timbangan sartorius, LI-3100 area meter dan oven. Sumber bahan tanaman berasal dari hasil percobaan pertama.
Prosedur Analisis Data
Penelitian menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) faktorial. Perlakuan terdiri atas dua faktor yaitu pupuk kandang sapi dan fosfat alam. Pupuk kandang sapi terdiri atas empat taraf, yaitu 0, 10, 20 dan 30 ton ha-1. Fosfat alam terdiri atas empat taraf, yaitu 0, 40, 80, 120 kg P2O5 ha-1 sehingga terdapat 16
kombinasi perlakuan. Tiap perlakuan diulang tiga kali sehingga terdapat 48 satuan percobaan. Data yang diperoleh dianalisis menggunakan sidik ragam (uji F) pada taraf 5%. Perlakuan berpengaruh nyata maka dilanjutkan dengan uji jarak berganda Duncan (Duncan’s Multiple Range Test) pada taraf 5% dengan program SAS versi 9.0.
Pelaksanaan Percobaan
Persiapan bibit sama halnya pada percobaan pertama. Periode pembibitan dilakukan selama tiga minggu sampai tanaman membentuk dua daun sempurna. Pupuk diberikan sesuai dengan perlakuan pada saat pengisian tanah pada polibag ukuran 20 cm x 25 cm. Pemberian perlakuan pupuk kandang sapi dan fosfat alam dilakukan dua minggu sebelum pindah tanam.
Konversi dosis pupuk per hektar ke dalam polibag adalah sebagai berikut: Pupuk per polibag = Dosis pupuk per hektar x bobot tanah dalam polibag (kg)
12
Bibit tanaman dipindahkan ke polibag yang telah diberi pupuk sesuai dengan perlakuan. Pemeliharaan tanaman yang dilakukan meliputi penyulaman, penyiraman, penyiangan gulma, pengendalian hama dan penyakit tanaman secara manual. Pengamatan dimulai 5 minggu setelah semai (MSS). Peubah pertumbuhan yang diamati adalah tinggi tanaman, jumlah daun, luas daun (LD), indeks luas daun (ILD), bobot basah dan bobot kering setiap pengamatan dengan cara menimbang per satuan tanaman yang dihasilkan. Analisis pertumbuhan tanaman menggunakan metode Masarovicova (1997) yaitu laju tumbuh relatif (LTR), nisbah luas daun (NLD), dan laju asimilasi bersih (LAB) yang dilakukan mulai umur 7, 9, 11 dan 13 MSS. Peubah hasil yang diamati pada waktu panen adalah jumlah kapsul tanaman-1, jumlah biji kapsul-1 dan bobot 1000 biji.
Analisis pertumbuhan tanaman menggunakan metode Masarovicova (1997) dengan rumus sebagai berikut:
a. LTR = ln W 2− ln W 1
t2−t1 (g hari
-1), dimana:
LTR = Laju Tumbuh Relatif
W2 = bobot kering tanaman pada pengamatan ke-2
W1 = bobot kering tanaman pada pengamatan ke-1
t2-t1 = waktu pengamatan ke-1 dan ke-2
W2 = bobot kering tanaman pada pengamatan ke-2
W1 = bobot kering tanaman pada pengamatan ke-1
L2 - L1 = luas daun pada pengamatan ke-1 dan ke-2
t2-t1 = waktu pengamatan ke-1 dan ke-2
Pengambilan sampel tanaman dilakukan pada umur 7, 9, 11 dan 13 MSS. Pengambilan sampel dilakukan empat kali dengan interval 14 hari sekali. Pengukuran luas daun dan bobot tanaman dilakukan di laboratorium Balittro.
Percobaan III. Pertumbuhan, Produksi dan Kandungan Senyawa Sekunder Jintan Hitam (Nigella sativa L.) dengan Aplikasi Pupuk Kandang Sapi dan Fosfat Alam
13 sekunder dilakukan di Laboratorium Forensik Mabes Polri dan Laboratorium Pusat Studi Biofarmaka LPPM IPB.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan untuk percobaan ke tiga untuk pupuk sama dengan yang digunakan pada percobaan ke dua, benih jintan hitam berasal dari hasil percobaan ke dua. Bahan yang digunakan untuk analisis senyawa sekunder adalah metanol, standar thymoquinone, BM: 164.2 g mol-1 (Sigma-Alldrich). Alat yang digunakan untuk analisis senyawa sekunder adalah GC-MS Agilent dan HPLC Shimadzu.
Prosedur Analisis Data
Penelitian menggunakan Rancangan Split Plot. Perlakuan terdiri atas dua faktor yaitu pupuk kandang sapi dan fosfat alam. Pupuk kandang sapi sebagai petak utama terdiri atas dua taraf, yaitu 0, 50 ton ha-1. Fosfat alam sebagai anak petak terdiri atas empat taraf, yaitu 0, 80, 160, 240 kg P2O5 ha-1 sehingga terdapat 8
kombinasi perlakuan. Tiap perlakuan diulang tiga kali sehingga terdapat 24 satuan percobaan. Data yang diperoleh dianalisis menggunakan sidik ragam (uji F) pada taraf 5%. Perlakuan berpengaruh nyata maka dilanjutkan dengan uji jarak berganda Duncan (Duncan’s Multiple Range Test) pada taraf 5% dengan program SAS versi 9.0.
Pelaksanaan Percobaan
Lahan yang digunakan untuk percobaan di lapangan jenis tanahnya sama dengan yang digunakan untuk media pada percobaan ke dua yaitu andisol. Ukuran petak satuan percobaan adalah 1 m x 1 m dan jarak tanam yang digunakan 15 cm x 30 cm. Aplikasi pupuk kandang sapi dan fosfat alam dilakukan dua minggu sebelum tanam. Populasi bibit per satuan percobaan sebanyak 15 bibit. Bibit yang sudah berumur tiga minggu di bak semai dipindahkan ke polibag kecil selama dua minggu sebelum dipindahtanam ke lapangan dengan tujuan akar tanaman akan lebih kuat.
14
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Percobaan I. Karakter Agro-Fisiologi Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.) di Tiga Ketinggian Tempat
Jumlah Satuan Panas (Heat Units)
Kondisi mikro di lokasi penanaman seperti suhu udara, sinar matahari, kelembaban udara dan angin berpengaruh terhadap proses pertumbuhan tanaman. Semakin tinggi suatu tempat maka semakin rendah suhu udaranya. Sebaliknya semakin rendah suatu tempat atau lokasi tanam maka suhu yang terdapat di lokasi tersebut semakin tinggi. Masing-masing lokasi yaitu dataran rendah KP Cimanggu, dataran sedang KP Cicurug dan dataran tinggi KP Manoko Lembang memiliki rata-rata suhu harian yang berbeda saat melakukan percobaan. Dataran rendah (Cimanggu) adalah 27.23 OC, dataran sedang (Cicurug) adalah 26.20 OC dan dataran tinggi (Manoko) adalah 20.88 OC (Lampiran1).
Pengamatan perkecambahan pada ke tiga lokasi percobaan tersebut dilakukan pada umur 21 hari setelah semai (HSS). Hasil yang diperoleh di KP Cimanggu dengan jumlah satuan panas 472.5 OC hari, dan KP Cicurug (451.5 OC hari) tidak terjadi perkecambahan pada benih jintan hitam. Sementara itu, di KP Manoko Lembang pada 6o48’25,41” LS, 107o36’50,66” BT, ketinggian 1301.5 m dpl dengan jumlah satuan panas 304.5 OC hari, benih jintan hitam mampu berkecambah dengan baik. Umur 23 HSS (494.5 OC hari) di KP Cimanggu sempat berkecambah satu benih, namun pada umur 27 HSS (607.5 OC hari) kecambah tersebut mengalami kematian. Dataran sedang di KP Cicurug sampai 30 HSS (645
OC hari), benih tidak mampu berkecambah (Gambar 3).
472.5 451.5 304.5
▓ ▓ ▓
KP Cimanggu KP Cicurug KP Manoko Jumlah satuan panas (OC hari)
Gambar 3 Jumlah satuan panas pada umur 21 HSS di KP Cimanggu (350 m dpl), KP Cicurug (550 m dpl) dan KP Manoko Lembang (1301.5 m dpl) Terhambatnya perkecambahan di dataran rendah dan dataran sedang diduga jumlah satuan panasnya berada di luar ambang batas minimum atau maksimum suhu harian. Menurut Brown (2013) hubungan antara pertumbuhan dan perkembangan organisme dengan suhu sering mengikuti kurva sigmoid dimana
15 pertumbuhan dan perkembangan organisme akan terhenti apabila suhu berada di luar ambang batas. Apabila jumlah satuan panasnya berada diantara ambang batas atas dan bawah, maka pertumbuhan dan perkembangan organisme akan meningkat pesat.
Pengamatan terhadap jumlah satuan panas di KP Manoko Lembang terus dilakukan pada tanaman jintan hitam sehubungan dengan benih yang mampu berkecambah dan berkembang menjadi tanaman. Pengamatan yang dilakukan terhadap jumlah satuan panas dengan tujuan mendapatkan kebutuhan panas untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman mulai dari semai sampai panen. Diketahuinya kebutuhan panas diharapkan dapat menentukan pertumbuhan dan perkembangan tanaman seperti perkecambahan, pembungaan dan panen. Selain, kebutuhan panas, perbedaan iklim juga menjadi faktor pembatas bagi pertumbuhan, perkembangan, fenologi dan fisiologi tanaman jintan hitam di Indonesia salah satunya adalah suhu malam hari. Suhu malam hari yang tinggi dapat menurunkan laju fotosintesis, ukuran gabah, jumlah biji per tangkai, hasil gabah dan indeks panen pada tanaman gandum (Prasad et al. 2008).
▓ ▓ ▓ ▓ ▓ ▓ ▓
Jumlah satuan
panas (OC hari) 304.5 924 1120 1494 2015.5 2309.5 8167.5
Hari 21 35 14 13 56 10 149
Keterangan: perhitungan jumlah satuan panas berdasarkan rumus jumlah satuan panas = Σ([suhu maksimum + suhu minimum]/2) -5 OC (Rahimi dan Kamali 2012)
Gambar 4 Jumlah satuan panas pada perkecambahan, pembungaan, pembentukan kapsul dan panen di KP Manoko Lembang (1301.5 m dpl)
Jumlah satuan panas yang dibutuhkan untuk perkecambahan jintan hitam adalah 304.5 OC hari, pada hari ke 21. Bunga muncul pada 35 hari kemudian dengan jumlah satuan panas 924 OC hari. Bunga mekar pada14 hari kemudian. Awal pembungaan hanya akan terjadi apabila suhu minimum dan penyinaran minimum tercapai (Iannucci et al. 2007). Menurut Malhotra dan Vashishtha (2008) jintan hitam 50% berbunga pada 72-82 HSS, sedangkan Iqbal et al. (2010) menyatakan jintan hitam mulai berbunga dan 50% berbunga pada 146 dan 154 HSS. Cepatnya proses pembungaan yang terjadi di daerah tropika karena suhu dan intensitas cahaya lebih tinggi dibandingkan di daerah asalnya. Pembentukan kapsul dan panen pertama berturut-turut membutuhkan jumlah satuan panas 1494 dan 2015 OC hari (Gambar 4).
Tanaman jintan hitam berhasil berkecambah dan tumbuh menjadi tanaman dan berbunga, pada percobaan ini menunjukkan bahwa perubahan iklim dan
16
A
lingkungan tumbuh yang terjadi masih berada dalam kisaran yang dapat diterima secara alami oleh tanaman jintan hitam (Gambar 5). Iklim dan lingkungan tumbuh asal jintan hitam yaitu Mediterania pada dasarnya sangat jauh berbeda dengan iklim dan lingkungan tumbuh di Indonesia. Karakter lingkungan tumbuh jintan hitam di Turki yaitu pH tanah 7.8, curah hujan 349.4-424.1 mm tahun-1 dan suhu 9.5-10 OC (Tuncturk et al. 2011). Jintan hitam tumbuh di Jordan dengan ketinggian tempat 800 m dpl, curah hujan 319.2-462.5 mm tahun-1 dan suhu 6.9-20.1 OC (Talafih et al. 2007).
Penelitian plasma nutfah yang dilakukan di Pakistan terhadap 31 genotipe menjadi gambaran pertumbuhan dan perkembangan tanaman jintan hitam di daerah Mediterania. Hasil penelitian menunjukkan rata-rata tinggi tanaman 61.8 cm, pertama berbunga pada hari ke 146 hari, 50% berbunga pada hari ke 154 hari, bunga matang hari ke 188 hari, biomassa 22.67 g, jumlah cabang 7.34, jumlah kapsul 41.40 buah, bobot kapsul 7.48 g, bobot 1000 biji 3.41 g. Genotipe tersebut ada genotipe unggul dengan tinggi tanaman lebih dari 70 cm, pertama berbunga <130 hari, bunga matang <180 hari, biomassa > 30 g, jumlah kapsul > 50 kapsul, bobot kapsul > 10 g dan bobot 1000 biji > 5 g (Iqbal et al. 2010).
Gambar 5 Fase pertumbuhan dan perkembangan jintan hitam di KP Manoko Lembang (1301.5 m dpl): A: Biji, B: Kecambah, C: Bibit, D: Pertumbuhan, E: Pembungaan, F: Anthesis, G: Pembentukan kapsul, H: Kapsul
Karakteristik Fisiologi Tanaman Jintan Hitam
Karakter fisiologi diamati pada umur 7, 11 dan 15 MSS dengan tujuan untuk mengetahui karakter tanaman jintan hitam dari aspek fisiologinya. Pengamatan pertama dilakukan pada umur 7 MSS dengan mengamati peubah yang tersedia pada Tabel 1.
2
A B C D
17 Tabel 1 Keragaan karakter fisiologi jintan hitam pada umur 7, 11 dan 15 MSS di
KP Manoko Lembang (1301.5 m dpl)
Peubah pengamatan Umur (MSS)
7 11 15
Keterangan: Analisis dilakukan di Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian IPB
Data tersebut dapat dilihat bahwa kehijauan daun dan kerapatan stomata cenderung meningkat dengan bertambahnya umur tanaman. Warna hijau pada daun yang tampak oleh mata terbentuk karena klorofil mengabsorbsi cahaya merah dan biru sedangkan cahaya hijau ditransmisikan atau direfleksikan (Taiz dan Zeiger 2002). Stomata memiliki beberapa karakteristik yang mengontrol atau menentukan laju fotosintesis yaitu kerapatan, ukuran dan konduktansi stomata (Khazaei et al. 2010). Kerapatan dan ukuran stomata memiliki hubungan yang sangat erat dengan efisiensi penggunaan air yang berkaitan dengan konduktansi stomata. Kerapatan dan ukuran stomata yang besar pada proses fotosintesis, menghasilkan efisiensi penggunaan air yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang berukuran kecil (Guo et al. 2011).
Klorofil a, klorofil b dan total klorofil pada umur 11 dan 15 MSS tertinggi dibandingkan pada umur 7 MSS. Ali dan Hasan (2014) melaporkan bahwa total klorofil jintan hitam yang di tanam di Arab Saudi sebanyak 1.42 mg g-1, di India sebanyak 1.41-1.84 mg g-1 (Shah dan Samiullah 2007), 1.21-1.56 mg g-1 (Shah 2011), di Iran dan Tunisia masing-masing 2.26 dan 6.04 mg g-1 (Cheikh-Rouhou et al. 2007). Salvador et al. (2001) menyatakan bahwa pigmen klorofil merupakan parameter penting untuk mengevaluasi kualitas minyak. Rasio klorofil a/b cenderung menurun dengan bertambahnya umur tanaman. Pengamatan di akhir tebal daun berkurang. Pengurangan ketebalan daun berkaitan langsung dengan panjang dan susunan lapisan palisade. Semakin panjang sel palisade atau bila palisade terdiri atas beberapa lapis sel maka daun semakin tebal (Muhuria et al. 2006).
18
Gambar 6 Keragaan karakter fisiologi tanaman jintan hitam di KP Manoko Lembang (1301.5 m dpl): A: Tebal daun, B: Stomata, C: Trikoma, D: Klorofil
Percobaan II. Laju Pertumbuhan dan Produksi Jintan Hitam (Nigella sativa L.) dengan Aplikasi Pupuk Kandang Sapi dan Fosfat Alam
Kondisi Umum
Tanah yang digunakan untuk penelitian ini tergolong agak masam dengan H2O sebesar 6.19 dan KTK yang terdapat di dalamnya sedang yaitu sebesar 24.29 c
mol kg-1, sehingga kekuatan mengikat dan menukarkan unsur hara rendah (Lampiran 2). Sumbangan hara bagi tanaman dari pupuk kandang sapi yaitu 1.52% N, 0.64% P, 0.56% K, kadar air 48.80 dan C/N rasio sebesar 17, sedangkan sumbangan dari fosfat alam yaitu 0.03% N, 2.87% P2O5 total dan 0.97% P2O5 larut
dalam asam sitrat 2%.
Persentase tumbuh bibit jintan hitam rendah, dengan kisaran tumbuh 50-60% dari total benih yang disemai. Secara umum tanaman tidak mengalami serangan hama dan penyakit, sehingga tidak terlihat kerusakan pada tanaman jintan hitam. Gulma yang tumbuh di sekitar tanaman jintan hitam yang dominan adalah gulma teki dan semanggi. Pertumbuhan tanaman tidak seragam diduga karena tanaman belum mampu beradaptasi.
Hasil uji ragam terhadap peubah pertumbuhan dan produksi jintan hitam pada percobaan ke dua terdapat pada Tabel 2. Peubah yang dipengaruhi oleh pupuk kandang sapi adalah tinggi tanaman, jumlah daun, jumlah cabang, jumlah bunga, bobot basah batang, bobot kering batang, bobot basah daun, bobot kering daun, bobot basah total dan bobot kering total. Peubah yang dipengaruhi fosfat alam adalah luas daun dan indeks luas daun.
19 Tabel 2 Rekapitulasi ragam komponen pertumbuhan dan produksi jintan hitam
dengan aplikasi pupuk kandang sapi dan fosfat alam pada polibag Perlakuan
20
Tinggi Tanaman dan Jumlah Daun
Pemberian pupuk kandang sapi meningkatkan tinggi tanaman dan jumlah daun pada umur 9 dan 11 MSS (Tabel 3). Tinggi tanaman jintan hitam ini (23.0 cm) belum optimal jika dibandingkan dengan tanaman yang tumbuh di kawasan Mediterania yang berkisar antara 32.1-100 cm (Tuncturk et al. 2005; Malhotra dan Vashishtha 2008; Valadabadi dan Farahani 2011; Tuncturk et al. 2011; Shah dan Tak 2011; Hendawy et al. 2012; El-Mekawy 2012).
Tabel 3 Tinggi tanaman dan jumlah daun jintan hitam pada berbagai perlakuan pemupukan pada umur 5, 7, 9, 11 dan 13 MSS
Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada uji DMRT 5%; tn=tidak nyata.
21 pada pertumbuhan tinggi tanaman maupun jumlah daun. Hal tersebut karena fosfat alam sebagai sumber fosfor diduga belum tersedia bagi tanaman karena sifatnya yang lambat tersedia bagi tanaman.
Jumlah Cabang dan Jumlah Bunga
Pupuk kandang sapi mempengaruhi jumlah cabang dan jumlah bunga pada umur 11 MSS. Pemberian pupuk kandang sapi 30 ton ha-1 mampu meningkatkan jumlah cabang dan jumlah bunga dibandingkan dengan kontrol (Tabel 4).
Tabel 4 Jumlah cabang dan jumlah bunga jintan hitam pada berbagai perlakuan pada umur 11 MSS
Perlakuan Jumlah cabang tanaman-1 Jumlah bunga tanaman-1 (buah)
Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada uji DMRT 5%.
Hal ini diduga pada 11 MSS hara cukup tersedia terutama dari pupuk kandang sapi, sehingga mampu dimanfaatkan tanaman jintan hitam untuk pertumbuhan jumlah cabang dan jumlah bunga. Jumlah cabang dan jumlah bunga pada saat 11 MSS sebanyak 1-2 buah tanaman-1. Jumlah cabang dan jumlah bunga pun sama halnya dengan tinggi tanaman memiliki jumlah belum optimal (3.3 cabang dan 1.7 bunga) bila dibandingkan dengan di habitat aslinya yang berkisar antara 4-30 cabang (Tuncturk et al. 2005; Malhotra dan Vashishtha 2008; Rabbani et al. 2011; Tuncturk et al. 2011; Hendawy et al. 2012; El-Mekawy 2012) dan 20-34 bunga (Balakrishnan dan Gupta 2011). Hal yang sama terjadi pada tanaman artemisia yang berbunga lebih cepat di daerah tropika karena perubahan lingkungan tumbuh antara lain tingginya suhu dan intensitas cahaya, serta penyinaran matahari yang pendek (< 13 jam hari-1) (Gusmaini dan Nurhayati 2007).
Luas Daun (LD) dan Indeks Luas Daun (ILD)
Fosfat alam meningkatkan LD dan ILD pada umur 9, 11 dan 13 MSS (Tabel 5). Perlakuan fosfat alam 80 kg P2O5 ha-1 memberikan nilai LD dan ILD tertinggi
22
(Camacho et al. 2002). Nilai LD per tanaman jintan hitam hasil penelitian di atas masih sangat rendah (18.5 cm2) bila dibandingkan dengan hasil penelitian di India yang berkisar antara 170.6-692 cm2 (Shah dan Samiullah 2007; Shah dan Tak 2011; Shah 2011). Luas daun merupakan salah satu indikator pertumbuhan tanaman yang penting karena laju fotosintesis per satuan tanaman dominan ditentukan oleh luas daun. Fungsi utama daun yaitu sebagai tempat berlangsungnya proses fotosintesis (Sitompul dan Guritno 1995).
Tabel 5 Luas daun (LD) dan indeks luas daun (ILD) jintan hitam pada berbagai perlakuan pemupukan pada umur 7, 9, 11 dan 13 MSS
Perlakuan 7 9 Umur (MSS) 11 13
Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada uji DMRT 5%.
Nisbah Luas Daun (NLD)
23
Gambar 7 Nisbah luas daun (NLD) jintan hitam pada berbagai perlakuan
pemupukan pada umur 7-13 MSS
Penurunan NLD diduga karena pertambahan luas daun yang rendah dan efisiensi fotosintesis daun rendah sehingga menghasilkan bahan kering yang rendah. Hal yang sama terjadi pada tanaman daun dewa, nilai NLD menurun seiring dengan meningkatnya umur tanaman (Ghulamahdi et al. 2008). Meningkatnya umur tanaman maka ILD juga meningkat, sehingga daun menjadi banyak. Menurut Nirwan (2007) intensitas cahaya rendah akan menghambat peningkatan jumlah sel sehingga daun menjadi tipis pada tanaman daun dewa.
Laju Tumbuh Relatif (LTR) dan Laju Asimilasi Bersih (LAB)
Berdasarkan data yang disajikan pada Gambar 8, LTR dan LAB tidak dipengaruhi pupuk kandang sapi dan fosfat alam. Peningkatan LTR dan LAB yang pesat terjadi pada awal pertumbuhan mulai 5-9 MSS (35-63 HSS).
24
Gambar 8 Laju tumbuh relatif (LTR) dan laju asimilasi bersih (LAB) jintan hitam pada berbagai perlakuan pemupukan pada umur 7-9 MSS, 9-11 MSS dan 11-13 MSS
Menurut Halvin et al. (2005) pupuk kandang sebagai sumber N diperlukan tanaman untuk pertumbuhan vegetatif tanaman dan meningkatkan laju fotosintesis tanaman. Nilai LTR dan LAB pada umur 7-9 MSS mengalami peningkatan pertumbuhan yang pesat dan mengalami penurunan seiring dengan bertambahnya umur tanaman pada umur 11-13 MSS. Hal tersebut disebabkan pada umur tersebut jintan hitam sudah memasuki fase generatif yang ditandai dengan munculnya bunga. Apabila tanaman sudah memasuki fase reproduksi maka sebagian besar fotosintat akan dialirkan ke organ reproduksi seperti bunga sehingga perkembangan organ-organ vegetatif seperti batang dan daun akan menurun. Menurut Nirwan (2007) peningkatan asimilat pada awal pertumbuhan meningkat dengan pesat, tetapi menurun dan konstan dengan bertambahnya umur tanaman pada tanaman daun dewa. Shah dan Tak (2011) melaporkan bahwa LTR dan LAB meningkat pada 70 hari setelah semai pada tanaman jintan hitam.
Bobot Basah dan Bobot Kering Tanaman
Peningkatan bobot basah dan bobot kering pada umur 9 MSS dipengaruhi oleh perlakuan pupuk kandang sapi. Bobot basah total (0.313 g) dan bobot kering total (0.042 g) tertinggi untuk perlakuan pupuk kandang sapi dosis 30 ton ha-1 dan terendah terdapat pada perlakuan kontrol (Gambar 9). Bobot basah dan bobot kering pada umur 9 MSS mengalami peningkatan. Hal tersebut disebabkan pada umur tersebut tanaman jintan hitam sedang berada pada fase vegetatif, maka sebagian besar fotosintat dialirkan ke organ vegetatif seperti batang dan daun sehingga perkembangan organ-organ vegetatif meningkat yang ditandai dengan nilai LTR dan LAB meningkat. Hasil analisis regresi menunjukkan bahwa pemberian pupuk kandang sapi hingga 30 ton ha-1 masih dapat meningkatkan bobot basah dan bobot kering total tanaman jintan hitam.
25
Gambar 9 Bobot basah dan bobot kering total tanaman jintan hitam pada berbagai taraf dosis pupuk kandang sapi pada umur 9 MSS
Rendahnya bobot basah dan bobot kering pada tanaman jintan hitam diduga disebabkan karena belum dapat beradaptasi dengan baik di iklim tropika. Menurut Hartini (2006) tanaman bisa beradaptasi apabila sudah mengalami berbagai pergantian musim sehingga dapat diyakinkan bahwa tanaman tersebut sudah menyatu dengan lingkungan. Untuk mendukung supaya tanaman dapat beradaptasi salah satunya adalah memodifikasi lingkungan tumbuhnya. Koesmaryono et al. (2004) menyatakan bahwa salah satu upaya untuk meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman soba yang merupakan tanaman subtropika adalah memodifikasi suhu tanah.
Jumlah Biji Kapsul-1 dan Bobot 1000 Biji
Jumlah biji per kapsul dan bobot 1000 biji tidak dipengaruhi oleh pupuk kandang sapi dan fosfat alam. Perlakuan pupuk kandang sapi 20 ton ha-1 menghasilkan produksi biji per kapsul sebesar 41.6% dan bobot 1000 biji sebesar 15% terhadap kontrol (Tabel 6). Fosfat alam 80 kg P2O5 ha-1 menghasilkan produksi
biji per kapsul sebesar 34.19% terhadap kontrol.
Tabel 6 Jumlah dan bobot 1000 biji jintan hitam pada berbagai perlakuan pemupukan
Perlakuan Jumlah kapsul tanaman-1 biji kapsulJumlah -1 Bobot 1000 biji (g)
Pupuk kandang sapi (ton ha-1)
Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada uji DMRT 5%.
26
Peningkatan dosis pupuk kandang sapi dan fosfat alam diikuti dengan meningkatnya jumlah biji kapsul-1 dan bobot 1000 biji pada saat panen. Hal tersebut disebabkan pada awal pertumbuhan (7-9 MSS) tanaman jintan hitam sedang pada fase vegetatif yang ditandai dengan nilai LTR dan LAB meningkat. Memasuki fase generatif maka sebagian besar fotosintat akan dialirkan ke organ reproduksi seperti bunga sehingga pada saat panen organ-organ reproduksi meningkat yang ditandai dengan meningkatnya jumlah biji kapsul-1 dan bobot 1000 biji.
Jumlah kapsul tanaman-1 (7.61%), jumlah biji kapsul-1 (32.37%) dan bobot 1000 biji (71.34%). Hal tersebut belum menunjukkan hasil yang optimal jika dibandingkan dengan hasil penelitian di India, Pakistan dan Turki yang menghasilkan jumlah kapsul tanaman-1 dan jumlah biji kapsul-1 masing-masing berkisar antara 5-23 kapsul dan 52-93 biji (Toncer dan Kizil 2004; Talafih et al. 2007; Tuncturk et al. 2012) serta bobot 1000 biji berkisar antara 2.26-3.21 g (Shah dan Samiullah 2007; Rabbani et al. 2011; Tuncturk et al. 2012).
Percobaan III. Pertumbuhan, Produksi dan Kandungan Senyawa Sekunder Jintan Hitam (Nigella sativa L.) dengan Aplikasi Pupuk Kandang Sapi dan Fosfat Alam
Kondisi Umum
Kadar N total tergolong rendah dan P total di lahan penelitian tergolong rendah sedangkan K total tergolong ke dalam kategori tinggi (Lampiran 2). Kadar P total yang rendah sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor diantaranya pH tanah. Hasil analisis tanah menunjukkan bahwa reaksi tanah bersifat agak masam. Kemasaman tanah menyebabkan P terikat oleh Fe atau Al sehingga menjadi tidak tersedia bagi tanaman. Rasio C/N pada tanah tergolong sedang yang memungkinkan proses mineralisasi bahan organik berlangsung. Fosfat alam pada percobaan ini ditujukan sebagai sumber P namun ketersediaan P dari pupuk ini sangat rendah sehingga diduga sumber hara P terbesar pada tanaman jintan hitam diperoleh dari pupuk kandang sapi.
Persentase tumbuh bibit tanaman sama seperti pada percobaan pertama sekitar 50-60%. Pada percobaan di lapangan tanaman mengalami serangan hama seperti belalang, semut, jangkrik dan penyakit jamur pada akar. Gulma yang tumbuh di sekitar tanaman jintan hitan yang dominan adalah gulma teki dan semanggi. Pertumbuhan tanaman di lapangan secara keseluruhan lebih baik dibandingkan dengan yang ditanam di polibag. Hal ini diduga karena tanaman mendapatkan sinar matahari penuh sehingga proses fotosintesis dapat berjalan dengan normal.
27 Tabel 7 Rekapitulasi sidik ragam komponen pertumbuhan, produksi jintan hitam
dengan aplikasi pupuk kandang sapi dan fosfat alam di lapangan Perlakuan
Keterangan: **= berbeda nyata pada taraf kepercayaan 99%; *= berbeda nyata pada taraf kepercayaan 95%; tn= tidak berbeda nyata; 1)= hasil transformasi√x+0.5.
Tinggi Tanaman dan Jumlah Daun
Pemberian fosfat alam 160 kg P2O5 ha-1 meningkatkan tinggi tanaman (28.7
cm) dibandingkan dengan kontrol (25.8 cm) pada umur 17 MSS, sedangkan jumlah daun tidak berbeda (Gambar 10). Rata-rata tinggi tanaman dari 30 aksesi jintan hitam yang ditanam di Pakistan adalah 61.8 cm (Iqbal et al. 2010) atau 115.6% lebih tinggi dibandingkan dengan hasil percobaan di daerah tropika. Fosfat alam merupakan sumber P yang sifatnya lambat tersedia, dengan adanya bahan organik berupa pupuk kandang sapi diharapkan ketersediaan P dalam tanah meningkat. Kondisi ini sesuai dengan pendapat Garg dan Bahl (2008) yang melaporkan bahwa penambahan pupuk kandang dapat meningkatkan ketersedian P bagi tanaman dengan meningkatkan aktivitas enzim phosphatase. Ketersediaan P dari pupuk fosfat alam juga dapat ditingkatkan melalui pemasaman yang diinduksi dengan NH4+ ( Pickering et al. 2002). Hasil penelitian Ali dan Hasan (2014) di Arab Saudi,
28
Gambar 10 Tinggi tanaman dan jumlah daun jintan hitam pada berbagai taraf dosis pupuk kandang sapi dan fosfat alam pada umur 7-17 MSS
Jumlah Bunga
Fosfat alam mempengaruhi jumlah bunga jintan hitam pada umur 11 MSS. Pemberian fosfat alam 160 kg P2O5 ha-1 meningkatkan jumlah bunga dibandingkan
dengan kontrol (Tabel 8). Hubungan antara dosis fosfat alam dengan jumlah bunga yang bersifat kuadratik juga dapat dilihat pada umur 11 MSS. Titik optimum dosis fosfat alam adalah 128.6 kg P2O5 ha-1 dengan jumlah bunga sebanyak 4.4 bunga
Pupuk kandang sapi 0 ton ha-1 Pupuk kandang sapi 50 ton ha-1
0
Pupuk kandang sapi 0 ton ha-1 Pupuk kandang sapi 50 ton ha-1
0
160 kg P2O5 ha-1 240 kg P2O5 ha-1
0
29 Tabel 8 Jumlah bunga jintan hitam pada berbagai perlakuan pemupukan pada umur
9, 11, 13, 15 dan 17 MSS
Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada uji DMRT 5%.
Gambar 11 Hubungan dosis fosfat alam dengan jumlah bunga pada umur 11 MSS Penurunan jumlah bunga akibat gagal membentuk kapsul terjadi pada umur 15-17 MSS. Jumlah bunga terus mengalami penurunan sampai saat kapsul dipanen pada umur 19 MSS. Kegagalan bunga membentuk kapsul diduga karena hara yang tersedia dalam hal ini fosfor tidak cukup untuk mendukung pembentukan kapsul, sehingga bunga kering sebelum menjadi kapsul (Gambar 12).
30
Produksi Biji Jintan Hitam
Pengamatan jumlah kapsul tanaman-1, jumlah biji kapsul-1, bobot 1000 biji dan produksi ha-1 dilakukan pada 19 MSS. Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa pupuk kandang sapi 50 ton ha-1 dan fosfat alam 160 kg P2O5 ha-1 masing-masing
mampu meningkatkan produksi per hektar dibandingkan dengan kontrol (Tabel 9). Hubungan antara dosis fosfat alam dengan produksi per hektar yang bersifat kuadratik juga dapat dilihat pada umur 19 MSS. Titik optimum dosis fosfat alam adalah 151 kg P2O5 ha-1 dengan produksi ha-1 sebesar 62.5 kg ha-1 (Gambar 13).
Hasil penelitian Ali dan Hasan (2014) menunjukkan bahwa pemberian pupuk kandang sapi dan pupuk hayati pada tanaman jintan hitam baik secara tunggal maupun kombinasi, mampu meningkatkan jumlah kapsul tanaman-1, bobot 1000 biji, dan bobot biji tanaman-1 dibandingkan dengan kontrol.
Tabel 9 Jumlah kapsul, jumlah biji kapsul-1, bobot 1000 biji dan produksi biji ha-1 pada berbagai perlakuan pemupukan pada umur 19 MSS
Perlakuan Jumlah kapsul tanaman-1 Jumlah biji kapsul-1 Bobot 1000 biji (g) Produksi biji ha-1 (kg)
Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada uji DMRT 5%.
31 Jumlah kapsul, jumlah biji kapsul-1, bobot 1000 biji hasil penelitian di Indonesia masih rendah jika dibandingkan dengan hasil penelitian Iqbal et al. (2010) di Pakistan yang menunjukkan bahwa rata-rata jumlah kapsul dan bobot 1000 biji dari 31 aksesi masing-masing adalah 41.4 kapsul dan 3.41 g atau 1143.24 dan 34.78% lebih banyak. Produksi tiap hektar jintan hitam yang ditanam masih rendah, baru sekitar 2.84-16.18% jika dibandingkan dengan produksi ha-1 di daerah Mediterania. Ghamarnia et al. (2010) melaporkan produksi jintan hitam di Iran mencapai 1403-2075 kg ha-1, 1298-2047 kg ha-1 (Valadabadi dan Farahani 2011), di Turki 509-575 kg ha-1 (Tuncturk et al. 2012), 538-597 kg ha-1 (Tuncturk et al. 2011), 364-701 kg ha-1 (Tuncturk et al. 2005), 579-1534 kg ha-1 (Kizil et al. 2008), di Pakistan 526-1720 kg ha-1 (Hussain et al. 2009).
Kandungan Hara Tanaman Jintan Hitam
Hasil analisis jaringan menunjukkan bahwa kandungan nitrogen pada jaringan daun jintan hitam adalah 2.56-3.07% dan fosfor 0.07-0.13% (Tabel 10). Kadar N dan P tertinggi terdapat pada perlakuan pupuk kandang sapi 0 ton ha-1+ fosfat alam 160 kg P2O5 ha-1 masing-masing sebesar 3.07% N dan 0.13% P. Kadar
N dan P terendah terdapat pada perlakuan pupuk kandang sapi 50 ton ha-1 + fosfat alam 0 kg P2O5 ha-1 yang menyumbang hara sebesar 2.74% N dan 0.07% P. Ali dan
Hasan (2014) melaporkan hasil analisis jaringan jintan hitam bahwa kandungan nitrogen berkisar 1.42-1.94% dan fosfor berkisar 0.23-0.36%. Pemberian pupuk kandang sapi dan pupuk hayati baik tunggal maupun kombinasi nyata menurunkan nitrat dan nitrit biji jintan hitam, sehingga dapat meningkatkan kualitas biji dan minyak. Penurunan nitrat dan nitrit pada biji merupakan faktor penting dalam proses mengekspor buah dan biji tanaman aromatik termasuk jintan hitam.
Nitrogen dan fosfor termasuk hara makro yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang banyak seperti halnya unsur makro lainnya. Menurut Halvin et al. (2005) bahwa kadar P pada jaringan tanaman berkisar 0.1-0.5%. Fosfor sendiri merupakan salah satu unsur hara yang memiliki peranan cukup penting dalam pertumbuhan tanaman selain nitrogen dan kalium (Soepardi 1983).
Tabel 10 Kadar nitrogen dan fosfor pada jaringan tanaman jintan hitam pada umur 19 MSS
