Seminar Nasional dalamRangka Dies Natalis ke-44 UNS Tahun 2020
“Strategi Ketahanan Pangan Masa New Normal Covid-19”
Pertumbuhan Beberapa Genotipe Kedelai Pada Tingkat Salinitas 10 dS/m
Siti Muzaiyanah, Gatut Wahyu ASBalai Penelitian Tanaman Legum dan Umbi Indonesia Jalan Raya Kendalpayak km 8 kotak Pos 66Malang
Abstrak
Salah satu upaya strategis untuk meningkatkan produksi kedelai menuju swasembada dengan produksi 2,8 juta ton adalah melalui perluasan area tanam di lahan suboptimal, salah satunya tanah salin. Luas potensi lahan salin di Indonesia adalah 140.300 ha. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pertumbuhan beberapa genotipe kedelai pada tingkat salinitas tanah 10 dS/m. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) yang diulang tiga kali. Perlakuan yang diuji adalah genotipe yang terdiri dari Deja 2, Dering, Karat 13, Panderman, Gepak Kuning, Daun Lancip, Dega1 dan Tanggamus. Variabel yang diamati meliputi: tinggi tanaman, panjang akar, berat brangkasan, bobot kering akar dan tingkat salinitas tanah pada saat tanaman berumur 24 hst, 45 hst, 60 hst dan 75 hst. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, semua genotipe masih bertahan hidup hingga umur 45 hst, tetapi pada umur 60 hst, genotipe Dering, Tanggamus, Gepak kuning mulai mati, dan hanya Daun Lancip yang dapat bertahan hingga 75 hari.
Kata kunci: kedelai, pertumbuhan, tanah salin
Pendahuluan
Salah satu upaya strategis untuk meningkatkan produksi kedelai menuju swasembada dengan jumlah produksi sekitar 2,8 juta ton per tahun adalah melalui perluasan area penanaman, Fluktuasi produksi kedelai nasional berkaitan erat dengan fluktuasi luas panen. Dalam enam tahun terakhir (pada 2009 -2015) luas panen kedelai hanya 493-723 ribu hektar dengan produktivitas rendah, 1,2-1,3 t/ha. Berdasarkan perhitungan, untuk mencapai swasembada kedelai, produktivitas nasional perlu ditingkatkan menjadi 1,4-1,5 t/ha dengan luas area panen 2,0 juta ha (BPS, 2017). Perluasan area dapat dilakukan dengan memanfaatkan lahan marginal seperti lahan kering, lahan kering masam, dan lahan salin. Di Indonesia diperkirakan bahwa total tanah salin 440.300 ha yaitu 304.000 ha agak salin dan 140.300 ha salin (Rachman et al., 2008).
Kondisi salin dapat menyebabkan tanaman mengalami stress yang mengakibatkan terjadinya perubahan morfologi genotipe kedelai. Stress akibat kondisi salin menjadikan akar menjadi lebih pendek serta menurunnya bobot tajuk dan tinggi tanaman. (Purwaningrahayu & Taufiq, 2017; bustingorri & Lavado, 2011; . Hashi et al, 2015, Sabagh et al, 2015; Farhoudi & Tafti 2011, Aini,
2014 b). Tanaman kacang-kacangan memiliki respons berbeda terhadap stres salinitas tergantung pada umur tanaman dan varietas. Berdasarkan penurunan hasil, stres salinitas titik kritis pada kedelai, kacang tanah, dan kacang hijau masing-masing adalah 5 dS/m, 3,2 dS/m, dan 1-22,55 dS/m (Kristiono et al., 2013). Pada salinitas tanah 3,91 dS/mbiomassa kedelai dapat menurun hingga 48,14% (Aini et al., 2014) . Tinggi tanaman dan jumlah daun belum berkurang pada tingkat salinitas 3 dS/m hingga minggu keempat varietas Dering1, Demas1, Devon1. Tetapi jumlah polong, berat polong dan 100 biji yang genotipe menurun karena pada tingkat 3 dS/m salinitas tanah (Yunita, 2018) . Tujuan penelitian adalah mempelajari pertumbuhan beberapa genotipe pada tingkat salinitas tanah 10 dS/m.
Metodologi
Penelitian dilakukan di rumah kaca Balitkabi pada bulan Juli - September 2017 menggunakan tanah Alfisol ringan dari Muneng Probolinggo. Tanah dikering anginkan dan dimasukkan ke dalam pot berkapasitas 12 kg, diisi 8 kg tanah. Tanah dalam pot diairi hingga 100% kadar air. Pupuk anorganik phonska didistribusikan di samping tanaman saat tanam. Setiap pot diberi pupuk Phonska sebanyak 4 g per pot. Pada awal penanaman, setiap pot ditanami dengan empat biji kemudian dilakukan penjarangan hingga hanya tersisa dua tanaman per pot pada 15 hari setelah tanam. Kondisi salin dilakukan dengan memasukkan air laut sebanyak 250 mLke dalam pot. Air laut diaplikasikan saat tanaman memasuki fase V1 (setelah daun trifoliat pertama terbentuk sempurna) hingga tingkat salinitas tanah menunjukkan angka 10 dS/m. Selama penelitian, tanaman dilindungi dari hama, penyakit, dan gulma untuk mendapatkan pertumbuhan tanaman yang optimal.
Penelitian ini disusun menggunakan Rancangan Acak Kelompok dengan berbagai genotipe sebagai perlakuan. Genotipe tersebut adalah Deja 2, Dering, Karat 13, Panderman, Gepak Kuning, Daun Lancip, Dega1 dan Tanggamus. Variabel yang diamati meliputi: tinggi tanaman, panjang akar, berat brangkasan, bobot kering akar dan tingkat salinitas tanah pada umur 24, 45 , 60 dan 75 hst.
Hasil dan Pembahasan
Masing-masing genotipe memberikan respon yang berbeda terhadap perlakuan salin tinggi (± 10 dS/m). Respon tersebut menunjukkan bahwa setiap genotipe memiliki pertahanan yang berbeda terhadap kondisi salin. Pada 45 hst, semua genotipe masih dapat bertahan hidup, akan tetapi ketika menginjak umur 60 hst, genotipe Dering, Tanggamus, Gepak kuning mati dan ketika memasuki 75 hst, hanya genotipe Daun Lancip saja yang bisa bertahan hidup.
Tinggi dan panjang akar tanaman
Secara umum, masih terjadi laju pertumbuhan signifikan semua genotipe dari umur 24 hst ke 45 hst, demikian juga antara umur 45 hst ke 60 hst, meski laju pertumbuhannya minim. Akan tetapi setelah memasuki umur 60 hst, genotipe-genotipe tersebut mulai mengalami kematian kecuali genotipe Daun Lancip.
Ketika memasuki umur 24 hst, genotipe Karat 13 adalah tanaman tertinggi di antara 7 genotipe lainnya, yaitu 23,9 cm. Kemudian, ketika umur 45 hst, tinggi tanaman genotipe Karat 13, Deja 2 , Dering, Panderman, Daun Lancip, Dega1 meningkat 13,9%; 97,9%; 18,2%; 1,0%; 88,6%; 76,9% dibandingkan saat berumur 24 hst. Tinggi tanaman genotipe Gepak Kuning dan Tanggamus tidak bertambah sejak 24 hst, yaitu sekitar 16 cm. Saat memasuki umur 60 hst, tinggi tanaman Deja 2 hanya meningkat sebesar 4,3%; Karat 13 meningkat sebesar 3,4%, Panderman meningkat sebesar 0,3%; Daun Lancip meningkat sebesar 2,2%; dan Dega 1 meningkat 1,6% dibandingkan dengan 45 hst, sementara genotipe Dering, Tanggamus, Gepak Kuning sudah mati. Kemudian pada 75 hst, tinggi tanaman genotipe Daun Lancip meningkat 12,2% dibandingkan dengan 60 hst, sementara genotipe yang lain telah mati (Gambar 1).
Gambar 1. Tinggi tanaman beberapa genotipe pada beberapa waktu pengamatan
Gambar 2 . Panjang akar tanaman beberapa genotipe pada beberapa waktu pengamatan
0 10 20 30 40 50 24 hst 45 hst 60 hst 75 hst Ti ng gi t ana m an (cm ) Deja 2 Dering Karat 13 Panderman Gepak kuning Daun lancip Dega1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 24 hst 45 hst 60 hst 75 hst P anj ang a ka r (cm ) Deja 2 Dering Karat 13 Panderman Gepakkuning Daunlancip Dega1 Tanggamus
Hanya genotipe Deja 2 dan Daun lancip yang sistem perakarannya mengalami laju pertumbuhan dari umur 24 hst hingga umur 45 hst, masing – masing sebanyak 42,4% dan 112%. Sementara genotipe Dering, Panderman, Gepak kuning, Daun lancip, Dega1 dan Tanggamus kira-kira menurun 29,0%, 42,9%, 20,3%, 16,9% dan 60,8% dibandingkan dengan panjang akar masing-masing pada umur 24 hst. Panjang akar genotipe Karat 13 cenderung stabil hingga 60 hst. Secara umum, panjang akar tanaman berkurang pada 60 hst, hal itu disebabkan karena akar mulai rapuh dan kemudian hancur dan akhirnya tanaman mati (pada 75 hst). Hanya genotipe Daun Lancip yang masih bertahan di umur 75 hst, meski mengalami penurunan panjang akar sebanyak 31,3% dibandingkan ketika berumur 60 hst (Gambar 2).
Bobot brangkasan dan akar kering
Ketika berumur 24 hari, genotipe Dega memiliki bobot brangkasan tertinggi dibandingkan dengan 7 varietas lainnya, tetapi pada umur 45 hst, semua genotipe mengalami penurunanbobot brangkasan kering, kecuali genotipe Gepak kuning dan Daun Lancip. Genotipe Deja 2, Dering, Karat 13, Panderman, Dega1 dan Tanggamus mengalami penurunan bobot kering brangkasan hingga 20,4%; 49,4%; 29,2%; 6,0%; 38,0%; dan 69,2% dibandingkan saat berumur 24 hst. Sedangkan genotipe Gepak Kuning dan Daun Lancip mengalami peningkatan bobot kering brangkasan sebesar 2,3% dan 102,2% dibandingkan dengan 24 hst.
Pada umur 60 hst, genotipe Gepak Kuning mati. Genotipe Karat 13 dan Daun Lancip mengalami peningkatan bobot kering brangkasan sebanyak 96% dan 206,3% dibandingkan dengan ketika umur 45 hst. Sementara genotipe Deja 2, Pandeman, dan Dega1 mengalami penurunan bobot kering brangkasan sebesar 51,1%; 29,0% dan 14,2% dibandingkan dengan 45 hst. Pada umur 75 hst, hanya genotipe Daun lancip yang bertahan hidup tetapi juga mengalami penurunan bobot kering brangkasan sebesar 29,1% dibandingkan 60 hst (Gambar 3).
Dega 1 merupakan genotipe yang memiliki bobot kering akar tertinggi dibandingkan dengan tujuh genotipe lainnya pada umur 24 hst, yaitu sekitar 0,58 g/pot. Pada umur 45 hst, genotipe Deja 2 yang memiliki berat akar kering tertinggi, yaitu 1,4 g/pot atau meningkat 441% dari bobot kering akar ketika berumur 24 hari hst. Peningkatan bobot kering genotipe Daun Lancip paling tinggi dibandingkan 7 genotipe lainnya, yaitu 651,5% dibandingkan dengan 24 hst, sekitar 0,8 g/pot. Bobot kering genotipe Dering, Karat 13, Panderman, Gepak Kuning, Dega 1 dan Tanggamus hanya meningkat 47,3%, 160,7%; 265,6%; 188,9%; 103,4% dan 140,5% masing-masing dibandingkan dengan 24 hst atau sebanyak 0,6 g/pot ; 0,8 g/pot ; 0,8 g/pot ; 0,4 g/pot; 1,2 g/pot; dan 0,3 g/pot.
Pada 60 hst, hanya genotipe Karat 13 dan Daun lancip yang mempunyai peningkatkan bobot kering akar, yaitu sebanyak 49,1% dan 54,8% dibandingkan ketika berumur 45 hst atau sebanyak 1,15 g/pot dan 1,28 g/pot. Genotipe Deja 2, Panderman dan Dega 1 mengalami penurunan
bobot akar kering sebesar 73%; 62,0% dan 44,1% dibandingkan dengan 45 hst atau sekitar 0,4 g/pot ; 0,3 g/pot; dan 0,7 g/pot. Sedangkan genotipe Dering, Gepak Kuning dan Tanggamus sudah mati. Pada umur 75 hst, hanya genotip Daun lancip yang masih bertahan hidup akan tetapi mengalami penurunan bobot akar kering sebanyak 47,7% dibandingkan 60 hst atau sebanyak 0,7 g/pot (Gambar 4).
Gambar 3. Berat kering brangkasan beberapa genotipe pada beberapa waktu pengamatan
Gambar 4. Bobot akar kering dari beberapa genotipe pada beberapa waktu pengamatan Fenomena tersebut menunjukkan bahwa tanaman kedelai ketika tercekam salin akan memperkuat sistem perakaran terlebih dahulu. Selanjutnya, untuk genotipe yang tahan terhadap kondisi salin akan mengalami penurunan bobot kering baik pada bagian brangksan maupun akar. Hal ini terjadi pada genotipe Deja 2, Dering, Panderman, Gepak Kuning, Dega 1 dan Tanggamus. Akan tetapi untuk genotipe yang masuk kategori tahan terhadap kondisi salin akan terus mengalami peningkatan bobot kering baik pada bagian brangkasan maupun akar. Hal ini terjadi pada genotipe Karat 13 dan Daun Lancip.
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 24 hst 45 hst 60 hst 75 hst Bobot K er ing Bra ng ka sa n( g) Deja 2 Dering Karat 13 Panderman Gepak Kuning Daunlancip Dega1 Tanggamus 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 25 hst 45 hst 60 hst 75 hst Bob ot K e ri n g A ka r (g ) Deja 2 Dering Karat 13 Panderman Gepak Kuning Daunlancip Dega1 Tanggamus
Tanaman yang dapat bertahan hidup pada kondisi salin adalah tumbuhan yang dapat menyerap kadar garam dalam tanah dan mampu mengeluarkannya. Tanaman ini relatif memiliki tingkat konduktivitas listrik rendah di tanah dan tinggi pada berat kering biomassa. Untuk tanaman ini, kandungan K+ dan Na+ diperlukan untuk efisiensi pengaturan osmosis membran sel dan pertumbuhan luas daun (Shabala et al., 2010). Tanaman ini akan memiliki stabilitas kandungan K+dan Na+meskipun tingkat konduktivitas listrik tanah ditambahkan (Aini et al., 2014a) .
Genotipe yang masuk kategori tidak tahan salin akan mengalami penebalan kutikula, penipisan korteks, dan memperluas diameter jaringan xilem. Tingginya kandungan ionK+dan Na+dapat mengurangi potensi air sel yang akhirnya mencegah air dari yang diserap ke dalam daun (Dolatabadian et al., 2011). Di sisi lain, diameter xilem yang lebar akan mengurangi kecepatan kohesi yang akan mempengaruhi proses naiknya air ke daun yang akan menyebabkan penyerapan air menurun (Toto dan Yulisma, 2017; Hang dan Mai, 2016; Khan et al., 2015), di mana air adalah elemen utama yang dibutuhkan oleh tanaman untuk melakukan fotosintesis. Kandungan K+dan Na+yang tinggi dalam tanaman juga mengurangi serapan N dan Mg, dimana unsur tersebut
merupakan elemen makro yang diperlukan dalam proses fotosintesis (Anitha dan Usha, 2012, Subramanyam et al., 2012, Aini et al. 2014a, Taufiq et al. 2015, El Sabagh et al., 2015 ). Fenomena
inilah yang menyebabkan bobot biomassa kedelai dan pertumbuhannya menurun sejak umur 45 hst.
Salinitas Tanah
Tingkat salinitas tanah pada pot semua genotipe menunjukkan angka yang sama (yaitu 10 dS/m) saat tanaman berumur 24 hst,kemudian mengalami penurunan pada umur pengamatan selanjutnya. Pada 45 hst, penurunan terbanyak terjadi pada genotipe Karat 13, Daun lancip dan Dega 1. Ketiga genotipe ini memiliki tingkat salinitas tanah antara 4,3 dS/m - 4,6 dS/m. Sedangkan lima genotipe lainnya memiliki kadar salinitas tanah mulai dari 5,5 dS/m - 8,8 dS/m. Pada pengamatan 60 hst, tingkat salinitas tanah pada genotipe Daun lancip dan Dega 1 lebih menurun, yaitu sekitar 3,2 dS/m hingga 3,7 dS/m. Sedangkan pada genotipe Deja 2, Karat 13, Panderman, memiliki salinitas tanah mulai dari 4,7 dS/m - 7,23 dS/m. Sementara itu genotipe Dering, Gepak Kuning dan Tanggamus sudah mati sejak umur 45 hst, hal ini menyebabkan salinitas tanah tidak berubah dari umur 60 hst hingga 75 hst.
Dari penelitian ini dapat dikatakan genotipe Daun lancip dikategorikan sebagai tanaman tahan terhadap kondisi salinitas tinggi dan Karat 13 dikategorikan agak tahan. Dering, Tanggamus, Gepak Kuning, Deja 2, Panderman dan Dega 1 tidak tahan.
Gambar 5. Salinitas tanah pada beberapa pengamatan
Kesimpulan dan Saran
Salinitas tanah menurunkan tinggi tanaman, panjang akar, bobot kering brangkasan dan bobot kering kedelai. Penurunan variabel itu bervariasi berdasarkan potensi pertahanan genotipe itu. Berdasarkan penelitian ini dapat dikatakan bahwa semua genotipe masih hidup hingga 45 hst, tetapi pada 60 hst, Dering, Tanggamus, Gepak kuning sudah mati, dan hanya Daun Lancip yang dapat bertahan hingga 75 hst.
Ucapan Terimakasih
Terimakasih di sampaikan kepada Bapak Antoni selaku teknisi dan Mia Irawati selaku mahasiswa magang yang membantu selama proses penelitian.
Daftar pustaka
Aini, N., Sumiya, W. D. Y., Syekhfani, Purwaningrahayu, R. D. & Setiawan, A. (2014a). Studi pertumbuhan, kandungan klorofil dan hasil genotipe kedelai (Glycine max L.) dalam kondisi salinitas. Prosiding Seminar Nasional Tanah Suboptimal 2014. Palembang.
Aini, N., Sumiya, W. D. Y., Syekhfani, Purwaningrahayu, R. D. & Setiawan, A. (2014b). Growth and physiological characteristics of soybean genotypes (Glycine max L.) toward salinity stress
Agrivita 36, 201-209.
Ali Khan, M. S., Karim, M. A., Al-Mahmud, A., Parveen, S,. Bazzaz, M. M., Hossain, M. A., (2015). Plant water relations and proline accumulations in soybean under salt and water stress environment. Journal of Plant Sciences 3, 272-278
Anitha, T. & Usha, R. (2012). Effect of salinity stress on physiological biochemical and antioxidant defense systems of high yielding cultivars of soybean. Internat. J. Pharma and Bio Sciences
4, 851-864.
Bustingorri, C. &Lavado, R. (2011). Soybean growth under stable versus peak salinity. Sci. Agric.
(Piracicaba, Braz.) 68, 102-108.
Badan Pusat Statistik, 2020. Diunduh dari https://www.bps.go.id/ pada Juli 2020.
0 2 4 6 8 10 12 24 hst 45 hst 60 hst 75 hst d S /m Deja 2 Dering Karat 13 Panderman Gepakkuning Daunlancip Dega1 Tanggamus
Dolatabadian, A., Modarresanavy, S. A. M. & Ghanati, F. (2011). Effect of salinity on growth, xylem structure and anatomical characteristic of soybean. Notulae Scientia Biologicae 3, 41-45.
El Sabagh, A., Omar, A. E., Saneoka, H. & Barutçular, C. (2015). Physiological performance of soybean germination and seedling growth under salinity stress. Dicle University Institute of
Natural and Applied Science Journal 4, 6-15.
Farhoudi, R. & Tafti, M. M. (2011). Effect of salt stress on seedlings growth & ions homeostasis of soybean (Glycine max) cultivars. Adv Environ Biol. 5, 2522-2526.
Hang, H.T. & Mai, L. Q. (2016). Effects of Salinity on Soybean (Glycine max[L.] Merr.) DT26 Cultivar. Natural Sciences and Technology 32, 227-232.
Hashi, U. S., Karim, A., Saikat, H. M., Islam, R. & Islam, M. A. (2015). Effect of salinity and potassium levels on different morpho-physiological characters of two soybean (Glycine max L.) genotypese. J. Rice Research. 3, 1-5
Kuruseng, M. A. & Farid, M. (2009). Analisis Heritabilitas Jagung Tahan Salinitas dan Hasil Kekeringan dari Induksi Mutasi dengan Sinar Gamma. Jurnal Agrisistem 5, 30-29.
Kristiono, A., Purwaningrahayu, & R. D.,Taufiq, A. (2013). Respon kacang kedelai, kacang tanah, dan kacang hijau terhadap tekanan salinitas. Buletin Palawija, 26, 45–60.
Purwaningrahayu, R. D. & Taufiq, A. (2017). Respon morfologis empat genotipe kedelai terhadap tekanan salinitas. Jurnal Biologi Indonesia 13, 175-188.
Rachman, A., Subiksa, I. G. M., Erfandi, D. & Slavich, P. (2008). Dinamika tsunami mempengaruhi sifat tanah. P 51-64. Dalam: F.Agus & G. Tinning (Eds.). Proc Dari Inter. Lokakarya Pengelolaan Tanah Pasca Tsunami. 180 hlm
Shabala, S., Shabala, S., Cuin, T.A., Pang, J., Percey, W., Chen, Z., Conn, S., Eing, C. & Wegner, L.H. (2010). Xylem ionic relations and salinity tolerance in barley. J. Agro Complex. 61, 839-853.
Subramanyam, K., Arun, M., Mariashibu, T., Theboral, J., Rajesh, M., Singh, N. K., Manickavasagam, M. & Ganapathi, A. (2012). Overexpression of tobacco osmotin (Tbosm) in soybean conferred resistance to salinity stress and fungal infections. Planta 236, 1909-1925.
Taufiq, A. & Purwaningrahayu, R. D. (2014). Pengaruh stres garam terhadap pertumbuhan kacang hijau pada fase perkecambahan. P: 465-477. Dalam: N. Saleh et al. (Eds). Prosiding Konferensi Nasional Balitkabi. 2013, Malang, 22 Mei 2013.
Yunita, S. R., Sutarno, Fuskhah, E. (2018). Respon beberapa varietas Kedelai (Glycine max L. Merr) terhadap tingkat salinitas penyiraman. J. Agro Complex. 2, 43-51.
Toto, T., & Yulisma, L. (2017). Analisis aplikasi konsep gaya dalam fisika yang berkaitan dengan bidang biologi. Jurnal Penelitian & Pengembangan Pendidikan Fisika 3, 63-72.
