keragaan varietas tebu pada beberapa kadar...

33

KERAGAAN VARIETAS TEBU PADA BEBERAPA

KADAR AIR TANAH

Abstrak

Tujuan percobaan adalah untuk mengetahui keragaan varietas pada beberapa

kadar air yang berbeda. Digunakan 7 varietas tebu yang memiliki potensi untuk

dikembangkan di lahan kering, yaitu PS 851, PS 864, PS 862, PS 921, PS 951,

PS 91-787 dan BL yang diberikan perlakuan kadar air tanah sebesar 100%, 75% dan

50% kapasitas lapang (KL). Dari pengamatan yang dilakukan selama 3 bulan,

terlihat bahwa cekaman air mulai nyata pada kadar air 50% KL. Dari perhitungan

Drought Tolerance Index (DTI ) ketujuh varietas hanya mampu tumbuh dengan baik

sampai kadar air tanah 75% KL. Varietas BL dan PS 864 memiliki nilai mendekati

nilai toleran, sedangkan lainnya memiliki nilai cukup toleran. Meskipun nilai DTI

varietas PS 921 termasuk sedang, tetapi memiliki biomasa dan efisiensi penggunaan

air yang paling tinggi pada semua perlakuan kadar air tanah. Hal ini menunjukkan

bahwa varietas PS 921 memiliki potensi paling tinggi diantara varietas lainnya

sebagai varietas tebu lahan kering.

Kata kunci: varietas, cekaman air, drought tolerance index

34

SUGAR CANE VARIETIES PERFORMANCE ON

VARIOUS SOIL WATER CONTENT

Abstract

The objective of this research was to study the effect of water supply on the

performance of several varieties of sugarcane. This experiment used seven varieties

of sugarcane that has the potential to be developed for upland, namely PS 851,

PS 864, PS 862, PS 921, PS 951, PS 91-787 and BL, were grown under soil water

content treatment at 100%, 75% and 50% field capacity (FC). From 3 months

observations, it appeared that water stress was started to affect growth at 50% of FC.

From the calculation of Drought Tolerance Index (DTI), seven varieties were able to

grow well with the soil water content up to 75% FC. Based on DTI, BL and PS 864

has DTI value close to the tolerant, while others are moderatly tolerant. Although

the DTI value of PS 921 was moderately tolerance, it has the highest biomass on all

of the soil water content treatment. It shows that PS 921 has the highest potential

among the others as upland varietiy.

Keywords: variety, water stress, drought tolerance index

35

Pendahuluan

Penanaman varietas unggul baru dapat meningkatkan produktivitas, asalkan

syarat dan kondisi lingkungan tumbuh terpenuhi. Untuk mengatasi adanya

pergeseran areal penanaman tebu ke lahan kering diperlukan varietas unggul yang

adaptif terhadap kondisi lahan kering.

Defisit air adalah salah satu faktor pembatas produksi tebu di lahan kering.

Pengaruh cekaman air yang terjadi pada satu varietas tidak sama bagi varietas

lainnya (Silva et al., 2008). Banyak varietas tebu yang sudah dihasilkan sampai

sekarang, baik hasil dari P3GI maupun introduksi dari negara penghasil gula seperti

Brasil, Taiwan atau Queensland, Australia. Umumnya seleksi yang dilakukan di

Indonesia belum memasukkan sifat ketahanan terhadap kekeringan, sebab orientasi

seleksi masih pada tebu sawah. Negara lain seperti Thailand, Brasil, India dan

beberapa negara Afrika telah memasukkan sifat ketahanan terhadap kekeringan

sebagai salah satu sifat dalam melakukan seleksi varietas tebu (Ishaq et al., 2000;

Ishaq and Olaoye, 2008).

Beberapa karakter penting suatu varietas yang berhubungan dengan ketahanan

terhadap kekeringan adalah (1) daun sempit dan tegak, (2) cepat berkecambah,

(3) lebih awal bertunas, dan (4) adanya rambut pada pelepah daun (Olaoye, 2002).

Varietas yang sudah digunakan secara luas adalah PS 921 dan BL, selebihnya masih

menggunakan varietas introduksi dari beberapa negara yang diberi nama dengan

awalan BZ atau F. Keberhasilan variets PS 921 di lahan kering cukup baik tetapi

kelemahannya tidak tahan terhadap penyakit luka api yang banyak menyerang tebu

lahan kering. Perkebunan tebu swasta di Lampung menggunakan galur-galur

introduksi yang kemudian diberi nama lokal, misalnya dengan huruf GP untuk Gula

Putih Mataran, GM untuk Gunung Madu. Varietas-varietas ini sebagian cukup baik

untuk daerah Lampung. Ekspresi pertumbuhan tanaman yang ditunjukkan oleh

pengaruh cekaman air adalah tinggi batang, jumlah tunas, diameter batang, dan bobot

batang. Tinggi dan diameter batang adalah variabel yang memiliki korelasi positif

dengan bobot batang, sehingga kedua variabel ini sangat penting dalam melakukan

seleksi terhadap suatu varietas yang akan ditanam di lahan kering (Silva et al., 2008).

Percobaan ini bertujuan untuk mempelajari keragaan beberapa varietas tebu

pada berbagai perlakuan kadar air tanah.

36

Bahan dan Metode

Percobaan dilakukan di rumah berdinding kasa kawat milik Balai Penelitian

Tanaman Pangan, Cimanggu Bogor, April 2006 sampai Juni 2006. Penanaman

dilakukan dalam wadah ember plastik yang memiliki volume 10 kg tanah kering

udara.

Pada percobaan ini digunakan tujuh varietas tebu yang diunggulkan untuk

program peningkatan produktivitas, yaitu : (1) PS 851, (2) PS 864, (3) PS 862,

(4) PS 921, dan (5) PS 951, (6) PS 91-787, dan (7) BL. Varietas yang diawali

dengan huruf PS adalah hasil seleksi P3GI Pasuruan, sedangkan BL adalah varietas

unggul yang berasal dari varietas lokal di daerah Bululawang, Malang Selatan.

Deskripsi masing-masing varietas disajikan pada Lampiran 6.

Percobaan menggunakan Rancangan Petak Terbagi, dengan petak utama

adalah kadar air tanah (K) yang terdiri atas tiga taraf, yaitu 100% kapasitas lapang

(K1), 75% kapasitas lapang (K2), dan 50% kapasitas lapang (K3); sebagai anak

petak adalah varietas (V) yang terdiri tujuh varietas, yaitu PS 851 (V1), PS 862

(V2), PS 864 (V3) , PS 921 (V4), dan PS 951 (V5), PS 91-787 (V6), dan BL (V7).

Tiap perlakuan diulang tiga kali dan tiap unit percobaan terdiri atas 3 wadah. Model

aditif linear dari rancangan tersebut adalah :

yijk = + i + j + ()ij + k + ()jk + ijk

i = 1, 2, 3

j = 1, 2, 3

k = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

yijk = nilai pengamatan peubah y pada ulangan ke-i, kadar air tanah ke-j, dan

varietas ke-k

= nilai rataan umum

i = tambahan nilai karena ulangan ke-i

j = tambahan nilai karena kadar air tanah ke-j

()ij = galat (1)

k = tambahan nilai karena varietas ke-k

()jk = tambahan nilai karena kadar air tanah ke-j dan varietas ke-k

ijk = galat (2)

37

Bibit yang digunakan untuk penanaman adalah bibit bagal (mata tidur) satu

mata. Tiap wadah plastik diisi tanah kering angin yang berasal dari kebun Percobaan

Balai Penelitian Tanaman Pangan Cimanggu sebanyak 10 kg. Tanaman dipupuk

dengan dosis standar, yaitu 600 kg ZA, 250 kg SP-36, dan 200 KCl per hektar.

Dosis tiap pot plastik adalah 2,88 g Urea, 1,2 g SP-36 dan 0,48 g KCl. Pemupukan

dilakukan dua kali, yaitu pada saat tanam dan pada saat tanaman berumur 1 bulan

setelah tanam, masing-masing ½ dosis.

Penentuan kadar air tanah dilakukan dengan cara memberikan air pada kolom

tanah (dalam tabung kaca) sampai mencapai kapasitas lapang. Kadar air kapasitas

lapang diukur pada saat air tidak lagi menetes dari kolom tanah. Tanah dengan

keadaan demikian kemudian diukur kadar airnya lewat metode gravimetri. Keadaan

ini digunakan sebagai kondisi 100% kadar air tanah setara kapasitas lapang.

Selanjutnya dihitung kondisi 75% dan 50% kapasitas lapang. Air yang ditambahkan

jumlah sebanyak air yang berkurang dibandingkan bobot pot dan tanaman pada

penimbangan sebelumnya. Kehilangan air dianggap sebagai besarnya

evapotranspirasi sehingga dengan penambahan air sebesar berkurangnya bobot,

kondisi kadar air tanah tetap seperti perlakuan bersangkutan. Tiap bulan dilakukan

koreksi dengan menimbang satu tanaman (dicabut) sebagai koreksi penyiraman.

Koreksi dilakukan dengan mengurangi hasil penimbangan tanaman percobaan

(dengan wadahnya) dengan bobot tanaman yang dicabut sebagai koreksi.

Percobaan dilakukan selama 3 bulan dan dilakukan pengamatan 2 minggu

sekali sejak tanaman berumur 2 minggu setelah tanam. Peubah dan waktu

pengamatan adalah (1) dua minggu sekali : tinggi tanaman yang diukur dari

permukaan tanah sampai, jumlah daun per tanaman, luas daun dengan mengukur

panjang dan lebar daun (+) 1 (daun pertama yang membuka sempurna), (2) akhir

percobaan : jumlah stomata daun, indeks luas daun yang diukur pada akhir

percobaan, jumlah anakan, diameter batang diukur pada ruas kedua dari bawah,

bobot kering tanaman, kandungan protein dan karbohidrat jaringan, dan kandungan

prolina, kandungan protein dihitung dari analisis N total yang dikonversi menjadi

kandungan protein, (3) jumlah air yang ditambahkan pada tiap perlakuan, (4) nisbah

jumlah air yang diberikan dengan hasil biomasa, dan pengamatan jaringan tanaman

38

(batang dan daun) untuk melihat adanya perubahan bentuk sel tanaman yang

mengalami cekaman air. Pengamatan jaringan tanaman dilakukan dengan cara

pembuatan penampang melintang jaringan dan diamati dengan mikroskop pada

pembesaran (10 40) kali.

Untuk melihat tingkat toleransi suatu varietas digunakan nilai Drought

Tolerance Index (DTI/Indeks Toleransi terhadap Kekeringan). Suatu varietas disebut

toleran terhadap kekeringan jika nilai DTI > 80, cukup toleran jika nilai DTI antara

50-80 dan tidak toleran jika nilai DTI < 50 (Bakumousky and Bakumousky, 1972

dalam Ishaq et al., 2000). Nilai DTI dihitung dengan rumus :

DTI = {1-(Yi-Ym)/Yi } 100, dimana Yi adalah hasil atau biomasa dalam

kondisi tidak mengalami cekaman dan Ym adalah hasil atau biomasa dalam kondisi

mengalami cekaman.

Hasil Percobaan

Keadaan umum

Suhu minimum dan maksimum di rumah kaca berkisar antara 26,17 – 39,15C

dan kelembaban udara berkisar antara 67,35-91,11 persen. Radiasi yang masuk ke

rumah kaca berkisar antara 288,57-776,00 Lux. Suhu maksimum dalam rumah kaca

lebih tinggi dibandingkan suhu maksimum di lapangan, sehingga akan berpengaruh

terhadap laju evaporasi dan transpirasi.

Selama percobaan berlangsung tidak terjadi gangguan hama, penyakit maupun

gulma. Pangendalian gulma (penyiangan) dilakukan secara manual. Pada kadar air

50% KL, tanaman PS 851 dan PS 91-787 mati pada umur 12 MST.

Pertumbuhan

Terdapat interaksi antara kondisi kadar air tanah dengan varietas terhadap

tinggi tanaman pada saat umur 10 dan 12 MST. Hal ini berarti masing-masing

varietas mempunyai tanggap yang berbeda terhadap kondisi kadar air tanah. Pada

saat umur 12 MST varietas PS 91-787 dan PS 851 mati. Kematian ini disebabkan

tanaman mengalami cekaman air berat karena akar tidak mampu mengimbangi laju

transpirasi. Dari 7 varietas terlihat bahwa pada 100% KL varietas PS 91-787

39

memiliki ukuran yang paling rendah dan varietas PS 921 paling tinggi. Perubahan

tinggi tanaman terjadi saat kondisi kadar air tanah turun. Pada kadar air tanah 75%

KL varietas PS 862 paling tinggi dan relatif tidak mengalami perbedaan tinggi

tanaman yang berarti, sementara varietas PS 851 dan BL berbeda secara nyata.

Perubahan tinggi tanaman tidak nyata pada saat kadar air 50% KL, meskipun lebih

rendah (Tabel 8 dan Tabel 9).

Hasil analisis data menunjukkan bahwa kadar air berpengaruh nyata terhadap

tinggi tanaman. Tanaman pada kondisi 100% KL paling tinggi dibandingkan

tanaman pada perlakuan 75% dan 50% KL. Rata-rata tinggi tanaman pada 100% KL

adalah 168,86 cm, sedangkan pada 75% dan 50% KL berturut-turut hanya 143,76 cm

dan 111,17 cm (Tabel 8).

Tabel 8 Tinggi tanaman tebu umur 2 MST sampai dengan 12 MST

Perlakuan Umur

2 MST 4 MST 6 MST 8 MST 10 MST 12 MST

..... cm ....

Kadar Air

100% KL 77,57 b 122,24 c 137,14 c 153,81 b 161,24 b 168,86 b

75% KL 72,29 ab 99,48 b 110,62 b 124,95 ab 137,67 ab 143,76 ab

50% KL 60,05 a 74,76 a 84,05 a 93,75 a 110,22 a 111,17 a

Varietas

PS 851 52,67 c 70,44 c 88,38 c 105,00 b 126,43 b

PS 864 79,22 a 108,89 ab 116,00 abc 129,11 ab 141,22 ab 143,56 ab

PS 862 79,89 a 106,78 ab 120,11 ab 128,67 ab 136,33 ab 147,56 ab

PS 921 74,56 ab 116,44 a 130,78 a 143,11 a 153,22 a 158,44 a

PS 951 61,44 bc 96,67 ab 111,67 abc 126,00 ab 138,11 ab 138,67 ab

PS 91-787 71,78 ab 101,00 ab 108,56 abc 121,11 ab 138,38 ab

BL 70,22 ab 91,56 bc 99,22 bc 117,44 ab 127,67 ab 140,33 ab

Keterangan: nilai rataan yang diikuti oleh huruf yang sama dalam kolom yang sama tidak berbeda

nyata berdasarkan uji BNJ pada taraf nyata 5%

Varietas PS 851 dan PS 91-787 mati pada perlakuan air 50% KL

Pengaruh kadar air tanah terhadap tinggi tanaman masing-masing varietas

nyata pada umur 10 dan 12 MST. Pada kondisi kadar air tanah 100% Kl varietas 921

paling tinggi dibandingkan lainnya. Sementara itu pada saat kadar air tanah

diturunkan menjadi 75% kapasitas lapang, varietas PS 851, PS 862, dan BL tinggi

tanamannya berkurang dengan nyata, sedangkan varietas lainnya masih tidak

40

berbeda. Semakin berkurang kadar air tanah sampai tingkat 50% varietas PS 851

dan PS 91-787 sudah mati sementara varietas lainnya masih mampu hidup meskipun

terjadi pengurangan tinggi tanaman (Tabel 9).

Tabel 9 Interaksi antara varietas dan kadar air untuk peubah tinggi tanaman tebu

umur 12 MST

Varietas Kadar Air

100% KL 75% KL 50% KL

.... cm ....

PS 851 156,33 a 114,67 b - -

PS 864 176,67 a 158,00 a 96,00 b

PS 862 183,67 a 150,33 b 108,67 c

PS 921 188,00 a 160,67 a 126,67 b

PS 951 160,33 a 148,67 a 107,00 b

PS 91-787 150,33 a 148,33 a - -

BL 166,67 a 125,67 b 128,67 b

Keterangan: nilai rataan yang diikuti oleh huruf yang sama pada baris yang sama berarti tidak

berbeda nyata berdasarkan uji DMRT pada taraf 5%

Jumlah daun per tanaman lebih dipengaruhi oleh kadar air tanah. Pada awal

pertumbuhan sampai dengan umur 4 MST tidak terdapat perbedaan jumlah daun

pada kadar air yang berbeda. Mulai umur 6 -8 MST jumlah daun pada tanaman yang

tumbuh pada kadar 75% dan 50% mulai berkurang secara nyata dibandingkan pada

kadar air 100% KL. Namun semakin tua umur tanaman jumlah daun pada tanaman

dengan kadar air 50% KL paling sedikit dibandingkan tanaman pada kadar air 100%

dan 75% KL (Tabel 10).

Dari data jumlah dan luas daun yang tersaji pada Tabel 10 dan Tabel 11

terlihat bahwa tidak menunjukkan hubungan yang linear antara keduanya. Luas daun

tidak serta merta lebih besar apabila jumlah meningkat. Luas daun dipengaruhi

jumlah daun luas masing-masing daun secara individu. Dari data terlihat bahwa

meskipun jumlah daun dari semua varietas tidak berbeda nyata, tetapi luas daunnya

berbeda. Varietas PS 862 memiliki luas daun terbesar dibandingkan varietas lainnya.

Hal ini menunjukkan terjadinya pengurangan luas daun akibat tanaman mengalami

kekurangan air.

41

Tabel 10 Jumlah daun tiap tanaman umur 2 - 12 MST

Perlakuan Umur


Kadar Air

100% KL 4,76 6,05 7,24 a 8,67 a 7,76 a 7,43 a

75% KL 4,52 5,76 6,05 b 7,19 b 6,57 b 6,86 a

50% KL 4,05 4,95 5,15 c 5,90 c 5,78 b 5,33 b

Varietas

PS 851 4,56 ab 5,22 bc 6,00 7,00 6,57

PS 864 4,56 ab 5,56 bc 6,22 7,33 6,44 6,67

PS 862 5,11 a 6,67 a 6,44 7,33 6,78 6,56

PS 921 4,67 ab 6,11 ab 6,56 7,22 6,56 6,89

PS 951 3,89 b 5,00 c 5,56 7,11 6,44 6,11

PS 91-787 4,22 ab 5,56 bc 6,44 7,56 7,13

BL 4,11 b 5,00 c 5,89 7,33 7,33 6,33



Tabel 11 Luas daun tiap tanaman umur 2 – 12 MST

Perlakuan Umur


...... cm2....

Kadar Air

100% KL 94,09 a 123,20 a 170,69 a 269,16 a 350,71 a 417,14 a

75% KL 86,47 a 103,66 a 119,78 b 155,06 b 241,22 b 267,89 b

50% KL 59,97 b 70,18 b 77,14 c 103,36 b 151,21 b 170,43 c

Varietas

PS 851 50,32 c 69,67 c 97,35 b 136,10 b 181,90 b

PS 864 68,60 bc 91,09 abc 109,49 b 163,40 ab 228,87 ab 271,10 bc

PS 862 92,70 a 110,83 a 154,23 a 220,05 a 310,79 a 381,29 a

PS 921 103,83 a 124,51 a 158,17 a 219,09 a 301,40 a 317,17 ab

PS 951 64,05 c 76,29 bc 86,66 b 138,70 b 201,43 b 220,19 c

PS 91-787 85,73 ab 104,68 ab 124,97 ab 171,93 ab 273,54 ab

BL 96,01 a 116,04 a 129,12 ab 185,39 ab 256,49 ab 309,36 ab

Keterangan: nilai rataan pada kolom yang sama diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata

berdasarkan uji BNJ pada taraf nyata 5%

Luas daun dipengaruhi oleh kadar air tanah dan respon tiap tanaman berbeda di

saat umur 12 MST. Secara umum luas daun semakin kecil dengan menurunnya

42

kadar air tanah. Pada saat awal pertumbuhan (sampai dengan 4 MST) tidak terdapat

perbedaan luas daun antara perlakuan kadar air 100% KL dengan 75% KL, tetapi

dengan berjalannya umur tanaman perbedaan luas daun akibat perbedaan kadar air

tanah semakin nyata. Pada umur 12 MST varietas PS 862 memiliki daun paling luas

dibandingkan varietas lainnya. Respon tiap verietas akibat perbedaan kadar air tanah

berbeda umur pada 12 MST (Tabel 12). Varietas PS 851 mengalami penurunan luas

daun paling tajam dibandingkan verietas lainnya. Sementara varietas PS 862 baru

mengalami penurunan luas daun secara tajam setelah kadar air tanah turun 50% KL

(Tabel 12).

Tabel 12 Interaksi antara varietas dan kadar air terhadap luas daun umur 12 MST

Varietas Kadar Air

100% KL 75% KL 50% KL

..... cm2 ......

PS 851 367,28 a 144,71 b - -

PS 864 442,57 a 274,93 b 95,81 c

PS 862 516,40 a 472,23 a 155,25 b

PS 921 471,38 a 315,84 b 164,28 c

PS 951 344,23 a 207,67 b 108,69 c

PS 91-787 347,91 a 238,53 b - -

BL 430,21 a 221,30 b 276,59 c



Tiap varietas memberikan respon yang berbeda akibat perbedaan kadar air

tanah pada peubah diameter batang. Diameter batang terbesar dimiliki oleh varietas

PS 862 dan terkecil varietas PS 851. Dengan menurunnya kadar air tanah semua

varietas mengalami penurunan diameter batang. Varietas PS 91-787 memiliki batang

yang relatif kecil perubahannya pada saat kadar air tanah turun (Tabel 13). Fungsi

batang pada tanaman salah satunya adalah sebagai saluran lewatnya air dan unsur

hara dari akar ke tajuk. Pada saat tanaman mengalami kekuarangan air dan

menyebabkan pertumbuhan batang kecil, secara langsung juga akan berpengaruh

terhadap pertumbuhan bagian atas tanaman yang ditunjukkan pada berkurangnya

ukuran daun. Varietas yang memiliki kemampuan membentuk batang besar akan

mempunyai kemampuan untuk menghasilkan daun yang besar juga.

43

Tabel 13 Interaksi antara varietas dan kadar air untuk peubah diameter batang umur

12 MST

Varietas Kadar Air

100% KL 75% KL 50% KL

........... cm ..........

PS 851*)

1,07 a 0,80 b - -

PS 864 1,17 a 1,05 b 0,85 c

PS 862 1,42 a 1,25 b 0,97 c

PS 921 1,15 a 1,07 b 0,98 c

PS 951 1,10 a 0,95 b 0,67 c

PS 91-787 1,13 a 1,03 b - -

BL 1,12 a 0,98 b 0,92 b



Penelitian yang dilakukan oleh beberapa peneliti (Inman-Bamber, 2004; Tejera

et al., 2007; Ishaq and Olaoye, 2008) menunjukkan bahwa salah pengaruh penurunan

kadar air tanah adalah terhadap jumlah tunas. Secara umum semua verietas

mengalami penurunan jumlah tunas secara nyata akibat penurunan kadar air tanah,

tetapi penurunan terlihat lebih besar jika kadar air tanah turun sampai 50% KL.

Tabel 14 Interaksi antara varietas dengan kadar air tanah terhadap jumlah tunas

Varietas Kadar Air

100% KL 75% KL 50% KL

PS 851 2,00 a 1,67 a - -

PS 864 2,33 a 1,33 b 1,00 b

PS 862 2,33 a 2,33 a 1,67 b

PS 921 1,33 a 1,00 a 1,00 a

PS 951 1,33 a 1,67 ab 2,00 b

PS 91-787 2,00 a 1,00 b - -

BL 2,33 a 2,00 a 1,33 b



Analisis karbohidrat dan protein

Kandungan karbohidrat dan protein tidak dipengaruhi oleh kadar air tanah dan

varietas (Tabel 15). Secara teori seharusnya tanaman yang tumbuh dalam kondisi

cekaman air akan memiliki nisbah C/N yang lebih besar, sehingga terlihat lebih

44

berserat dibandingkan tanaman yang tumbuh pada kondisi cukup air. Pada kondisi

tanaman mengalami cekaman air, serapan unsur nitrogen berkurang sehingga

pembentukan protein juga berkurang (Wiedenfeld, 1999). Hasil percobaan tidak

menunjukkan hasil serupa mungkin karena pengambilan contoh tanaman pada

percobaan ini dilakukan lebih awal daripada yang dilakukan Wiedenfeld (1999).

Wiedenfeld (1999) melakukan analisis karbohidrat dan protein pada saat tanaman

mencapai fase pertumbuhan maksimum (6 BST), sehingga kandunan C sudah lebih

besar daripada N dalam jaringan tanaman.

Tabel 15 Kandungan karbohidrat, protein, nisbah karbohidrat/protein, dan jumlah

stomata pada tanaman

Perlakuan Karbohidrat

(%)

Protein

(%)

Nisbah

KH/Prot

Jumlah stomata

daun/cm2

Kadar Air

100% KL 28,90 8,76 3,30 46,10 a

75% KL 29,51 11,16 2,64 40,62 b

50% KL 31,95 10,75 2,97 39,63 b

Varietas

PS 851 28,25 12,17 2,32 39,50 cd

PS 864 31,11 10,46 2,97 38,56 cd

PS 862 30,48 9,99 3,05 48,56 a

PS 921 29,97 9,88 3,03 46,67 ab

PS 951 27,90 10,24 2,72 44,00 bc

PS 91-787 31,40 9,41 3,34 40,63 cd

BL 28,65 9,03 3,17 37,00 d

Keterangan: nilai rataan yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda


Jumlah stomata

Tidak terdapat interaksi antara kadar air tanah dengan varietas terhadap jumlah

stomata. Penurunan kadar air tanah berakibat pada penurunan jumlah stomata,

tetapi tidak terdapat perbedaan nyata antara jumlah stomata pada perlakuan kadar air

75% KL dengan 50% KL. Stomata akan berkurang jumlahnya pada saat tanaman

merasakan gejala berkurangnya suplai air oleh akar akibat kadar di dalam tanah

menurun. Pengurangan jumlah stomata tampaknya merupakan mekanisme tanaman

dalam usahanya untuk mengurangi laju transpirasi. Dengan jumlah stomata yang

45

berkurang, efek yang mungkin timbul adalah berkurangnya jumlah CO2 yang masuk

sehingga akan mengurangi laju fotosintesis.

Varietas PS 862 memiliki jumlah stomata paling banyak dan varietas BL

paling sedikit dibandingkan verietas lainnya (Tabel 15). Dalam proses metabolisme

berkurangnya suplai CO2 dapat berakibat berkurangnya pembentukan gula, sehingga

jika berlangsung dalam waktu yang lama akan menurunkan jumlah gula yang

dibentuk. Hal ini tentu saja tidak diinginkan sebab akan menyebabkan rendahnya

rendemen batang tebu. Varietas PS 862 dengan batang yang besar nampaknya

memiliki kemampuan mengimbangi laju transpirasi dengan memasok air dengan

jumlah yang seimbang. Varietas ini akan mengalami ancaman defisit air jika kadar

air tanah tidak mencukupi suplai yang dibutuhkan oleh tanaman, artinya meskipun

akar memiliki kemampuan menyerap air tetapi jika jumlahnya kurang tetap saja tidak

mampu mengimbangi laju transpirasi.

Nisbah air dengan biomasa

Secara umum bobot kering dipengaruhi oleh kadar air tanah. Pada kondisi

100% KL tidak terdapat perbedaan bobot kering secara nyata antar varietas. Varietas

yang memiliki bobot kering paling besar adalah varietas PS 921, sedangkan yang

hampir sama besar bobot keringnya adalah PS 862 dan PS 864. Penurunan bobot

kering terbesar akibat penurunan kadar air tanah dari 100% KL ke 75% KL adalah

varietas PS 851, sedangkan varietas BL dan PS 864 memiliki persentase penurunan

yang paling kecil (Tabel 16). Penurunan kadar air tanah dari 75% menjadi 50%

kapasitas lapang menyebabkan penurunan bobot kering tanaman lebih dari 50%

kecuali varietas PS 921 dan BL. Hal ini menunjukkan bahwa varietas yang dicoba

hampir semuanya hanya mampu tumbuh dengan baik sampai kadar air 75% KL.

Pada Tabel 16 ditunjukkan bahwa jika kadar air tanah diturunkan, tiap varietas

akan memberikan respon yang berbeda. Varietas PS 851 dan PS 91-787 bahkan tidak

mampu tumbuh pada kadar air tanah 50% KL. Seberapa besar penurunan bobot

kering masing-masing varietas dalam kondisi kadar air yang semakin kecil

merupakan salah satu kriteria yang digunakan untuk melihat toleransi terhadap

cekaman kekeringan.

46

Tabel 16 Interaksi varietas dan kadar air terhadap bobot kering tanaman

Varietas Kadar Air

100% KL 75% KL 50% KL

---------- g/tanaman -------------

PS 851 28,73 a 12,79 b 55% - - 100%

PS 864 42,77 a 30,41 b 29% 13,61 c 55%

PS 862 46,55 a 28,32 b 39% 10,88 c 62%

PS 921 55,48 a 31,15 b 44% 20,54 b 34%

PS 951 25,22 a 16,54 ab 34% 7,74 b 53%

PS 91-787 31,68 a 21,02 a 34% - - 100%

BL 35,80 a 25,98 a 27% 14,41 b 45%

Keterangan : nilai rata-rata yang diikuti huruf yang sama pada baris yang sama berarti tidak

berbeda nyata pada uji DMRT taraf 5%

Angka persen adalah penurunan bobot kering akibat penurunan kadar air tanah

Terdapat korelasi yang nyata antara jumlah pemberian air dengan biomasa

yang dihasilkan (r = 0,84). Varietas yang memiliki nisbah air dengan biomasa

terkecil adalah PS 921. Kebutuhan air paling banyak untuk membentuk satu satuan

bobot biomasa adalah verietas PS 951. Hal ini menunjukkan bahwa PS 921 paling

efisien dalam penggunaan air dibanding lainnya (Tabel 17). Berdasarkan deskripsi

varietas, PS 921 memiliki pertumbuhan awal cepat sehingga mampu membentuk

biomasa dengan baik sejak awal pertumbuhan. Diduga karakteristik inilah yang

menyebabkan varietas PS 921 memiliki kemampuan menghasilkan biomasa paling

tinggi meskipun toleransinya terhadap kekeringan termasuk sedang.

Tabel 17 Total air ditambahkan dan nisbah dengan bobot kering per tanaman

Perlakuan Jumlah air (ml) Nisbah Air/BK

Kadar Air

100% KL 15 023,3 a 425,49

75% KL 11 484,9 b 591,64

50% KL 7 478,6 c 634,69

Varietas

PS851 8 990 b 612,13

PS864 10 701 ab 514,96

PS862 13 676 a 567,65

PS921 13 484 a 425,30

PS951 9 766 b 711,00

PS91-787 11 763 ab 520,90

BL 10 921 ab 484,64



47

Kandungan prolina

Tanaman yang mengalami cekaman kekeringan akan melakukan penyesuaian

osmotik melalui akumulasi atau sintesis zat terlarut yang menurunkan potensial solut

dan mempertahankan turgor sel. Salah satu zat yang sering dihasilkan tanaman untuk

penyesuaian osmotik pada tanaman yang tahan cekaman kekeringan adalah senyawa

prolina yang terakumulasi di jaringan daun. Kandungan prolina pada daun yang

mengalami cekaman kekeringan 10–100 kali lipat dibandingkan tanaman yang

kecukupan air. Pada tanaman yang mengalami cekaman, prolina merupakan

komponen asam amino terbesar dalam jaringan (30% dari total nitrogen terlarut).

Penelitian oleh Gulamahdi (2008) mendapatkan bahwa cekaman kekeringan

meningkatkan kandungan prolina tanaman temu lawak. Penelitian lain pada tanaman

jagung menunjukkan genotipe toleran cekaman kekeringan memiliki karakter bobot

kering akar, panjang akar, jumlah akar seminal, dan kandungan prolina di akar

primer yang besar dibanding genotipe peka (Effendi, 2009). Berdasarkan teori dan

temuan beberapa penlitian, maka dilakukan analisi prolina pada barietas tebu yang

toleran dan tidak toleran terhadap kekeringan.

Analisis prolina hanya dilakukan pada Varietas PS 851 dan PS 921 yang

dianggap berbeda ketahanannya terhadap kekeringan. Tidak terdapat peningkatan

kandungan prolina pada varietas PS 921 akibat cekaman air. Nampaknya tanaman

tebu tidak menempuh mekanisme peningkatan prolina untuk mempertahankan diri

dari cekaman kekeringan. Kemungkinan tanaman menempuh mekanisme perubahan

pola pertumbuhan dalam usaha mempertahankan diri dari cekaman kekeringan.

Dalam penelitiannya, Rinanto dan Sugiharto (2011) mengusulkan penggunaan

analisis kandungan enzim Sucrose Phosphate Synthase (SPS) sebagai indikator

fisiologis ketahanan kekeringan pada tebu.

Tabel 18 Kandungan prolina pada jaringan tanaman

Varietas Kadar air tanah

100% KL 75% KL 50% KL

....... % ......

PS 851 0,114 0,121 0,119

PS 921 0,124 0,129 0,118

48

Analisis jaringan tanaman

Analisis jaringan tanaman dilakukan untuk mengetahui keadaan jaringan

apabila tanaman mengalami cekaman air. Jaringan yang dilihat diambil dari batang

dan daun dengan cara melihat penampang melintangnya (Gambar 10). Dari

pengamatan jaringan batang dan daun terlihat bahwa varietas yang tidak tahan

cekaman ternyata terjadi perubahan pada jaringan batang. Pada penampang batang

terlihat sebagian selnya kosong dan membentuk suatu rongga yang besar, sedangkan

pada varietas yang tidak mengalami cekaman seluruh penampang batang terlihat

selnya penuh dan masif.

100% KL 75% KL 50% KL

Penampang Melintang Batang Varietas PS 851

100% KL 75% KL 50% KL

Penampang Melintang Batang Varietas PS 921

100% KL 75% KL 50% KL

Penampang Melintang Batang Varietas BL

Gambar 10 Penampang melintang batang varietas PS 851, PS 921, dan BL

Rongga

kosong

49

Pembahasan

Efisiensi penggunaan air dapat diartikan berdasarkan pendekatan yang

digunakan. Jika pendekatan fisiologis yang digunakan, maka efisiensi penggunaan

air diartikan sebagai kemampuan tanaman untuk tetap tumbuh dan menghasilkan

biomasa dengan berkurangnya jumlah air yang tersedia. Proses ini dapat terjadi

karena tanaman mengubah pola metabolismenya atau tanaman mengubah dirinya

melalui perubahan anatomis. Umumnya kondisi ini akan berhasil tetapi

pertumbuhan tanaman akan berada pada kondisi di bawah normal yang ditunjukkan

oleh fisik tanaman yang relatif terbatas. Pendekatan lain adalah dengan

membandingkan antara air yang digunakan dengan biomasa yang dihasilkan.

Efisiensi penggunanan air dirumuskan sebagai nisbah antara air yang digunakan

untuk satuan bobot kering yang dihasilkan. Dengan biomasa yang tidak tinggi tetapi

jumlah air yang digunakan juga sedikit, akan menghasilkan efisiensi yang besar,

sebaliknya jika biomasa yang dihasilkan besar tetapi jumlah air yang digunakan juga

besar berarti efisiensinya rendah. Namun jika pendekatan produksi yang digunakan,

efisiensi penggunaan air diartikan sebagai pengurangan pemberian air tanpa

mengurangi pertumbuhan dan tingkat hasil (Gupta, 1995). Hal ini berarti tanaman

diusahakan tetap tumbuh normal meskipun pemberian air dikurangi. Efisiensi air

difokuskan pada penggunaan secara efisien air yang tersimpan dalam tanah (Whitty

and Chambliss, 2002). Namun Zoebl (2006) mulai mempertanyakan apakah dalam

pertanian modern konsep efisiensi penggunaan air masih relevan sebab produktivitas

tanaman tidak hanya ditentukan oleh faktor air dan teknis tetapi mulai beralih ke

faktor sosial seperti tenaga kerja, status lahan dan modal kerja.

Tanaman tebu pada dasarnya adalah tanaman yang efisien dalam penggunaan

air. Tiap satu satuan bahan kering yang dibentuk, dibutuhkan antara 400-450 satuan

air. Jumlah air yang dibutuhkan oleh tanaman ini lebih sedikit jika dibandingkan

tanaman semusim lainnya dari golongan yang sama (C4). Tujuan pengusahaan

tanaman tebu adalah menghasilkan gula yang komponennya adalah hasil tebu

(bobot) dan kandungan gula (rendemen), sehingga tumbuh normal saja secara fisik

tidak cukup sebab belum tentu kandungan gulanya juga tinggi.

Ketahanan tanaman terhadap kondisi lingkungan, termasuk terhadap cekaman

air, adalah sifat genetis yang dimiliki tanaman itu sendiri. Tanaman akan

50

memberikan respon terhadap cekaman kekeringan secara fisiologis atau secara

anatomis. Mekanisme tanaman terhadap kondisi cekaman air yang terjadi dapat

digolongkan menjadi kelompok (1) drought escape, (2) drought avoidance, dan

(3) drought tolerance. Karena tujuan utama pengusahaan tebu adalah memperoleh

hasil batang yang dan kandungan gula yang tinggi, maka tanaman harus tetap masih

mampu tumbuh dengan hasil yang tinggi meskipun mengalami cekaman air. Sifat ini

akan diperoleh apabila tanaman memiliki toleransi yang tinggi terhadap cekaman

kekeringan tanpa mengalami penurunan hasil secara nyata.

Ketahanan tanaman terhadap kondisi cekaman kekeringan secara garis besar

disebabkan seberapa besar tanaman mampu memenuhi kebutuhan air untuk

transpirasi. Terdapat tiga komponen utama yang mempengaruhi proses serapan air

oleh tanaman, yaitu ketersediaan air dalam tanah, keadaan jaringan tanaman, dan

kondisi atmosfir (atmosfiric demand). Kondisi kesetimbangan antara serapan air oleh

akar dan transpirasi akan terjadi jika kondisi air tanah cukup, kondisi transpirasi

normal dan keadaan jaringan tanaman sehat. Hal ini menunjukkan bahwa jika

tanaman tidak mampu memenuhi kebutuhan air untuk transpirasi maka akan

mengalami cekaman. Kemampuan penyesuaian atau adaptasi yang dilakukan sangat

menentukan keberhasilan tanaman menghadapi kondisi cekaman tersebut. Reaksi

pertama yang dilakukan oleh tanaman jika kondisi air berkurang adalah melakukan

penutupan stomata, sehingga laju transpirasi berkurang sampai pada tingkat yang

sesuai dengan kemampuan akar menyerap air. Mekanisme penutupan stomata terjadi

karena sel penjaga pada lubang stomata mengalami pengerutan akibat tekanan turgor

yang menurun karena penurunan potensial daun yang menurun sehingga penyerapan

air oleh akar tidak mampu mengimbangi laju transpirasi. Proses penutupan stomata

ini merupakan “tanda” ketidakmampuan akar mengimbangi laju transpirasi oleh

daun (Smit and Singels, 2006).

Dampak langsung dari penutupan stomata adalah berkurangnya laju

pemasukan CO2 ke dalam sel sehingga laju fotosintesis akan melambat. Tebu adalah

tanaman golongan C4 yang sangat efisien dalam penggunaan CO2 sehingga titik

kompensasinya mendekati 0 ppm. Proses fotosintesis pada tanaman C4 terpisah

antara pembentukan asam malat sebagai hasil antara dengan pembentukan glukosa

sebagai hasil akhir fotosintesis. Dengan terjadinya pemisahan ini maka sekali CO2

51

masuk ke dalam jaringan daun, akan terus digunakan dalam proses fotosintesis dan

tak pernah keluar. Namun tingkat cekaman yang berlangsung lama dan berada di

bawah kemampuan tanaman untuk mengatasi akan berakibat tanaman kekurangan

turgor pada hampir seluruh sel daun. Hal ini akan mengakibatkan terjadinya

penggulungan daun secara permanen. Penurunan laju fotosintesis yang terjadi tidak

serta merta menurunkan laju respirasi yang terjadi pada seluruh bagian bersel aktif.

Dampak akhir dari hasil fotosintesis dengan perombakan oleh respirasi adalah

kecilnya biomasa yang dihasilkan. Pengamatan yang dilakukan menunjukkan

tanaman tebu yang pada kondisi kadar air 75% KL, jumlah stomatanya lebih sedikit

dibandingkan tanaman pada kondisi kadar air tanah 100% KL. Kejadian ini

dilakukan tanaman untuk mengurangi transpirasi sehingga akar mampu

mengimbangi penyerapan kebutuhan air untuk transpirasi. Stomata terbentuk sejak

daun tanaman masih pada tahap juvenil dan sel epidermis belum seluruhnya selesai

terbentuk. Kondisi air yang mulai berkurang, menyebabkan turgor sel tidak lagi

penuh sehingga menyebabkan perubahan dari sel yang seharusnya menjadi sel

penjaga stomata menjadi sel epidermis biasa (Robertson, et al., 1999)

Pengamatan pada jaringan tanaman (daun dan batang) menunjukkan bahwa

tanaman yang tahan kekeringan akan mengalami perubahan struktur. Pada kondisi

kecukupan air, sel pada batang semua varietas terlihat penuh dan tersusun rapi

antara sel yang satu dengan sel lainnya. Pada saat kadar air tanah berkurang,

perubahan sel pada batang mulai terjadi. Batang tanaman dari varietas yang tahan

(PS 921 dan BL) tidak menunjukkan perubahan susunan sel pada batang, tetapi pada

varietas PS 851 terlihat rongga kosong tanpa sel. Rongga ini sebelumnya ditempati

oleh sejumlah sel yang karena mengalami plasmolisis menjadi mati dan

meninggalkan rongga kosong. Kekosongan sel akan berlangsung terus sejalan

dengan tingkat cekaman yang terjadi dan akhirnya akan menimbulkan hambatan

transportasi air dari tanah ke daun dan akibatnya tanaman layu dan mati.

Penampakan fisik dari kondisi batang tanaman yang mengalami cekaman

adalah mengecilnya batang dan lebih ringannya bobot kering batang. Proses ini

mirip dengan proses yang terjadi pada tanaman dewasa yang mengalami

pembungaan. Perbedaannya adalah pada tanaman yang mengalami pembungaan

52

rongga yang kosong bukan terjadi pada struktur jaringan tetapi pada vacuola yang

semula terisi cairan gula menjadi kosong.

Hasil akhir suatu proses metabolisme tanaman adalah biomasa yang

dicerminkan dengan bobot kering tanaman. Hasil akhir didapatkan bahwa varietas

PS 921 memiliki bobot kering terbesar disusul dengan PS 862 dan PS 864, tetapi

jumlah air yang dibutuhkan untuk menghasilkan per satuan bobot kering berbeda

sehingga nisbah antara jumlah air dengan bobot kering varietas PS 921 lebih kecil.

Varietas PS 921 memiliki nisbah antara kebutuhan air dengan biomasa terkecil

diantara ketiga verietas tersebut, yaitu sekitar 425 g air per g bobot kering. Dari

dasar inilah maka varietas PS 921 digunakan untuk percobaan selanjutnya, yaitu

untuk mengetahui perananan kompos blotong pada beberapa kadar air tanah terhadap

serapan beberapa unsur hara makro.

Dari data yang diperoleh menunjukkan bahwa tanaman yang tidak mampu

mengantisipasi cekaman air, akan hidup dengan kondisi sangat minim atau bahkan

mati. Ketahanan suatu varietas terhadap cekaman air dapat dihitung dengan

Drought Tolerance Index (DTI). Nilai DTI masing-masing varietas disajikan pada

Tabel 2119. Dari kriteria ambang batas nilai DTI dapat dikatakan bahwa tidak

satupun varietas yang menunjukkan keragaan toleran terhadap kekeringan (nilai 80).

Namun demikian nilai DTI ini dapat digunakan untuk melihat keragaan awal bawah

varietas BL dan PS 864 memiliki nilai DTI tinggi pada kondisi kadar air 75% KL.

Pada kondisi kadar air 50% KL nilai DTI semua varietas sangat rendah, sebab

semuanya lebih kecil dari 50. Penurunan DTI dari kondisi kadar air tanah 75% ke

50% paling kecil adalah PS 921.

Tabel 19 Nilai DTI masing-masing varietas pada kondisi kadar air tanah 75% KL

dan 50% KL

DTI PS 851 PS 864 PS 862 PS 921 PS 951 PS 91-787 BL

100/75 (1) 45 71 61 56 66 66 73

100/50 (2) 0 32 23 37 31 0 40

keragaan varietas tebu pada beberapa kadar...

Documents