rEsPONs taNaMaN rOsELa (Hibiscus sabdariffa L.) tErHaDaP
PEMUPUKaN NItrOGEN DaN INtErVaL PENYIraMaN aIr
Diah rachmawati1dan amaroh2
1 Faculty of Biology, Gadjah Mada University-Indonesia
2Alumnus of Faculty of Biology, Gadjah Mada UniversityYogyakarta-Indonesia
*Corresponsding author (email: rbudiharjo@yahoo.com)
ABSTRACT
Roselle (Hibiscus sabdariffa L.) is an annual plant with many benefits, such as its stem can be used as fiber source and its calyx can be processed to produce food, drink and medicine. Response of roselle was studied after treated with different level of nitrogen fertilizer and watering interval. Water is needed in plant metabolism, while nitrogen fertilizer is important to improve the vegetative growth. The experiment was conducted using Complete Randomized Design with two factors, which each factor consist of 4 levels. First factor was concentration of urea as a source of nitrogen which was 0 kg ha-1, 60 kg ha-1, 80 kg ha-1 and 100 kg ha-1. The second
factor was watering at intervals of everyday, 2 days, 3 days, and 4 days. Measured parameters were plant height, number of leaves and flowers, plant biomass, vitamin C content of roselle calyx and anatomical structure of roselle stem.The treatment of nitrogen fertilizer and watering increased the growth of roselle. Interval watering treatment gave significant effects on the growth and anatomical structure of roselle stem. Vitamin C content tended to increase as watering interval increased.
Key words: roselle (Hibiscus sabdariffa L.), nitrogen fertilizer, watering interval, growth PENGaNtar
Rosela (Hibiscus sabdariffa L.) merupakan tanaman semusim yang termasuk anggota Famili Malvaceae. Bagian tanaman rosela seperti biji, kelopak bunga dan daun dapat diolah menjadi berbagai macam makanan. Kelopak bunga rosela dalam bentuk segar maupun kering telah dimanfaatkan sebagai makanan, minuman dan obat. Kelopak bunga rosela mengandung asam-asam organik (asam tartarat, oksalat, malat dan suksinat), glukosa, asam askorbat, beta-karoten dan likopen (El-Sherif and Sarwat, 2007).
Pertumbuhan dan produktivitas tanaman rosela dapat ditingkatkan dengan memperbaiki daya dukung lahan seperti pemupukan. Pemupukan nitrogen sangattrogen sangat dibutuhkan tanaman karena perannya dalam memacu pertumbuhan vegetatif. Nitrogen digunakan oleh tanaman untuk membentuk asam amino yang akan diubah menjadi protein. Nitrogen juga dibutuhkan untuk membentuk
senyawa penting seperti klorofil, asam nukleat, dan enzim.
Penyerapan nitrogen yang cukup akan meningkatkan fotosintesis, pertumbuhan vegetatif dan akhirnya akan meningkatkan hasil panen (Mohr and Schopfer, 1995).
Proses penyerapan unsur hara sangat dipengaruhi oleh ketersediaan air. Kekurangan air dapat menimbulkan cekaman air pada tanaman dan secara langsung mempengaruhi pertumbuhan tanaman karena air mempunyai peranan penting dalam berbagai proses metabolisme pada tubuh tanaman. Akibat lanjut dari cekaman air adalah menurunnya
laju fotosintesis yang mengakibatkan menurunnya akumulasi fotosintat. Toruan-MathiusToruan-Mathius et al., (2001) melaporkan bahwa akumulasi fotosintat yang terbatas mengakibatkan tanaman berada pada tingkat kekurangan karbohidrat dan mengalami hambatan pertumbuhan. Respons tanamanRespons tanaman terhadap kekurangan air tergantung pada derajat dan lamanya cekaman, genotip, tingkat perkembangan tanaman pertumbuhan dan faktor lingkungan yang menyebabkan terjadinya cekaman (Bray, 1993).
Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk menganalisis respons tanaman rosela terhadap pemupukan nitrogen dan penyiraman air dilihat dari aspek pertumbuhan, struktur anatomi batang dan kandungan vitamin C kelopak bunga. Penelitian ini merupakan kajian awal untuk mempelajari pertumbuhan rosela pada dosis pupuk nitrogen dan interval penyiraman air yang berbeda dalam upaya untuk pemanfaatan lahan-lahan yang kurang produktif.
BaHaN DaN Cara KErJa
Penelitian ini merupakan percobaan pot yang dilaksanakan di rumah kaca Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Biologi UGM. Percobaan dilakukan menggunakan rancangan acak lengkap dengan dua faktor yaitu pupuk nitrogen dan interval waktu penyiraman. Dosis pupuk nitrogen terdiri atas 4 tingkat, yaitu N0 = tanpa pupuk (kontrol), N1 = 60 kg ha–1, N2 = 80 kg ha–1 dan N3 = 100 kg ha–1. Interval penyiraman air dilakukan dengan
4 tingkat yaitu K1 = penyiraman setiap hari (kontrol), K2 = penyiraman 2 hari sekali, K3 = penyiraman 3 hari sekali dan K4 = penyiraman 4 hari sekali. Masing-masing penyiraman menggunakan air sebanyak 100 ml. Tiap-tiap kombinasi perlakuan dibuat 5 ulangan.
Media tanam berupa tanah dan kompos dengan perbandingan 3:1 dimasukkan ke dalam pot berdiameter 23 cm dengan tinggi 17 cm. Tiap-tiap pot diisi campuran tanah dan kompos sebanyak 3,5 kg. Pada tiap-tiap pot ditanam satu bibit tanaman rosela yang berumur 21 hari. Pemupukan nitrogen dilakukan satu hari sebelum penanaman. Percobaan diakhiri pada 16 minggu setelah tanam.
Parameter pertumbuhan yang diamati meliputi tinggi tanaman, jumlah daun, jumlah bunga, biomassa tanaman (berat kering akar dan tajuk), rasio tajuk akar, struktur anatomi batang (panjang jari-jari xilem dan tebal lapisan korteks) dan kandungan vitamin C kelopak bunga rosela. Penentuan kandungan vitamin C dengan 2,6 diklorofenol-indofenol (Plummer, 1971). Data dianalisis dengan ANAVA untuk mengetahui adanya pengaruh beda nyata dan dilanjutkan dengan uji Duncan Multiple Range Test pada taraf signifikansi 5% untuk mengetahui beda antar
perlakuan.
HasIL
Pertumbuhan tanaman
Perlakuan pemupukan nitrogen dan interval penyiraman air memberikan pengaruh yang signifikan terhadap pertumbuhan tanaman rosela (Tabel 1). Pada gambar 1 ditunjukkan morfologi tanaman rosela padatanaman rosela pada perlakuan pemupukan nitrogen dan interval penyiraman air. Ketersediaan air yang cukup dapat menunjang pertumbuhan tanaman. Dari hasil yang diperoleh terlihat bahwa penyiraman setiap hari menunjukkan pertumbuhan yang lebih baik daripada perlakuan lainnya. Hal ini sesuai dengan fungsi air dalam proses metabolisme sel. Air diperlukan tanaman dalam proses fotosintesis untuk menghasilkan energi yang selanjutnya digunakan untuk pertumbuhan.
Perlakuan pemupukan nitrogen dan interval penyiraman
air juga memberikan pengaruh yang signifikan terhadap
jumlah bunga dan terdapat kecenderungan jumlah bunga semakin sedikit seiring meningkatnya interval penyiraman air. Pada penelitian ini, tanaman yang berada pada kondisi tercekam cenderung lebih cepat perkembangan bunganya. Tanaman mempercepat fase reproduktifnya sebagai respons terhadap cekaman air..
tabel 1. Karakter fisiologi tanaman rosela setelah perlakuan pupuk nitrogen dan interval penyiraman air berbedaKarakter fisiologi tanaman rosela setelah perlakuan pupuk nitrogen dan interval penyiraman air berbeda
Pelakuan tinggi tanaman (cm) Jumlah daun Jumlah bunga Bobot Kering (g) rasio tajuk/akar
akar tajuk
N0K1 82,65fg 31,00fg 6,00e 0,674e 3,527de 5,226de
N0K2 54,26bcd 17,80bcd 3,00abcd 0,396abcd 2,018abc 5,095cde
N0K3 52,52bcd 17,40abcd 2,80abcd 0,296abc 1,698a 5,736ef
N0K4 46,90ab 14,20abcd 1,20ab 0,196a 1,138a 5,806ef N1K1 85,00fg 22,00de 4,40de 0,652de 3,510de 5,383def N1K2 63,54e 28,00ef 2,40abcd 0,474abcde 3,010cd 6,350g N1K3 53,52bcd 16,00abcd 1,40ab 0,270abc 1,632a 6,044ef N1K4 43,50a 8,60a 1,60ab 0,272abc 1,138a 4,184abc N2K1 80,75f 19,25cd 4,00cd 0,532bcde 2,900bcd 5,451def
N2K2 61,12de 28,60ef 2,00abc 0,536bcde 2,922bcd 5,451def
N2K3 57,04cde 17,80bcd 2,80abcd 0,356abcd 2,256bc 6,337g
N2K4 45,46ab 9,80ab 1,80ab 0,250ab 1,292a 5,168cde
N3K1 77,75f 28,75ef 3,20bcd 0,718e 3,500de 4,875,875875bcd
N3K22 63,28e 34,20fg 2,80abcd 0,574cde 3,114cd 5,425def
N3K3 49,32ab 21,20de 3,00abcd 0,344abc 1,856ab 5,395def
N3K4 41,80a 11,20abc 1,80ab 0,310abc 1,234a 3,981a
Kandungan Vitamin C
Perlakuan interval penyiraman air memberikan pengaruh beda nyata terhadap kandungan vitamin C kelopak bunga rosela (Tabel 2). Kekurangan air meningkatkan kadar vitamin C yang terdapat pada kelopak bunga rosela. Sedangkan Gambar 1. Kenampakan morfologi tanaman rosela umur 16 minggu pada perlakuan pupuk nitrogen dan interval penyiraman air. N0: tanpa nitrogen, N1: 60 kg N/ha, N2: 80 kg N/ha dan N3:N0: tanpa nitrogen, N1: 60 kg N/ha, N2: 80 kg N/ha dan N3: 100 kg N/ha. K1: penyiraman setiap hari (kontrol), K2: penyiraman 2 hari sekali, K3: penyiraman 3 hari sekali, K4: penyiraman 4 hari sekali.
tabel 2. Kandungan vitamin C kelopak bunga rosela setelah perlakuan pupuk nitrogen dan penyiraman air berbedanitrogen dan penyiraman air berbeda
Kadar N Penyiraman
Kadar vitamin C (mg)/100 g berat basah kelopak bunga/100 g berat basah kelopak bunga
N0 N1 N2 N3
K1 14,21aa 17,77ab 14,21aa 17,77ab
K2 23,09bc 21,30abc 26,66bc 23,09bc
K3 26,66bc 21,30abc 23,09bc 23,09bc
K4 24,87bc 32,00da 22,32bc 32,00da
Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom dan baris menunjukkan tidak ada beda nyata pada uji DMRT taraf 5%.
perlakuan pemupukan nitrogen tidak menunjukkan adanya pengaruh beda nyata terhadap kandungan vitamin C kelopak bunga. Kombinasi pemupukan nitrogen dan penyiraman air memberikan pengaruh beda nyata terhadap kandungan vitamin C kelopak bunga rosela. Hal tersebut dapat dilihat pada tanaman N3K4.
struktur anatomi Batang
Perlakuan pemupukan nitrogen dan penyiraman air memberikan pengaruh beda nyata terhadap panjang jari-jari xilem batang rosela. Semakin jarang penyiraman diberikan, panjang jari-jari xilem batang semakin berkurang. Sementara itu, semakin tinggi kadar nitrogen yang diberikan panjang jari-jari xilem semakin meningkar (Tabel 3). Dibandingkan dengan kontrol, tanaman yang diberi perlakuan nitrogen memiliki panjang jari-jari xilem batang yang lebih panjang.
Kombinasi pemupukan nitrogen dan penyiraman air juga menunjukkan adanya pengaruh beda nyata terhadap tebal lapisan korteks (Tabel 3). Semakin tinggi kadarSemakin tinggi kadar nitrogen dan semakin jarang penyiraman yang diberikan, lapisan korteks semakin tebal. Hal ini dikarenakan semakinHal ini dikarenakan semakin tinggi nitrogen, sehingga aktivitas meristem lateral semakin meningkat yaitu membentuk deretan sel parenkim yang menyusun korteks.
tabel 3. Panjang jari-jari xilem (µm) dan tebal lapisan korteks (µm) batang rosela setelah perlakuan pupuk nitrogen dan penyiraman air berbeda
Kadar N Penyiraman
Panjang jari-jari xilem batang (µm) tebal lapisan korteks (µm)
N0 N1 N2 N3 N0 N1 N2 N3
K1 753,9ha 742,2ha 792,9ha 887,5iaa 110,16a 125,00aa 124,22aa 127,34a K2 433,6de 492,2ef 499,2fa 594,5ga 146,88b 149,22ba 147,66ba 150,78b K3 331,3ca 369,5cd 389,8cd 390,0cd 223,44d 181,25ca 184,38ca 242,19e K4 254,9ba 248,4ba 227,3aa 287,5ab 242,19e 248,44ef 263,28fg 276,56g Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom dan baris menunjukkan tidak ada beda nyata pada uji DMRT taraf
PEMBaHasaN
Kajian mengenai respons pertumbuhan tanaman rosela terhadap pemupukan dan kekeringan dilakukan dengan perlakuan pupuk nitrogen dan interval penyiraman air yang berbeda.Pertumbuhan digunakan sebagai indikator untuk mengetahui karakteristik tanaman berkaitan dengan umur dan lingkungannya
Air diperlukan tanaman dalam proses fotosintesis untuk menghasilkan energi yang selanjutnya digunakan untuk pertumbuhan. Pertumbuhan tanaman juga berkaitan erat dengan unsur hara yang diserap tanaman dari dalam tanah. Penyerapan unsur hara sangat dipengaruhi oleh adanya air, dengan demikian ada interaksi antara pemupukan dan penyiraman pada pertumbuhan tanaman. Kondisi kekurangan air mengakibatkan berkurangnya laju fotosintesis karena dehidrasi protoplasma akan menurunkan kapasitas fotosintesis yang mengakibatkan hambatan pertumbuhan.
Kombinasi pemupukan nitrogen dengan penyiraman air menunjukkan pengaruh beda nyata terhadap tinggi tanaman, jumlah daun, dan biomassa tanaman (Tabel 1). Jumlah daun sebagai indikator untuk menjelaskanmlah daun sebagai indikator untuk menjelaskan proses pertumbuhan yang terjadi. Jumlah daun yang lebih banyak memungkinkan terjadinya fotosintesis yang lebih cepat sehingga fotosintat yang dihasilkan lebih banyak. Fotosintat ini akan diangkut ke bagian lain dari tubuh tumbuhan untuk pertumbuhan. Tanaman yang mengalami kekurangan air, secara visual daunnya mengalami kelayuan dan menggulung sehingga menghambat fotosintesis. Akibat lanjut dari cekaman air adalah menurunnya laju fotosintesis yang mengakibatkan menurunnya akumulasi fotosintat. Toruan-Mathius et al,. (2001) melaporkan bahwa akumulasi fotosintat yang terbatas mengakibatkan tanaman berada pada tingkat kekurangan karbohidrat dan mengalami hambatan pertumbuhan.
Pada pertumbuhan dan perkembangan tanaman,dan perkembangan tanaman, nitrogen berperan baik sebagai komponen struktural maupun komponen molekul fungsional. Dalam kaitannya dengan pertambahan tinggi tanaman, nitrogen diperlukan sebagai bahan struktural lamela tengah, dinding sel primer, membran plasma dan komponen molekul fungsional penyusun protein dan asam nukleat (Marschner, 1995).
Rasio tajuk akar berhubungan dengan efektifitas pertumbuhan tanaman. Kombinasi pemupukan nitrogen dan penyiraman air juga memberikan pengaruh beda nyata pada rasio tajuk akar. Pengaruh ini berhubunganPengaruh ini berhubungan dengan fungsi air dan unsur hara bagi pertumbuhan tanaman. Tanaman yang mengalami kekurangan air akan mengalami penghambatan pertumbuhan akar, sehingga
penyerapan unsur hara terhambat dan kebutuhan tanaman akan unsur hara menjadi tidak tercukupi (Marschner, 1995). Peningkatan kadar nitrogen mempengaruhi pertumbuhan tajuk yang memungkinkan adanya penggunaan karbohidrat yang tersedia. Engelstad (1997) mengemukakan bahwa cukupnya nitrogen untuk tanaman mendorong pertumbuhan vegetatif bagian di atas tanah, meningkatkan rasio tajuk akar.
Peningkatan kandungan vitamin C kelopak bunga rosela pada kondisi kekurangan air dimungkinkan berkaitan dengan pengaturan osmotik sel tanaman yaitu dengan cara mengakumulasi senyawa terlarut seperti gula, asam organik, dan ion khususnya K+ (Taiz and Zeiger, 1998). Vitamin C secara langsung atau tidak langsung berhubungan dengan reaksi fotosintesis dan status osmotik sel. Perubahan status osmotik pada level sel dianggap sangat penting dalam toleransi tanaman terhadap kekeringan.
Pengaruh pemupukan nitrogen dan penyiraman air juga terlihat pada panjang jari-jari xilem batang dan ketebalan lapisan korteks batang rosela. Pemanjangan jari-jari xilem batang merupakan hasil dari pembelahan dan pembentangan sel-sel xilem. Berkurangnya tekanan turgor yang disebabkan oleh berkurangnya ketersediaan air mengakibatkan pembelahan dan pembentangan sel terhambat. Pembentangan sel merupakan proses yang dikendalikan oleh turgor yang sangat tergantung pada akumulasi senyawa dan penyerapan air (Passioura and Fry, 1992). Berkurangnya pembentangan sel xilem pada tanaman yang mengalami kekurangan air sering dikaitkan dengan kehilangan tekanan turgor dalam pembentangan derivat sel kambium. Berkurangnya aktivitas pembelahan sel pada meristem lateral batang akan berpengaruh pada jaringan-jaringan yang terdapat pada batang, termasuk xilem. Dengan demikian, jumlah sel xilem yang berdiferensiasi lebih sedikit sehingga panjang jari-jari xilem batang kecil. Kekeringan dapat berpengaruh secara langsung pada sel-sel kambium atau secara tidak langsung pada fotosintesis dan translokasi fotosintat. Aktivitas kambium dan perkembangan sel-sel xilem sangat tergantung pada ketersediaan fotosintat dan pengaruh air dalam menyediakan fotosintat.
Ketebalan lapisan korteks batang rosela cenderung meningkat dengan meningkatnya kadar pupuk nitrogen yang diberikan. Hal ini dikarenakan semakin tinggi pupuk nitrogen, sehingga aktivitas meristem lateral semakin meningkat yaitu membentuk deretan sel parenkim yang menyusun korteks. Jika dilihat dari hasil uji DMRT pada
taraf signifikansi 5% (Tabel 3), semakin meningkatnya
interval penyiraman air maka semakin tebal lapisan korteksnya. Hal ini kemungkinan karena adanya pengaruh kekurangan air yang dapat menghambat perkembangan
sel-sel pembuluh yang terdapat di sebelah dalam korteks. Kombinasi pemupukan nitrogen dan penyiraman air juga menunjukkan adanya pengaruh beda nyata terhadap tebal lapisan korteks. Semakin tinggi kadar nitrogen dan semakinSemakin tinggi kadar nitrogen dan semakin jarang penyiraman yang diberikan, lapisan korteks semakin tebal.
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa pemupukan nitrogen dan penyiraman air meningkatkannitrogen dan penyiraman air meningkatkan pertumbuhan tanaman rosela. Selain itu pemupukan nitrogen dan penyiraman air juga meningkatkan panjang jari-jari xilem dan menurunkan tebal lapisan korteks batang tanaman rosela.
KEPUstaKaaN
Bray EA, 1993. Molecular responses to water deficit. Plant Physiol. 103: 1035–1040.
El-sherif MH and MI Sarwat, 2007. Physiological and Chemical Variations in Producing Roselle Plant (Hibiscus sabdariffa
L.) by Using Some �rganic Farmyard Manure. World. J.Agric.Sci. 3(5): 609–616.
Engelstad �P, 1997. Teknologi dan Penggunaan Pupuk. Edisi 3. Gadjah Mada University Press.
Marschner H, 1995. Mineral nutrition of Higher Plant. 2nd edition.
Academic Press. New York.
Mohr H and P Schopfer, 1995. Plant Physiology. Translated by Gudrun and DW Lawlor. Springer-Verlag. Berlin, Heidelberg, New York.
Passioura JB and SC Fry, 1992. Turgor and cell expansion: beyond the Lockhart Equation. Aust. J. Plant Physiol. 19: 565–576.
Plummer DT, 1971. An Introduction to Practical Biochemistry. 3rd edition. Longman.
Taiz L and E Zeiger, 1998. Plant Physiology 2nd ed. Sinauer
Associates, Inc., Publisher. Sunderland, Masschusetts. Toruan-Mathius N, G Wijana, E Guharja, H Aswidinnoor,
S Yahya dan Subronto, 2001. Respons Tanaman Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) terhadap Cekaman Penyiraman air. Menara Perkebunan, 69(2): 29–45.
