ISSN 2580-5029
Pengaruh Pemberian Bioherbisida Ekstrak Daun Ageratum conyzoides, Achasma walang, dan Wedelia trilobata terhadap Morfologi dan Stomata Daun Axonopus compressus
Riska Desi Aryani1* , Dian Palupi 1, Sri Lestari 1
1 Program Studi Biologi, Fakultas Biologi, Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto, Indonesia
* Email [email protected]
ABSTRACT
Axonopus compressus (Sw.) Beauv. is a type of weeds that grows invasively and wildly. The weeds growth can be controlled by applying bioherbicides. The leaf extracts of Wedelia trilobata, Achasma walang, and Ageratum conyzoides produce allelochemicals that can be used as bioherbicides. The study aims to determine the effects of applying bioherbicides from the leaf extracts of W. trilobata, A. walang, and A. conyzoides on the morphology and stomata of A. compressus weeds. This study was done by: 1) making the leaf extracts W. trilobata, A. walang, and A. conyzoides with each concentration is 10 ppm, 25 ppm, and 50 ppm; 2) giving the leaf extracts treatment on the growth of A. compressus weeds; and 3) making observations on the morphology and stomata of A.
compressus weeds. The results showed that there were morphological transformations on the A.
compressus weeds after applying the bioherbicides. The transformations were seen in the changing color of the leaves, the reduced leaf size, and the increased number of chlorotic leaves. Meanwhile, the effects of applying the bioherbicides on the stomata of A. compressus weeds were also found, i.e.
in the changing size of stomata, and the increased of stomatal index and density.
Keywords: Achasma walang, Ageratum conyzoides, Axonopus compressus, bioherbicide, Wedelia trilobata, morphology, stomata
ABSTRAK
Axonopus compressus (Sw.) Beauv. merupakan jenis tanaman gulma yang pertumbuhannya invasif dan tidak dikehendaki. Pengendalian pertumbuhan gulma dapat dilakukan dengan aplikasi bioherbisida. Daun Wedelia trilobata, Achasma walang, dan Ageratum conyzoides menghasilkan alelokimia yang dapat digunakan sebagai bioherbisida terhadap pertumbuhan gulma. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dampak pemberian bioherbisida dari ekstrak daun tanaman W.
trilobata, A. walang, dan A. conyzoides terhadap morfologi dan stomata gulma A. compressus.
Penelitian ini dilakukan dengan melakukan pembuatan ekstrak daun W. trilobata, A. walang, dan A. conyzoides dengan konsentrasi 10 ppm, 25 ppm, dan 50 ppm. Selanjutnya dilakukan perlakuan pemberian ekstrak daun terhadap pertumbuhan tanaman A. compressus serta pengamatan morfologi dan stomata daun tanaman A. compressus. Hasil yang diperoleh pada penelitian ini yaitu perubahan morfologi tanaman A. compressus terhadap perlakuan pemberian bioherbisida dari ekstrak daun W. trilobata, A. walang, dan A. conyzoides tampak pada perubahan warna daun, berkurangnya ukuran daun, dan peningkatan jumlah daun yang klorosis. Pengaruh perlakuan pemberian bioherbisida dari ekstrak daun tersebut pada stomata daun tanaman A. compressus
http://jurnalsaintek.uinsby.ac.id/index.php/biotropic 30 ditunjukkan oleh perubahan ukuran stomata, peningkatan indeks dan kerapatan stomata daun.
Kata Kunci: Achasma walang, Ageratum conyzoides, Axonopus compressus, bioherbisida, Wedelia trilobata, morfologi, stomata
PENDAHULUAN
Pertumbuhan gulma biasanya tidak dikehendaki oleh petani. Gulma merupakan tumbuhan yang memiliki pertumbuhan invasif dan agresif (Hussain et al., 2017). Jenis gulma yang sering tumbuh di lahan pertanian di antaranya: Axonopus compressus, Eleusine indica, Ageratum conyzoides, Physalis angulata (Ikbal et al., 2016), dan Cyperus rotundus (Hikmah et al., 2018). Pertumbuhan gulma sering dianggap dapat menyebabkan gangguan bagi pertumbuhan tanaman budidaya (Pebriani et al., 2013). Kompetisi terhadap ketersediaan cahaya, air, dan unsur hara, dapat memicu gangguan pertumbuhan bagi tanaman budidaya. Kehadiran gulma merupakan ancaman bagi tanaman budidaya karena dapat mengakibatkan pertumbuhan dan produktivitasnya menjadi kurang optimal (Le et al., 2020). Produktivitas tanaman Sorghum bicolor di Amerika Serikat turun sebanyak 40% akibat adanya gangguan dari gulma (Dille et al., 2020). Hasil panen tanaman padi (Oryza sativa L.) mengalami penurunan akibat adanya gulma pengganggu tanaman (Ritcher et al., 2019).
Upaya pengendalian pertumbuhan gulma diperlukan untuk meminimalisasi penurunan produktivitas tanaman budidaya.
Salah satu upaya yang biasa dilakukan untuk mengendalikan pertumbuhan gulma adalah
penggunaan herbisida sintetis. Namun demikian, penggunaan herbisida sintetis justru menyebabkan dampak negatif bagi lingkungan. Penggunaan triazin sebagai herbisida sintetis terbukti menyebabkan kontaminasi dan polusi bagi lingkungan perairan Laut Bohai dan Laut Kuning (Yang et al., 2019). Dampak negatif yang ditimbulkan dari penggunaan herbisida sintetis, mendorong digunakannya herbisida alami atau bioherbisida untuk mengendalikan pertumbuhan gulma (Scavo et al., 2020).
Bioherbisida merupakan senyawa bioaktif yang diperoleh dari mikroorganisme atau tumbuhan dan dapat digunakan untuk mengendalikan pertumbuhan gulma [Bo et al., 2019]. Penggunaan senyawa bioaktif tumbuhan sebagai bioherbisida sangat berkaitan dengan kemampuan alelopati tumbuhan. Alelopati melibatkan interaksi kimia metabolit sekunder tanaman yang dapat mempengaruhi pertumbuhan tumbuhan lainnya (Macías et al., 2019). Beberapa contoh tumbuhan yang dimanfaatkan kemampuan alelopatinya untuk mengendalikan pertumbuhan gulma yaitu:
Terminalia catappa (Riskitavani & Purwani, 2013; Gani et al., 2017), Archidendron jiringa (Nurjanah et al., 2018), dan tanaman Eucalyptus saligna (Silvia et al., 2020).
http://jurnalsaintek.uinsby.ac.id/index.php/biotropic 31 Meski sering dianggap sebagai
organisme pengganggu tanaman (OPT), beberapa jenis gulma ternyata juga diketahui mampu dimanfaatkan sebagai bioherbisida untuk menghambat pertumbuhan tumbuhan gulma lain. Jenis-jenis gulma yang diketahui memiliki kemampuan alelopati di antaranya:
Wedelia trilobata, Ageratum conyzoides, Chromolaena odorata, dan Mikania micrantha (Nurjanah et al., 2018). Ekstrak daun sembung rambat (Mikania micrantha) terbukti dapat menghambat perkecambahan dan pertumbuhan gulma Melastoma affine (Hamidah et al., 2015), Cleone rutidosperma, dan Paspalum notatum(Pebriani et al., 2013).
Ekstrak daun bandotan (A. conyzoides) dapat mengurangi kandungan klorofil dan menghambat pertumbuhan Eleusine indica (Setiani et al., 2019). Ekstrak tumbuhan- tumbuan ini memiliki potensi untuk digunakan sebagai bioherbisida untuk menghambat pertumbuhan gulma lainnya.
Namun demikian, penelitian penggunaan bioherbisida dari ekstrak daun tumbuhan terhadap pertumbuhan gulma tersebut masih sebatas memberikan informasi mengenai pengaruhnya terhadap parameter pertumbuhan dan fisiologi tanaman saja.
Sampai saat ini, belum ada informasi penelitian mengenai pengaruh pemberian herbisida ekstrak daun gulma terhadap morfologi dan stomata gulma lainnya. Oleh karena itu, pengaruh pemberian bioherbisida mengendalikan pertumbuhan gulma A.
compressus, ditinjau dari pengaruhnya
terhadap morfologi dan stomata tumbuhan sangat menarik untuk dilakukan. Hasil dari penelitian diharapkan dapat dijadikan sebagai sumber informasi pemanfaatan kemampuan bioherbisida gulma untuk mengendalikan pertumbuhan gulma lainnya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh bioherbisida ekstrak daun Wedelia trilobata, Achasma walang, dan Ageratum conyzoides terhadap morfologi dan stomata daun Axonopus compressus serta mengetahui efektivitas aplikasi bioherbisida ekstrak daun W. trilobata, A. walang, dan A. conyzoides dalam mengendalikan pertumbuhan A.
compressus.
METODE
Penelitian dilakukan di Greenhouse dan Laboratorium Struktur & Perkembangan Tumbuhan Fakultas Biologi UNSOED dari bulan Juli – November 2021. Daun tanaman A.
conyzoides (AC), W. trilobata (WT), dan A.
walang (AW) diambil dari area sekitar Kabupaten Banyumas kemudian dikeringkan dan dibuat ekstraknya dengan konsentrasi 0 ppm (K), 10 ppm (AC10, AW10, WT10), 25 ppm (AC25, AW25, WT25), dan 50 ppm (AC50, AW50, WT50). Ekstrak daun selanjutnya diaplikasikan pada tanaman Axonopus compressus yang telah sebelumnya diaklimatisasi selama 3 minggu pada media tanam. Aplikasi ekstrak daun dilakukan 3 hari sekali selama 30 hari.
Karakter morfologi yang diamati meliputi:
bentuk, ukuran, warna daun, dan jumlah daun yang mengalami klorosis. Karakteristik
http://jurnalsaintek.uinsby.ac.id/index.php/biotropic 32 stomata yang diamati antara lain: bentuk,
ukuran, indeks dan kerapatan stomata.
Analisis data dilakukan dengan uji ANOVA DMRT dengan tingkat kepercayaan 5%.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, diketahui bahwa perlakuan aplikasi ekstrak bioherbisida daun W.
trilobata, A. walang, dan A. conyzoides berbagai konsentrasi memberikan pengaruh terhadap pertumbuhan tanaman A.
compressus. Pengaruh aplikasi bioherbisida itu dapat diamati melalui karakter morfologi dan stomata daun tanaman A. compressus.
Tabel 1. Bentuk dan warna daun A. compressus setelah diberi perlakuan masing-masing ekstrak daun.
Perlakuan Morfologi Daun Bentuk Warna
K Melanset +++
WT10 Melanset ++
WT25 Melanset + WT50 Melanset ++
AW10 Melanset ++
AW25 Melanset ++
AW50 Melanset + AC10 Melanset ++
AC25 Melanset ++
AC50 Melanset +
Keterangan : +++ : hijau segar; ++ : hijau kekuningan; + : kuning
Sumber: Penelitian BLU UNSOED 2021
Secara umum, aplikasi bioherbisida berupa ekstrak daun W. trilobata, A. walang, dan A. conyzoides berbagai konsentrasi tidak
memberikan dampak yang signifikan pada morfologi bentuk daun A. compressus (Tabel 1.). Namun demikian, daun A. compressus mengalami perubahan warna dari hijau hingga kekuningan (Tabel 1) dengan penambahan konsentrasi ekstrak daun W.
trilobata, A. walang, dan A. conyzoides yang diaplikasikan pada tanaman. Perubahan warna ini menandakan adanya efek penghambatan pertumbuhan pada gulma A.
compressus. Penambahan konsentrasi ekstrak ketiga daun juga memberikan dampak bertambahnya jumlah daun yang mengalami klorosis yakni daun menguning (klorosis) atau mengalami kematian (nekrosis).
Tabel 2. Ukuran daun dan jumlah daun A.
compressus yang klorosis setelah diberi perlakuan ekstrak daun berbagai konsentrasi (30 hari setelah aplikasi).
Perla- kuan
Ukuran Daun Jumlah Daun Klorosis Panjang (µm) Lebar (µm)
K 5.30 ± 0.08 f 1.30 ± 0.00 g 0.67 ± 0.47 a AC10 4.30 ± 0.00 bc 1.10 ± 0.00 e 25.00 ± 0.00 c AC25 4.00 ± 0.00 b 0.90 ± 0.00 b 32.00 ± 0.00 e AC50 3.50 ± 0.00 a 0.80 ± 0.00 a 36.33 ± 0.47 g AW10 4.73 ± 0.05 de 1.20 ± 0.00 f 22.00 ± 0.00 b AW25 4.50 ± 0.00 cd 1.00 ± 0.00 d 25.00 ± 0.00 c AW50 4.00 ± 0.00 b 0.90 ± 0.00 b 34.00 ± 0.00 f WT10 5.80 ± 0.00 g 1.00 ± 0.00 d 26.00 ± 0.00 d WT25 4.87 ± 0.05 e 1.10 ± 0.00 e 34.00 ± 0.00 f WT50 5.03 ± 0.45 ef 0.93 ± 0.05 c 37.67 ± 0.47 h
Hambatan pertumbuhan pada A.
compressus akibat aplikasi bioherbisida ekstrak daun W. trilobata, A. walang, dan A.
conyzoides juga ditunjukkan oleh data ukuran daunnya. Berdasarkan Tabel 2., diketahui bahwa ukuran daun A. compressus cenderung
http://jurnalsaintek.uinsby.ac.id/index.php/biotropic 33 terhambat pertumbuhannya dengan
pemberian ekstrak bioherbisida ketiga jenis daun yang digunakan pada penelitian ini.
Ukuran panjang dan lebar daun A. compressus cenderung semakin kecil dengan adanya penambahan konsentrasi ekstrak daun yang diaplikasikan pada tanaman. Hasil ini didukung dengan penampakan morfologi daun tanaman A. compressus (Gambar 1.).
Gambar 5.1. Morfologi daun A. compressus yang diberi aplikasi bioherbisida ekstrak W.
trilobata, A. walang, dan A. conyzoides pada berbagai konsentrasi.
Bentuk stomata pada epidermis atas dan bawah daun A. compressus memiliki tipe parasitik. Pada tipe stomata parasitik, sel penutup dikelilingi oleh 2 sel tetangga dengan panjang poros sel tetangga sejajar dengan porus stomata. Sel penutupnya berbentuk halter dengan sel penjaga yang memanjang, menyempit pada bagian tengah dan
menggembung pada bagian ujung. Sel epidermis daun A. compressus berbentuk memanjang tersusun dalam deretan yang sejajar dan berlekuk bersama-sama dengan stomata. Posisi stomata terhadap epidermis yaitu tenggelam di bawah permukaan (kriptofor). Berdasarkan Tabel 3, stomata pada masing-masing perlakuan cukup bervariasi ukurannya. Ukuran stomata yang teramati memiliki kisaran panjang antara 13 – 18 µm dan lebar 6 – 10 µm.
Tabel 3. Ukuran stomata A. compressus yang telah diberi perlakuan ekstrak daun pada tiap perlakuan.
Cekaman yang ada di sekitar lingkungan tumbuhan akan memicu terjadinya respon terhadap pertumbuhan tumbuhan. Respon tersebut juga dapat berupa respon anatomi (Atabayeva et al., 2016).
Peningkatan jumah stomata abaksial dan adaksial A. compressus setelah diberi perlakuan bioherbisida ekstrak daun W.
trilobata, A. walang, dan A. conyzoides Perlakuan
Ukuran Stomata Panjang
(µm) Lebar
(µm)
K 15 6
AC10 14 9
AC25 13 7
AC50 13 7
AW10 18 13
AW25 15 10
AW50 15 8
WT10 18 8
WT25 17 7
WT50 15 8
http://jurnalsaintek.uinsby.ac.id/index.php/biotropic 34 kemungkinan dapat terjadi karena stomata
merupakan salah satu derivat epidemis yang memiliki fungsi dalam hal adaptasi struktural.
Keberadaan cekaman di lingkungan sekitar pertumbuhan akan memicu adanya sistem pertahanan dari dalam diri tumbuhan.
Pertahanan dari dalam diri tumbuhan ini melibatkan mekanisme pertahanan struktural, hormonal, dan enzimatis.
Pertahanan secara struktural dapat diregulasi oleh stomata dan kutikula pada tumbuhan.
Respon anatomi daun tumbuhan terhadap cekaman lingkungan juga dapat ditunjukkan pada ketebalan mesofil daun dan epidermis.
Secara umum, cekaman lingkungan akan menyebabkan ukuran daun berkurang dan indeks serta kerapatan stomata meningkat (Raharja et al., 2020). Pemberian ekstrak daun Wedelia trilobata, Achasma walang, dan Ageratum conyzoides pada menunjukkan adanya respon peningkatan pada indeks dan kerapatan stomata permukaan atas dan bawah daun A. compressus (Tabel 4).
Tabel 4. Indeks dan kerapatan stomata A.
compressus yang telah diberi perlakuan ekstrak daun pada tiap perlakuan.
Perla- kuan
Indeks Stomata Kerapatan Stomata
Atas Bawah Atas Bawah K 0.150 ±
0.001 a
0.191 ± 0.001 a
106.28
± 3.42 a
142.51
± 3.42 b AC10 0.157 ±
0.001 b
0.204 ± 0.000 b
123.19
± 0.00 b
161.84
± 3.42 c AC25 0.162 ±
0.003 c
0.214 ± 0.001 e
128.02
± 3.42 bc
120.77
± 3.42 a AC50 0.175 ±
0.005 e
0.218 ± 0.000 f
135.27
± 3.42 cd
176.33
± 3.42 d
Perla- kuan
Indeks Stomata Kerapatan Stomata
Atas Bawah Atas Bawah AW10 0.167 ±
0.000 d
0.211 ± 0.000 d
128.02
± 9.04 bc
200.48
± 3.42 e AW25 0.176 ±
0.001 e
0.221 ± 0.000 g
132.85
± 6.38
bcd
234.30
± 3.42 g
AW50 0.184 ± 0.001 f
0.232 ± 0.001 h
142.51
± 3.42 d
214.97
± 9.04 f WT10 0.158 ±
0.000 b
0.208 ± 0.000 c
111.11
± 3.42 a
144.93
± 5.92 b WT25 0.201 ±
0.001 g
0.215 ± 0.002 e
132.85
± 3.42
bcd
135.26
± 9.04 b
WT50 0.204 ± 0.002 g
0.221 ± 0.000 g
169.08
± 3.42 e
183.57
± 9.04 d
KESIMPULAN
Perubahan morfologi tanaman Axonopus compressus terhadap perlakuan pemberian bioherbisida dari ekstrak daun Wedelia trilobata, Achasma walang, dan Ageratum conyzoides tampak pada perubahan warna daun, berkurangnya ukuran daun dan bertambahnya jumlah daun yang mati atau menguning. Pengaruh perlakuan pemberian bioherbisida dari ekstrak daun Wedelia trilobata, Achasma walang, dan Ageratum conyzoides pada stomata tanaman Axonopus compressus ditunjukkan oleh perubahan ukuran stomata serta peningkatan indeks dan kerapatan stomata daun.
DAFTAR PUSTAKA
Atabayeva, S., Nurmahanova, A., Akhmetova, A., Namuratova, M., Asrandina, S., Beisenova, A., Aalbayeva, R. and T. Lee.
2016. Anatomical peculiarities in wheat
http://jurnalsaintek.uinsby.ac.id/index.php/biotropic 35 (Triticum aestivum L.) varieties under
copper stress. Pakistan Journal of Botany. 48(4): 1399-1405.
Bo, AB., Kim, JD., Kim, YS., Sin, HT., Kim, HJ., Khaitov, B., Ko, YK., Park, KW and JS.
Choi. 2019. Isolation, identification and characterization of Streptomyces metabolites as a potential bioherbicide.
PLoS ONE. 14(9): 1 - 18.
Dille, JA., Stahlman, PW., Thompson, CR., Bean, BW., Soltani, R. and P. Sikkema. 2020.
Potential yield loss in grain sorghum (Sorghum bicolor) with weed interference in the United States. Weed Technology. 34(4): 624-629.
Gani, AA., Mukarlina and E. Rusmiyanto. 2017.
Profil GC-MS dan potensi bioherbisida ekstrak methanol daun ketapang (Terminalia catappa L.) terhadap gulma maman ungu (Cleme rutidosperma D.C.). Protobiont. 6(2): 22-28.
Hamidah, HS., Mukarlina and R. Linda. 2015.
Kemampuan ekstrak daun sembung rambat (Mikania micrantha H.B.K.) sebagai bioherbisida gulma Melastoma affine D.Don. Protobiont. 4(1): 89 - 93.
Hikmah, AU., Bilkis, FG., Maelani, DG. and Triastinurmiatiningsih. 2018.
Pemanfaatan ekstrak daun babandotan (Ageratum conyzoides) sebagai bioherbisida gulma rumput teki (Cyperus rotundus). Ekologia. 18(1): 25 - 30.
Hussain, I., Singh, NB., Singh, S. and H. Singh.
2017. Allelopathic potential of sesame plant leachate against Cyperus rotundus L. Annals of Agrarian Science. 15(1): 141 - 147.
Ikbal, M., Damhuri and A. Munir. 2016. Jenis- jenis tumbuhan gulma di area persawahan desa Tajuncu kecamatan Mata Oleo kabupaten Bombana. Jurnal AMPIBI. 1(3): 10 - 14.
Le, VNT., Ahderom, S., Apopei, B. and K.
Alameh. 2020. A novel method for detecting morphologically similar crops and weeds based on the combination of contour masks and filtered Local Binary Pattern operators. GigaScience. 9: 1 - 16.
Macías, FA., Mejías, FJR. and JMG. Molinilo.
2019. Recent advances in allelopathy for weed control: from knowledge to applications. Pest Management Science.
75(9): 2413 - 2436.
Nurjanah, U., Setyowati, N. and M. Simarmata.
2018. Allelopathic potential of aqueous extract of Archidendron jiringa (Jering) pods for weed control in the swamp paddy field. International Journal of Agricultural Technology. 16(5): 1153 - 1164.
Pebriani, Linda, R. and Mukarlina. 2013.
Potensi ekstrak daun sembung rambat (Mikania micrantha H.B.K) sebagai bioherbisida terhadap gulma maman ungu (Cleome rutidosperma D.C.) dan rumput bahia (Paspalum notatum Flugge). Protobiont. 2(2): 32 - 38.
Raharja, RA., Hamim, H., Sulistyaningsih, YC.
and T. Tridiati. 2020. Analisis morfosiologi, anatomi, dan histokimia pada lima spesies tanaman gulma sebagai respons terhadap merkuri dan timbal. Jurnal Ilmu Pertanian Indonesia (JIPI). 25(3): 412-423.
Richter, GL., Streck, NA., Zanon, AJ., Ulguim, AR., Kruse, ND., dos Santos, GAA., Cera, JC., Ribas, GG., Junior, AJD. and IB.
Pilecco. 2019. Introducing rice yield loss caused by weed competition into the SimulArroz model. Pesquisa Agropecuária Brasileira. 54: 1 - 9.
Riskitavani, DV. and KI. Purwani. 2013. Studi potensi bioherbisida ekstrak daun ketapang (Terminalia catappa) terhadap gulma rumput teki (Cyperus rotundus). Jurnal Sains dan Seni POMITS.
2(2): 2337 - 3520.
http://jurnalsaintek.uinsby.ac.id/index.php/biotropic 36 Scavo, A., Pandino, G., Resstucia, A. and G.
Mauromicale. 2020. Leaf extracts of cultivated cardoon as potential bioherbicide. Scientia Horticulturae.
261.
Setiani, D., Hastuti, ED. and S. Darmanti. 2019.
Efek alelokimia ekstrak daun babandotan (Ageratum conyzoides L.) terhadap kandungan pigmen fotosintetik dan pertumbuhan gulma rumput belulang (Eleusine indica L.
(Gaertn.)). Buletin Anatomi dan Fisiologi. 4(1): 1 - 7.
Silvia, RS., Igartuburu, JM., Overbeck, GE., Soares, GLG. and FA. Macías. 2020.
Bioherbicide potential of Eucalyptus saligna leaf litter essential oil. Chemistry
& Biodiversity. 17.
