ANALISIS KANDUNGAN HARA N DAN P SERTA KLOROFIL TEBU TRANSGENIK IPB 1 YANG DITANAM DI KEBUN

PERCOBAAN PG DJATIROTO, JAWA TIMUR

VITTA PUSPITA MARLIANI A14062588

PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA LAHAN DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN

FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2011

   

RINGKASAN

VITTA PUSPITA MARLIANI. Analisis Kandungan Hara N dan P serta Klorofil Tebu Transgenik IPB 1 yang Ditanam di Kebun Percobaan PG Djatiroto, Jawa Timur. Dibimbing oleh DWI ANDREAS SANTOSA dan SYAIFUL ANWAR.

Seiring dengan peningkatan jumlah penduduk Indonesia, kebutuhan akan

pangan termasuk gula terus mengalami peningkatan permintaan. Namun, seiring berjalannya waktu peranan produksi gula tidak beranjak meningkat bahkan cenderung menurun baik secara kualitas maupun kuantitas (Rosadi et al., 1996). Sebagai ilustrasi, pada tahun 2009 kebutuhan akan konsumsi gula nasional mencapai 4.85 juta ton, namun kebutuhan ini hanya dapat dipenuhi sekitar setengahnya saja (55%) oleh industri gula nasional, sedangkan sisanya dipenuhi dengan mengimpor gula dari negara lain (Sudradjat, 2010). Peningkatkan produksi gula dan peningkatan efisiensi pemupukan dapat dilakukan dengan perbaikan terhadap genetik tebu melalui rekayasa genetika dengan cara mengintroduksikan gen fitase yang diharapkan berdampak positif bagi sistem metabolisme tanaman (Santosa, 2004).

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kandungan unsur N dan P serta klorofil yang terkandung dalam daun 23 klon tebu transgenik IPB 1 (yang telah diintroduksi gen fitase) dan isogenik PS 851 (non-transgenik) serta menyeleksi beberapa klon terbaik tebu transgenik IPB 1. Pengambilan sampel dilakukan pada saat tebu berumur 6 bulan di Kebun Percobaan Djatiroto, Jawa Timur. Perlakuan yang diberikan pada lahan adalah dua kali pemupukan ZA sebanyak 2.5 kui/ha pada awal penanaman dan 45 hari setelah penanaman awal. Analisis jaringan untuk N dilakukan dengan metode Kjeldahl, analisis P dilakukan dengan P-Bray, analisis kandungan klorofil dilakukan dengan metode Wintermans dan De Mots (1965). Pemilihan klon terbaik menggunakan sebaran frekuensi data dengan kriteria keragaan pertumbuhan tanaman yang meliputi tinggi batang, diameter batang, jumlah ruas per batang, panjang dan lebar daun atas dan panjang dan lebar daun bawah.

Hasil penelitian menunjukkan 12 klon tebu transgenik IPB 1 memiliki kandungan N dibawah isogenik PS 851. Berdasarkan analisis P, 21 klon tebu transgenik IPB 1 memiliki kandungan P di bawah isogenik PS 851. Seluruh klon tebu transgenik IPB 1 memiliki nilai total kandungan klorofil yang lebih tinggi dibandingkan isogenik PS 851. Berdasarkan keragaan secara keseluruhan, total skor tebu transgenik di atas batas total skor isogenik. Terdapat 1 klon yang memiliki total skor dibawah isogenik. Lima klon tebu transgenik terbaik berdasarkan seleksi keragaan yaitu klon IPB 1-40, IPB 1-55, IPB 1-51, IPB 1-46, IPB 1-17. Hampir semua klon tebu transgenik IPB 1 memiliki keragaan yang lebih baik dibandingkan dengan isogenik PS 851 yang dicerminkan oleh lingkar batang yang besar, pertumbuhan batang yang tinggi, banyaknya ruas batang dan banyaknya jumlah rumpun. Hal ini berkolerasi dengan tingginya kandungan klorofil. Semakin tinggi kandungan klorofil suatu tanaman, maka semakin baik fotosintesis dan metabolisme tanaman tersebut.

Kata Kunci: Nitrogen, Fosfor, Klorofil, Tebu Transgenik, Gen Fitase

   

SUMMARY

VITTA PUSPITA MARLIANI. Analysis of N, P and Chlorophyll Content of the Leaf of IPB 1 Transgenic Sugarcane IPB 1 at the PG Djatiroto Experimental Field, East Java. Supervised by DWI ANDREAS SANTOSA and SYAIFUL ANWAR.

Increasing in Indonesian population also increasing the need for food, including sugar. On the contrary, production of sugar, both in quality and quantity tend to decrease (Rosadi et al., 1996). For illustration, in 2009 national consumption of sugar as high as 4.85 million tons, only about 55% was fulfilled by national sugar production and the rest from import (Sudradjat, 2010). In order to improve its productivity, genetic modification of sugarcane by phytase gene introduction to the plant have been produced by Santosa (2004). This genetic modified sugarcane is expected to have higher productivity and increase in fertilizer efficiency.

The objectives of this study were to measure the content of N, P and chlorophyll in the leaf of 23 clones of transgenic sugarcane IPB 1 and to select the best clones. Leaves were sampled at the PG Djatiroto experimental field from plants 6 months after planting. The sugarcane plantation were fertilized twice, each 250 kg/ha of ZA fertilizer at planting time and after 45 days of planting. N analysis conducted by using Kjeldahl method, P analysis conducted by using P-Bray, while chlorophyll content analysis used Wintermans and De Mots method (1965). Selection for the best clones used the frequency distribution of data with criterias (stem high, stem diameter, number of segments per stem, length and width of the upper and lower leaf).

The result showed that 12 clones of transgenic sugarcane IPB 1 had lower N content than isogenik PS 851. In other result, P content of 21 clones of transgenic sugarcane IPB 1 were lower than isogenik PS 851. All the transgenic sugarcane IPB 1 clones had higher total chlorophyll than isogenik PS 851. Based on the whole performance, total scores of transgenic sugarcane above the limit of isogenik total score. There was one clone which has a lower total score than isogenik. The best five clones of transgenic sugarcane based on performance are IPB 1-40, 1-55 IPB, IPB 1-51, 1-46 IPB, IPB 1-17. Almost all of the IPB 1 transgenic sugarcane clones had the better performance than the isogenik PS 851, which reflected by the stem diameter, height stem growth, number of stem segments and the number of clumps. This was correlated with the high content of chlorophyll.

Keywords: Nitrogen, Phosphorus, Chlorophyll, Sugarcane, phytase gene

   

ANALISIS KANDUNGAN HARA N DAN P SERTA KLOROFIL TEBU TRANSGENIK IPB 1 YANG DITANAM DI KEBUN

PERCOBAAN PG DJATIROTO, JAWA TIMUR

VITTA PUSPITA MARLIANI A14062588

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Serjana Pertanian pada

Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor

DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN

FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2011

   

LEMBAR PENGESAHAN Judul Penelitian : Analisis Kandungan Hara N dan P serta Klorofil Tebu

Transgenik IPB 1 yang ditanam di Kebun Percobaan PG Djatiroto, Jawa Timur

Nama Mahasiswa : Vitta Puspita Marliani

Nomor Pokok : A14062588

Menyetujui,

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Dr. Ir. Dwi Andreas Santosa Dr. Ir. Syaiful Anwar, MSc NIP. 19620927 198811 1 001 NIP. 19621113 198703 1 003

Mengetahui, Kepala Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan

Dr. Ir. Syaiful Anwar, MSc NIP. 19621113 198703 1 003

Tanggal Lulus:

   

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di kota Bandung pada tanggal 03 Maret 1988. Penulis

merupakan anak pertama dari dua bersaudara dari keluarga Bapak Solia dan Ibu

Yanni Mulyani.

Penulis menyelesaikan pendidikan formalnya yang berawal dari

pendidikan di Taman Kanak-Kanak Aisyah Babakan Cirebon pada tahun 1994,

kemudian dilanjutkan pendidikan dasar di SD Tersana Baru Babakan Cirebon

pada tahun 2000. Pendidikan menengah di SLTP N 1 Babakan Cirebon pada

tahun 2003 dan pendidikan menengah atas di SMA N 1 Babakan Cirebon pada

tahun 2006. Penulis diterima menjadi mahasiswa di Institut Pertanian Bogor

melalui jalur USMI pada tahun 2006 yang kemudian pada semester tiga diterima

di Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan.

Selama menjadi mahasiswa di IPB, penulis aktif dalam beberapa

organisasi diantaranya yaitu organisasi Agriaswara. Selama menjadi anggota

Agriaswara, penulis sering mengikuti konser atau perlombaan paduan suara,

misalnya Konser Rhine Danubian Cruise, konser bersama paduan suara TWILITE

Orchestra dibawah konduktor Adi MS. Selain itu, penulis aktif sebagai pengurus

di Himpunan Mahasiswa Ilmu Tanah (HMIT) periode 2008-2009. Organisasi

yang terakhir adalah UKM Catur dimana penulis pernah berpartisipasi dalam

perlombaan Kejuaraan Nasional Catur Mahasiswa pada tahun 2010. Di bidang

akademik penulis berkesempatan menjadi asisten untuk mata kuliah Biologi

Tanah dan Bioteknologi Tanah pada tahun 2009.

7

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala

rahmat dan karunia-Nya sehingga penelitian dan penulisan skripsi ini berhasil di

selesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian ini mengenai Unsur Hara N dan P

serta Klorofil dengan judul Analisis Kandungan Hara N dan P serta Klorofil

Tebu Transgenik IPB 1 yang Ditanam di Kebun Percobaan PG Djatiroto,

Jawa Timur.

Pada kesempatan kali ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima

kasih kepada :

1. Kedua orang tua tercinta, Ibunda Yanni Mulyani dan Ayahanda Solia serta

seluruh keluarga, sanak saudara yang senantiasa memberikan doa, dukungan,

motivasi, sehingga penulis bisa menyelesaikan tugasnya sebagai sarjana.

2. Bapak Dr. Ir. Dwi Andreas Santosa selaku dosen pembimbing I yang telah

memberikan bimbingan, arahan, masukan, saran selama melakukan penelitian

dan penulisan skripsi ini.

3. Bapak Dr. Ir. Syaiful Anwar, MSc selaku dosen pembimbing II yang

senantiasa memberikan masukan, nasehat dan motivasi dalam melakukan

penulisan skripsi ini.

4. Seluruh Staf Indonesian Center for Biodiversity and Biotechnology (ICBB)

yang telah membantu dan memberiakn masukan selama penelitian

berlangsung.

5. Staf Laboratorium Bioteknologi Tanah (Pak Jito, Ibu Asih, Ibu Jul, Ibu Yeti)

dan Staf Laboratorium Kesuburan Tanah (Pak Koyo, Pak Ade, Pak Oleh, Pak

Dadi) yang telah memberikan bantuan dan masukan selama penelitian

berlangsung.

6. Segenap staf kebun percobaan PG Djatiroto PTPN XI yang telah membantu

penulis dalam melaksanakan penelitian ini.

7. Teman satu penelitian Angrea Pratsna Paramitha yang selalu bersusah senang

bersama dari awal penelitian hingga menjadi Sarjana Pertanian.

8. Teman-teman seperjuangan SOILER 43. Terimakasih atas tawa dan

bahagianya selama masa-masa perkuliahan yang tidak mungkin terlupakan.

8

9. My Roommate, Fitriyana Budiwati. Terimakasih atas segala motivasi dan

senyum dalam setiap jejak untuk mencapai kelulusan.

10. Seluruh penghuni wisma Sakinah.

11. Handika Gilang Permana Putra. Terimakasih untuk semuanya.

12. Seluruh pihak yang telah membantu selama kegiatan penelitian dan

penyelesaian skripsi ini, yang tidak bisa disebutkan satu per satu.

Penulis berharap semoga skripsi ini dapat berguna bagi pihak-pihak yang

membutuhkan. Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dalam skripsi ini

oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan sarannya.

Bogor, Januari 2011

Penulis

i

DAFTAR ISI  

DAFTAR TABEL ................................................................................................ iii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. iv

DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... v

I.PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ............................................................................................... 1 1.2. Tujuan Penelitian ........................................................................................... 2 1.3. Manfaat Penelitian ........................................................................................ 3

II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tebu ............................................................................................................... 4 2.2. Fitat dan Fitase .............................................................................................. 6 2.3. Nitrogen ......................................................................................................... 7 2.4. Fosfor ............................................................................................................. 8 2.5. Klorofil .......................................................................................................... 9 2.6. Tebu Transgenik .......................................................................................... 11

III. BAHAN DAN METODE 3.1. Waktu dan Lokasi Penelitian ....................................................................... 12 3.2. Bahan dan Alat ............................................................................................ 13 3.3. Metode Pemupukan pada Lahan ................................................................. 13 3.4. Metode Penelitian ........................................................................................ 14

3.4.1. Pengambilan dan Pengambilan Sampel Daun ...................................... 14 3.4.2. Analisis Tanaman di Laboratorium ...................................................... 15

3.4.2.1. Analisis Kandungan N .................................................................. 15 3.4.2.2. Analisis Kandungan P ................................................................... 15 3.4.2.3. Analisis Klorofil ............................................................................ 15 3.4.2.4. Pemilihan Klon Tebu Transgenik Terbaik .................................... 15

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Deskripsi Karakteristik Lokasi Penelitian ................................................... 16 4.1. Kandungan Nitrogen Tebu Transgenik IPB 1 ............................................. 16 4.2. Kandungan Fosfor Tebu Transgenik IPB 1 ................................................. 19 4.3. Kandungan Klorofil Tebu Transgenik IPB 1 .............................................. 21 4.4. Seleksi Klon Tebu Transgenik IPB 1 Berdasarkan Keragaan ..................... 24

ii

V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan .................................................................................................. 26 5.2. Saran ............................................................................................................ 26

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 27

LAMPIRAN .......................................................................................................... 30

iii

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman

1. Tabel Hasil Analisis Kandungan Nitrogen Daun Tebu Transgenik IPB 1 dan Isogenik PS 851. .................................................................................. 18

2. Tabel Hasil Analisis Kandungan Fosfor Daun Tebu Transgenik IPB 1 dan Isogenik PS 851 .......................................................................................... 21

3. Tabel Hasil Analisis Kandungan Klorofil a dan b serta Total Klorofil Daun Tebu Transgenik IPB 1 dan Isogenik PS 851 ............................................ 23

iv

DAFTAR GAMBAR

Nomor Halaman

1. Gambar Lokasi Penanaman, Propinsi Jawa Timur, Kabupaten Lumajang, Kecamatan Djatiroto .................................................................................. 12

2. Grafik Hasil Analisis Kandungan Nitrogen Tebu Transgenik IPB 1 dan Isogenik PS 851 .......................................................................................... 17

3. Grafik Hasil Analisis Kandungan Fosfor Tebu Transgenik IPB 1 dan Isogenik PS 851 .......................................................................................... 20

4. Grafik Kandungan Klorofil a dan b Tebu Transgenik IPB 1 dan Isogenik PS 851 ........................................................................................................ 22

5. Grafik Total Skor Masing-Masing Klon Tebu Transgenik ........................ 25

v

DAFTAR LAMPIRAN  

Nomor Halaman

1. Gambar Klon Tebu Transgenik IPB 1 dan Isogenik PS 851 .................... 31

2. Mekanisme Pemupukan Tebu Transgenik IPB 1 di Lokasi Penanaman PG Djatiroto Kebun Gedang Mas V.7 Lumajang, Jawa Timur (PG Djatiroto 2009/2010) ................................................................................................. 33

3. Denah Tanaman Tebu Transgenik Kebun Gedung Mas V.7 TG 2009/2010 Pabrik Gula Djatiroto Lumajang, Jawa Timur ........................................... 34

4. Metode Analisis Kandungan Klorofil ........................................................ 35

5. Tabel Skoring dengan Menggunakan Sebaran Frekuensi Data ................. 36

6. Tabel Analisis Tanah Lokasi Penanaman Tebu Transgenik IPB 1 ............ 38

7. Tabel Hasil Analisis Kandungan Nitrogen Daun Tebu Transgenik IPB 1 dan Isogenik PS 851 (Miza, 2009). ............................................................ 39

8. Tabel Hasil Analisis Kandungan Fosfor Daun Tebu Transgenik IPB 1 dan Isogenik PS 851 (Miza, 2009) .................................................................... 40

9. Tabel Keragaan Tebu Transgenik IPB 1 dan Isogenik PS 851 pada Umur 6 Bulan .......................................................................................................... 41

10. Tabel Hasil Skoring Keragaan Tebu Transgenik IPB 1 dan Isogenik PS 851 pada Umur 6 Bulan ................................................................................... 42

   

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pembangunan pertanian di Indonesia tetap dianggap penting dari

keseluruhan pembangunan ekonomi, apalagi semenjak sektor pertanian menjadi

penyelamat perekonomian nasional dimasa krisis 1997–1999, karena

pertumbuhannya yang meningkat. Seiring dengan peningkatan jumlah penduduk

Indonesia, kebutuhan akan pangan termasuk gula terus mengalami peningkatan

permintaan. Sebagai ilustrasi, pada tahun 2009 kebutuhan akan konsumsi gula

nasional mencapai 4.85 juta ton, namun kebutuhan ini hanya dapat dipenuhi

sekitar setengahnya saja (55%) oleh industri gula nasional, sedangkan sisanya

dipenuhi dengan mengimpor gula dari negara lain (Sudradjat, 2010). Namun saat

ini peranan produksi gula tidak beranjak meningkat, bahkan cenderung menurun

baik secara kualitas maupun kuantitas. Penurunan produktivitas gula nasional

mengindikasikan adanya penurunan pada perkembangan industri gula nasional

(Rosadi et al., 1996).

Beberapa persoalan yang menyebabkan adanya permasalahan pada

industri gula nasional diantaranya adalah usaha penanaman tebu belum sepenuhya

dilakukan secara profesional, jumlah areal penanaman tebu yang terus berkurang

sebagai akibat dari konversi lahan pertanian menjadi lahan non-pertanian,

peralihan penanaman tebu dari lahan sawah ke lahan kering, serta iklim yang

tidak menentu yang menyebabkan tingginya kadar air akibat musim hujan yang

berlebihan. Hal ini mengakibatkan rendemen gula menjadi rendah. Selain itu,

ketidakefisienan pemupukan pada tebu juga merupakan salah satu aspek penting

yang mempengaruhi produktivitas tebu (Sutardjo, 1994).

Berdasarkan permasalahan tersebut, maka untuk meningkatkan produksi

gula dan peningkatan efisiensi pemupukan sehingga mencapai swasembada gula

yang diharapkan, dapat dilakukan dengan perbaikan terhadap genetik tebu melalui

rekayasa genetika. Rekayasa genetika ini dilakukan dengan cara mengintroduksi

gen asing yang berguna ke tanaman tebu. Salah satu gen yang dapat ditransfer ke

dalam tanaman tebu adalah gen fitase yang diharapkan berdampak positif bagi

sistem metabolisme tanaman, terutama dalam peningkatan unsur hara pada

2

tanaman dan pada daerah sekitar perakaran, sehingga pada akhirnya diharapkan

dapat menghasilkan tanaman transgenik yang sesuai dengan kebutuhan

masyarakat (Santosa, 2004).

Riset tebu transgenik yang mengekspresikan gen fitase diselenggarakan

melalui kerjasama antara Fakultas Pertanian IPB dengan Bundesforchungsanstalt

fur Ernahrung und Lebensmittle (BFEL), Molekularbiologische Zentrum,

Karlsruhe, Jerman. Penelitian tersebut telah dimulai pada tahun 2002-2004 dan

berlanjut hingga sekarang. Saat ini sudah mencapai tahap uji keragaan tebu

transgenik yang meghasilkan gen fitase (Santosa, 2004). Penelitian ini bertujuan

untuk menyeleksi tanaman terbaik dari klon-klon tebu transgenik yang telah

dihasilkan melalui penanaman di lahan HGU PG Djatiroto pada musim tanam

2008/2009 sampai 2009/2010 yang merupakan kelanjutan dari musim tanam

sebelumnya dan merupakan kerjasama antara Departemen Ilmu Tanah dan

Sumberdaya Lahan, IPB dan PT Perkebunan Nusantara XI.

Salah satu analisis untuk menyeleksi dan menguji ekspresi gen fitase pada

klon-klon tebu transgenik PS IPB 1 adalah analisis unsur nitrogen dan fosfor yang

terkandung dalam daun tanaman tebu transgenik serta analisis kandungan klorofil

tanaman. Melalui analisis jaringan daun tanaman akan memberikan informasi

status hara pada tanaman. Selain itu, dengan analisis tersebut, dapat diduga klon

tebu transgenik yang efisien dalam memanfaatkan pupuk yang telah diaplikasikan,

karena keberadaan gen fitase yang terdapat pada tebu transgenik akan memacu

peningkatan ketersediaan N dan unsur-unsur lain seperti P, K serta unsur hara

mikro lainnya, baik di dalam jaringan tanaman maupun di daerah perakaran. Gen

fitase ini diharapkan memberikan pengaruh positif pada proses pembentukan

klorofil yang mempunyai peran dalam membantu proses fotosintesis tanaman.

1.2. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk :

a. Mengetahui kandungan hara N dan P yang terkandung dalam klon tebu

transgenik IPB 1 serta menganalisis kandungan klorofil tebu transgenik dari

hasil seleksi pada penelitian sebelumnya.

3

b. Menyeleksi beberapa klon tebu transgenik IPB 1 terbaik dengan menggunakan

skoring sebaran frekuensi data berdasarkan kriteria-kriteria yang terkait

keragaannya, diantaranya tinggi batang, diameter batang, jumlah ruas per

batang, panjang dan lebar daun atas dan panjang dan lebar daun bawah, serta

kandungan unsur N, P dan kandungan klorofilnya.

1.3. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah untuk

menemukan klon-klon tebu transgenik terbaik dari klon-klon yang sudah terpilih

yang dapat dilihat dari keragaan pertumbuhan tanaman, kandungan N dan P serta

kandungan klorofilnya, sehingga menghasilkan tanaman transgenik yang sesuai

dengan kebutuhan.

   

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tebu

Tebu termasuk family Graminae, genus Saccharum. Terdapat tiga spesies

tebu, meliputi S. officinarum, S. robustum, dan S. spontaneum, serta dua sub

spesies, yaitu S. sinense dan S. barberi (Fauconnier, 1993). Saccharum

officinarum adalah jenis tebu yang paling banyak dikembangkan dan

dibudidayakan karena kandungan sukrosa yang tinggi (Sudiatso, 1982).

Bibit tebu dapat berupa batang stek, baik yang matanya belum

berkecambah atau yang sudah tumbuh (Satuan Kerja Pengembangan Tebu Jatim,

2005). Batang tebu mengandung gula. Kandungan gula pada batang tebu optimal

terjadi setelah fase pertumbuhan vegetatif dan menurun sebelum fase kematian

(Sutardjo, 1994).

Tanaman tebu dapat tumbuh di daerah yang beriklim panas dan sedang

dengan daerah penyebaran antara 35° LS dan 39° LU. Namun umumnya tanaman

tebu tumbuh baik di daerah beriklim tropis. Tebu memerlukan suhu tertentu, yaitu

22 – 27° C dengan kelembaban nisbi 65 – 85% untuk menghasilkan sukrosa yang

tinggi. Dalam masa pertumbuhan tanaman tebu memerlukan banyak air,

sedangkan menjelang tebu masak untuk dipanen, membutuhkan keadaan yang

kering dan tidak ada hujan, sehingga pertumbuhannya terhenti. Kemasakan batang

memerlukan kondisi cuaca kering. Tanaman tebu tumbuh baik pada keadaan tanah

yang mempunyai tekstur tanah lempung pada lapisan permukaan, berdrainase baik

dan kemampuan menahan kapasitas air yang baik. Tekstur tanah yang baik bagi

tanaman tebu adalah pada tanah lempung liat, lempung berpasir dan lempung

berdebu. Pada tanah berat juga dapat ditanami tebu, namun memerlukan

pengolahan tanah yang khusus. Tebu di daerah Jawa yang banyak ditanami adalah

pada tipe tanah Aluvial sampai Grumusol (Sudiatso, 1982).

5

Fase-fase pertumbuhan tebu sebelum menghasilkan gula adalah sebagai berikut

(Satuan Kerja Pengembangan Tebu Jatim, 2005):

1. Fase Perkecambahan

Fase perkecambahan dimulai ketika terjadi perubahan mata tunas tebu yang

dorman, menjadi tunas muda lengkap dengan daun, batang dan akar. Fase ini

sangat ditentukan oleh faktor inheren yang mencakup varietas, umur bibit,

panjang stek, jumlah mata, cara meletakkan bibit, hama penyakit pada bibit

dan status hara bibit.

2. Fase Pertunasan/Fase Pertumbuhan (1-3 bulan)

Pertumbuhan anakan adalah tumbuhnya mata-mata pada batang tebu di bawah

tanah menjadi tanaman baru. Pertunasan penting dalam pertumbuhan dan

perkembangan tebu, karena dapat merefleksikan perolehan bobot tebu. Pada

fase ini tanaman membutuhkan kondisi air yang terjamin kecukupannya,

oksigen dan hara makanan khusunya N, P dan K serta penyinaran matahari

yang cukup.

3. Fase Pemanjangan Batang (3-9 bulan)

Fase ini merupakan fase paling dominan dari keseluruhan fase pertumbuhan

tebu. Proses pemanjangan batang merupakan pertumbuhan yang didukung

dengan perkembangan beberapa bagian tanaman yaitu perkembangan tajuk

daun, akar dan pemanjangan batang. Fase ini terjadi pada saat fase

pertumbuhan tunas mulai melambat dan terhenti. Terdapat dua unsur dalam

pemanjangan batang yaitu diferensiasi ruas dan perpanjangan ruas-ruas tebu.

Fase ini sangat dipengaruhi oleh lingkungan terutama sinar matahari,

kelembaban tanah, aerasi, ketersediaan hara nitrogen dalam tanah dan faktor

inheren tebu.

4. Fase Kemasakan/Fase Generatif Maksimal (10-12 bulan)

Fase ini diawali dengan semakin melambat dan terhentinya fase pertumbuhan

vegetatif. Tebu yang memasuki fase kemasakan, secara visual ditandai dengan

pertumbuhan tajuk daun berwarna hijau kekuningan, pada helaian daun sering

dijumpai bercak berwarna cokelat. Pada kondisi tebu tertentu kadang ditandai

dengan keluarnya bunga. Selain sifat inheren tebu, faktor lingkungan yang

6

berpengaruh cukup dominan untuk memacu kemasakan tebu antara lain

kelembaban tanah, panjang hari dan status hara tertentu seperti nitrogen.

2.2. Fitat dan Fitase

Fitat merupakan bentuk penyimpanan fosfat dalam tanaman yang

merupakan bentuk P terikat yang sukar digunakan tanaman. Fosfat ini dapat

dimanfaatkan oleh tanaman bila senyawa fitat telah dihidrolisis sehingga akan

menghasilkan ester yang berfosfat rendah dan melepaskan unsur fosfat anorganik.

Fosfat anorganik yang terdapat dalam sel tanaman memberikan pengaruh positif

pada proses pembentukan klorofil, meningkatkan fotosintesis dan metabolisme

tanaman tebu sehingga rendemen tebu meningkat (Nurhasanah, 2007).

Fitase (mio-inositol heksafosfat fosfohidrolase, E.C. 3.1.3.8.) merupakan

suatu fosfomonoesterase yang mampu menghidrolisis asam fitat menjadi

orthofosfat anorganik dan ester-ester fosfat dari mio-inositol yang lebih rendah.

Asam fitat adalah sejenis ester fosfat yang dapat mengikat mineral penting (Ca2+,

Fe2+, Mg2+) dan protein (Widowati, 2008).

Pelepasan P oleh enzim fitase dari senyawa organik, diharapkan

meningkatkan sistem metabolisme tanaman yang pada akhirnya meningkatkan

produktivitas tanaman. Pelepasan fitase ke lingkungan sekitar perakaran juga akan

meningkatkan ketersediaan berbagai mineral sehingga efisiensi pemupukan

meningkat (Santosa, 2004). Ekspresi fitase ditanaman secara tidak langsung akan

meningkatkan sintesis klorofil dan produksi. Gen fitase secara tidak langsung

memberikan andil dalam pembentukan porfirin sebagai komponen yang

diperlukan dalam pembentukan klorofil (Susiyanti et al., 2006).

Gen fitase dapat menghasilkan enzim yang dapat mengubah senyawa fitat,

yaitu senyawa organik menjadi fosfat di dalam sel tanaman (Zul, 2006).

Penyisipan gen fitase, diharapkan mampu meningkatkan ketersediaa P dalam

jaringan tanaman, meningkatkan kandungan klorofil dan laju fotosintesis,

meningkatkan efisiensi pemupukan P yang pada akhirnya akan meningkatkan

produktivitas tebu (Santosa, 2004). Tanaman tebu secara alami telah memiliki

aktivitas fitase, tetapi aktivitasnya rendah sebagai contoh pada tebu cv PS 851

hanya 0.047 – 0.059 U ml-1 (Nurhasanah, 2007).

7

2.3. Nitrogen

Nitrogen merupakan salah satu unsur hara esensial bagi tanaman. Nitrogen

diserap oleh tanaman dalam bentuk ion amonium (NH4+) dan ion nitrat (NO3

-)

yang terdapat dalam larutan tanah, bersifat mobil dan diikat oleh partikel tanah.

Unsur nitrogen bersifat mudah tercuci dan menguap (Soepardi, 1983).

Penyerapan unsur hara makro terutama nitrogen sangat tergantung pada

pertumbuhan organ utama tanaman dalam hal ini akar. Akibat pertumbuhan akar

yang belum sempurna maka penyerapan unsur nitrogen dari dalam tanah kurang

optimum, sehingga berpegaruh terhadap pertumbuhannya. Menurut Hardjowigeno

(1987), dengan memanjangnya akar suatu tumbuhan berarti memperpendek jarak

yang harus ditempuh unsur-unsur hara untuk mendekati akar tanaman melalui

aliran massa ataupun difusi. Aliran massa merupakan mekanisme penyediaan

unsur hara yang paling utama untuk kebanyakan unsur hara seperti N.

Menurut Lingga (1986), peran nitrogen bagi tanaman adalah untuk

merangsang pertumbuhan secara keseluruhan khususnya batang, cabang, dan

daun, serta mendorong terbentuknya klorofil sehingga daunnya menjadi hijau,

yang berguna bagi proses fotosintesis. Selain itu menurut Suriatna (1988),

nitrogen berfungsi mempercepat pertumbuhan tanaman, menjadikan daun

tanaman menjadi lebih hijau dan segar serta banyak mengandung butir-butir hijau

daun yang penting dalam proses fotosintesis. Selain itu nitrogen mempunyai

fungsi dapat menambah kandungan protein dalam tanaman. Sedangkan menurut

Soepardi (1983), menyatakan bahwa hampir pada semua berbagai jenis tanaman,

nitrogen merupakan pengatur terhadap penggunaan kalium, fosfat dan bahan

penyusun lainnya. Tanaman yang kekurangan nitrogen akan tumbuh kerdil, daun

hijau kekuning-kuningan dan mudah rontok, akan tetapi jika kelebihan nitrogen,

tanaman akan mudah rebah dan mudah terserang penyakit.

Nitrogen merupakan salah satu unsur penting yang dibutuhkan oleh

tanaman tebu. Kelebihan dan kekurangan pupuk N menyebabkan gangguan pada

pertumbuhan, produktivitas dan kualitas tebu. Menurut Schuylenborg dan Saryadi

(1958), N diserap pada awal penanaman tebu terutama pada umur 1 bulan dan

serapannya bertambah dengan bertambahnya umur, namun N paling banyak

diserap pada umur 3 – 4 bulan. Kemudian menurun setelah umur 8 bulan.

8

Efisiensi penyerapan N ditentukan juga oleh jumlah frekuensi, cara dan waktu

aplikasi pemupukan (Hardjowigeno, 1987).

2.4. Fosfor

Fosfor tergolong sebagai unsur utama yang dibutuhkan tanaman

disamping N dan K. Tanaman umumnya menyerap unsur ini dalam bentuk H2PO4-

dan sebagian kecil HPO42-. Mobilitas ion-ion fosfat dalam tanah sangat rendah

karena retensinya dalam tanah sangat tinggi. Oleh sebab itu recovery rate dari

pupuk P sangat rendah antara 10-30% sisanya 70-90% tertinggal dalam bentuk

imobil. Menurut Leiwakabessy (2004), kehilangan fosfor dalam tanah kebanyakan

terjadi karena panen dan erosi.

Kandungan P total di dalam tanah umumnya rendah, dan berbeda-beda

menurut tanah. Tanah-tanah muda biasanya memiliki kandungan P yang lebih

tinggi daripada tanah-tanah yang tua. Selain itu, penyebarannya dalam profil tanah

juga berbeda, semakin dalam lapisan maka kadar P-anorganik akan bertambah,

kecuali bentuk P-organik. Jumlah fosfat yang tersedia di tanah pertanian biasanya

lebih tinggi dibandingkan dengan kadarnya pada tanah-tanah yang tidak

diusahakan. Hal ini diduga karena unsur ini tidak tercuci (residunya tinggi),

sedangkan yang hilang melalui produksi tanaman sangat kecil.

Fosfat yang dibebaskan baik dari proses pelapukan mineral apatit,

dekomposisi bahan organik, ataupun pupuk, akan segera diikat oleh liat serta

almunium, besi ataupun kalsium tergantung dari pH tanah maupun unsur lain dan

juga diimobilasi oleh tanaman. Kandungan P tersedia pada tanah-tanah berstruktur

halus lebih tinggi daripada yang bertekstur kasar. Begitu pula pH, pada pH yang

tinggi kadar Ca-P lebih tinggi, sedangkan pada pH yang rendah Fe-P atau Al-P

lebih dominan (Leiwakabessy, 1988).

Unsur P sering disebut juga kunci untuk kehidupan karena fungsinya yang

sangat sentral dalam proses kehidupan. Unsur ini berperan dalam pemecahan

karbohidrat untuk energi, penyimpanan dan peredarannya ke seluruh tanaman

dalam bentuk ADP dan ATP. Unsur ini juga berperan dalam pembelahan sel

melalui peranan nukleoprotein yang ada dalam inti sel, selanjutnya berperan

dalam meneruskan sifat-sifat kebakaan dari generasi ke generasi melalui peranan

DNA. Tanpa P proses-proses ini tidak dapat berlangsung. Unsur ini juga

9

menentukan pertumbuhan akar, mempercepat kematangan serta produksi buah

dan biji (Leiwakabessy dan Sutandi, 1998).

Ketidakefisienan pemupukan P pada tebu juga merupakan salah satu aspek

penting yang mempengaruhi produktivitas tebu, sehingga dengan adanya

pemupukan P, diharapkan berdampak positif bagi sistem metabolisme tanaman

dan meningkatkan ketersediaan P dengan mengubah P organik menjadi P tersedia

baik di dalam jaringan tanaman maupun di zona perakaran (Sudiatso, 1982).

Menurut Soepardi (1983), di dalam tanah, P dapat ditemukan dalam

bentuk P anorganik dan P organik. P anorganik di dalam tanah sangat beragam

seperti contohnya Al(OH)2H2PO4, CaHPO4, dan FePO4.H2O. Sedangkan P

organik di dalam tanah dapat ditemukan dalam bentuk ester yaitu asam orthofosfat

serta berupa monoester dan diester. Organik ester fosfat dibagi dalam lima kelas

yaitu inositol fosfat, fosfolipid, asam nukleat, nukleotida, dan gula fosfat. Namun

didalam tanah yang paling dominan hanya inositol fosfat, fosfolipid serta asam

nukleat. Senyawa P sederhana di dalam tanah relatif sukar larut akibat adanya

pegikatan P oleh Fe dan Al (pada tanah masam) dan Ca serta Mg (pada tanah

alkalin).

2.5. Klorofil

Klorofil berbentuk butir-butir hijau yang tedapat didalam koroplas. Pada

umumnya kloroplas berbentuk oval, yang terdiri dari bahan dasar yang disebut

stroma, sedangkan butir-butir yang terkandung didalam stroma disebut grana.

Pada tanaman terdapat 2 macam klorofil, yaitu klorofil a dan klorofil b. Klorofil a

merupakan salah satu bentuk klorofil yang terdapat pada semua

tumbuhan autotrof. Klorofil b terdapat pada ganggang hijau chlorophyta dan

tumbuhan darat. Klorofil itu fluoresen, artinya dapat menerima sinar dan

mengembalikannya dalam bentuk gelombang yang berlainan. Akibat adanya

klorofil, tumbuhan dapat menyusun makanannya sendiri dengan bantuan cahaya

matahari. Klorofil a terlihat berwarna hijau-tua, tetapi jika sinar direfleksikan,

akan menampakan warna merah. Klorofil b terlihat berwarna merah-cokelat.

Klorofil banyak menyerap sinar merah dan nila (Dwijoseputro, 1980).

10

Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap pembentukan klorofil (Dwijoseputro,

1980):

a. Faktor pembawaan. Pembentukan klorofil sama halnya dengan

pembentukan pigmen-pigmen lain pada hewan dan manusia yang dibawa

oleh suatu gen tertentu di dalam kromosom.

b. Cahaya. Tanaman yang disimpan didalam gelap tidak akan berhasil

membentuk klorofil, kecuali pada beberapa tanaman Angiospermae. Jika

tanaman tidak terkena cahaya akan terdapat protoklorofil yang mirip

dengan klorofil a. Reduksi protoklorofil untuk menjadi klorofil a

memerlukan sinar untuk mengubah dirinya sendiri menjadi klorofil a,

peristiwa ini disebut autotransformasi.

c. Oksigen. Oksigen sangat diperlukan dalam pembentukan pada masa

perkecambahan.

d. Karbohidrat. Karbohidrat terutama dalam bentuk gula ternyata diperlukan

dalam pembentukan klorofil dalam daun-daun yang tumbuh dalam

keadaan gelap (etiolasi).

e. Nitrogen, magnesium, besi. Unsur-unsur tersebut sudah menjadi keharusan

dalam pembentukan klorofil. Kekurangan akan unsur-unsur tersebut akan

menyebabkan klorosis pada tumbuhan.

f. Air. Kekurangan air mengakibatkan desintegrasi klorofil.

g. Suhu. Suhu yang baik untuk pembentukan klorofil berkisar antara 26° -

30° C.

Energi matahari diserap oleh klorofil dan digunakan untuk menguraikan

molekul air, membentuk gas oksigen, dan mereduksi molekul NADP menjadi

NADPH. Energi cahaya-cahaya juga digunakan untuk membentuk molekul-

molekul ATP, NADP dan ATP digunakan untuk reaksi-reaksi yang menghasilkan

glukosa.

Klorofil merupakan pigmen yang berwarna hijau yang terdapat pada

kloroplas sel tanaman. Pigmen klorofil sangat berperan dalam proses fotosintesis

dengan mengubah energi cahaya menjadi energi kimia. Proses tersebut

dibutuhkan tidak hanya bagi tumbuhan tetapi juga pada hewan dan manusia,

11

karena sebagian besar kebutuhan gizi berasal dari proses fotosintesis (Kusmita

dan Limantara, 2009).

2.6. Tebu Transgenik

Tanaman transgenik merupakan hasil rekayasa genetika melalui

transformasi gen dari makhluk hidup lain ke dalam tanaman yang menghasilkan

suatu tanaman baru mempunyai suatu keunggulan tertentu. Penelitian tentang

tanaman transgenik diharapkan dapat meningkatkan ketahanan pangan di

Indonesia.

Tebu transgenik tersebut adalah tebu yang telah disisipi gen fitase yang

mampu meningkatkan ketersediaan fosfor dalam jaringan tanaman dengan cara

mengubah asam fitat yang merupakan bentuk P-organik yang sukar digunakan

tanaman dalam jaringan menjadi P dalam bentuk yang dapat digunakan oleh

tanaman (Santosa, 2010). Menurut Sanchez (1976), unsur P merupakan unsur hara

makro esensial dan pada daerah tropis merupakan faktor pembatas pertumbuhan

dan produksi tanaman urutan ketiga setelah air dan Nitrogen. Fosfor terdapat

dalam jumlah sedikit pada tanah mineral.

Tanaman transgenik dapat membawa manfaat positif bagi ketahanan

pangan negara. Walaupun demikian banyaknya kekhawatiran akan penggunaan

produk hasil tanaman transgenik dan akibatnya terhadap lingkungan. Salah satu

kekhawatiran dari tanaman transgenik adalah tersebarnya gen transgenik kepada

tanaman bukan target. Tebu transgenik dengan penyisipan gen fitase

dimungkinkan akan memberi dampak positif terhadap ekologi terutama pada

daerah perakaran tebu transgenik. Tebu transgenik dengan gen fitase

dimungkinkan akan tumbuh lebih baik daripada tebu nontransgenik karena dapat

menghasilkan enzim fitase yang dapat melarutkan fosfat sehingga tersedia dan

dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan itu sendiri.

   

III. BAHAN DAN METODE

3.1. Waktu dan Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada bulan April – Juli 2010. Pengambilan sampel

dilakukan di Kebun Percobaan Djatiroto, Jawa Timur. Selanjutnya sampel diteliti

di Laboratorium Bioteknologi Tanah dan Laboratorium Kesuburan Tanah,

Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan IPB, di Laboratorium Indonesian

Center for Biodiversity and Biotechnology (ICBB) Situgede-Bogor serta

Laboratorium PT. Saraswati Indo Genetech (SIG), Bogor.

Gambar 1. Gambar Lokasi Penanaman, Propinsi Jawa Timur, Kabupaten

Lumajang, Kecamatan Djatiroto

13

3.2. Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah tebu transgenik IPB 1

sebanyak 23 klon dan tebu isogenik PS 851 (non-transgenik). Klon-klon tebu

transgenik ini didapatkan dari tebu pada penanaman sebelumnya yang ditanam

oleh staf Kebun Percobaan PG Djatiroto, Jawa Timur dan ditanam kembali pada

lahan tanam yang berbeda namun masih dalam 1 petak lahan penanaman yang

sama. Sebanyak 23 klon tebu transgenik ini merupakan hasil seleksi dari 69 klon

tebu transgenik IPB 1 yang ditanam pada penelitian seblumnya, dimana 23 klon

tebu transgenik ini merupakan tebu transgenik yang paling unggul dari segi

keragaan, kandungan hara N dan P serta kandungan klorofilnya dan tingkat laju

fotosintesisnya (Lampiran 1). Bagian tanaman yang digunakan pada penelitian ini

adalah daun tebu transgenik IPB 1 dan daun tebu isogenik PS 851 pada umur 6

bulan yaitu IPB 1-1, IPB 1-2, IPB 1-3, IPB 1-4, IPB 1-5, IPB 1-6, IPB 1-7, IPB 1-

12, IPB 1-17, IPB 1-21, IPB 1-34, IPB 1-36, IPB 1-37, IPB 1-40, IPB 1-46, IPB

1-51, IPB 1-52, IPB 1-53, IPB 1-55, IPB 1-56, IPB 1-59, IPB 1-62, IPB 1-71 dan

isogenik PS 851 (non-transgenik).

Bahan-bahan kimia yang digunakan untuk analisis kandungan N dan P

adalah aquades, HClO4, HNO3, HCl pekat, ammonium molibdat, H3BO3, pereaksi

fosfat (P-C), NaOH 50%, indikator Conway, paraffin cair. Analisis kandungan

klorofil menggunakan H3BO3 (asam borat), etanol, air. Alat-alat yang digunakan

antara lain oven, penggilingan, eksikator, sentrifugasi, spektrofotometer, alat-alat

gelas.

3.3 Metode Pemupukan pada Lahan

Pada plot penelitian ini pemupukan dilakukan dalam dua tahap,

pemupukan I dilakukan pada awal masa tanam yaitu pemberian ZA sebanyak 2.5

kui/ha ditambahkan dengan penggunaan herbisida (tidak ada penyiangan)

(Lampiran 2). Pemupukan II dilakukan 45 hari setelah pemupukan I yaitu ZA

sebanyak 2.5 kui/ha ditambah dengan perlakuan pembumbunan, sedangkan

perlakuan yang diberikan pada penelitian sebelumnya adalah pemupukan pupuk P

dengan dua perlakuan yang berbeda 25% pupuk P dan 50% pupuk P.

14

Rekomendasi pemupukan normal untuk penanaman tebu adalah 8 kui ZA/ha, 2

kui SP-36/ha dan 1 kui KCl/ha (Miza, 2009).

3.4. Metode Penelitian

Tahapan dalam melakukan metode penelitian diawali dengan tahap

pengambilan contoh tanaman di kebun percobaan PG Djatiroto Lumajang, Jawa

Timur, setelah itu dilanjutkan dengan tahap penanganan contoh tanaman pada

sampel daun dilahan sampai dengan penangan sampel daun di laboratorium

sebelum dilakukannya analisis laboratorium. Tahap terakhir yaitu menganalisis

sampel daun yang telah diambil di laboratorium yang mencakup analisis

kandungan hara N, kandungan hara P dan analisis klorofil.

3.4.1. Pengambilan dan Penanganan Sampel Daun

Denah penanaman tebu transgenik dan isogeniknya dapat dilihat pada

Lampiran 3. Pengambilan sampel pada setiap klon dilakukan dengan cara

mengambil daun dari setiap tebu transgenik dan tebu isogenik yang secara visual

memiliki keragaan paling baik dibandingkan dengan tebu transgenik lainnya.

Sampel daun ini digunakan untuk analisis unsur N dan P serta analisis klorofil

yang terkandung dalam klon tebu transgenik IPB 1. Analisis N dan P digunakan

daun yang paling bawah dari setiap klon tebu transgenik yang masih berwarna

hijau dan belum terklorosis, dan untuk analisis klorofil digunakan daun kedua dari

atas yang sudah membuka sempurna dan tidak terklorosis.

Tahan penanganan sampel untuk analisis unsur N dan P, daun yang telah

dipotong dari tanaman tebu transgenik maupun yang isogenik PS 851,

dimasukkan ke dalam plastik, diberi label sesuai dengan klonnya, lalu disimpan di

dalam kotak pendingin yang telah diisi es sebelumnya, setelah itu sampel

dikeringkan di dalam oven selama 48 jam pada suhu 60 °C. Sampel yang telah

kering digiling dan disimpan di plastik lalu di masukkan ke dalam eksikator.

Daun untuk analisis klorofil yang telah dipotong dari tanaman tebu

transgenik, diberi label, lalu sampel dimasukkan ke dalam plastik dan disimpan

dalam kotak pendingin yang telah di isi es sebelumnya. Sampel yang telah sampai

di laboratorium langsung dimasukan ke dalam freezer.

15

3.4.2. Analisis Tanaman di Laboratorium

3.4.2.1. Analisis Kandungan N

Penetapan kandungan unsur N di dalam daun tebu transgenik IPB 1

dilakukan dengan metode Kjeldahl.

3.4.2.2. Analisis Kandungan P

Penetapan kandungan unsur P di dalam daun tebu transgenik IPB 1

dilakukan dengan metode pengabuan basah dan P-Bray. Pengabuan basah

dilakukan dengan menggunakan campuran larutan HClO4 dan HNO3.

3.4.2.3. Analisis Klorofil

Analisis kandungan klorofil di dalam daun tanaman tebu transgenik IPB 1

dilakukan dengan metode Wintermans dan De Mots (1965) (Lampiran 4). Hasil

absorban pada spektrofotometri pada panjang gelombang (λ) 665 nm (A665) dan

(λ) 649 nm (A649) yang dapat dikonversikan dengan rumus :

1. Klorofil a = (13.7 x A665) – (5.76 x A649) = μg klorofil/ml

2. Klorofil b = (25.8 x A649) – (7.60 x A665) = μg klorofil/ml

Total klorofil = klorofil a + klorofil b

Peubah untuk klorofil yang diamati adalah klorofil a, klorofilb, dan total

klorofil.

3.4.2.4. Pemilihan Klon Tebu Transgenik Terbaik

Klon tebu transgenik terbaik yang telah dipilih dari penelitian sebelumnya

sebanyak 23 klon tebu transgenik terbaik dan isogenik dipilih lagi menjadi

beberapa klon terbaik, dipilih dengan memberikan skor pada masing-masing

kriteria yang telah dikelompokkan dengan menggunakan sebaran frekuensi data

(Lampiran 5). Kriteria yang digunakan adalah tinggi batang, diameter batang,

jumlah ruas, jumlah batang per petak, panjang dan lebar daun atas, panjang dan

lebar daun bawah.

   

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Deskripsi Karakteristik Lokasi Penelitian

Tebu transgenik IPB 1 dan isogenik PS 851 ditanam di Kebun Percobaan

PG Djatirorto PTPN XI, Jawa Timur. Secara administrasi, lokasi penanaman

termasuk ke dalam wilayah Kecamatan Djatiroto, Kabupaten Lumajang, Jawa

Timur dan letak geografis lokasi penanaman berada pada 113°18’ 11” – 113°25’

5” BT dan 8°70’ 30” – 8°12’ 30” LS, serta terletak pada ketinggian 29 M diatas

permukaan laut (dpl). Lokasi penanaman yang dikhususkan untuk penanaman

tebu transgenik ini digunakan lahan seluas ± 238.7 m2. Berdasarkan analisis awal

yang dilakukan PG Djatiroto, tanah di lokasi penanaman memiliki pH 5,71 (agak

masam). Kandungan hara yang ada, 0.082% N (rendah), 92.29 ppm P2O5 (sangat

tinggi) dan 317.17 K2O (sangat tinggi). Analisis tanah setelah penanaman juga

dilakukan di Departemen ITSL Faperta IPB (Lampiran 6).

4.2. Kandungan Nitrogen Tebu Transgenik IPB 1

Nitrogen merupakan unsur hara paling penting yang merupakan salah satu

unsur hara esensial bagi tanaman. Nitrogen diambil oleh tanaman dalam bentuk

NH4+ dan NO3

- yang terdapat dalam larutan tanah, bersifat mobil dan diikat oleh

partikel tanah. Unsur N bersifat mudah tercuci dan menguap (Soepardi, 1983).

Tanaman lahan kering seperti tebu menyerap N dalam bentuk NO3- meskipun

pupuk yang diberikan dalam bentuk NH4+ seperti halnya pupuk ZA.

Keterkaitan tanaman tebu dengan kebutuhan N untuk tanaman diantaranya

bahwa N merupakan unsur utama yang dibutuhkan tebu yang mempengaruhi hasil

dan kualitas tebu, terutama pada fase vegetatif yaitu untuk pembentukan tunas,

pembentukan daun, pertumbuhan batang, dan pertumbuhan akar. Pertumbuhan

vegetatif ini secara langsung berkaitan dengan hasil tebu, sehingga N sangat

penting untuk meningkatkan produksi (Sundara, 1998). Hampir pada seluruh

tanaman, N merupakan unsur yang mengatur penyerapan dan penggunaan K, P

dan penyusun lainnya (Leiwakabessy, 2004). Perlakuan penyisipan gen fitase ke

dalam tebu, diharapkan akan mempengaruhi ketersediaan N menjadi meningkat,

sehingga dapat mendukung pertumbuhan tanaman tebu.

17

Hasil analisis yang telah dilakukan pada tebu transgenik IPB 1 dan

isogenik PS 851 yang berumur 6 bulan, menunjukkan bahwa setengah dari klon

tebu transgenik memiliki kandungan N diatas isogenik PS 851. Klon yang

kandungannya di atas isogenik PS 851 diantaranya IPB 1 – 3, IPB 1 – 4, IPB 1 –

6, IPB 1 – 21, IPB 1 – 34, IPB 1 – 36, IPB 1 – 52, IPB 1 – 53, IPB 1 – 56, IPB 1 –

59, IPB 1 – 62 (Gambar 2).

Gambar 2. Grafik Hasil Analisis Kandungan Nitrogen Daun Tebu Transgenik IPB

1 dan Isogenik PS 851

Klon

Grafik analisis N-total menunjukkan bahwa kandungan N dalam masing-

masing klon berbeda, dimana kandungan N-nya ada yg lebih tinggi atau lebih

rendah dibandingkan isogenik PS 851. Perbedaan ini dikarenakan kemampuan

penyerapan N pada setiap klon tebu berbeda-beda.

Hasil analisis tanah yang dilakukan pada penelitian sebelumnya

menunjukkan kandungan unsur N dalam tanah tergolong rendah (0.07 – 0.09 %)

(Lampiran 6). Hal ini sejalan dengan penelitian yang dilakukan oleh Miza (2009)

terhadap tebu transgenik IPB 1 dan isogeniknya bahwa kandungan N total pada

tanah yang memiliki N yang cukup rendah menyebabkan N yang tersedia bagi

tanaman juga rendah. Oleh karena itu, untuk memperoleh produksi tebu yang

tinggi, maka unsur N dalam tanah harus cukup tersedia pada fase pertumbuhan

(Sutoro et al., 1998).

18

Tabel 1. Hasil Analisis Kandungan Nitrogen Daun Tebu Transgenik IPB 1 dan Isogenik PS 851

Tebu Transgenik PS IPB 1 Klon N (%)

3 1.099 52 1.056 59 1.048 36 1.047 56 1.027 53 1.018 34 0.990 21 0.984 62 0.975 4 0.956 6 0.943

Isogenik 0.925 46 0.897 17 0.866 71 0.861 37 0.849 40 0.816 51 0.816 7 0.815

12 0.784 1 0.763 2 0.738

55 0.673 5 0.670

Tebu ini dianalisis pada umur 6 bulan dengan perlakuan pemberian pupuk

ZA, nilai kandungan N total pada tebu ini berkisar 0.670 – 1.099% (Tabel 1).

Nilai ini tergolong lebih rendah, dibandingkan dengan penelitian sebelumnya,

Miza (2009). Kandungan N pada klon-klon tebu transgenik pada umur 6 bulan

pada lahan I (25% P) berkisar 0.735 – 1.050% dimana nilai ini lebih rendah

dibandingkan dengan lahan 2 (50% P) yang kandungan N-nya berkisar 0.945 –

1.610% (Lampiran 7). Menurut pendapat Dwisejoputro (1980), terdapat pengaruh

timbal balik antara ketersediaan P dengan serapan N, dimana jika fosfat yang

tersedia di tanah tidak cukup banyak, maka serapan N akan berkurang. Lebih

rendahnya kandungan N pada tebu transgenik ini bisa disebabkan karena

pemberian pupuk ZA yang tidak disertai perlakuan pupuk P sebelum masa tanam.

Kandungan N yang diserap oleh tanaman tergantung seberapa baik tanaman

disuplai oleh hara yang lain (Mengel dan Kirkby, 1982). Selain itu juga tinggi

rendahnya suatu kandungan serta komposisi hara dalam suatu tanaman

19

dipengaruhi oleh faktor-faktor dalam tanaman itu sendiri seperti faktor genetik

dan faktor lingkungan serta faktor pengelolaan seperti pemupukan dan pemberian

amelioran (Leiwakabessy, 2004).

4.3. Kandungan Fosfor Tebu Transgenik IPB 1

Unsur P banyak terdapat dalam tanah, namun sebagian P tidak tersedia

bagi tanaman. Hampir dari semua senyawa P yang dijumpai di alam memiliki

kemampuan larut yang rendah, umumnya kurang dari 1 ppm. P larut yang

ditambahkan ke dalam tanah sebagian akan terikat oleh liat, alumunium, besi,

ataupun kalsium sehingga menjadi tidak tersedia bagi tanaman, sekalipun keadaan

tanah sangat baik (Soepardi, 1983).

Menurut Sundara (1998), pertumbuhan tebu secara normal sangat

tergantung dengan ketersediaan P terlarut dalam bentuk yang dapat diserap

tanaman di dalam tanah. Kebutuhan hara P sering dikaitkan peranannya dengan

fase kemasakan atau fase penimbunan karbohidrat (pertumbuhan generatif),

namun secara fisiologi tanaman, peranan hara P menonjol pada transfer energi

dari satu bagian sel dan jaringan tanaman yang terjadi sepanjang fase

pertumbuhan, dengan kata lain hara P sangat dibutuhkan sejak fase inisiasi

perkecambahan sampai fase kemasakan. Hanya saja pada saat tumbuh inisiasi

tunas dari matanya, kebutuhan hara P disuplai dari asal bibit. Sedangkan setelah

periode tersebut sepenuhnya kebutuhan P tergantung dari ketersediaan hara dalam

tanah (Satuan Kerja Pengembangan Tebu Jatim, 2005).

Manfaat dari adanya penyisipan gen fitase diharapkan agar bentuk P

organik yang berada di dalam tanah maupun di dalam jaringan tanaman bisa

berubah menjadi P tersedia bagi tanaman. Namun tidak semua P yang diserap

digunakan dalam proses metabolismenya. Sebagian P akan disimpan dalam

bentuk P organik (senyawa fitat) di dalam jaringan tanaman yang menjadi tidak

tersedia bagi tanaman. Pemupukan P yang besar pada awal tanam menyebabkan

laju perubahan P tersedia menjadi fitat baik di tanah atau di jaringan tanaman juga

berlangsung tinggi, yang menjadi tidak tersedia ketika umur tanaman bertambah.

Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan, terdapat 2 klon tebu

transgenik yang memiliki nilai kandungan P diatas isogenik PS 851, yaitu klon

20

IPB 1-12 dan IPB 1-4. Hasil analisis kandungan P pada tebu transgenik IPB 1 dan

isogenik PS 851 dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Grafik Hasil Analisis Kandungan Fosfor Daun Tebu Transgenik IPB 1

dan Isogenik PS 851

Kandungan P tebu transgenik pada penelitian ini lebih rendah

dibandingkan dengan penelitian sebelumnya. Menurut Miza (2009), kandungan P

tebu transgenik IPB 1 umur 6 bulan pada lahan I (25% P) berkisar 85 – 631 ppm

dan lahan II (50% P) kandungan P berkisar 93 – 636 ppm (Lampiran 8).

Sedangkan kandungan P tebu transgenik pada penelitian ini berkisar 7.81 – 28.83

ppm (Tabel 2). Rendahnya kandungan P baik pada tebu transgenik maupun

isogenik pada penelitian ini, diduga karena tidak adanya perlakuan pupuk P

sebelum masa tanam, sehingga tumbuhan tidak mempunyai asupan P yang cukup

untuk metabolisme dan pertumbuhannya. Menurut Sudiatso (1982) pemupukan P

pada tebu juga merupakan salah satu aspek penting yang mempengaruhi

pertumbuhan dan produktivitas tebu.

21

Tabel 2. Hasil Analisis Kandungan Fosfor Daun Tebu Transgenik IPB 1 dan Isogenik PS 851

Tebu Transgenik PS IPB 1 Klon P (ppm)

12 28.829 4 22.947

Isogenik 22.754 3 21.115 7 19.958

59 19.862 2 19.476

62 17.644 13 17.548 46 17.548 71 16.391 17 15.427 21 15.427 56 15.041 52 14.559 36 13.016 5 12.727

53 12.534 55 12.534 1 11.859

34 11.859 51 11.859 6 10.124

40 7.810

Nilai tebu isogenik pada penelitian ini tergolong lebih tinggi dibandingkan

dengan transgeniknya. Menurut Nurhasanah (2007) adanya klon tebu transgenik

yang memiliki kandungan P lebih rendah atau lebih tinggi dari isogeniknya,

dikarenakan pada kemampuan masing-masing tanaman dalam menyerap P.

4.4. Kandungan Klorofil Tebu Transgenik IPB 1

Klorofil adalah kelompok pigmen fotosintesis yang terdapat dalam

tumbuhan, menyerap cahaya merah, biru dan ungu, serta merefleksikan cahaya

hijau yang menyebabkan tumbuhan memperoleh ciri warnanya. Klorofil

merupakan suatu pigmen yang penting yang terdapat dalam kloroplas dan

memanfaatkan cahaya yang diserap sebagai energi untuk proses fotosintesis.

Penyisipan gen fitase ke dalam klon tebu, diharapkan dapat meningkatkan

kandungan klorofil yang dimiliki oleh masing-masing klon tebu transgenik,

karena tanaman yang mempunyai kandungan klorofil yang tinggi akan

22

berpengaruh baik terhadap proses fotosintesis dan metabolisme tanaman. Ekspresi

fitase di tanaman secara tidak langsung akan meningkatkan sintesis klorofil dan

produksi gula (Susiyanti et al., 2006).

Klorofil terbagi atas 2 macam, yaitu klorofil a dan klorofil b. Data hasil

analisis kandungan klorofil a dan b klon tebu transgenik PS IPB 1 dan

isogeniknya dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Kandungan Klorofil a dan b Daun Tebu Transgenik IPB 1 dan

Isogenik PS 851

Setelah dilakukan analisis kandungan klorofil a pada tebu transgenik,

terdapat 10 klon tebu yang kandungan klorofil a-nya lebih tinggi dari isogenik PS

851, sedangkan 13 klon lainnya kandungan klorofilnya dibawah isogenik PS 851.

Untuk klorofil b, hampir keseluruhan tebu transgenik mengandung klorofil b lebih

tinggi dibanding isogenik PS 851, kecuali 1 klon tebu transgenik yang kandungan

klorofil b-nya masih berada di bawah isogenik PS 851. Berdasarkan nilai rata-rata

dari keselurahan tebu transgenik, nilai rata-rata kandungan klorofil a lebih rendah

dari isogenik PS 851 sedangkan nilai kandungan klorofil b jauh lebih tinggi

dibandingkan dengan isogenik PS 851.

23

Tabel 3. Hasil Analisis Kandungan Klorofil a dan b serta Total Klorofil Daun Tebu Transgenik IPB 1 dan Isogenik PS 851

Nilai Klorofil Tebu Transgenik (µg/ml)

Klon Nilai Total Klorofil Klorofil a Klorofil b

IPB 1 – 1 6.903 16.447 23.350 IPB 1 – 2 7.882 11.632 19.514 IPB 1 – 3 5.854 13.887 19.741 IPB 1 – 4 4.242 22.127 26.370 IPB 1 – 5 10.435 22.241 32.676 IPB 1 – 6 9.199 18.044 27.243 IPB 1 – 7 13.372 17.741 31.113

IPB 1 – 12 5.916 17.695 23.611 IPB 1 – 17 6.460 19.292 25.752 IPB 1 – 21 7.749 10.507 18.256 IPB 1 – 34 4.786 18.887 23.673 IPB 1 – 36 8.522 9.627 18.148 IPB 1 – 37 7.313 19.610 26.923 IPB 1 – 40 3.471 28.862 32.333 IPB 1 – 46 4.687 17.880 22.567 IPB 1 – 51 5.553 21.739 27.293 IPB 1 – 52 6.216 16.354 22.569 IPB 1 – 53 5.462 13.494 18.956 IPB 1 – 55 2.091 19.184 21.275 IPB 1 – 56 9.504 11.839 21.343 IPB 1 – 59 6.813 12.496 19.309 IPB 1 – 62 5.500 12.569 18.069 IPB 1 – 71 5.947 18.040 23.987

Kontrol PS 851 6.805 10.489 17.293 Rata-rata 23.655

Secara keseluruhan nilai total dari kandungan klorofil dari hasil analisis

yang telah dilakukan lebih tinggi dibandingkan dengan isogenik PS 851. Nilai

rata-rata kandungan total klorofil tebu transgenik pada penelitian sebelumnya

yang berumur 6 bulan berkisar antara 1.326 – 1.583 μg/ml dengan pemupukan

25% P – 50% P (Lestari, 2009), kandungan total klorofil tersebut tergolong

rendah dibandingkan dengan klon tebu ini yang mempunyai nilai rata-rata

kandungan total klorofil 23.655 μg/ml. Total kandungan klorofil ini adalah hasil

penjumlahan dari klorofil a dan klorofil b (Tabel 3).

Dalam pembentukan klorofil, nitrogen mempunyai peran. Menurut Lingga

(1986), peran nitrogen bagi tanaman adalah untuk merangsang pertumbuhan

secara keseluruhan khususnya batang, cabang, dan daun, serta mendorong

terbentuknya klorofil sehingga daunnya menjadi hijau, yang berguna bagi proses

24

fotosintesis. Total klorofil pada daun tebu transgenik ini tinggi, namun nilai

kandungan N-nya cukup rendah. Hal ini diduga karena unsur N telah digunakan

dalam masa pertumbuhan vegetatif, terutama untuk fase pertunasan dan

pemanjangan batang. Hara N berperan dalam pembelahan sel, sehingga

mendukung pertunasan secara horizontal (terbentuknya anakan) dan pertumbuhan

vertikal (pemanjangan batang). Unsur N banyak diserap pada umur 3 sampai 4

bulan (Sudiatso, 1982).

Hampir semua klon tebu transgenik memiliki keragaan yang lebih baik

dibandingkan isogeniknya yang dicerminkan oleh lingkar batang yang besar,

pertumbuhan batang yang tinggi, banyaknya ruas batang dan banyaknya rumpun.

Hal ini berkolerasi dengan tingginya kandungan total klorofil. Semakin tinggi

kandungan klorofil suatu tanaman, maka semakin baik fotosintesis dan

metabolisme tanaman tersebut.

4.5. Seleksi Klon Tebu Transgenik IPB 1 Berdasarkan Keragaan

Tahap awal penyeleksian klon tebu transgenik ini dilakukan dengan

menggunakan metode skoring sebaran frekuensi data pada kriteria yang sudah

ditentukan sebelumnya. Kriteria tersebut mencakup faktor-faktor yang

bersangkutan dengan keragaan tebu, diantaranya diameter batang, tinggi batang,

jumlah ruas batang, panjang daun, lebar daun. Lampiran 9 menyajikan hasil

rekapitulasi data keragaan yang diberikan perlakuan pemupukan ZA.

Hasil analisis keragaan setelah dilakukan skoring, hampir secara

keseluruhan klon tebu transgenik memiliki keragaan yang lebih baik jika

dibandingkan dengan penelitian sebelumnya (Miza, 2009) yang dicerminkan oleh

lingkar batang yang besar, pertumbuhan batang yang tinggi, banyaknya ruas

batang dan banyaknya rumpun tebu. Kandungan hara N dan P tebu transgenik IPB

1 pada penelitian ini memiliki kandungan yang lebih rendah dibandingkan dengan

penelitian sebelumnya. Hal ini menunjukkan bahwa efisiensi pemupukan P sudah

terjadi, karena tidak adanya pemberian perlakuan pupuk P pada lahan.

Data menunjukkan bahwa separuh klon dari tebu transgenik memiliki

kandungan N yang lebih rendah dibandingkan dengan isogeniknya dan 21 klon

tebu transgenik memiliki kandungan P yang juga lebih rendah dibandingkan

25

dengan isogeniknya. Rendahnya kandungan hara N dan P pada tebu transgenik

IPB 1 mencerminkan pertumbuhan yang lebih baik dibandingkan tebu isogenik

(Lampiran 10). Hal ini membuktikan adanya efektifitas fitase pada tebu transgenik

dan adanya efisiensi P dan N. Hal ini diduga gen fitase pada tebu transgenik

menjadi efektif pada keadaan tanah yang memiliki kandungan P yang rendah.

Sesuai dengan pendapat Susiyanti et al., (2007) menyatakan bahwa aktifitas fitase

akan dipicu oleh ketersediaan P dalam tanaman yang kurang, sehingga tanaman

mengaktifkan enzim fitase untuk melepas P yang terikat dalam jaringan. Kadar

hara yang rendah berdampak pada biomasa yang tinggi karena adanya

pengenceran unsur hara sehingga terjadi efisiensi penyerapan hara yang tinggi

oleh suatu tanaman, sebagaimana yang disebutkan oleh Apoen (1975) bahwa

keragaan yang lebih tinggi akan berbanding lurus dengan biomasa yang tinggi.

Berdasarkan pemilihan dari hasil seleksi yang telah dilakukan terhadap

kriteria keragaan tebu transgenik, secara keseluruhan skor total tebu transgenik

diatas batas skor total isogenik PS 851. Hanya ada 1 klon tebu transgenik yang

skornya di bawah skor total isogenik PS 851, dapat dilihat pada Gambar 5. Hasil

seleksi keragaan tebu transgenik yang menggunakan metode skoring sebaran

frekuensi data yang telah dilakukan, secara keseluruhan terdapat 5 klon terbaik

dari keseluruhan klon tebu transgenik yang ditanam yaitu klon IPB 1-40, klon IPB

1-55, klon IPB 1-51, klon IPB 1-46 dan klon IPB 1-17.

Gambar 5. Grafik Total Skor Masing-Masing Klon Tebu Transgenik

26

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan Hasil penelitian menunjukkan bahwa tidak semua klon tebu transgenik

memiliki kandungan hara N dan P lebih tinggi dari isogeniknya. Setengah dari

klon tebu transgenik memiliki kandungan N di atas isogenik, dan hanya terdapat 2

klon tebu transgenik yang memiliki kandungan klon di atas isogenik. Kandungan

klorofil tebu transgenik IPB 1 nilai total keseluruhan kandungan klorofil lebih

tinggi dibandingkan kandungan isogenik PS 851.

Kandungan hara yang lebih rendah terutama P tidak berbanding lurus

dengan keragaannya. Berdasarkan keragaan secara keseluruhan hanya terdapat 1

klon tebu transgenik yang nilainya di bawah isogenik. Klon tebu transgenik

terbaik berdasarkan skoring tertinggi berturut-turut adalah Klon IPB 1-40, Klon

IPB 1-55, Klon IPB 1-51, Klon IPB 1-46 dan Klon IPB 1-17.

5.2. Saran

Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan melakukan analisis terhadap

unsur hara N dan P serta kandungan klorofil yang terdapat pada jaringan daun

tebu transgenik IPB 1 serta kaitannya dengan fungsi dari gen fitase yang telah

disisipkan pada tebu transgenik IPB 1.

27

DAFTAR PUSTAKA

Apoen, SD. 1975. Peranan Jumlah Batang dan Tinggi Tanaman terhadap Hasil Panen pada Budidaya Tebu. Pertemuan Teknis Tengah Tahunaan II. BP3G. Pasuruan.

Dwijoseputro, D. 1980. Pengantar Fisiologi Tumbuhan.Gramedia. Jakarta.

Fauconnier, R. 1993. Sugarcane. The Macmilian Press LTD. London and Basing stoke.

Hardjowigeno, S. 1987. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Jakarta. 286 hal.

Indranada, HK. 1989. Pengelolaan Kesuburan Tanah. PT Bina Aksara. Jakarta.

Kusmita, L dan L Limantara. 2009. Pengarauh Asam Kuat dan Asam Lemah terhadap Agregasi dan Feofitinisasi Klorofil a dan b. Indo. J. Chem., Vol 9 No. 1, hal: 70-76

Leiwakabessy, FM. 2004. Kesuburan Tanah (Diktat Kuliah). Departemen Ilmu Tanah. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor.

Leiwakabessy, FM dan A Sutandi. 1998. Pupuk dan Pemupukan (Diktat Kuliah). Departemen Ilmu Tanah. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor.

Lestari, P. 2009. Analisis Kandungan Klorofil dan Laju Fotosintesis Tebu Transgenik PS-IPB 1 yang Ditanam di Kebun Percobaan PG Djatiroto, Jawa Timur [Skripsi]. Bogor: Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor.

Lingga, P. 1986. Petunjuk Penggunaan Pupuk. Jakarta: Penebar Swadaya.

Mengel, K and EA Kirkby. 1982. Principles of Plant Nutrition. Switzerland: Intenational Potash Institut.

Miza. 2009. Analisis Kandungan N dan P Tebu Transgenik PS-IPB 1 yang Mengekspresikan Gen Fitase [Skripsi]. Bogor: Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Nurhasanah, A. 2007. Penyisipan Gen Fitase pada Tebu (Saccharum officinarum L.) Varietas PS 851 dan PA 198 dengan Perantara Agrobacterium tumefaciens. [Tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.

Rosadi, HY, ER Nurzal, M Zubair, Priyambodo, P Efendi, L Walujati, D Vidyatmoko. 2004. Manajemen Industri Gula Nasional. Jakarta: Pusat Pengkajian Kebijakan Inovasi Teknologi BPPT.

Sanchez, P. 1976. Properties and Management of Soil in the Tropic. New York: John Willey an Sons Inc.

28

Santosa, DA. 2004. Konstruksi Tebu Transgenik Budidaya Hasil Tinggi dan Efisien Dalam Memanfaatan Hara P Melalui Transfer Gen Fitase Asal Bakteri. Laporan I 2004. Riset Andalan Perguruan Tinggi dan Industri (RAPID). IPB.

Santosa, DA, K Murtilaksono, A Purwito dan Susiyanti. 2009. Uji Keragaan Tebu Transgenik Fitase PS IPB1 MT 2008/2009. Laporan Tahap I 2009. Departemen Inlmu Tanah dan Sumberdaya Lahan IPB PTPN XI. Bogor.

Santosa, DA. 2010. Laporan Akhir Tebu Transgenik IPB 1 yang Mengekspresikan Gen Fitase untuk Menghemat Pemakaian Pupuk P. Laporan Akhir dana DIKTI 2010.

Satuan Kerja Pengembangan Tebu Jatim. 2005. Standar Karakteristik Pertumbuhan Tebu. Jawa Timur.

Schuylenborg, J Van dan Saryadi. 1958. Pemupukan Pada Tanaman Tebu. Teknik Pertanian VII (10) : 477-394

Soepardi, G. 1983. Sifat dan Ciri Tanah. Departemen Ilmu Tanah. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian. Bogor.

Sudiatso, S. 1982. Bertanam Tebu. Departemen Agronomi. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor.

Sudradjat, H. 2010. Model Pengembangan Industri Gula Berkelanjutan Berbasis Produksi Bersih dan Partisipasi Masyarakat. [Disertasi]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.

Sundara, B. 1998. Sugarcane Cultivation. First Edition. Vikas Publishing House Pvt Ltd. New Delhi.

Suriatna, S. 1988. Pupuk dan Pemupukan. Mediatama Sarana Perkasa. Jakarta.

Susiyanti, RH Zul, AN Nurhasanah, GA Wattimena, M Surahman, A Purwito, S Anwar, dan DA Santosa. 2006. Transformasi Beberapa Klon Tebu Melalui Agrobacterium tumefaciens GV 2260 dengan Plasmid PBINI-ECS dan PMA yang Membawa Gen Fitase. Di Dalam: Sujiprihatini S, Sudarsono, Sobir, A Purwito, Yudiwanti, D Wirnas (Penyunting). Sinergi Bioteknologi dan Pemuliaan Dalam Perbaikan Tanaman. Prosiding Seminar Nasional Bioteknologi dan Pemuliaan Tanaman; Bogor, 1-2 Agustus 2006. Bogor: Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor. Hal 213-217

Susiyanti. 2008. Penyisipan Gen Fitase dan Genome Beberapa Kultivar Tebu, Regenerasi, Ekspresi dan Aklimatisasi. [Disertasi]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.

29

Sutardjo, RME. 1994. Budidaya Tanaman Tebu. Jakarta: Penerbit PT Bumi Aksara.`

Sutoro, Y, Soelaeman dan Iskandar. 1998. Budidaya Tanaman Jagung. Dalam : Subandi, Syam, Widjono (eds), Jagung. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, Bogor.

Tisdale, SL, LN Werner, PB James. 1985. Soil Fertility and Fertilizers. New York: Macmillan Publishing Company.

Widowati, S, D Belanger, AN Cambouris, N Tremblay, MC Nolin, and A Claessens. 2008. Relationship between phosphorus and nitrogen concentrations in spring wheat. Agron J. 100:80-86.

Wintermans JGFM and AD Mots. 1965. Spectrophotometric Characteristics of Chlorophylls a and b and Their Pheophytins in Ethanol. Biochim Biophys. Acta. 109: 448-453.

Zul, RH. 2006. Regenarasi dan Transformasi Tebu (Saccharum officinarum L.) Kultivar PA 183 dan CB 6979 dengan Gen Fitase melalui Agrobacterium tumefaciens GV 2260. [Tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut PertanianBogor.

30

LAMPIRAN   

31

IPB1 - 3IPB1 - 2IPB1 - 1

IPB1 - 4 IPB1 - 5 IPB1 - 6

IPB1 - 7 IPB1 - 12 IPB1 - 17

Lampiran 1. Gambar Klon Tebu Transgenik IPB 1 dan Isogenik PS 851 IPB1 - 34PS 851IPB1 - 21

32

IPB1 - 36 IPB1 - 37

IPB1 - 46

Lampiran 1. (Lanjutan)

IPB1 - 40

IPB1 - 51 IPB1 - 52

IPB1 - 53 IPB1 - 55 IPB1 - 56

IPB1 - 71IPB1 - 59 IPB1 - 62

33

Lampiran 2. Mekanisme Pemupukan Tebu Transgenik IPB 1 di Lokasi Penanaman PG Djatiroto Kebun Gedang Mas V.7 Lumajang, Jawa Timur (PG Djatiroto 2009/2010)

Perlakuan yang diberikan:

Perawatan, pemupukan, penyiangan, pemberian air, pembumbunan, rewos,

klentek.

- Mekanisme Pemupukan:

• Penanaman dilakukan pada bulan Oktober 2009

• Pemupukan I, pada saat tanam dosis ZA 2,5 Kui/Ha + Herbisida (tidak

ada penyiangan)

• Pemupukan II, pada saat tanaman umur 1,5 bulan dosis ZA 2,5 Kui/Ha

+ Bumbun I

• 3 bulan kemudian Bumbun II

• Tebang bulan Mei

34

Lampiran 3. Denah Tanaman Tebu Transgenik Kebun Gedung Mas V.7 TG 2009/2010 Pabrik Gula Djatiroto Lumajang, Jawa Timur

Latering 1 Latering 2 Latering 3 Latering 4

BL IPB1 – 18 IPB1 – 19 IPB1 – 36

BL IPB1 – 17 IPB1 – 20 IPB1 – 37

BL IPB1 – 14 PS 851 IPB1 – 40

BL IPB1 – 13 IPB1 – 21 IPB1 – 46

BL IPB1 – 12 IPB1 – 22 IPB1 – 51

POJ IPB1 – 11 IPB1 – 23 IPB1 – 52

POJ IPB1 – 10 IPB1 – 24 IPB1 – 53

BL IPB1 – 8 IPB1 – 25 IPB1 – 55

POJ IPB1 – 7 IPB1 – 27 IPB1 – 56

IPB1 – 1 IPB1 – 6 IPB1 – 29 IPB1 – 62

IPB1 – 2 IPB1 – 5 IPB1 – 31 IPB1 – 71

IPB1 – 3 IPB1 – 4 IPB1 – 34 IPB1 – 59

UTARA

Ket: BL, POJ = Varietas tebu lain

= Tanaman transgenik yang tidak tumbuh (mati)

35

Lampiran 4. Metode Analisis Kandungan Klorofil

Analisis kandungan klorofil berdasarkan metode Wintermans dan De Mots

(1965):

1. Timbang 0.1 g sampel daun tebu transgenik IPB 1 dan isogenik PS 851,

cuci dengan air mengalir, kemudian keringkan dengan kertas pengering

(tissue). Potong daun menjadi kecil-kecil untuk memudahkan dalam

penumbukan.

2. Tambahkan 0.5 ml asam borat (H3BO3) 10mM dingin pada daun.

Kemudian tumbuk atau dihancurkan samapi halus dengan mortar dan

pastle yang telah didingankan sebelumnya. Pengerjaan sebaiknya

dilakukan diatas es.

3. Hasil tumbukan (ekstrak) dipindahkan ke dalam tabung sentrifuse

polyethylene (cryotube) ukuran 1.5 ml.

4. Sentrifuse dengan kecepatan 10.000 rpm selama 5 menit.

Pengukuran Klorofil

a. Ambil 40 μl ekstrak klorofil dari cryotube, kemudian masukan ke dalam

cryotube yang baru. Tambahkan etanol hingga volumenya mencvapai

1500 μl. Digojog dengan alat vortex.

b. Ekstrak klorofil diinkubasi pada suhu 4˚C didalam ruang gelap selama 30

menit.

c. Sentrifigasi dengan kecepatan 10.000 rpm selama 5 menit.

d. Pindahkan ekstrak klorofil hasil dari sentrifuse (supernatan) ke cuvette

ukuran 5 ml.

e. Ukur absorban dengan λ 649 nm dan λ 665 nm. Etanol 96% digunakan

sebagai pembanding (blangko).

Perhitungan:

1. Klorofil a = ( 13.7 x A665 ) – ( 5.76 x A649 ) = μg klorofil/ml

2. Klorofil b = ( 25.8 x A649 ) – ( 7.60 x A665 ) = μg klorofil/ml

Total Klorofil = klorofil a + klorofil b

36

Lampiran 5. Skoring dengan Menggunakan Sebaran Frekuensi Data

Untuk mendapatkan 5 klon tebu transgenik yang terbaik, dilakukan dengan

cara mengelompokkan data-data yang ada dengan metode sebaran frekuensi data

yang mempunyai kriteria tersendiri pada setiap kelasnya. Data-data yang

digunakan dikelompokkan lalu diberikan skor sesuai dengan kelasnya. Semakin

tinggi kelas, maka semakin tinggi skor yang didapatkan. Skor ini berbeda untuk

masing-masing kriteria, yaitu:

Tabel Skor Kriteria Untuk Masing-Masing Kelas

Kriteria Skor Untuk Masing-Masing Kelas 1 2 3 4 5 6 7 8

Diameter Batang 30 60 90 120 150 180 210 240 Tinggi Batang 30 60 90 120 150 180 210 240 Jumlah Batang 20 40 60 80 100 120 140 160 P Total 20 40 60 80 100 120 140 160 N Total 20 40 60 80 100 120 140 160 Jumlah Ruas 20 40 60 80 100 120 140 160 Panjang Daun 10 20 30 40 50 60 70 80 Lebar Daun 10 20 30 40 50 60 70 80

Untuk membuat sebaran frekeunsi data dan menentukan klon pilihan, terdapat

beberapa langkah, yaitu:

1. Menentukan banyaknya selang kelas dari setiap kriteria

Banyaknya selang kelas = 3.3 log (n) +1

2. Menentukan lebar selang kelas

Lebar selang kelas = (Xmax-Xmin) / banyaknya selang kelas

3. Masukkan data-data yang ada ke dalam masing-masing kelas

4. Berikan skor pada masing-masing data

5. Jumlahkan skor yang diperoleh untuk setiap klon, berdasarkan kriteria yang

ada

6. Urutkan skor yang diperoleh masing-masing klon, untuk mendapatkan klon

terbaik (skor semakin tinggi)

37

Lampiran 5. (Lanjutan)

Selang Kelas Untuk Masing-Masing Kriteria yang Digunakan Untuk Seleksi Klon

Tebu Transgenik PS-IPB 1 Berdasarkan Keragaan

Diameter Batang (cm)

Tinggi Batang (cm)

N total (%)

P total (ppm)

2,14 – 2,30 149 – 160 0,67 – 0,73 7,81 – 11,3

2,31 – 2,47 161 – 172 0,74 – 0,80 11,31 – 14,8

2,48 – 2,63 173 – 184 0,81 – 0,87 14,81 – 18,3

2,64 – 2,80 185 – 196 0,88 – 0,94 18,31 – 21,8

2,81 – 2,96 197 – 208 0,95 – 1,01 21,81 – 25,3

2,97 – 3,15 209 – 221 1,02 – 1,10 25,31 – 28,8

Jumlah Ruas (satuan)

Lebar Daun Atas (cm)

Panjang Daun Atas (cm)

Lebar Daun Bawah (cm)

8,00 – 8,82 3,8 – 3,9 142 – 149 3,5 – 3,7

8,83 – 9,65 4,0 – 4,1 150 – 157 3,8 – 4,0

9,66 – 10,48 4,2 – 4,3 158 – 165 4,1 – 4,3

10,49 – 11,31 4,4 – 4,5 166 – 173 4,4 – 4,6

11,32 – 12,14 4,6 – 4,7 174 – 181 4,7 – 4,9

12,15 – 13,00 4,8 – 5,0 182 - 190 5,0 – 5,2

Panjang Daun Bawah (cm)

138 – 146

147 – 155

156 – 164

165 – 173

174 – 182

183 - 191

38

Lampiran 6. Tabel Analisis Tanah Lokasi Penanaman Tebu Transgenik IPB 1 Lahan 1 Lahan 2

pH 6 6 C-org (%) 0.88 0.72 N (%) 0.09 0.07 P (ppm) 22.8 20.1 Ca (me/100g) 14.26 9.82 Mg (me/100g) 6.73 5.35 K (me/100g) 0.56 0.43 Na (me/100g) 0.42 0.36 KTK (me/100g) 23.9 21.96 KB (%) 91.93 72.68 Al (me/100g) Tr Tr H (me/100g) 0.28 0.2

Sumber: Hasil Analisis Laboratorium Departemen ITSL Faperta IPB (Miza, 2009)

39

Lampiran 7. Tabel Hasil Analisis Kandungan Nitrogen Daun Tebu Transgenik IPB 1 dan Isogenik PS 851 (Miza, 2009) Lahan 1 (25% P) Lahan 2 (50% P)

6 Bulan 6 Bulan Klon N (%) Klon N (%)

7 1.050 71 1.610 34 1.050 53 1.470 12 1.015 12 1.400 46 0.945 55 1.330 53 0.945 46 1.295 71 0.945 36 1.260 5 0.910 52 1.260

55 0.910 56 1.225 1 0.875 59 1.225 3 0.875 5 1.190

Isogenik 0.875 1 1.115 2 0.840 3 1.120

36 0.805 7 1.120 52 0.805 34 1.120 56 0.805 2 1.085 59 0.735 Isogenik 0.945

40

Lampiran 8. Tabel Hasil Analisis Kandungan Fosfor Daun Tebu Transgenik IPB 1 dan Isogenik PS 851 (Miza, 2009) Lahan 1 (25% P) Lahan 2 (50% P)

6 Bulan 6 Bulan Klon P (ppm) Klon P (ppm)

46 631 55 636 52 453 36 547 12 449 53 530 71 445 52 359 7 254 59 326

55 203 41 315 36 191 46 302 56 186 34 292 53 182 3 284

Isogenik 153 Isogenik 278 5 148 1 258 3 136 71 242

59 123 56 225 1 119 12 203 2 110 2 191

34 85 7 93

41

Lampiran 9. Tabel Keragaan Tebu Transgenik IPB 1 dan Isogenik PS 851 yang pada Umur 6 Bulan

Klon

Tinggi Batang

(cm)

Diameter Batang

(cm)

Ruas Batang

Daun Atas (cm)

Daun Bawah (cm)

Panjang Lebar Panjang Lebar IPB 1 - 1 191 2.34 13 180 4 150 4 IPB 1 - 2 167 2.38 11 180 4 160 4 IPB 1 - 3 165 3.15 9 173 5 157 4 IPB 1 - 4 149 2.52 8 170 3.8 150 4 IPB 1 - 5 154 2.46 9 154 4 138 3.5 IPB 1 - 6 172 2.38 10 166 4.8 190 4.8 IPB 1 - 7 152 2.52 9 170 4.7 160 4.5 IPB 1 - 12 168 2.42 12 160 4.1 170 3.8 IPB 1 - 17 188 2.32 13 190 4 170 3.8 IPB 1 - 21 175 2.36 11 177 4 153 4 IPB 1 - 34 193 2.7 11 180 5 170 4.7 IPB 1 - 36 196 2.72 12 180 5 172 5.2 IPB 1 - 37 184 2.38 10 190 4.5 174 4.2 IPB 1 - 40 221 2.48 12 185 4 170 4.1 IPB 1 - 46 198 2.6 12 170 4.1 170 3.8 IPB 1 - 51 206 2.68 11 190 4.7 167 4.2 IPB 1 - 52 194 2.56 11 150 4.2 178 4.2 IPB 1 - 53 185 2.32 10 190 4.3 143 4 IPB 1 - 55 207 2.14 11 190 4.2 186 3.8 IPB 1 - 56 192 2.34 10 176 4 166 4.5 IPB 1 - 59 156 2.68 9 170 4 166 4.2 IPB 1 - 62 185 2.38 11 142 3.8 172 4.2 IPB 1 - 71 189 2.52 11 180 4.3 174 4.1 Isogenik PS 851 155 2.58 10 164 4 150 4.1 X maks 221 3.15 13 190 5 190 5.2 X min 149 2.14 8 142 3.8 138 3.5

42

Lampiran 10. Tabel Hasil Skoring Keragaan Tebu Transgenik IPB 1 dan Isogenik PS 851

Klon Tinggi Batang

Diameter Batang

Ruas Batang Jumlah Batang

per Petak (cm) (cm)

Daun Atas (cm) Daun Bawah (cm) Jumlah Panjang Lebar Panjang Lebar

IPB 1 - 1 22920 140.4 1560 224 9000 80 3000 80 37004.4 IPB 1 - 2 10020 142.8 880 257 9000 80 4800 80 25259.8 IPB 1 - 3 9900 567 360 146 6920 300 4710 80 22983 IPB 1 - 4 4470 226.8 160 123 6800 38 3000 80 14897.8 IPB 1 - 5 4620 147.6 360 187 3080 80 1380 35 9889.6 IPB 1 - 6 10320 142.8 600 175 6640 288 11400 240 29805.8 IPB 1 - 7 4560 226.8 360 131 6800 235 4800 180 17292.8 IPB 1 - 12 10080 145.2 1200 133 4800 82 6800 76 23316.2 IPB 1 - 17 22560 139.2 1560 148 11400 80 6800 76 42763.2 IPB 1 - 21 15750 141.6 880 185 8850 80 3060 80 29026.6 IPB 1 - 34 23160 324 880 293 9000 300 6800 235 40992 IPB 1 - 36 23520 326.4 1200 135 9000 300 6880 312 41673.4 IPB 1 - 37 16560 142.8 600 125 11400 180 8700 126 37833.8 IPB 1 - 40 39780 223.2 1200 154 11100 80 6800 123 59460.2 IPB 1 - 46 29700 234 1200 182 6800 82 6800 76 45074 IPB 1 - 51 30900 321.6 880 162 11400 235 6680 126 50704.6 IPB 1 - 52 23280 230.4 880 175 3000 126 8900 126 36717.4 IPB 1 - 53 22200 139.2 600 164 11400 129 1430 80 36142.2 IPB 1 - 55 31050 64.2 880 218 11400 126 11160 76 54794.2 IPB 1 - 56 23040 140.2 600 197 8800 80 6640 180 39677.2 IPB 1 - 59 4680 321.6 360 128 6800 80 6640 126 19135.6 IPB 1 - 62 22200 142.8 880 193 1420 38 6880 126 31879.8 IPB 1 - 71 22680 226.8 880 193 9000 129 8700 123 41931.8 Isogenik PS 851 4650 232.2 600 115 4920 80 3000 123 13720.2

42