* Korespondensi : email:
PENGARUH CEKAMAN NAUNGAN TERHADAP PERTUMBUHAN DAN
KANDUNGAN PROLIN PADA TANAMAN JARAK PAGAR (Jatropha curcas. L)
Setiyowati
Program Studi Pendidikan Biologi FKIP Unidar-Ambon Diterima 25-04-2014; Terbit 26-05-2014
ABSTRACT
The objectives of this experiment was to observe the effect of shading stress on growth and proline compounds of jarak pagar (Jatropha curcas. L). The experiment was carried out with two levels of treatments including without shading (N0) and shading (N1) with 3 replications. Result of the experiment showed that under shading stress have a positive influence on most growth parameters including length, shoot and root dry mass and leaf areas. The proline compounds on 1 weeks in control (without shading) was lower than those got shading. For last treatment in control the proline compounds was higher than those got shade treatment.
Keywords: Jatropha curcas. L, proline
PENDAHULUAN
Tanaman tingkat tinggi merupakan
organisasi hidup yang komplek, yang
didalamnya terdapat banyak proses yang saling
melengkapi dan mempengaruhi. Tanaman
dalam hidupnya mungkin akan dihadapkan pada
lingkungan yang kurang menguntungkan.
Tanaman akan melakukan tanggapan dan penyesuaian terhadap perubahan lingkungan yang dihadapinya agar hidupnya tetap lestari. Perubahan lingkungan yang ekstrim (cekaman) dan berlangsung dalam waktu yang lama dapat
memberikan pengaruh buruk pada
perkecambahan, pertumbuhan, perkembangan dan reproduksi pada tumbuhan.
Stres (cekaman) lingkungan akan
memberikan efek kerusakan pada tanaman, baik kerusakan primer maupun kerusakan sekunder. Tetapi kerusakkan tersebut ada yang bersifat irreversibel (tidak dapat balik) dan ada juga yang bersifat reversibel (dapat balik) menurut Setyati dan Yahya (1988). Disamping itu kemampuan tanaman dalam meningkatkan produksinya juga dipengaruhi oleh berbagai faktor eksternal. Tekanan eksternal seperti cekaman suhu tinggi, cekaman air (kekeringan), cekaman naungan, cekaman garam dan ion, diketahui dapat
menghambat optimalisasi produksi suatu
tanaman.
Unsur radiasi matahari yang penting bagi tanaman ialah intensitas cahaya, kualitas cahaya, dan lamanya penyinaran. Bila intensitas cahaya yang diterima rendah, maka jumlah cahaya yang diterima oleh setiap luasan permukaan daun dalam jangka waktu tertentu
rendah (Gardner et al., 1991). Kondisi
kekurangan cahaya berakibat terganggunya
metabolisme, sehingga menyebabkan
menurunnya laju fotosintesis dan sintesis karbohidrat (Chowdury et al., 1994 ; Sopandie et al., 2003).
Pada kondisi kekurangan cahaya, tanaman
berupaya untuk mempertahankan agar
fotosintesis tetap berlangsung dalam kondisi intensitas cahaya rendah. Keadaan ini dapat dicapai apabila respirasi juga efisien (Sopandie et al., 2003). Mohr dan Schopfer (1995)
menyatakan kemampuan tanaman untuk
beradaptasi terhadap lingkungan ditentukan oleh sifat genetik tanaman. Secara genetik, tanaman yang toleran terhadap naungan mempunyai kemampuan adaptasi yang tinggi terhadap perubahan lingkungan.
Saat tanaman menghadapi cekaman
lingkungan senantiasa berupaya melakukan adaptasi. Misal dengan perubahan karakter morfologi dan fisiologi tanaman (Park et, al, 1997 dan Sulistyono et.al.1999). Perubahan karakter ini menyesuaikan dengan kondisi kekurangan cahaya sehingga lebih efisien dalam menangkap energi cahaya untuk pertumbuhannya (Sopandie et. al. 2003).
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemberian naungan terhadap respon tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) dalam hal respon morfologi dan kandungan Prolin METODE
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan November 2009 sampai Desember 2009, dengan tempat pelaksanaan di Green House
639 laboratorium Fisiologi Tumbuhan, Departemen Biologi FMIPA IPB.
Penelitian dilakukan dengan satu faktor yaitu pemberian cekaman naungan dengan 2 taraf terdiri dari tanapa naungan (N0) dan dangan naungan(N1) dengan 3 kali ulangan. Bahan dan Alat
Bahan untuk analisis Prolin adalah
Ninhydrin, asam asetat glacial, asam fosfat, asam sulfosalisilik 3 %, kertas Whatman no. 42, toluence, prolin murni Alat yang digunakan mortal, ruang asam, sarung tangan, masker, pipet volumetric (1 ml, 5 ml dan 10 ml), bulb, oven, vortek, spektrofotometer
Bahan yang akan dianalisis digunting kemudian ditimbang . Untuk setiap pengamatan diambil 2 tanaman kontrol dan 2 tanaman perlakuan
Pengamatan Respon Pertumbuhan dan Kandungan prolin
Tanaman jarak pagar diukur setiap
pengamatan hari ke 0, 7 dan 14. Pengukuran dilakukan terhadap tinggi tajuk, jumlah daun, lebar daun, panjang akar, bentuk perakaran, berat kering akar dan berat kering tajuk.
Sebanyak 0,5 gr sample daun digerus dengan 10 ml asam sulfosalisilik 3 %. Hasil gerusan disaring dengan filtrate Wathman no. 42. Sebanyak 2 ml filtrate direaksikan dengan 2 ml asam ninhydrin dalam 30 ml asam asetat glacial dan 20 ml 6 molar asam fosfat dan 2 ml asam asetat glacial di dalam tabung reaksi.
Larutan kemudian dioven 1000 C selama 1 jam.
Kemudian larutan didinginkan segera di dalam “ ice bath”. Ditambahkan 4 ml toluene. Kemudian divortek selama 15 menit. Terjadi pemisahan larutan , hasil pemisahan dispektrofotometer pada panjang gelombang 520 nm.Sebagai blanko digunakan toluene.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Respon Pertumbuhan Tanaman Jarak
Tanaman Jarak Pagar yang diamati selama 3 minggu telah diaklimasikan selama satu
minggu. Percobaan perlakuan naungan
dilakukan selama tiga minggu dan pengambilan data dilakukan mulai hari ke- 0, ke-7 dan ke-14. Tanaman yang mengalami perlakuan naungan pada hari ke-0 dan ke-7 tidak menunjukkan respon pertumbuhan yang nyata antara tanaman control dengan tanaman yang diberi perlakuan,
dan pada pertumbuhan perakarannya
menunjukkan bentuk melingkar tanpa adanya
akar primer. Pada minggu ketiga (hari ke -14) menunjukkan penurunan tinggi tanaman yang sangat berbeda nyata antara tanaman yang diberi perlakuan dengan tanaman control mengalami penambahan tinggi tajuk lebih cepat dibanding pada tanaman yang diberi naungan.
Menurut Lambers et. al. (1997) pada keadaan ternaungi spectrum cahaya yang aktif dalam proses fotosintesis ( panjang gelombang
400-700 nm) menurun. Tanaman akan
melakukan penyesuaian untuk mengefisienkan penangkapan energy cahaya yaitu salah satunya dengan meningkatkan tinggi tanaman. Levitt (1980) mengatakan bahwa adaptasi terhadap naungan dicapai melalui : (i) mekanisme
penghindaran (avoidance) yang berkaitan
dengan perubahan anatomi dan morfologi daun untuk fotosintesis yang efisien, serta (ii) mekanisme toleran (tolerance) yang berkaitan dengan penurunan titik kompensasi cahaya serta respirasi yang efisien.
Berbeda dengan hasil percobaan
menunjukkan tanaman yang diberi naungan mengalami penurunan tinggi tanaman pada minggu ke-3. Hal ini diduga disebabkan tanaman
yang digunakan untuk percobaan
keseragamannya kurang. Semakin tinggi tingkat naungan semakin kecil intensitas cahaya yang diterima tanaman maka suhu udara rendah, kelembaban udara semakin tinggi. Kelembaban
udara dapat mempengaruhi pertumbuhan
tanaman karena dapat menghambat
pertumbuhan dan pembungaan tanaman
(Kramer and Kozlowski, 1960 dalam Widiastuti L. et. al, 2004). Kelembaban udara dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman karena mempengaruhi proses fotosintesis.
Ketika tumbuhan mulai mendapat faktor cekaman, terjadi reaksi tanda bahaya, saat fungsi yang berkepentingan menyimpang dari biasanya. Kemudian fase berlangsung tahap resistensi ( atau fase pemulihan ), saat organisme beradaptasi pada faktor cekaman dan fungsi sering kembali menuju keadaan normal ( tapi mungkin tidak benar-benar mencapainya). Akhirnya jika faktor cekaman meningkat atau terus menerus berlangsung dalam waktu lama, mungkin tercapai fase kelelahan, saat fungsi menyimpang dari normal dan mengakibatkan kematian (Salisbury, 1992).
Berat kering (Biomassa) tajuk pada
tanaman jarak kontrol menunjukkan nilai yang berbeda nyata dengan tanaman yang diberi perlakuan naungan pada 4 mst. Hal ini
640 memberikan pengaruh terhadap berat kering
(biomasa) tanaman setelah minggu ke-
pemberian perlakuan. Pada berat kering akar tanaman kontrol pada minggu ke -1 dan ke-2 menunjukkan penurunan yang sangat signifikan. Berbeda dengan tanaman yang diberi perlakuan
naungan pada minggu ke-2 mengalami
penurunan. Naungan mengurangi radiasi sinar utama yang aktif pada fotosintesis sehingga berakibat menurunnya asimilasi nitrogen ( Lambers et. al., 1997). Jadi hasil fotosintesis yang dihasilkan banyak didistribusikan ke bagian tajuk daripada distribusi kearah akar (Djukri et. al., 2003).
Jarak pagar selama 3 minggu perlakuan naungan dan kontrol
Jumlah daun tanaman Jarak Pagar pada umur 30 hari pada kontrol dan perlakuan naungan menunjukkan nilai yang tidak berbeda nyata. Hal ini menunjukkan bahwa pemberian perlakuan naungan tidak mempengaruhi jumlah daun yang tumbuh. Pada penelitian Musyarowah (2006) menunjukkan pengaruh naungan mulai direspon oleh tanaman setelah diberi perlakuan selama 4 minggu. Pengaruh tercepat dari cekaman naungan adalah pada penurunan kandungan karbohidrat (Kephart et. al,1992; Chaturvedi et.al., 1994).
Pada kebanyakan tanaman kemampuan tanaman dalam mengatasi cekaman naungan
bergantung pada kemampuannya untuk
melanjutkan fotosintesis dalam kondisi defisit cahaya, kemampuan tersebut dapat dicapai jika respirasi juga efisien (Levitt, 1980 ; Hale dan Orcutt, 1987; Sopandie et. al.,2003). Laju fotosintesis berkurang mengakibatkan fotosintat
yang dihasilkan berkurang sehingga
pertumbuhan vegetatif terutama pertumbuhan daun berkurang. Berarti dari percobaan yang dilakukan ternyata tanaman jarak masih dapat
memberikan toleransi terhadap perlakuan
naungan yang diberikan.
Pengamatan lebar daun pada tanaman
Jarak yang diberi perlakuan naungan
menunjukkan kenaikan lebar daun berbeda nyata dengan lebar daun tanaman control. Menurut Hale dan Orchutt (1987) adaptasi tanaman terhadap cekaman naungan melalui peningkatan luas daun dan pengurangan jumlah
cahaya yang ditransmisikan dan yang
direfleksikan. Jadi kenaikan luas daun akan memperluas area penangkapan cahaya.
Daun tanaman yang ternaungi mengalami pengurangan lapisan palisade dan sel-sel mesofil (Taiz dan Zeiger, 2002). Daun yang tipis
dimaksudkan agar lebih banyak radiasi matahari yang dapat diteruskan ke bawah sehingga distribusi cahaya merata sampai pada bagian daun bagian bawah. Penurunan tebal daun diiringi dengan pelebaran atau penambahan luas agar penerimaan cahaya matahari banyak. Hal
tersebut dapat meningkatkan efisiensi
penangkapan cahaya tiap unit area fotosintesis. Menurut Johnston dan Ouwueme (1998) dengan semakin tinggi tingkat naungan yang diberikan, tanaman akan melakukan adaptasi dengan meningkatkan efisiensi penangkapan cahaya tiap unit area fotosintetik
Pada semua tanaman baik kontrol maupun
yang diberi perlakuan mempuyai bentuk
perakaran melingkar yaitu tidak ditemukan akar primer dan akar sekunder tumbuh kearah samping dengan ukuran hampir sama besar. Bahan baku yang dihasilkan untuk fotosintesis lebih banyak digunakan perkembangan tajuk dibandingkan dengan akar. Alur transportasi hasil fotosintesis adalah dari daun menuju ke bagian lain yang memerlukan seperti batang dan akar melalui pembuluh floem, yang dikenal dengan gerakan basipetal. Dengan mekanisme seperti ini, pada kondisi naungan akar akan
memperoleh fotosintat yang lebih sedikit
dibandingkan dengan tajuk (Djukri dan purwoko B. S., 2003)
Kandungan Prolin
Kandungan prolin pada minggu pertama pada tanaman kontrol lebih rendah dibanding yang mendapat naungan. Tanaman jarak kontrol
pada minggu ke-2 mengalami kenaikan
kandungan prolin sama dengan pada tanaman yang diberi perlakuan naungan. Tetapi pada minggu ke-3 mengalami penurunan kandungan prolin pada tanaman yang diberi perlakuan,
sedangkan tanaman control mengalami
kenaikan kandungan prolin. Prolin merupakan senyawa yang diakumulasi tanaman pada saat mengalami cekaman kekeringan (Hamim et al 2008). Berarti pada tanaman yang diberi perlakuan masih dapat memberikan toleransi terhadap naungan.
KESIMPULAN
Cekaman naungan yang diberikan selama 3 minggu perlakuan pada tanaman jarak memberikan pengaruh terhadap tinggi tanaman, berat kering tajuk dan akar serta luas daun lebih besar daripada tanaman kontrol. Pemberian naungan tidak memberikan pengaruh terhadap
641 penambahan jumlah daun, dan bentuk perakaran (semuanya melingkar).
Kandungan prolin pada minggu pertama pada tanaman kontrol lebih rendah dibanding yang mendapat naungan. Tetapi pada akhir perlakuan tanaman kontrol mengalami kenaikan kandungan prolin dan tanaman yang mendapat naungan mengalami penurunan. Berarti pada tanaman yang diberi perlakuan masih dapat memberikan toleransi terhadap naungan.
DAFTAR PUSTAKA
[1]. Chaturvedi , G.S., Ram, P.C., Singh, A.K., Ram, P., Ingram, K.T.,Singh, B.B., Singh, R.K., Singh, V.K.1994. Carbohydrate Status of Rainfed Lowland Rice in Relation to Submergence. Didalam Lucknow VP (ed). Physiology of Stress Tolerance in rice. Los Banos. IRRI Philippines . Hal 104 – 122. [2]. Cruz P. 1997. Effect of Shade on the
Growth and Mineral Nutrition of C4 Perenial Grass under Field Conditions. Plant and Soil 188 : 227 – 237.
[3]. Curtis, O.F. dan Clark,D.G. 1950. An Introduction to Plant Physiology. Mc Graw Hill Book Company Inc. New York. Toronto. London. Pp. 214-248.
[4]. Djukri, Purwoko, B.S. 2003. Pengaruh paranet terhadap sifat toleransi tanaman talas (Colocasia esculenta (L.) Schott). Ilmu Pertanian volume 10 No. 2. Hal 17 – 25. [5]. Gardner F.P., Pierce R.B. dan Mitchell R.L.
1991. Physiology of Crop Plants.
Diterjemahkan oleh H. Susilo. Jakarta : Universitas Indonesia Press.
[6]. Hamim, Ashri K., Miftahudin, Triadiati. 2008. Analisis Status Air, Prolin dan Aktivitas
Enzim Antioksidan Beberapa Kedelai
Toleran dan Peka Kekeringan serta Kedelai liar. ISSN : 0126-0537. Agrivita volume 30 No. 3. Pp 201-210
[7]. Harwati, CH. 2007. Pengaruh Intensitas Cahaya Matahari terhadap Pertumbuhan
Anggrek (Orchidaceae). Innofarm: Jurnal Inovasi Pertanian volume 6 No. 1 . Hal 58 – 67.
[8]. Hale, M.G, Orchutt, D.M. 1987. The Physiology of Plants under Stress. New York . John Wiley.
[9]. Johnston M. dan Ouwueme I.C. 1998. Effect of shade on Photosyntetic pigments in the Tropical Root Crops : Yam, Taro, Tannia, Cassava and Sweet Potato. Exp Agric 34 : 301 – 312.
[10]. Kephart, K.D.,Buxton, D.R.,Taylor, S.E.
1992. Growth of C3 and C4 Perennial Grasses in reduced irradiance. Crop Sci. 32 : 1033 – 1038.
a. Levitt J. 1980. Response of Plants to Environmental Stress. New York : Academic Pr.
[11]. Lambers H., F.S. Chapin dan T.L. Pons.
1998. Plant physiological Ecology. New York : Springer Verlag Inc.
[12]. Musyarofah N, Susanto S, Aziz SA,
Kartosoewarno S. 2006. Respon tanaman pegagan (Centella asiatica L. Urban ) terhadap pemberian pupuk alami dibawah
naungan.Tesis. Program Pascasarjana.
Institut Pertanian Bogor. Bogor.
[13]. Salisbury dan Ross. 1995. Fisiologi
Tumbuhan. Terjemahan Diah. ITB,
Bandung
[14]. Sopandie D., Chozin
M.A.,Sastrosumarjo S., Juhaeti T., Sahardi.
2003. Toleransi padi gogo terhadap
naungan. Hayati volume 10 No. 2. ISSN 0854 – 8587. Hlm. 71 – 75.
[15]. Sulistyono E, Sopandie D, Chozin MA,
Suwarno.1999. Adaptasi padi gogo
terhadap naungan : Pendekatan morfologi dan fisiologi. Comm Ag 4: 62 – 68.
[16]. Widiastuti, L. Tohari. Sulistyaningsih, E. 2004. Pengaruh Intensitas Cahaya dan Kadar Daminosa Terhadap Iklim mikro dan Pertumbuhan Tanaman Krisan dalam Pot. Ilmu Pertanian volume 11 No. 2. Hal 35 – 42.
642
Gambar 1. Tinggi tanaman jarak pagar selama 3 minggu perlakuan naungan dan kontrol
Gambar 2. Berat kering tajuk (a) berat kering akar (b) tanaman
0 5 10 15 20 25 0 1 2 3 4 tingg i tan am an ( c m ) minggu perlakuan
grafik Tinggi tanaman
kontrol naungan 0 2 4 0 1 2 3 4 b e rat ke ri n g t aju k ( cm ) minggu perlakuan
a. grafik berat kering tajuk
kontrol naungan 0 1 2 0 1 2 3 4 b e rat ke ri n g ak ar ( C m ) minggu perlakuan
b. grafik berat kering akar
kontrol naungan
643
Gambar 3. Jumlah daun tanaman jarak pagar selama 3 minggu perlakuan naungan dan kontrol
Gambar 4. Lebar daun tanaman jarak pagar selama 3 minggu perlakuan naungan dan control
Gambar 5. Kandungan prolin pada tanaman jarak pagar selama 3 minggu perlakuan naungan dan kontrol
0 2 4 6 8 10 0 1 2 3 4 ju m lah d au n minggu perlakuan
grafik jumlah daun
kontrol naungan 0 2 4 6 8 10 12 0 1 2 3 4 le b ar d au n ( Cm ) minggu perlakuan
grafik lebar daun
kontrol naungan 0 5 10 15 20 25 0 2 4 p r o l i n minggu perlakuan
grafik kandungan prolin
kontrol naungan
644
Gambar 6. Kandungan prolin pada tanaman jarak pagar selama 3 minggu perlakuan naungan dan kontrol
0 5 10 15 20 25 I II III p r o l i n minggu perlakuan
grafik kandungan prolin
kontrol naungan
