EVALUASI CIRI MORFOLOGI DAN ANATOMI TIGA KULTIVAR KEDELAI [Glycine max (L.) Merril] SEBAGAI INDIKATOR TOLERANSI
CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERKECAMBAHAN DALAM LARUTAN POLYETHYLENE GLYCOL (PEG)
Skripsi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
guna memperoleh gelar Sarjana Sains
Oleh:
Dwi Muslimah
NIM. M0411016
PROGRAM STUDI BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET
ii
PERSETUJUAN
SKRIPSI
EVALUASI CIRI MORFOLOGI DAN ANATOMI TIGA KULTIVAR KEDELAI [Glycine max (L.) Merril] SEBAGAI INDIKATOR TOLERANSI
CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERKECAMBAHAN DALAM LARUTAN POLYETHYLENE GLYCOL (PEG)
Oleh:
Dwi Muslimah
NIM. M0411016
Telah disetujui untuk diujikan
Surakarta, 2 November 2017
Menyetujui
Pembimbing I
Ari Pitoyo, S.Si., M.Sc. NIP. 19780129 200501 1 001
Pembimbing II
Prof. Dr. Sugiyarto, M.Si. NIP. 19670430 199203 1 002
Mengetahui
Kepala Program Studi Biologi
iii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya
sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar
kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat
yang pernah ditulis atau diterbitkan orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu
dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Apabila di kemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka
gelar kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau kembali dan/atau dicabut.
Surakarta, 2 November 2017
Dwi Muslimah
NIM. M0411016 Materai
iv
EVALUASI CIRI MORFOLOGI DAN ANATOMI TIGA KULTIVAR KEDELAI [Glycine max (L.) Merril] SEBAGAI INDIKATOR TOLERANSI
CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERKECAMBAHAN DALAM LARUTAN POLYETHYLENE GLYCOL (PEG)
DWI MUSLIMAH
Program Studi Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta.
ABSTRAK
Kedelai merupakan sumber protein nabati yang murah dan mudah untuk didapatkan. Produksi kedelai di Indonesia masih tergolong rendah, hal ini disebabkan karena terjadinya pemanasan global yang menyebabkan peningkatan suhu harian, sehingga mempengaruhi ketersediaan air. Ketersediaan air yang terbatas mengakibatkan cekaman kekeringan dan mengganggu proses metabolisme tanaman. Adapun kedelai memiliki beberapa kultivar unggul yang memiliki sifat tahan kekeringan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menguji respon morfologi dan anatomi kedelai terhadap cekaman kekeringan saat fase perkecambahan dengan melakukan perendaman pada larutan Polyethylene Glycol (PEG). Larutan PEG sebagai larutan osmotik dapat digunakan untuk menyeleksi kultivar kedelai yang tahan kekeringan berdasarkan respon pertumbuhan awal tanaman.
Penelitian dilakukan dengan Rancangan Acak Lengkap (RAL). Sampel kedelai yang digunakan terdiri dari tiga kultivar, yaitu Grobogan, Anjasmoro, dan Wilis. PEG digunakan sebagai larutan osmotik untuk mengontrol potensial air pada kedelai. Larutan PEG dibuat dengan lima konsentrasi, yaitu 0 MPa; –0,25 MPa; –0,5 MPa; –0,75 MPa; dan –1,00 MPa. Biji kedelai dikecambahkan dalam wadah dengan dua lapis kertas filter sebagai media tumbuh. Data kuantitatif dianalisis dengan uji Analysis of Variance satu arah (one way ANOVA) dilanjutkan dengan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf kepercayaan 95%.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan PEG dapat menghambat proses perkecambahan kedelai. Semakin tinggi konsentrasi PEG yang ditambahkan dalam media maka proses perkecambahan kedelai semakin terhambat. Berdasarkan penelitian ini, kedelai kultivar Wilis dan Anjasmoro memiliki sifat medium toleran terhadap kekeringan. Sedangkan kedelai kultivar Grobogan memiliki sifat peka terhadap kekeringan.
v
THE EVALUATION OF MORPHOLOGICAL AND ANATOMICAL CHARACTERS IN THREE CULTIVARS OF SOYBEAN [Glycine max (L.)
Merril] AS THE DROUGHT TOLERANCE INDICATORS IN DRIED PHASE IN POLYETHYLENE GLYCOL (PEG) SOLUTION
DWI MUSLIMAH
Departement of Biology, Faculty of Mathematic and Natural Sciences Universitas Sebelas Maret, Surakarta
ABSTRACT
Soybean is a source of plant–based protein which is cheap and easily get. Soybean production in Indonesia is relatively low; this is due to the occurrence of global warming that causes increasing of daily temperature, thus affecting the water availability. Limited water results in drought stress and disrupts plant metabolism. The soybean has some superior cultivars that have drought–resistant properties. The purpose of this study was to test the morphological and anatomical responses of soybean to drought stress during germination phase by immersion in Polyethylene Glycol (PEG) solution. The PEG solution as an osmotic solution can be used to select drought resistant soybean cultivars based on the initial plant growth response.
The study was conducted with Completely Randomized Design (CRD). Soybean samples used consisted of three cultivars, i.e. Grobogan, Anjasmoro, and Wilis. PEG is used as an osmotic solution to control the potential of water in soybean. PEG solution was made with five concentrations, ie 0 MPa; –0,25 MPa; –0,5 MPa; –0,75 MPa; and –1,00 MPa. Soybean seeds sowed in containers with two layers of filter paper as a growing medium. Quantitative data were analyzed by one–way ANOVA followed by Duncan Multiple Range Test (DMRT) at 95% trust level.
The results showed that the addition of PEG can inhibit the process of soybeans germination. The higher concentration of PEG added in the media hence the process of soybean germination is hampered. Based on this research, cultivar soybean i.e. Wilis and Anjasmoro have medium drought tolerant character, while Grobogan cultivars are susceptible to drought.
vi
PERSEMBAHAN
Skripsi ini saya persembahkan untuk :
Allah SWT karena atas izin dan karunia–Nya–lah maka skripsi ini dapat selesai.
Puji syukur yang tak terhingga pada Tuhan Penguasa Alam yang meridhoi dan mengabulkan segala do’a.
Bapak dan Ibu yang selalu mendukung secara moril dan materiil, tak lelah selalu memberikan semangat yang membangun. Selalu memberikan do’a yang terbaik.
Keluarga di rumah yang selalu membantu jika ada kesulitan dan memberikan
semangat tiada henti sampai selesainya skripsi ini.
Sahabat–sahabat bimbel yang selalu membersamai saat suka dan duka,
terimakasih dukungannya.
Untuk teman spesialku yang selalu menyemangati dan mendorong dalam
menyelesaikan skripsi ini.
Segenap keluarga yang memberikan nasehat dan dukungannya.
Teman–teman Biosukasuka 2011, kakak tingkat, adik tingkat yang tidak bisa
disebutkan satu per satu telah banyak membantu dalam selesainya skripsi ini.
vii MOTTO
“Pendidikan merupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua” (Aristoteles)
“Learn from yesterday, live for today, and hope for tomorrow” (Albert Einstein)
“Banyak kegagalan hidup terjadi karena orang–orang tidak menyadari betapa dekatnya kesuksesan ketika mereka menyerah”
(Thomas Alfa Edison)
“Tugas kita bukanlah untuk berhasil. Tugas kita adalah untuk mencoba, karena di dalam mencoba itulah kita menemukan dan
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan
rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi berjudul
“Evaluasi Ciri Morfologi dan Anatomi Tiga Kultivar Kedelai [Glycine max
(L.) Merril] sebagai Indikator Toleransi Cekaman Kekeringan pada Fase Perkecambahan dalam Larutan Polyethylene Glycol (PEG)” dengan baik sebagai salah satu persyaratan memperoleh derajat Strata Satu (S1) Program Studi
Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
Penulis menyadari banyak pihak yang telah berpartisipasi dan membantu
dalam menyelesaikan skripsi ini. Untuk itu pada kesempatan ini penulis ingin
menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc (Hons), Ph.D selaku Dekan
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret
Surakarta yang begitu inspiratif memotivasi mahasiswa serta atas ijin
penelitian yang telah diberikan kepada penulis untuk keperluan skripsi.
2. Ibu Dr. Ratna Setyaningsih, M.Si selaku kepala program studi Biologi
FMIPA UNS atas ijin skripsi dan motivasi yang diberikan kepada penulis
selama penyusunan skripsi.
3. Bapak Ari Pitoyo, M.Sc. selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan
bimbingan, memberikan banyak saran sampai selesainya penyusunan skripsi
ix
4. Bapak Prof. Dr. Sugiyarto, M.Si. selaku Dosen Pembimbing II yang juga
telah banyak memberikan pengarahan, bimbingan, saran, dan motivasi kepada
penulis sampai selesainya penyusunan skripsi.
5. Bapak Suratman, M.Si. selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran
dan kritik yang membangun sampai selesainya penyusunan skripsi ini.
6. Bapak Dr. Sunarto, M.S. selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran
dan kritik yang membangun sampai selesainya penyusunan skripsi ini.
7. Dosen-dosen di Program Studi Biologi, yang telah sabar memberikan
pengarahan dan dorongan baik spiritual maupun materil.
8. Segenap staff laboratorium Biologi Fakultas MIPA, Universitas Sebelas
Maret yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan penelitian skripsi.
9. Keluarga Biologi 2011 yang telah banyak memberikan motivasi untuk
menyelesaikan skripsi ini.
10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah
memberikan bantuannya.
Dengan kerendahan hati penulis menyadari bahwa dalam melakukan
penelitian dan penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu
masukan yang berupa saran dan kritik yang membangun dari para pembaca akan
sangat membantu. Semoga skripsi ini bisa bermanfaat bagi kita semua dan
pihak-pihak yang terkait.
Surakarta, 2 November 2017
x DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
HALAMAN PERNYATAAN ... iii
ABSTRAK ... iv
ABSTRACT ... v
HALAMAN PERSEMBAHAN ... vi
MOTTO ... vii
KATA PENGANTAR ... viii
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
BAB I. PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang Masalah ... 1
B. Perumusan Masalah ... 3
C. Tujuan Penelitian ... 4
D. Manfaat Penelitian ... 4
BAB II. LANDASAN TEORI ... 5
A. Tinjauan Pustaka ... 5
1. Tanaman Kedelai [Glycine max (L.) Merril] ... 5
2. Kultivar Kedelai ... 8
3. Cekaman Kekeringan ... 11
4. Potensial air ... 11
5. Perubahan Fisiologis dan Morfologis Tanaman Kedelai Akibat Pengaruh Cekaman Kekeringan ... 12
6. Metode Simulasi Cekaman Kekeringan ... 16
7. Polyethylene Glycol (PEG) ... 16
B. Kerangka Pemikiran ... 18
xi
BAB III. METODE PENELITIAN... 21
A. Waktu dan Tempat Penelitian ... 21
B. Alat Penelitian ... 21
C. Bahan Penelitian ... 21
D. Cara Kerja Penelitian ... 21
E. Analisis Data ... 25
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 26
A. Persentase Perkecambahan ... 26
B. Panjang Akar Seminal ... 30
C. Panjang Tunas Terminal ... 33
D. Panjang Kotiledon ... 37
E. Luas Daun ... 39
F. Indeks Stomata ... 43
BAB V PENUTUP ... 47
A. Kesimpulan ... 47
B. Saran ... 47
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Kombinasi antara perlakuan konsentrasi PEG dan kultivar kedelai 22
Tabel 2. Persentase Perkecambahan (%) pada 3 Kultivar Kedelai dengan
konsentrasi PEG yang berbeda ( ± SD) ... 26
Tabel 3. Panjang Akar Seminal (cm) pada 3 Kultivar Kedelai dengan
konsentrasi PEG yang berbeda ( ± SD) ... 30
Tabel 4. Panjang Tunas Terminal (cm) pada 3 Kultivar Kedelai dengan
konsentrasi PEG yang berbeda ( ± SD) ... 34
Tabel 5. Panjang Kotiledon (cm) pada 3 Kultivar Kedelai dengan
konsentrasi PEG yang berbeda ( ± SD) ... 37
Tabel 6. Luas Daun (cm2) pada 3 Kultivar Kedelai dengan konsentrasi
PEG yang berbeda ( ± SD) ... 40
Tabel 7. Indeks Stomata pada 3 Kultivar Kedelai dengan konsentrasi PEG
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Tanaman Glycine max (L.) Merril... 5
Gambar 2. Kedelai kultivar Grobogan ... 9
Gambar 3. Kedelai kultivar Anjasmoro ... 10
Gambar 4. Kedelai kultivar Wilis ... 10
Gambar 5. Diagram alir kerangka pemikiran penelitian ... 19
Gambar 6. Persentase perkecambahan tiga kultivar kedelai dengan pemberian berbagai konsentrasi PEG ... 28
Gambar 7. Panjang akar seminal tiga kultivar kedelai dengan pemberian berbagai konsentrasi PEG ... 32
Gambar 8. Panjang tunas terminal tiga kultivar kedelai dengan pemberian berbagai konsentrasi PEG ... 35
Gambar 9. Panjang kotiledon tiga kultivar kedelai dengan pemberian berbagai konsentrasi PEG ... 38
Gambar 10. Luas daun tiga kultivar kedelai dengan pemberian berbagai konsentrasi PEG ... 41
Gambar 11. Indeks stomata tiga kultivar kedelai dengan pemberian berbagai konsentrasi PEG ... 45
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Hasil ANOVA Persentase Perkecambahan pada Tiga Kultivar
Kedelai dengan konsentrasi PEG 0 MPa; –0,25 MPa; –0,5
MPa; –0,75 MPa; dan –1,00 MPa ... 55
Lampiran 2. Hasil ANOVA Panjang Akar Seminal pada Tiga Kultivar
Kedelai dengan konsentrasi PEG 0 MPa; –0,25 MPa; –0,5
MPa; –0,75 MPa; dan –1,00 MPa ... 57
Lampiran 3. Hasil ANOVA Panjang Tunas Terminal pada Tiga Kultivar
Kedelai dengan konsentrasi PEG 0 MPa; –0,25 MPa; –0,5
MPa; –0,75 MPa; dan –1,00 MPa ... 60
Lampiran 4. Hasil ANOVA Panjag Kotiledon pada Tiga Kultivar Kedelai
dengan konsentrasi PEG 0 MPa; –0,25 MPa; –0,5 MPa; –0,75
MPa; dan –1,00 MPa ... 63
Lampiran 5. Hasil ANOVA Luas Daun pada Tiga Kultivar Kedelai dengan
konsentrasi PEG 0 MPa; –0,25 MPa; –0,5 MPa; –0,75 MPa; dan –1,00 MPa ... 66 Lampiran 6. Hasil ANOVA Indeks Stomata pada Tiga Kultivar Kedelai
