Percobaan Kultur Hara Gejala Keracunan Besi
Tiga hari setelah perlakuan cekaman besi pada kultur hara, tanaman mulai menunjukkan gejala keracunan besi yang ditunjukkan oleh gejala bronzing pada daun, dan gejala tersebut semakin terlihat jelas pada umur 7 hari setelah perlakuan cekaman. Analisis sidik ragam menunjukkan adanya pengaruh interaksi antara faktor varietas dan konsentrasi cekaman besi terhadap tingkat keracunan besi (nilai skorbronzing) daun (Lampiran 4). Terdapat perbedaan tingkatbronzingdari 8 varietas padi sebagai pengaruh dari perlakuan konsentrasi cekaman besi (Lampiran 5).
Pada konsentrasi cekaman besi 250 ppm, varietas IR64 dan Danau Gaung menunjukkan gejala bronzing lebih parah dibanding varietas lainnya (Tabel 3). Gejala bronzing semakin meningkat dengan bertambahnya konsentrasi cekaman besi. Tingkat keracunan besi terparah terjadi pada varietas IR64 dimulai pada konsentrasi cekaman besi 1000 sampai 1500 ppm dengan nilai skorbronzing 6 – 7, sedangkan varietas Grogol, dan Hawarabunar hanya menunjukkan tingkat keracunan besi dengan nilai skor bronzing 2 dan 3. Varietas Krowal Panjang yang sebelumnya tidak diketahui tingkat toleransinya menunjukkan tingkat keracunan besi yang hampir sama dengan tingkat keracunan besi yang dialami oleh varietas Indragiri dan Punggur dengan skor bronzing 4 dan 5.
Tabel 3 Nilai skor bronzing daun beberapa varietas padi pada berbagai tingkat cekaman besi pada umur 7 hari setelah perlakuan cekaman besi
Varitas Konsentrasi (ppm) 0 250 500 750 1000 1250 1500 Ir 0a 3c 4d 5e 6f 6f 7g Gr 0a 2b 2b 2b 2b 2b 2b HB 0a 2b 2b 2b 3c 3c 3c KP 0a 2b 2b 3c 3c 3.5d 3.5d KO 0a 2b 3c 4d 4d 5e 5e DG 0a 3c 4d 4d 5e 5e 5e Ind 0a 2b 3c 3c 4d 4d 4d Pgr 0a 2b 3c 4d 4d 4d 4d
Angka pada kolom dan baris yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (DMRT).
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa keracunan besi tidak hanya diakumulasi pada daun tua tetapi juga terdapat pada daun yang sedang aktif melakukan fotosintesis (daun terbuka sempurna), bahkan pada variertas IR64 keracunan besi juga terjadi pada daun muda (Gambar 4). Hal ini sesuai dengan pendapat Yamanouchi dan Yoshida (1981) yang menyatakan bahwa gejala visual yang khas dari keracunan besi berhubungan dengan akumulasi polifenol teroksidasi dan membentuk gejala bronzing pada daun tanaman padi. Gejala ini terlihat secara penuh pada daun-daun yang aktif melakukan fotosintesis. Gejala keracunan besi dimulai dengan adanya noda coklat kecil dan terus menyebar dari ujung daun ke pangkal daun, dan selanjutnya ujung daun terlihat menguning dan mengering yang diikuti dengan respirasi yang sangat tinggi. Selanjutnya Fairhurst dan Witt (2002) menyatakan bahwa daun yang mengalami gejala bronzing pada akhirnya akan berwarna kuning kecoklatan yang disebut karat, atau akan berwarna coklat ungu dengan tekstur daun kaku dan keras yang menunjukkan suatu kondisi tingkat keracunan yang sangat parah.
Gambar 4 Gejalabronzing pada daun yang berfungsi sebagai tempat fotosintesis pada padi varietas IR64.
Pertumbuhan Tinggi Tanaman
Pertumbuhan tinggi tanaman dipengaruhi oleh faktor varietas maupun konsentrasi cekaman besi. Analisis sidik ragam pertumbuhan tinggi tanaman menunjukkan faktor varietas dan konsentrasi Fe berpengaruh sangat nyata terhadap pertumbuhan tinggi tanaman, dan terdapat interaksi antara faktor varietas dan konsentrasi cekaman besi (Gambar 5; Lampiran 6 dan 7).
0 1 2 3 4 5 6 7 0 250 500 750 1000 1250 1500 S el is ih ti ng g i ta na m an (c m ) Konsentrasi Fe (ppm) IR Gr HB KP KO DG Ind Pgr
Gambar 5 Grafik selisih tinggi tanaman dari 8 varietas pada berbagai konsentrasi cekaman Fe pada umur 7 hari setelah perlakuan cekaman Fe.
Dari Gambar 5 terlihat bahwa pertumbuhan tinggi tanaman tertinggi pada semua tingkat cekaman terjadi pada varietas Grogol dan pertumbuhan terendah dijumpai pada varietas IR64. Cekaman besi pada konsentrasi 250 ppm mampu menekan tinggi tanaman varietas IR64 dua kali lebih rendah dibandingkan varietas lainnya. Hambatan terparah terjadi pada konsentrasi cekaman besi 1500 ppm dimana pertumbuhan tinggi tanaman varietas IR64 mengalami penurunan mencapai 3 kali dibandingkan terhadap kontrol, sedangkan varietas lainnya rata-rata mengalami penghambatan sebesar 2 kali (Lampiran 8). Dalam hal ini Abraham dan Pandey (1989) menyatakan bahwa gejala keracunan besi mulai terjadi pada tahap awal pertanaman (tahap bibit) dapat mengakibatkan tanaman menjadi kerdil dan daun tidak dapat berkembang. Selanjutnya Abu et al. (1989) menyatakan keracunan besi yang terjadi pada tahap vegetatif sangat berhubungan dengan tinggi tanaman yang pada akhirnya menyebabkan tanaman menjadi kerdil, sehingga tanaman tidak mampu untuk tumbuh normal.
-0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 0 250 500 750 1000 1250 1500 S el is ih pa nj ang aka r (c m ) Konsentrasi Fe (ppm) IR Gr HB KP KO DG Ind Pgr Pertumbuhan Panjang Akar
Pertumbuhan panjang akar dipengaruhi oleh faktor varietas maupun cekaman besi. Analisis sidik ragam pertumbuhan panjang akar menunjukkan bahwa faktor varietas, konsentrasi Fe, dan interaksinya berpengaruh sangat nyata terhadap pertumbuhan panjang akar (Gambar 6; Lampiran 9 dan 10).
Gambar 6 Grafik selisih panjang akar dari 8 varietas pada berbagai konsentrasi cekaman Fe pada awal cekaman terhadap umur 7 hari setelah perlakuan cekaman Fe.
Berdasarkan Gambar 6 di atas terlihat bahwa pertumbuhan panjang akar 8 varietas padi mengalami penghambatan dimulai pada konsentrasi cekaman 250 ppm. Selisih pertambahan panjang akar umur 7 hari setelah perlakuan cekaman terhadap panjang akar awal perlakuan cekaman besi varietas IR64 (1.09 cm), varietas Grogol, Hawarabunar, Krowal Panjang berturut-turut sebesar 3.27, 3,21, 3.11 cm, sedangkan varietas Krowal Oval, Danau Gaung, Indragiri, dan Punggur berturut-turut 2,68, 2.21, 2.40, dan 2.3 cm. Pertumbuhan panjang akar semakin tertekan pada konsentrasi 750 ppm, di mana varietas IR64 hampir tidak menunjukkan adanya pertambahan perpanjangan akar (Lampiran 11). Tentang pertumbuhan panjang akar Suhartini (2004) menyatakan bahwa cekaman besi menyebabkan tanaman padi tidak mampu mengembangkan sistem perakarannya,
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0 250 500 750 1000 1250 1500 B obot ke ri ng aka r (g ) Konsentrasi Fe (ppm) IR64 Gr HB KP KO DG Ind Pgr
dan pada kondisi keracunan besi, permukaan akar akan terlapisi oleh oksida besi Fe2O3 yang berwarna coklat gelap sampai berwarna kehitaman, sehingga menyebabkan terhambatnya penyerapan unsur hara oleh akar tanaman, bahkan pada kondisi keracunan yang parah yang berlangsung sejak tahap awal fase vegetatif, akar dapat mengalami penuaan cepat dan mati (Suhartini, 2004).
Bobot Kering Akar
Bobot kering akar dari 8 varietas padi secara umum mengalami penurunan akibat cekaman besi. Analisis sidik ragam bobot kering akar menunjukkan adanya pengaruh interaksi antara varietas dan konsentrasi cekaman besi terhadap bobot kering akar (Lampiran 12). Uji lanjut dengan DMRT terhadap bobot kering akar menunjukkan bahwa penurunan bobot kering akar terjadi pada seluruh varietas yang dicobakan dimulai pada konsentrasi 250 ppm dan semakin menurun tajam sampai pada konsentrasi 1500 ppm (Gambar 7, Lampiran 13). Interaksi antara faktor varietas dan konsentrasi cekaman besi memberikan hasil bobot kering akar tertinggi diperoleh pada varietas Grogol (0.437 g) dan bobot kering terendah adalah varietas Punggur (0.078 g).
Gambar 7 Grafik bobot kering akar dari 8 varietas pada berbagai konsentrasi cekaman Fe pada umur 7 hari setelah perlakuan cekaman Fe.
Berdasarkan Gambar 7 terlihat adanya perbedaan penurunan bobot kering akar dari 8 varietas padi sebagai pengaruh dari perlakuan konsentrasi cekaman besi. terdapat 3 kelompok varietas padi berdasarkan pola penurunan bobot akar yaitu varietas Grogol, IR64, Hawarabunar, dan Krowal Panjang membentuk kelompok pertama yaitu terjadi penurunan bobot kering akar mulai pada konsentrasi cekaman besi 250 ppm, kelompok kedua terdiri dari varietas Krowal Oval Danau Gaung Indragiri yang mengalami penurunan bobot kering akar seiring dengan bertambahnya konsentrasi cekaman besi, kelompok ke tiga yaitu Punggur merupakan varietas yang memiliki bobot kering akar terendah. Penurunan bobot kering akar tanaman semakin jelas pada konsentrasi cekaman 1500 ppm, dimana hanya varietas IR64 yang mengalami penurunan bobot kering akar terbesar sampai lebih dari 50%,sedangkan varietas lainnya hanya mengalami penurunan bobot kering akar kurang dari 50%.
Bobot Kering Tajuk
Bobot kering tajuk varietas padi secara umum mengalami penurunan akibat cekaman besi. Analisis sidik ragam bobot kering tajuk menunjukkan adanya pengaruh interaksi antara varietas dan konsentrasi cekaman besi terhadap bobot kering tajuk (Lampiran 14). Uji lanjut dengan DMRT terhadap bobot kering tajuk menunjukkan bahwa penurunan bobot kering tajuk terjadi pada seluruh varietas yang dicobakan dimulai pada konsentrasi 250 ppm dan semakin menurun tajam pada konsentrasi 1500 ppm (Gambar 8; Lampiran 15). Interaksi antara faktor varietas dan konsentrasi cekaman besi memberikan hasil bobot kering tajuk tertinggi pada varietas Hawarabunar (0.46 g) dan bobot kering terendah pada varietas Punggur (0.13 g) pada cekaman besi 1500 ppm.
Penurunan bobot kering tajuk varietas IR64 sampai dengan konsentrasi cekaman besi 1500 ppm adalah sebesar 60%, sedangkan varietas lainnya (Grogol, Hawarabunar, Krowal Panjang, Danau Gaung, Indragiri, dan Punggur) berkisar 40 – 50%, sedangkan varietas Krowal Oval 28.9%. Terdapat suatu hubungan antara proses fotosintesis dengan bobot kering akar dan tajuk sebagaimana dikemukakan Sitompul dan Guritno (1995) bahwa bobot kering tanaman berkaitan dengan proses fotosintesis dan penyimpanan fotosintat, dimana sebagian hasil fotosintat
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0 250 500 750 1000 1250 1500 B obot ke ri ng ta juk (g ) Konsentrasi Fe (ppm) IR Gr HB KP KO DG Ind Pgr
akan digunakan pada respirasi dan assimilasi, kelebihannya akan disimpan sebagai hasil bersih fotosintesis (net photosynthate) dari suatu tanaman yang menentukan bobot kering akar dan tajuk. Selanjutnya Todano dan Yoshida (1978)
Gambar 8 Grafik bobot kering tajuk dari 8 varietas pada berbagai konsentrasi cekaman Fe pada umur 7 hari setelah perlakuan cekaman Fe.
mengungkapkan bahwa penurunan bobot kering tajuk seiring dengan pertumbuhan panjang akar, dimana pada konsentrasi cekaman yang tinggi kondisi akar tidak mampu untuk berkembang, hal ini disebabkan karena permukaan akar yang tertutupi oleh oksida besi sehingga tanaman kurang mampu menyerap hara yang berfungsi untuk pertumbuhan tanaman.
Besi Total Akar
Analisis sidik ragam menunjukkan adanya pengaruh interaksi antara faktor varietas dan konsentrasi cekaman besi terhadap kandungan besi total akar (Lampiran 16). Uji lanjut DMRT terhadap besi total akar memperlihatkan bahwa kandungan besi total akar mengalami peningkatan dimulai pada konsentrasi 250
-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 250 500 750 1000 1250 1500 B es i tot al aka r (m g /100 g ) Konsentrasi (ppm) IR Gr Hb KP KO DG Ind Pgr
ppm. Peningkatan kandungan besi total akar semakin tinggi untuk semua varietas dengan semakin tinngginya tingkat cekaman besi sampai dengan konsentrasi cekaman besi 1500 ppm (Gambar 9; Lampiran 17).
Gambar 9 Grafik kandungan besi total akar dari 8 varietas pada berbagai konsentrasi cekaman Fe umur 7 hari setelah perlakuan cekaman Fe.
Kandungan besi total akar tertinggi pada tingkat cekaman 250 ppm Fe dijumpai pada varietas Punggur, sedangkan kandungan besi total terendah dijumpai pada varietas Hawarabunar. Pada varietas yang lain kandungan besi total akar umumnya hampir sama (Gambar 9). Terlihat bahwa tidak terjadi peningkatan yang berarti dari kandungan besi akar pada varietas Hawarabunar dan Grogol, tetapi beberapa varietas seperti Krowal Panjang, Krowal Oval, Indragiri, dan IR64 mengalami peningkatan kandungan besi akar yang cukup tinggi dimulai pada konsentrasi cekaman 500 ppm sampai dengan konsentrasi cekaman 1500 ppm.
Sampai dengan konsentrasi cekaman besi 1500 ppm kandungan besi total akar tertinggi dijumpai pada varietas Punggur dan Krowal Oval sebesar 73.33 -76.21 mg/100 g, sedangkan kandungan besi terendah dijumpai pada Hawarabunar dan Grogol sebesar 32.56 – 33.68 mg/100 g. Apabila dihubungkan dengan tingkat skor bronzing dapat dinyatakan bahwa varietas Punggur, Krowal Oval, Krowal Panjang, memiliki kemampuan mempertahankan kelebihan besi di tingkat akar, sedangkan varietas Grogol dan Hawarabunar memiliki kemampuan meniadakan besi di tingkat akar, sebaliknya varietas IR64 merupakan varietas yang sangat terpengaruh oleh konsentrasi besi yang tinggi pada media pertumbuhannya.
Audebert dan Sahrawat (2000) menyatakan bahwa pada tanaman padi, besi dapat dihentikan dan dideposit di jaringan daun tua, dimana pada varietas padi toleran Fe pengangkutan besi dari akar ke daun lebih sedikit, Tetapi Fe banyak ditahan di akar. Kelebihan besi di daun akan disimpan di dalam stroma sebagai fitoferitrin, selain itu fitoferitrin, selain itu fitoferitrin juga ditemukan pada xilem dan phloem (Audebert and Sahrawat 2000).
Penyebab tingginya kandungan besi di tingkat akar disebabkan oleh besi kembali membentuk Fe2O3 pada akar tanaman padi, diakumulai dalam bentuk oksida di tingkat akar. Efisiensi dari proses ini ditentukan oleh tingkat transport akropetal dari Fe2+ yang dipengaruhi oleh laju transpirasi yang tinggi dari tanaman padi.
Kandungan Besi Total Tajuk
Tingkat keparahan keracunan besi pada tanaman padi berkaitan erat dengan tingginya kandungan besi dalam tajuk. Analisis sidik ragam menunjukkan adanya pengaruh interaksi antara faktor varietas dan konsentrasi cekaman besi terhadap kandungan besi total tajuk (Lampiran 18). Uji lanjut DMRT terhadap besi total tajuk memperlihatkan bahwa kandungan besi total tajuk mengalami peningkatan dimulai pada konsentrasi 250 ppm. Peningkatan kandungan besi total tajuk semakin tinggi untuk semua varietas sampai dengan konsentrasi cekaman besi 1500 ppm (Gambar 10; Lampiran 19).
10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 250 500 750 1000 1250 1500 K andung an be si tot al ta juk (m g /100g ) Konsentrasi Fe (ppm) IR64 Gr Hb KP KO DG Ind Pgr
Varietas Grogol, Hawarabunar, Krowal Panjang dan Krowal Oval membentuk pola peningkatan yang hampir sama dimana tingginya kandungan besi total tajuk lebih disebabkan karena naiknya konsentrasi cekaman besi. Sebaliknya varietas IR64, Indragiri, Danau Gaung, dan Punggur menunjukkan kenaikan kandungan besi dalam tajuk beberapa kali seiring dengan bertambahnya
Konsentrasi cekaman besi. Sampai dengan konsentrasi cekaman 1500 ppm varietas IR64 merupakan varietas yang sangat terpengaruh oleh perlakuan cekaman besi, sedangkan kelompok varietas Indragiri, Danau Gaung, dan Punggur memberikan respon yang sama, demikian pula kelompok varietas Grogol, Hawarabunar, Krowal Panjang dan Krowal Oval.
Gambar 10 Grafik kandungan besi total tajuk dari 8 varietas pada berbagai konsentrasi cekaman Fe pada umur 7 hari setelah perlakuan cekaman Fe.
Tingginya kandungan besi pada tajuk erat kaitannya dengan sifat toleransi tanaman padi terhadap cekaman besi sebagaimana dikemukakan oleh Audebert
dan Sahrawat (2000) bahwa beberapa varietas padi memiliki kemampuan mendeposit Fe2+ di jaringan daun tua sehingga kandungan besi pada daun akan meningkat. Kemampuan tanaman dalam mendeposit kelebihan Fe di daun merupakan suatu fenomena terhadap sifat toleransi tanaman itu sendiri. Kelebihan Fe di daun menunjukkan suatu indikasi keracunan, dan kondisi ini sangat mempengaruhi petumbuhan bagi tanaman itu sendiri.
Untuk tanaman yang bersifat toleran terhadap Fe, kelebihan Fe akan diakumulasi di daerah daun yang tidak produktif, sementara tanaman yang bersifat sensitif akan mengakumulasi kelebihan Fe tidak hanya pada daun yang berperan sebagai source, tetapi juga pada daun yang berperan sebagai sink. Besi bersifat immobil dalam tanaman dan kelebihan besi dalam tanaman akan dideposit di tempat tertentu pada jaringan tanaman antara akar dan daun (Tanakaet al.1966).
Untuk tanaman yang bersifat toleran, kelebihan besi ini akan diakumulasikan di daerah daun yang tidak produktif, sementara tanaman yang bersifat sensitif akan mengakumulasi kelebihan ion besi ini tidak hanya pada daun tua, akan tepapi kelebihan besi juga terakumulasi di daun-daun yang masih aktif.
Akumulasi dan Sebaran Besi pada Jaringan Akar
Hasil pengamatan secara morfologi terlihat bahwa warna biru dari pewarna Perl’s Prusian Biru jelas terlihat mulai bagian ujung sampai mendekati pangkal akar tanaman padi (Gambar 11). Dalam hal ini Beker (1958) mengemukakan bahwa pewarna Perl’s Prusian Biru digunakan untuk mendeteksi akumulasi besi dalam jaringan tanaman, di mana keberadaan Fe ditunjukkan oleh formasi warna biru. Selanjutnya Krishnan et al. (2001) menyatakan bahwa pewarnaan Perl’s Prusian Biru mampu menembus jaringan tanaman untuk memberikan satu reaksi warna biru guna melokalisir besi di dalam jaringan tanaman padi. Pembentukan plak besi di akar tanaman padi tidak hanya karena oksidasi Fe2+, tetapi juga karena penghalang fisik pada akar sehingga menambah jumlah besi yang direduksi, sehingga menyebabkan akumulasi Fe(OH)3 membentuk plak besi (Tanakaet al. 1966).
a 0.5 cm b 0.5 cm
Gambar 11 Perbandingan morfologi akar dari 8 varietas padi a) perlakuan kontrol b) perlakuan cekaman besi 1500 ppm umur 7 hari setelah perlakuan cekaman besi.
Hasil sayatan ujung akar secara melintang memperlihatkan bahwa Fe terakumulasi hampir di semua bagian akar, dimulai pada bagian epidermis, sampai ke endodermis akar. Pada beberapa varietas (IR64, Indragiri, dan Punggur) besi dapat terlihat jelas pada bagian xilem akar (Gambar 12). Keadaan ini menjadi sebuah petunjuk bahwa transport terhadap Fe dalam tanaman terjadi melalui xilem. Selanjutnya Yeo et al. (1987) menyatakan setelah penyerapan besi ke dalam kortek akar, besi yang tereduksi dapat masuk ke dalam xilem melewati lintasan simplas setelah melalui pita kaspari, bahkan sebagian besi dapat masuk ke xilem secara apoplas oleh aliran massa dan dikeluarkan melalui barier endodermis antara korteks dan stele (Yamanouchi & Yoshida 1981).
Pergerakan besi pada tanaman padi di mulai dari ujung akar melewati titik tumbuh dan masuk melalui korteks. Beberapa varietas padi di duga membiarkan besi secara berlebih masuk ke dalam jaringan tanaman sampai ke daun (Danau Gaung, Indragiri, dan Punggur). Berkaitan dengan hal tersebur Tanaka et al. (1966) menyatakan besi dapat masuk ke dalam xilem melalui aliran transpirasi secara interlokal akropetal, sebagian dari besi ini bisa dihentikan dan terdeposit secara spesifik pada lokasi-lokasi pembuangan di dalam tanaman.
100 nm 100 nm 100 nm 400 nm
100 nm
100 nm 100 nm 100 nm 400 nm
100 nm 400 nm 100 nm 400 nm
100 nm 100 nm 100 nm 400 nm
Gambar 12 Perbandingan sayatan melintang akar 8 varietas padi antara kontrol dan perlakuan cekaman 1500 ppm Fe. Warna biru pada jaringan adalah akumulasi Fe(II). Ep=Epidermis. Ex=exodermis Sc=Sklerenkim, Co= Korteks, End=Endodermis, Xy= xilem.
0 ppm IR64 1500 ppm 0 ppm Gr 1500 ppm
0 ppm HB 1500 ppm 0 ppm KP 1500 ppm
0 ppm KO 1500 ppm 0 ppm Ind 1500 ppm
0 ppm Ind 1500 ppm 0 ppm Pgr 1500
Percobaan Pot
Tingkat Keracunan Besi
Gejala bronzing pada daun tanaman yang dicekam Fe pada media tanah memberikan hasil yang tidak berbeda dengan gejalabronzing pada tanaman yang ditumbuhkan pada kultur hara. Pengukuran terhadap tingkat keracunan besi pada percobaan pot dilakukan sampai usia tanaman 9 minggu setelah tanam (Gambar 13). Analisis sidik ragam terhadap tingkat keracunan besi pada percobaan pot umur 9 minggu setelah tanam memperlihatkan adanya pengaruh interaksi antara faktor varietas dan konsentrasi cekaman besi terhadap tingkat keracunan besi (Lampiran 20). Gejala keracunan mulai terjadi pada umur 3 minggu setelah tanam dimana varietas IR64, Danau Gaung, dan Punggur memberikan respon yang hampir sama (skor 1-3). Tingkat keparahan mulai terjadi pada minggu ke 7 di mana varietas IR64 memiliki skor 6, Grogol dan Hawarabunar memiliki skor skor 2-3, varietas lainnya (Krowal Panjang, Krowal Oval, Danau Gaung, Indragiri, dan Punggur ) memiliki skor 4 - 5. Tingkat keracunan besi pada percobaan pot mulai stabil pada minggu 8 sampai saat panen.
Gambar 13 Nilai skor bronzing daun 8 varietas padi pada perlakuan berbagai konsentrasi cekaman Fe.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 2 3 4 5 6 7 8 9 10 T ing g i ta na m an (c m ) umur tanaman (MST) IR Gr HB KP KO DG Ind Pgr Tinggi Tanaman
Analisis sidik ragam terhadap tinggi tanaman menunjukkan adanya pengaruh interaksi antara faktor varitas dan konsentrasi Fe terhadap yang mulai tampak pada umur 4 MST (Lampiran 21). Dari hasil pengamatan diketahui bahwa pertambahan tinggi tanaman menjadi konstan mulai umur 8 minggu setelah tanam (Gambar 14). Uji lanjut DMRT dari tinggi tanaman pada umur 10 MST memperlihatkan bahwa tanaman terendah adalah varietas IR64 (72,27 cm) berbeda sangat nyata terhadap varietas lainnya, sedangkan varietas Grogol (174.0 cm) memiliki tinggi tanaman yang paling tinggi pada konsentrasi yang sama (Lampiran 21 dan 22).
Gambar 14 Grafik tinggi tanaman interaksi antara faktor varietas dan konsentrasi cekaman Fe.
Sampai dengan perlakuan cekaman besi pada konsentrasi 1500 ppm terjadi penurunan pertumbuhan tinggi tanaman pada usia 10 MST. Varietas IR64 menurun sebesar 21.44% penurunan tinggi tanaman ini jauh lebih tinggi dari varietas lainnya (Lampiran 23). Dari uraian di atas jelas bahwa perlakuan cekaman besi menyebabkan terhambatnya pertumbuhan tinggi tanaman.
Penghambatan pertumbuhan dan perkembangan tanaman padi sebagai pengaruh dari faktor cekaman besi, disebabkan oleh terganggunya pembelahan sel pada titik tumbuh yang tertutupi oleh karat besi menyebabkan daya jelajah akar menjadi berkurang, sehingga kemampuan akar menyerap air dan mineral terlarut menjadi berkurang, berakibat pada terganggunya penyerapan dan translokai hara ke bagian atas tanaman. Kondisi ini menyebabkan terganggunya aktivitas metabolisme dan pada akhirnya pertumbuhan tanaman yang selanjutnya tanaman tumbuh kerdil dan jumlah anakan menjadi sedikit (Sahrawat 2000) .
Jumlah Anakan Produktif
Keracunan besi mengakibatkan lebih sedikit munculnya anakan pada tanaman padi. Analisis sidik ragam jumlah anakan produktif menunjukkan adanya pengaruh interaksi antara varietas dan konsentrasi cekaman besi terhadap jumlah anakan produktif (Lampiran 24). Uji lanjut DMRT pada α = 0.05 memperlihatkan bahwa cekaman besi menurunkan jumlah anakan produktif pada tanaman padi (Lampiran 25).
Penurunan jumlah anakan produktif terjadi mulai dari konsentrasi cekaman 500 ppm (Gambar 15) sampai dengan konsentrasi cekaman 1000 ppm varietas Grogol terlihat masih mampu menghasilkan jumlah anakan yang tidak berbeda dengan konsentrasi yang lebih rendah, dan baru kelihatan menurun pada konsentrasi cekaman besi 1500 ppm. Sampai dengan konsentrasi 1500 ppm cekaman besi, jumlah anakan terbanyak dijumpai pada varietas Indragiri (15 batang/rumpun), diikuti varietas Punggur (14 batang/rumpun), Krowal Panjang (13.2 batang/rumpun), IR64 (12.3 batang/rumpun), Krowal Oval (12 batang/rumpun), Danau Gaung (11 batang/rumpun), Hawarabunar (3 batang/rumpun), dan Grogol (2.3 batang/rumpun).
0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 0 250 500 750 1000 1250 1500 A na ka n/ rum pun Konsentrasi Fe (ppm) IR Gr HB KP KO DG Ind Pgr
Gambar 15 Grafik jumlah anakan interaksi antara faktor varietas dan konsentrasi cekaman besi pada umur 10 minggu setelah tanam.
Penurunan jumlah anakan produktif terjadi disebabkan adanya penghambatan pertumbuhan sebagaimana dikemukakan Abu et al. (1989) bahwa keracunan yang terjadi mulai tahap vegetatif menyebabkan kekerdilan dan memperlambat fase reproduktif. Perlambatan fase reproduktif pada tanaman sangat berhubungan dengan jumlah malai yang muncul (Singh et al, 1992). Cekaman besi sampai dengan konsentrasi 1500 ppm menyebabkan penurunan jumlah anakan produktif hingga 43.6% pada varietas IR64, 30 - 36% pada varietas danau Gaung, Grogol, dan Krowal Oval, dan 220 - 25% pada varietas Punggur, Hawarabunar, Krowal Panjang, dan Indragiri.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 250 500 750 1000 120 1500 U m ur P ane n (ha ri ) Konsentrasi Fe (ppm) IR64 Gr HB KP KO DG Ind Pgr Umur Panen
Analisis sidik ragam terhadap umur tanaman menunjukkan bahwa interaksi faktor varietas dan cekaman besi berpengaruh terhadap umur panen (Lampiran 26). Berdasarkan uji lanjut DMRT pada taraf signifikansi α = 0.05 terlihat varietas IR64 mengalami pemunduran umur panen pada konsentrasi 500 ppm cekaman besi dari 105 hari menjadi 112 hari. Umur panen semakin bertambah panjang sampai dengan perlakuan konsentrasi cekaman besi 1500 ppm (115 hari) (Gambar 16; Lampiran 26).
Gambar 16 Grafik umur panen interaksi antara faktor varietas dan konsentrasi cekaman besi.
Pada varietas Danau Gaung dan Indragiri pada konsentrasi yang sama mengalami pemunduran umur panen berturut-turut 115 dan 124 hari, sedangkan pada konsentrasi 1500 ppm berturut-turut menjadi 118 dan 127 hari. Varietas Grogol, Hawarabunar mengalami pemunduran umur panen dimulai pada
konsentrasi 1000 ppm berturut-turut 126 dan 132 hari, Krowal Panjang, Krowal Oval, dan Punggur mengalami pemunduran umura panen dimulai pada konsentrasi 750 ppm berturut-turut 158, 169, dan 119 hari (Gambar 16). Pada konsentrasi 1500 ppm pemunduran umur panen dibandingkan terhadap kontrol pada varietas IR64 selama 20 hari, sedangkan varietas lainnya sebesar 6 – 14 hari.
Persentase Biji Isi
Analisis sidik ragam terhadap persentase biji isi menunjukkan bahwa varietas dan konsentrasi cekaman besi berpengaruh sangat nyata terhadap persentase biji isi (Lampiran 28). Uji lanjut DMRT pada taraf signifikansi α = 0.05 memperlihatkan bahwa perlakuan konsentrasi cekaman besi menurunkan persentase biji isi per malai (Lampiran 29). Persentase biji isi tertinggi dijumpai pada varietas Hawarabunar, Punggur, Grogol, dan Indragiri sebesar 74 -76%, varietas Krowal Panjang, Krowal Oval, dan Danau Gaung sebesar 67 - 70%, sedangkan varietas dengan jumlah persentase biji isi paling terendah adalah IR64 sebesar 50.67%.
Penurunan biji isi per malai sebagai akibat dari cekaman besi dimulai pada konsentrasi 750 ppm, dan semakin bertambah besar pada konsentrasi yang lebih tinggi terutama pada varietas IR64, Krowal Panjang dan Kowal Oval. Penurunan persentase biji isi sampai konsentrasi 1500 ppm varietas IR64 sebesar 41.33%, sedangkan varietas lainnya (Grogol, Hawarabunar, Krowal Panjang, Krowal Oval, Indragiri) adalah sebesar 10 - 25%, (Gambar 17). Hasil ini sesuai dengan pendapat Virmani (1977) yang menyatakan bahwa penurunan hasil padi pada lahan keracunan besi mencapai 70% untuk varietas peka dan 30% untuk varietas toleran. Suhartini at al. (1992) menyatakan bahwa hasil padi menurun hingga 90% pada lahan sawah berkadar Fe tinggi jenis tanah Podsolik Merah Kuning. Ismunadji et al. (1973) menyatakan bahwa hasil-hasil penelitian terhadap keracunan besi pada tanaman padi di lahan pasang surut menurunkan hasil sampai 90%.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 250 500 750 1000 1250 1500 B ij i is i (% ) Konsentrasi Fe (ppm) IR64 Gr Hb KP KO DG Ind Pgr
Gambar 17 Grafik persentase biji isi interaksi antara faktor varietas dan konsentrasi cekaman besi umur 7 hari setelah perlakuan cekaman besi.
Keracunan besi dapat menghambat perkembangan sel vegetatif dan memperlambat perkembangan fase reproduktif, hal ini mengakibatkan lebih sedikit munculnya malai, yang akhirnya akan menghasilkan bulir yang kosong (Virmani 1977). Selanjutnya Lantin dan Neue (1989) menyatakan bahwa terdapat korelasi antara tingkat keracunan besi dan hasil, dimana hubungan ini dapat bertukar di dalam musim penanaman dalam setahun.
Bobot 1000 Biji
Perlakuan cekaman besi terhadap varietas padi memperlihatkan pengaruh yang nyata terhadap bobot 1000 biji. Demikian pula interaksi antara kedua faktor berpengaruh sangat nyata terhadap bobot 1000 biji (Lampiran 30). Uji lanjut DMRT menghasilkan bahwa perlakuan cekaman besi sampai taraf konsentrasi
0 5 10 15 20 25 30 0 250 500 750 1000 1250 1500 B obot 1000 bi ji (g) Konsentrasi Fe (ppm) IR Gr HB KP KO DG Ind Pgr
1500 ppm menghasilkan bobot 1000 biji tertinggi pada varietas Krowal Panjang (21.16 g) dan Krowal Oval (21.10 g) sedangkan bobot 1000 biji isi terendah pada IR64 (16.08 g) (Lampiran 31). Interaksi antara faktor varietas dan konsentrasi cekaman besi terhadap bobot 1000 biji memperlihatkan pola yang berbeda antara varietas pada konsentrasi yang sama maupun pada konsentrasi yang berbeda (Gambar 18).
Gambar 18 Grafik bobot 1000 biji interaksi antara faktor varietas dan konsentrasi cekaman besi.
Varietas Grogol, Danau Gaung, dan Punggur terjadi penurunan bobot 1000 biji pada konsentrasi 500 ppm, sedangkan varietas lainnya menunjukkan responnya pada konsentrasi 250 ppm. IR64 merupakan varietas yang mengalami penurunan bobot 1000 biji yang paling parah sampai konsentrasi 1500 ppm dibandingkan varietas lainnya pada konsentrasi yang samaSampai dengan
konsentrasi cekaman besi 1500 ppm penurunan bobot biji / malai yang paling parah yaitu sebesar 31.82% pada varietas IR64, sedangkan varietas lainnya berkisar 10 – 22%. Hasil terssebut sesuai dengan pendapat yang dikemukakan Abifarin (1988) bahwa hubungan antara keracunan besi dan kerugian hasil berkaitan dengan gejalabronzingyang meningkat, sehingga memberikan kerugian terhadap hasil sebagai efek keracunan besi mencapai lebih dari 30 %. Penelitian Ismunadji et al (1973) di Cihea memperlihatkan bahwa tanaman yang keracunan besi menghasilkan padi 52% lebih rendah dibandingkan tanaman yang sehat. Pada tanaman padi yang terserang berat pertumbuhan sangat jelek, anakan tidak tumbuh sehingga hasil yang didapatkan sangat rendah.
Berkaitan dengan pengaruh cekaman besi terhadap produksi padi, Virmani (1977) manyatakan bahwa keracunan besi menyebabkan pendewasaan bunga akan mengalami hambatan dan menghasilkan bulir yang kopong. Ayodate (1979) menyatakan bahwa pada varietas yang sangat peka keracunan besi dapat mengakibatkan tanaman padi tidak menghasilkan bunga yang disebabkan tidak berkembangnya sistem perakaran, senesen dan kebusukan sampai akhirnya tanaman mati tanpa menghasilkan biji.
Bobot biji/rumpun
Bobot biji total/rumpun varietas padi secara umum mengalami penurunan akibat cekaman besi. Analisis sidik ragam bobot biji/rumpun menunjukkan adanya pengaruh interaksi antara varietas dan konsentrasi cekaman besi (Lampiran 32). Uji lanjut dengan DMRT terhadap bobot kering akar menunjukkan bahwa penurunan bobot bobot biji/rumpun terjadi pada seluruh varietas yang dicobakan dimulai pada konsentrasi 250 ppm dan menunjukkan tingkat keparahan pada konsentrasi 1500 ppm (Gambar 19, Lampiran 33). Konsentrasi cekaman besi memberikan hasil terhadap bobot biji per rumpun tertinggi adalah varietas IR64 (46.4%) dan penurunan bobot biji per rumpun terendah adalah varietas Hawarabunar (19.64%).
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 250 500 750 1000 1250 1500 B obot is i/ m al ai (g r) Konsentrasi (ppm) IR64 GR HB KP KO DG Ind Pgr
Gambar 19 Grafik bobot biji/rumpun interaksi antara faktor varietas dan konsentrasi cekaman besi.
Pada konsentrasi cekaman besi 250 ppm, varietas Krowal Oval dan Korwal Panjang menunjukkan penurunan biji total/rumpun lebih dari 10%, dan lebih tertekan dibanding varietas lainnya (Lampiran 31). Penurunan bobot biji/rumpun semakin meningkat dengan bertambahnya konsentrasi cekaman besi. Tingkat keracunan besi terparah terjadi pada varietas IR64, dimulai pada konsentrasi cekaman besi 750 ppm, dimana bobot biji/rumpun varietas IR64 menurun sampai 118,67 g, sedangkan varietas lainnya hanya menunjukkan penurunan bobot biji/malai kurang dari 75 g dan pada konsentrasi 1500 ppm cekaman besi penurunan bobot biji/rumpun sebesar 46 g terjadi pada varietas IR64, sedangkan varietas lainnya berkisar antara 19 – 39 g.
Toleransi Tanaman Padi terhadap Cekaman Besi
Penentuan tingkat toleransi tanaman padi terhadap cekaman besi dilakukan dengan metode Principle Component Analysis (PCA). Metode ini digunakan untuk menentukan jumlah komponen matrik dari data variabel yang sesuai dengan jumlah komponen untuk menetapkan matrik baru sebagai variabel bebas. Analisis terhadap peubah yang diamati dari percobaan kultur hara melalui metode PCA menghasilkan 3 komponen utama (skor bronzing daun, besi total akar dan tajuk (Gambar 20a), sedangkan dari percobaan pot dilakukan pengelompokan terhadap peubah dari 3 parameter komponen produksi (bobot 1000 biji, bobot biji/rumpun persentase biji isi/malai), yang dikorelasikan terhadap percobaan kultur hara melalui peubah nilai skor bronzing dan pertambahan panjang akar (Gambar 20b).
a. b.
Gambar 20 Analisis PCA dari semua peubah yang diamati untuk menentukan komponen utama dari karakter toleransi tanaman padi terhadap cekaman besi a). Percobaan kultur hara b). Percobaan pot.
Uji korelasi antar peubah yang dimati pada perlakuan kultur hara menunjukkan bahwa terdapat korelasi positif antara skorbronzingdengan peubah besi total akar dan tajuk (Tabel 4). Akan tetapi nilai skor bronzing berkorelasi negatif dengan tinggi tanaman, panjang akar, bobot kering akar, dan bobot kering tajuk. Hal ini menunjukkan bahwa semakin tinggi nilai skor bronzing semakin tinggi pula kandungan besi baik pada akar maupun tajuk yang mengakibatkan terhambatnya pertumbuhan tinggi tanaman, panjang akar, bobot kering akar, dan bobot kering tajuk.
Tabel 4 Matrik korelasi antara nilai skoring bronzing dengan peubah lain dari 8 varietas padi pada perlakuan cekaman besi
Karakter Skor bronzing Tinggi Tanaman Panjang Akar Bobot kering Akar Bobot kering Tajuk Besi Total Akar Besi total Tajuk Skorbronzing 1 - - - -Tinggi Tanaman -0.466 1 - - - - -Panjang Akar -0.516 0.951 1 - - - -Bobot kering. Akar -0.650 0.800 0.840 1 - - -Bobot kering. Tajuk -0.621 0.827 0.840 0.815 1 -
-Besi total Akar 0.656 -0.522 -0.567 -0.727 -0.698 1 -Besi total
Tajuk 0.716 -0.680 -0.684 -0.694 -0.637 0.643 1
** Korelasi sangat signifikan.
Analisis dari kelima peubah yang digunakan pada percobaan pot diperoleh hasil bahwa persentase biji isi/malai (BIM) mempunyai nilai paling besar pada vektor dari komponen pertama (PC1) dengan konstribusi 82,2%, sedangkan kelima peubah lainnya memiliki nilai konstribusi yang lebih kecil (Tabel 5).
Tabel 5 Nilai komponen utama dari skor bronzing (SB), Bobot Biji/Rumpun (BBR), Pertambahan Panjang Akar (PPA), Bobot 1000 Biji (BB), dan Persentase Biji Isi/Malai (BIM)
Variable PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 SB 0,098 0,098 0,120 0,836d) 0,517 BBR 0,404 -0,320 0,849d) -0,112 -0,032 PPA -0,039 -0,032 -0,030 -0,516 0,854d) BB 0,496 -0,710d) -0,493 0,079 0,026 BIMd) 0,761d) 0,618 -0,147 -0,126 -0,024 AKAR CIRI 141,19 24,93 4,94 0,53 0,08 PROPORSI 0,822 0,145 0,029 0,003 0,000 KOMULATIF 0,822 0,968 0,996 1,000 1,000 d)
Variabel yang dominan dalam matrik fungsi berturut-turut BIM, BB, BBR, SB, dan PPA.
Berdasarkan hasil analisis komponen utama dari dua komponen (skor bronzing daun dan kandungan besi total akar) terhadap 8 varietas padi yang dicobakan melalui percobaan kultur hara membentuk 3 kelompok yaitu varietas IR64 berada pada kwadran I, varietas Grogol, Indragiri, Punggur, Krowal Oval,
dan Danau Gaung berada pada kwadran III, sedangkan Varietas Krowal Panjang dan Hawarabunar berada pada kwadran IV seperti disajikan pada Gambar 21.
Gambar 21 Analisis komponen utama berdasarkan skor bronzing daun dan kandungan besi total akar.
Analisis komponen utama dengan menggunakan komponen (skor bronzing daun dan kandungan besi total tajuk) terhadap 8 varietas padi membentuk 3 kelompok yaitu varietas IR64 berada pada kwadran I, varietas Grogol, Krowal Panjang, Hawarabunar, Indragiri dan Krowal Oval berada pada kwadran III, sedangkan varietas Punggur dan Danau Gaung berada pada kwadran IV seperti disajikan pada Gambar 22.
Gambar 22 Analisis Komponen Utama berdasarkan skorbronzingdan kandungan besi total tajuk.
Skorbronzing Skorbronzing
Pengelompokan varietas padi berdasarkan tiga komponen utama pada percobaan kultur hara yaitu skor bronzing daun, kandungan besi total akar, dan kandungan besi total tajuk diperoleh 3 kelompok varietas padi (Gambar 23a), sedangkan pengelompokan vatietas padi berdasarkan skor bronzing daun, pertmbahan panjang akar dan bobot biji isi per malai yang diperoleh dari percobaan pot menghasilkan pengelompokan seperti disajikan pada Gambar 23b.
a) b)
Gambar 23 Diagam pengelompokan 8 varietas padi berdasarkan sifat toleransinya terhadap cekaman besi a). Percobaan kultur hara b). Percobaan pot.
Dari hasil analisis di atas diketahui bahwa varietas IR64 konsisten berada pada kelompok I, varietas Grogol dan Hawarabunar berada pada kelompok dua, sedangkan, Krowal Oval yang belum diketahui sifat toleransinya terhadap cekaman besi, serta tiga varietas lainnya (Indragiri, Danau Gaung, dan Punggur) yang semula diketahui bersifat toleran terhadap cekaman besi berkumpul membentuk satu kelompok. Varietas Krowal Panjang menunjukkan kelompok yang tidak konsisten antara hasil analisis berdasarkan data dari percobaan kultur hara dan percobaan pot.
Validasi Metode Seleksi Karakter Toleransi Tanaman Padi terhadap Cekaman Besi
Hasil percobaan kultur hara di rumah kaca dengan menggunakan larutan Yoshida (1976) sampai dengan konsentrasi cekaman Fe 1500 ppm selama 7 hari cekaman dapat dikembangkan sebagai metode untuk melakukan seleksi terhadap varietas padi toleran atau sensitif terhadap cekaman besi. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan Kpongor (2005) bahwa seleksi tanaman padi
menggunakan medium Yoshida sampai dengan konsentrasi 2000 ppm selama tiga hari setelah penambahan besi sulfat dapat dikembangkan untuk melakukan seleksi terhadap varietas padi bersifat toleran atau sensitif terhadap cekaman besi. Keunggulan dari metode ini adalah dapat dilaksanakan dalam waktu relatif singkat (4 minggu fase adaptasi dan 1 minggu cekaman) dibandingkan melalui percobaan pot (media tanah) yang membutuhkan waktu sampai 2 kali masa tanam. Selain itu dapat dilakukan seleksi terhadap jumlah varietas yang relatif lebih banyak dengan sekali percobaan dan biaya relatif murah.
Kelemahan metode ini hanya dapat digunakan untuk mempelajari respon fisiologi pada tahap awal pertumbuhan vegetatif, tetapi tidak dapat digunakan sampai pada fase reproduktif, oleh karenanya perlu dilakukan verifikasi hasil percobaan kultur hara pada media tanah (percobaan pot). Pengamatan terhadap ke dua percobaan (percobaan kultur dan percobaan pot) memberikan hasil yang tidak berbeda diantara kedua percobaan, dimana varietas yang diduga sensitif terhadap cekaman besi pada percobaan kultur hara memberikan respon yang sama terutama terhadap skorbronzingdaun pada percobaan pot (media tanah) .
Varietas yang mengalami gangguan pertumbuhan secara fisiologi maupun morfologi pada percobaan kultur hara juga mengalami penghambatan yang sama pada percobaan menggunakan media tanah. Hal ini sesuai dengan pendapat yang dikemukakan oleh Kpongor (2005) medium Yoshida (1976) sampai dengan konsentrasi 2000 ppm dapat digunakan untuk menunjukkan gejala keracunan pada tahap awal pertumbuhan tanaman padi dengan melihat bercak pada daun. Secara ringkas perlakuan dengan kultur hara selama 7 hari perlakuan cekaman mampu memberikan hasil yang paling efektif untuk digunakan pada percobaan dalam mempelajari tingkat keracunan besi pada tanaman padi dibandingkan percobaan lapang. Metode kultur hara ini dapat dikembangkan dengan menggunakan konsentrasi Fe yang cukup tinggi untuk dapat mempelajari respon tanaman padi pada tingkat cekaman Fe yang lebih tinggi.
Mempelajari respon tanaman terhadap keracunan besi pada kondisi lapang sulit dilakukan dengan menggunakan media tanah, sehingga digunakan FeSO4.7H2O sebagai sumber besi pada kultur. Penggunaan metode kultur hara untuk mempelajari respon tanaman padi terhadap cekaman besi pada tahap awal
pertumbuhan vegetatif memiliki keuntungan, selain dapat digunakan melihat gejala keracunan pada daun, juga dapat digunakan untuk menganalisis plak besi pada akar dan menjadi salah satu metode untuk mempelajari mekanisme penghindaran tanaman padi terhadap cekaman besi. Hasil penelitian baik pada percobaan kultur hara maupun percobaan pot memperlihatkan bahwa varietas IR64 merupakan varietas yang mengalami tingkat keracunan terparah baik pada percobaan kultur hara maupun percobaan pot.
Reduksi Fe3+ menjadi Fe2+ yang disertai meningkatnya kelarutan Fe yang terjadi pada tanah yang tergenang diikuti oleh niknya pH tanah, dan reaksi dapat berbalik bila terjadi peningkatan aerasi tanah disertai dengan turunnya pH tanah. Kondisi tanah tergenang dan Fe tereduksi dapat menekan dan menurunkan produksi padi. Hal ini terlihat dari hasil penelitian yang menunjukkan bahwa varietas IR64 menghasilkan produksi biji yang lebih rendah turun sampai 43.1% dibandingkan dengan tanaman kontrol, sedangkan varietas lainnya (Grogol, Hawarabunar, Krowal Panjang, Krowal Oval, Danau Gaung, Indragiri, dan Punggur) mengalami penurunan produksi berkisar antara 10 – 22% (Lampiran 29), bahkan pengaruh dari keracunan besi menyebabkan perpanjangan usia panen sebagaimana hasil penelitian diperoleh varietas IR64 mengalami pemunduran usia panen sampai 20 hari, sedangkan varietas lainnya (Grogol, Hawarabunar, Krowal Panjang, Krowal Oval, Danau Gaung, Indragiri, dan Punggur) mengalami pemunduran umur panen berkisar 6 – 14 hari.
Kondisi ini sesuai dengan pendapat Abuet al. (1989) bahwa keracunan yang terjadi mulai fase vegetatif berhubungan dengan tertekannya tinggi tanaman dan lambatnya fase reproduktif. Selanjutnya Singh et al. (1992) menyatakan bahwa lamanya fase vegetatif sebagai pengaruh dari keracunan besi mengakibatkan lebih sedikit munculnya anakan pada tanaman padi sehingga menghasilkan biji yang rendah dan bulir kopong.
Kesesuaian hasil antara percobaan kultur hara dan percobaan pot melalui analisis komponen utama memberikan suatu alternatif bahwa metode seleksi varietas padi menggunakan tekhnik kultur hara dengan larutan Yoshida (1976) dapat dikembangkan dalam upaya melakukan seleksi tanaman padi berdasarkan karakter toleransi terhadap cekaman besi. Hal tersebut dapat dijelaskan bahwa
baik pada percobaan kultur hara maupun percobaan pot diketahui varietas IR64 merupakan varietas yang bersifat sensitif terhadap cekaman besi, sedangkan varietas Grogol dan Hawarabunar merupakan varietas yang bersifat toleran terhadap cekaman besi, dan varietas Krowal Panjang, Krowal Oval, Danau Gaung, Indragiri, Punggur sebagai varietas yang bersifat moderat terhadap cekaman besi.
Berdasarkan hasil percobaan kultur hara maupun percobaan pot diperoleh bahwa sifat toleransi tanaman padi dapat ditentukan melalui gejala visual pada daun, yang berkorelasi dengan kandungan besi baik di tingkat akar maupun di tajuk, pengukuran terhadap panjang akar menunjukkan bahwa untuk varietas yang bersifat sensitif terhadap cekaman besi kurang dari 3 cm dapat dijadikan indikasi bahwa tanaman padi tersebut bersifat sensitif karena ketidak mampuannya mengembangkan sistem perakarannya, sebaliknya hasil pengukuran diperoleh bahwa varietas yang bersifat moderat dan toleran mampu mengembangkan sistem perakarannya dengan selisih hampir lebih dari 4 cm. Pada percobaan pot yang dapat mencerminkan percobaan lapang, selain gejala keracunan pada daun berupa nilai skor bronzing daun, komponen produksi seperti bobot 1000 biji, bobot isi/rumpun, persentase biji isi/malai dapat dijadikan sebagai penentu sifat toleransi tanaman padi terhadap cekaman besi. Hasil penelitian menyarankan bahwa batas kritis keracunan besi pada tanaman padi berkisar 250 – 500 ppm hal ini sesuai dengan penelitian Yoshida (1981) bahwa batas kritis keberadaan besi dipermukaan akar adalah 300 ppm.
