PENGARUH CEKAMAN KEKERINGAN TERHADAP HASIL DAN
MUTU FISIOLOGIS DUA VARIETAS KEDELAI (Glycine max L. Merr)
[EFFECT OF DROUGHT STRESS ON YIELDS AND PHYSIOLOGICAL QUALITY OF TWO SEEDVARIETIES OF SOYBEAN (Glycine max L. Merr.)] Oleh:
Iftitah Fika Faradisa*), Bambang Sukowardojo*), Gatot Subroto*)
*) Fakultas Pertanian, Universitas Jember
E-mail: bbsukowardojo@yahoo.com ABSTRAK
Produktivitas kedelai di Indonesia masih rendah, hal ini disebabkan oleh ketidakmampuan kedelai untuk tumbuh dan berkembang di lahan dengan kondisi tercekam. Usaha mengatasi permasalahan tersebut dapat dilakukan dengan cara pemilihan varietas benih kedelai yang memiliki mutu benih yang mampu tumbuh pada kondisi lahan kekeringan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh cekaman kekeringan terhadap hasil dan mutu fisiologis varietas kedelai. Penelitian dilakukan di Kebun Percobaan UPT Agrotechnopark Universitas Jember pada bulan Februari sampai dengan Mei 2013. Penelitian menggunakan Rancangan Acak Kelompok Faktorial dengan 2 faktor yang diulang sebanyak 4 kali. Faktor pertama adalah varietas kedelai yaitu varietas Ijen dan Anjasmoro. Faktor kedua adalah cekaman kekeringan, yaitu (100%, 80%, 60%, dan 40%) kapasitas lapang. Hasil penelitian menunjukkan tidak terdapat interaksi antara varietas kedelai dan tingkat cekaman kekeringan. Pada cekaman kekeringan 100% - 80% kapasitas lapang, kedelai masih toleran terhadap cekaman kekeringan, namun cekaman kekeringan 40% kapasitas lapang sudah mempengaruhi pertumbuhan dan hasil serta mutu fisiologis benih kedelai. Hal ini terlihat pada parameter berat kering brangkasan, indeks panen benih per tanaman, daya berkecambah dan indeks vigor. Varietas Anjasmoro memberikan hasil yang tertinggi dibandingkan dengan varietas Ijen pada parameter tinggi tanaman, luas daun dan bobot 100 biji.
Kata Kunci: Varietas kedelai, cekaman kekeringan, hasil dan mutu fisiologis. ABSTRACT
Soybean productivity in Indonesia is still low, it is caused by the inability of soybeans to grow and thrive in gripped land conditions. The effort to overcome these problems, can be done by selecting soybean seed varieties that have quality to grow on dry land conditions. This research aimed to determine the effect of drought stress on yields and physiological quality of two varieties of soybean. This research was conducted at Agrotechnopark experimental garden, University of Jember from February to May, 2013. This research was designed using factorial randomized block design (RBD) with 2 factors, replicated 4 times. The first factor was soybean varieties, namely Anjasmoro variety and Ijen variety. The second factor was the level of drought stress: (100%, 80%, 60%, and 40%) field capacity. The results showed that there was no interaction between soybean varieties and levels of drought stress. In 100% - 80% field capacity of drought stress, soybean still tolerant to drought stress, but 40% field capacity of drought stress can affect the growth, yield, and physiological quality of soybean seed. This can be seen on the parameters of stover dry weight, seed harvest index per plant, germination, and vigor index. Anjasmoro variety gave the best result than Ijen variety on the parameters of plant height, leaf area and weight of 100 seeds.
Keywords: soybean varieties, drought stress, yield and physiological quality
PENDAHULUAN
Kedelai merupakan salah satu tanaman pangan yang penting bagi kehidupan manusia sehingga kedelai menempati urutan ketiga setelah padi dan jagung. Produksi kedelai pada tahun 2012 sebesar 843.150 ton biji kering atau mengalami penurunan 8.130 ton dibandingkan tahun 2011. Sementara itu, produksi kedelai pada tahun 2013 diperkirakan mencapai 847.160 ton biji kering atau mengalami kenaikan 4.000 ton dibandingkan tahun
2012 (Suryamin, 2013). Rendahnya produksi kedelai salah satunya disebabkan oleh cekaman kekeringan.
Kekeringan merupakan faktor yang sangat
mempengaruhi terhadap hasil tanaman kedelai serta kandungan hara tanah yang rendah dan pH yang tidak optimum (Virginia Soybean Update, 2002).
Cekaman kekeringan dapat mempengaruhi mutu benih, baik itu mutu fisik maupun mutu fisiologis benih. Mutu fisik yang berpengaruh akibat dari cekaman kekeringan diantaranya bentuk fisik yang kurang sempurna sebagai akibat terganggunya
proses pengisian biji sehingga menghasilkan benih yang tidak bernas. Sementara itu, dari mutu fisiologis benih sebagai akibat cekaman kekeringan dapat mengakibatkan turunnya daya berkecambah, indeks kecepatan berkecambah, keserempakan berkecambah serta vigor suatu benih.
Sebagai solusi peningkatan produksi kedelai, maka pemerintah melakukan upaya ekstensifikasi dan intensifikasi. Hal ini diwujudkan dalam bentuk penanaman kedelai yang toleran terhadap cekaman kekeringan di lahan kering. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh cekaman kekeringan terhadap hasil dan mutu fisiologis benih kedelai.
METODE PENELITIAN
Penelitian dilaksanakan di Agrotechno Park Universitas Jember mulai bulan Februari sampai dengan Mei 2013. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu: Benih kedelai varietas Anjasmoro dan varietas Ijen. Alat yang digunakan yaitu: cangkul, ayakan, gelas ukur, timbangan, dan meteran. Penentuan cekaman kekeringan menggunakan metode gravimetri. Penelitian menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) secara faktorial yang terdiri dari 2 faktor perlakuan dan 4 ulangan. Faktor pertama terdiri dari Varietas Ijen (V1) dan Varietas Anjasmoro (V2). Faktor kedua terdiri atas tingkat cekaman kekeringan 100% KL (L0), 80% KL (L1), 60% KL (L2) dan 40% KL (L3). Data yang diperoleh dianalisa menggunakan sidik ragam (ANOVA), jika terdapat perbedaan yang nyata diantara perlakuan maka dilakukan pengujian lanjutan yaitu dengan uji Duncan taraf 5%
HASIL PENELITIAN Hasil analisis sidik ragam beberapa parameter (Tabel 1)
PEMBAHASAN
Pengaruh Varietas dan Tingkat Cekaman Kekeringan terhadap Pertumbuhan Tanaman dan Hasil Benih Kedelai
Tinggi Tanaman
Berdasarkan Tabel 1, interaksi faktor varietas dan tingkat cekaman kekeringan memberi pengaruh berbeda tidak nyata terhadap tinggi tanaman. Faktor varietas ini diduga lebih banyak disebabkan oleh faktor genetik atau keturunan tanaman dari kedua
varietas tersebut, dimana varietas Anjasmoro
memiliki pertumbuhan yang lebih tinggi
dibandingkan varietas Ijen.
Pada Gambar 1, pengaruh utama faktor varietas menunjukkan perbedaan tinggi tanaman antara varietas Anjasmoro dan Ijen berbeda nyata. Menurut Sutedjo dan Kartasapoetra dalam Hapsari (2010) pada kondisi lingkungan yang hampir sama, maka tinggi tanaman ditentukan oleh faktor genetik. Pada Gambar 1 menunjukkan varietas Anjasmoro
memiliki tinggi tanaman yang lebih tinggi
dibandingkan varietas Ijen.
Perlakuan cekaman kekeringan yang
diberikan berbeda tidak nyata pada penelitian tersebut. Hal ini diduga karena perlakuan yang diberikan pada saat itu sudah memasuki masa generatif sehingga sel meristem sudah tidak aktif membelah dan energi tanaman lebih banyak terpakai untuk pembentukan bunga dan polong dari hasil fotosintat.
2. Luas Daun (cm2)
Berdasarkan Tabel 1, interaksi faktor varietas dan tingkat cekaman kekeringan memberi pengaruh berbeda tidak nyata terhadap luas daun. Perbedaan daya tumbuh antar varietas ditentukan oleh faktor genetiknya (Sadjad, 1993).
Pada Gambar 2, luas daun menunjukkan berbeda sangat nyata antar varietas, varietas Anjasmoro memiliki luasan daun yang lebih luas jika dibandingkan dengan varietas Ijen. Hal ini diduga karena faktor genetis. Salah satu faktor genetik atau keturunan tanaman yang berpengaruh adalah ukuran
benih. Ukuran benih berpengaruh terhadap
pertumbuhan tanaman (Sadjad, 1993).
Perlakuan tingkat cekaman kekeringan yang diberikan berbeda tidak nyata terhadap luas daun. Hal ini berkenanaan dengan waktu pemberian cekaman pada tanaman tersebut. Diduga karena pemberian perlakuan cekaman kekeringan pada saat itu sudah
mulai memasuki masa generatif sehingga
pertumbuhan vegetatif tanaman hampir mencapai maksimal.
3. Panjang Akar (cm)
Berdasarkan Tabel 1, interaksi faktor varietas dan tingkat cekaman kekeringan memberi pengaruh berbeda tidak nyata terhadap panjang akar, dalam hal ini faktor tingkat cekaman kekeringan lebih
berpengaruh. Kedalaman perakaran sangat
berpengaruh terhadap jumlah air yang diserap.
Keberadaan air akan mendorong sel-sel akar lebih cepat membelah diri untuk dapat menyerap air dan unsur hara yang ada dalam media. Rendahnya kadar air tanah akan menurunkan perpanjangan akar, kedalaman penetrasi dan diameter akar. Adanya penghambatan pembentukan auksin pada tanaman yang menderita cekaman air. Kegiatan tersebut diikuti oleh penurunan transport auksin ke kambium (Nahum
et al, 2006).
4. Berat Kering Brangkasan (g)
Berdasarkan Tabel 1, interaksi faktor varietas dan tingkat cekaman kekeringan memberi pengaruh tidak nyata terhadap berat kering brangkasan. Pada berat kering brangkasan faktor yang berpengaruh adalah tingkat cekaman kekeringan.
Berat kering tanaman mencerminkan status nutrisi tanaman yang diikuti oleh peningkatan berat kering brangkasan (Prawiranata et al, 1981). Perlakuan tingkat cekaman kekeringan semakin rendah menyebabkan penurunan biomasa yang diproduksi sehingga berat kering brangkasan semakin rendah. Kekurangan air menurunkan perkembangan vegetatif dan hasil tanaman melalui penurunan
pengembangan daun sehingga menurunkan
fotosintesis tajuk.
5. Bobot Benih per Tanaman (g)
Berdasarkan Tabel 1, interaksi faktor varietas dan tingkat cekaman kekeringan memberi pengaruh berbeda tidak nyata
terhadap bobot benih per tanaman. Pada bobot benih per tanaman faktor yang berpengaruh adalah tingkat cekaman kekeringan.
Kekurangan air yang terjadi pada periode pembungaan akan mengakibatkan banyak bunga dan polong gugur serta biji yang dihasilkan lebih kecil (Hapsoh, 2003). Tanaman yang mengalami cekaman kekeringan akan menghasilkan benih yang tidak berkualitas baik, seperti ukurannya kecil, tidak mulus dan cacat. Hal ini kaitannya dalam fotosintesis, tanaman yang mengalami cekaman air stomatanya akan menutup lebih awal untuk mengurangi hilangnya air. Penutupan stomata akan mengganggu masuknya CO2, sehingga laju fotosintesis berkurang. Penurunan
laju fotosintesis mengakibatkan fotosintat yang dihasilkan akan menurun. Akibatnya cadangan makanan untuk pembentukan biji berkurang.
6. Bobot 100 Biji (g)
Berdasarkan Tabel 1, interaksi faktor varietas dan tingkat cekaman kekeringan memberi pengaruh berbeda tidak nyata terhadap bobot 100 biji. Pada bobot 100 biji faktor yang berpengaruh adalah varietas kedelai.
Adanya perbedaan hasil dari kedua varietas tersebut terhadap parameter hasil di atas, diduga disebabkan oleh adanya perbedaan sifat atau keunggulan dari masing-masing varietas. Menurut Sutedjo dan Kartasapoetra dalam Hapsari (2010) sifat 100 biji merupakan sifat yang lebih banyak dipengaruhi oleh gen-gen yang sederhana (gen mayor) sehingga cenderung memiliki kemampuan beradaptasi pada lingkungan tumbuh tanaman dan memiliki nilai keragaman genetik yang tinggi.
7. Indeks Panen Benih per Tanaman (%)
Berdasarkan Tabel 1, interaksi faktor varietas dan tingkat cekaman kekeringan memberi pengaruh berbeda tidak nyata terhadap indeks panen benih per tanaman. Pada indeks panen benih per tanaman yang
berpengaruh adalah faktor tingkat cekaman
kekeringan. Cekaman kekeringan pada setiap stadia pertumbuhan tanaman kedelai dapat menurunkan hasil biji, tetapi pada stadia pembentukan polong dan pengisian polong merupakan stadia yang kritis terhadap cekaman kekeringan.
Tanaman yang mengalami cekaman
kekeringan akan menghasilkan benih yang tidak berkualitas baik. Selama terjadi cekaman kekeringan terjadi penurunan laju fotosintesis yang disebabkan oleh penutupan stomata dan terjadinya penurunan transport elektron dan kapasitas fosforilasi didalam kloroplas daun (Yasemin, 2005). Dengan adanya ketersediaan air, maka penyerapan air menjadi baik sehingga meningkatkan laju fotosintesis. Tanaman yang mempunyai laju fotosintesis yang tinggi
mengakibatkan karbohidrat yang dihasilkan tidak hanya untuk pertumbuhan batang dan daun tetapi juga untuk perkembangan bunga, buah dan biji (Harjadi, 1998).
Selain itu, berkaitan pula dengan mekanisme penyerbukan dimana tanaman yang ketersediaan
airnya mencukupi bagi pertumbuhan dan
perkembangannya menyebabkan muncul bunga jantan dan bunga betina secara bersamaan dengan demikian proses penyerbukan dapat berjalan dengan baik sehingga jumlah polong tanaman kedelai yang diperoleh menjadi lebih baik. Penurunan laju fotosintesis mengakibatkan fotosintat yang dihasilkan akan menurun. Akibatnya cadangan makanan untuk pembentukan biji berkurang. Apabila biji mengalami kekurangan dalam pengisian maka akan berpengaruh pula pada indeks panen benih.
Pengaruh Varietas dan Tingkat Cekaman Kekeringan terhadap Mutu Fisiologis Benih Kedelai.
1. Daya Berkecambah (%)
Perkecambahan merupakan proses
pertumbuhan dan perkembangan embrio, dimana tahap awal perkembangan suatu tumbuhan, khususnya tumbuh berbiji.
Daya kecambah benih yang baik untuk digunakan sebagai bahan perbanyakan tanaman minimal 80%. Jika daya kecambah benih dibawah 80% maka benih tersebut tidak layak dipergunakan sebagai bahan perbanyakan tanaman (Sadjad, 1975). Benih yang tidak keriput mempunyai cadangan makanan yang lebih banyak sehingga ketika proses perkecambahan berlangsung, cadangan makanan tersebut akan mempengaruhi proses munculnya plumule dan radikula, sebaliknya apabila benih keriput maka akan menghasilkan cadangan makanan yang kecil sehingga pertumbuhan dan perkembangan radikula dan plumule menjadi terhambat.
2. Indeks Kecepatan Berkecambah (%/waktu)
Interaksi faktor varietas dan tingkat cekaman kekeringan memberi pengaruh berbeda tidak nyata terhadap indeks kecepatan berkecambah. Pada gambar
9, perlakuan L0 (100% kapasitas lapang)
menghasilkan benih yang lebih bernas dan vigor karena kebutuhan air sebagai pendukung proses fotosintesis terpenuhi, sehingga fotosintat yang dialirkan dari proses fotosintesis dapat mendukung pengisian biji.
Perombakan cadangan makanan pada biji yang memiliki cadangan makanan yang maksimal atau biji bernas maka pertumbuhan calon akar (radikula) dan calon pucuk (plumule) akan cepat.
Fungsi utama cadangan makanan dalam biji adalah memberi energi kepada embrio maupun tanaman yang masih muda sebelum tanaman itu mampu memproduksi sendiri zat makanan, hormon dan protein (Sumeru, 1995). Pada umumnya biji yang berkerut atau tidak bernas dan berukuran kecil serta belum mencapai masak fisiologis menghasilkan kecambah yang tidak normal, dan apabila kecambah tersebut dapat tumbuh normal maka pertumbuhannya akan lemah.
3. Indeks Vigor (cm%)
Berdasarkan Tabel 1, interaksi faktor varietas dan tingkat cekaman kekeringan memberi pengaruh berbeda tidak nyata terhadap indeks vigor. Pada indeks vigor yang berpengaruh adalah faktor tingkat cekaman kekeringan.
Metode yang dapat digunakan untuk
mengukur vigor adalah metode yang berdasarkan
pengukuran yang berhubungan dengan daya
kecambah. Pada proses perkecambahan cadangan
makanan digunakan embrio untuk tumbuh dan berkembang, setelah proses imbibisi terjadi maka akan terjadi perombakan cadangan makanan yang dimana akan menghasilkan atau memunculkan radikula dan plumule.
Benih yang memiliki kecepatan tumbuh lebih dari 30% maka bisa dikatakan bahwa benih tersebut memiliki vigor yang kuat. Sementara itu, apabila kecepatan tumbuh kurang dari 30% maka benih tersebut memiliki vigor yang kurang kuat (Sadjad, 1993). Hasil penelitian antara parameter kecepatan berkecambah dan indeks vigor, benih-benih tersebut termasuk dalam kategori kuat karena lebih dari 30%.
Pengaruh Interaksi Varietas Kedelai dan Tingkat Cekaman Kekeringan Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Kedelai serta Mutu Fisiologis Benih Kedelai.
Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa interaksi antara varietas dan tingkat cekaman kekeringan berpengaruh tidak nyata terhadap semua parameter yang diamati. Sutedjo dan Kartasapoetra dalam Hapsari (2010) salah satu faktor lebih kuat pengaruhnya dari faktor lain maka faktor lain tersebut akan tertutupi, dan masing-masing faktor mempunyai sifat yang jauh lebih besar pengaruhnya dan sifat kerjanya, maka akan menghasilkan hubungan yang berpengaruh dalam mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Selain itu, tidak terjadinya interaksi diduga karena iklim yang tidak mendukung penelitian tersebut. Pada saat penelitian, terjadi hujan yang sangat lebat sehingga dapat mempengaruhi kadar air dan suhu dari media tersebut.
KESIMPULAN DAN SARAN
Tidak terdapat interaksi antara varietas kedelai dan tingkat cekaman kekeringan untuk semua parameter yang diamati. Pada tingkat cekaman kekeringan 100% - 80% kapasitas lapang, kedelai masih mampu toleran terhadap cekaman kekeringan, namun pada tingkat cekaman kekeringan 40% kapasitas lapang sudah mempengaruhi pertumbuhan dan hasil serta mutu fisiologis benih kedelai. Hal ini terlihat pada parameter berat kering brangkasan (g), indeks panen benih per tanaman (%), daya berkecambah (%) dan indeks vigor (cm%). Varietas
Anjasmoro memberikan hasil yang tertinggi
dibandingkan dengan varietas Ijen pada parameter tinggi tanaman (cm), luas daun (cm2) dan bobot 100 biji (g).
DAFTAR PUSTAKA
Ashari, S. 1995. Hortikultural (Aspek Budidaya). Universitas Indonesia Press, Jakarta.
Hapsari, R.T. 2010. Pendugaan Parameter Genetik
dan Hubungan Antarkomponen Hasil Kedelai.
Jurnal Penelitian Pertanian Tanaman Pangan. Vol. 29 no. 1.
Hapsoh. 2003. Kompatibilitas MVA dan Beberapa
Genotipe Kedelai pada Berbagai Tingkat Cekaman Kekeringan Tanah Ultisol: Tanggap Morfofisiologi dan Hasil. Disertasi: Sekolah
Pascasarjana IPB, Bogor.
Harjadi. 1998. Pengantar Agronomi. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Nahum, C., W.Q. Mugnisjah, S. Yahya, D. Sopandie, K. Idris, dan A. Sahar. 2006. Pembangunan
Pertanian: Potensi Teknologi dan Organisasi Produksi. Penataran. Bogor.
Prawiranata et al. 1981. Dasar-Dasar Fisiologi
Tumbuhan Jilid II Departemen Botani.
Fakultas Pertanian IPB, Bogor.
Sadjad, S. 1975. Dasar-Dasar Teknologi Benih. Departemen Agronomi, Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Sadjad, S. 1993. Dari Benih Kepada Benih. Penerbit Grasindo, Jakarta.
Suryamin. 2013. Anomali Cuaca, Produktivitas
Kedelai Menurun. Kompas. 1 Juli 2013.
Virginia Soybean Update. 2002. Managing Soybean
UnderDrought Stress. (on line).
www.vaes.vt.edu/tidewater/soybean. Diakses 18 Desember 2013.
Yasemin. 2005. The Effect of Drought on Plant and
Tolerance Mechanisms. G.U. Journal of
