MEMPELAJARI DISTRIBUSI AKAR TANAMAN TEH DENGANTEKNIK NUKLIR

E.L. Sisworo*. M.I. Dannawijaya**. W.H. Sisworo*. N. Abdullah*.dan H. Rasjid*

ABSTRAK - ABSTRACT

MEMPELAJARI DISTRIBUSI AKAR TANAMAN TEH DENGAN TEKNIK NUKLIR.Suatu percobaan lapangan telah dilaksanakan di BPTK Gambung untuk mempelajari distribusiakar tanaman teh dengan menggunakan 32p. Larutan KH232P04 disuntikkan ke dalam 16lubang sekdiling satu tanaman teh yang akan ditditi distribusi akamya. Satu tanaman tehakan menerima 32p dengan aktivitas total 2,4 mCi/64 mi. Distribusi akar dipelajari untukjarak 15, 30, dan 45 em serta pada kedalaman 10 dan 20 em. Dalam percobaan ini tdah diguna­kan 24 tanaman teh. Hasil percobaan menunjukkan bahwa untukjarak, distribusi akar tertinggiditemukan pada jarak 45 em walaupun ini tidak berbeda nyata dengan distribusi akar pada jarak30 em, namun berbeda nyata untuk hal yang sarna pada jarak 15 em. Untuk kedalaman, ternya­ta distribusi akar tertinggi ditemukan pada kedalaman 10 em, yang berbeda nyata dengandistribusi akar pada kedalaman 20 em. Data untuk interaksi antara jarak dan kedalaman menun­jukkan bahwa distribusi akar tertinggi ditemukan pada jarak 45 em dengan kedalaman 10 em.D"'ngan menempatkan 32p pada lubang yang lebih banyak di sekeliling tanaman teh yang akandiamati distribusi akarnya, temyata dapat menurunkan koefisien keragaman (KK) ke taraf yangcukup rendah.

STUDY ON ROOT DISTRIBUTION OF TEA PLANTS BY NUCLEAR TECHNIQUE.A field experiment to study root distribution of tea plant with 32p has been conducted at the

Research Institute for Tea and Cinchona. Gambung, West Java. KHl2P04 solution wasinjected in 16 holes in a circle around the tea plant which was chosen for this study. Each teaplant received 32p at a total activity of 2.4 mCi/64 ml. Root distribution was studied at 15, 30,and 45 em distance from the bush with two different depth of 10 and 20 em. Twenty four teaplants were used in the experiment. Results showed that, the highest root distribution wasfound at 45 em distance from the bush, although it did not significantly differ from the 30 emdistance, but significantly different from the 15 distance. It seemed that at 10 em depthshowed the highest root distribution which significantly differed from the 20 em depth. Datafor interaction between distance and depth showed that the highest root distribution was foundat 45 em distance and 10 em depth. By placing 32p in able much more holes around the plantcould reduce the coefficient of variation (CV) to a proportionable low values.

PENDAHULUAN

Tingkah laku akar sebagai salah satu organ tanaman merupakan hal yangmenarik untuk dipelajari. Umumnya sistem perakaran lebih sulit dipelajari karenaletaknya tertutup dan faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembanganakar di lapangan berbeda pada setiap lapisan tanah dan musim (1). Walaupun

***

Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, BATANBalai Penditian Teh dan Kina, Gambung

279

demikian mempelajari pertumbuhan, perkembangan, dan pola perakaran adalah

penting, karM~ ~~rturnbuhan bagian atas tanaman antara lain ditentukan pula olchpertumbuhan bagian-bagian bawah tanaman, yaitu akar.

Menurut CHUURMAN dan GOEDEWAGEN (1971) yang dikutip oleh DREW(2), berbagai metode telah dikembangkan untuk mempelajari distribusi dan keaktif­an suatu sistem perakaran. Kebanyakan metode ini dikembangkan untuk mempela­jari zone-zone utama dalam tanah dari mana tanaman menyerap unsur hara, danberalihnya zone-zone sesuai dengan perubahan musim, kondisi tanah dan berbagaitindakan budidaya yang menyebabkan akar tidak mampu menembus suatu lapisantanah, dan adanya perbedaa.n perkembangan akar antara varietas.

Faktor tanah yang mempengaruhi perkembangan akar, yang menarik untukdipelajari antara lain adalah struktur, aerasi, suhu tanah, serta persediaan nutrisidan air. Berbagai faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembanganakar banyak dipelajari orang dengan menggunakan berbagai metode.

Metode yang umum digunakan untuk mempelajari sistem perakaran tanamandapat dikategorikan dalam 2 golongan, yaitu metode konvensional dan metodeteknik nuklir.

Metode konvensional yang umum digunakan ialah :

I. Mempelajari pertumbuhan dan perkembangan akar seeara langsung di tanah.Di tanah dibuatkan semaeam prom dan kemudian pertumbuhan dan perkem­bangan akar suatu tanaman dilihat pada prom tanah tersebut.

2. Di tanah dibuatkan semaeam dinding kaea, pertumbuhan dan perkembanganakar diamati seeara terus-menerus.

3. Sejumlah tanah yang diketahui voli.Imenya dicuei untuk memperoleh akartanaman yang ada di dalam tanah tersebut, kemudian ditentukan bobot keringatau panjang akar, sehingga pertumbuhan dan perkembangan akar dapatdinyatakan dalam persen.

Metode teknik nuklir untuk mengukur pertumbuhan dan perkembangan akardidasarkan pada eaeahan sampel dan tanaman yang diberi senyawa bertanda tunggalatau ganda. Senyawa bertanda yang sering digunakan adalah 32p (3,4) dan 86Rb(5). Pemilihan senyawa bertanda bergantung kepada eara pemberian senyawa, perla­kuan yang diterapkan kepada tanaman. jenis tanaman yang diteliti, peralatan caeahyang tersedia, dan harga senyawa bertanda itu sendiri.

Pada dasamya senyawa bertanda dapat diberikan pada bagian atas tanaman

atau pada akar tanaman. Pada eara pertama yang akan dicaeah adalah akar tanamandan pada eara kedua yang dieacah adalah bagian atas tanaman.

Dari beberapa hasil pereobaan terlihat bahwa pada umumnya kedua metode initidal< menunjukkan perbedaan dalam hal distribusi perakaran, tetapi dalam hallainmetode teknik nuklir mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan metodekonvensional.

Pada tanaman pertanian yang berbentuk pohon atau semak, misalnya kelapa,kopi, teh, dan lain-lain, penentuan distribusi akar di lapangan menjadi penting biladihubungkan dengan pemupukan. Penempatan dan jumlah pupuk dapat ditentukandengan lebih tepat bila daerah perakaran tanaman sudah diketahui.

280

Atas dasar pertimbangan ini, dilakukan percobaan untuk menentukan distribusiakar tanaman teh di lapangan dengan menggunakan telcnik nuklir.

BAHAN DAN METODE

Distribusi akar tanaman teh dalam percobaan ini ditentukan pada tiga jarak,yaitu 15, 30, dan 45 em dari batang dengan dua kedalamim 10 dan 20 em. Setiapsatu jarak dengan satu kedalaman diulang empat kali sehingga jumlah seluruhtanaman yang diamati adalah 24 buah. Umur tanaman yang digunakan adalah 5tahun dan merupakan tanaman yang sudah produktif.

Isotop 32p dalam bentuk larutan KH232P04 bebas pengemban (carrier free)disuntikkan ke dalam 16 lubang di sekeliling tanaman teh yang dipilih untuk studiini. Ke dalam setiap lubang disuntikkan 4 mllarutan KH232P04 sehingga setiaptanaman teh menerima 64 ml KH232P04 dengan aktivitas total 2,4 mCi/64 ml.Panen daun dilakukan dengan pemetikan daun tiga kali berturut-turut pad a tiaptanaman teh yang menerima 32p dan delapan tanaman teh di sekitarnya. Panen I,II, dan III dilakukan berturut-turut satu, dua, dan tiga minggu setelah pemberian32p. Persiapan contoh tanaman untuk pencacahan dan hasil cacahan yang dinyata­kan dalam disintegrasi per menit (dpm), dilakukan seperti yang telah dikemukakandalam tulisan SISWORO dan RASJID (6). Pencacahan dilakukan dengan alat Liquid

Scintillation Counter tife Tri Carb 300 CD, buatan Packard.Skema pemberian 2p di lapangan tertera pad a Gambar 1.

Gambar 1. Skema dan penampang pcmbcrian 32p di lapangan.o = tcmpat isotop dinsuntikkan.x = tanarnan tch

281

tabung gdaa..-. -.

-. -. ~ penyuntik

'-' ~ botoI

• -. -tpipa plastik

Garnbar 2. Alat penyuntik. jarurn stainless steel, diameter 0,5 ern, pajang 40 ern.

Distribusi akar dinyatakan dalam persentase memakai dasar bahwa pada jarak15 em dari lubang dan dengan kedalaman 10 em, dianggap sebagai 100%.

Dalam penelitian ini, dipakai nilai dpm yang diperoleh dari panen III yangdikonversikan menjadi persentase distribusi akar. Analisis statistik dilakukan ber­dasarkan pereobaan faktorial yang menggunakan raneangan aeak kelompokmemakai 4 kali ulangan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari data aktivitas 32p, ternyata bahwa panen III menunjukkan nilai tertinggi

(Lampiran I). Keadaan ini diperkirakan karena pada saat itu, 3 2p sudahdiserap olehtanaman dalam jumlah optimal. Karena nilai yang tertinggi diperoleh pada panenIII, maka distribusi akar tanaman teh ditentukan dari panen III ini pula. Nilai dpm

yang'diperoleh eukup tinggi, sehingga 'kemungkinan pengaruh·yang disebabkankesalahan persiapan eontoh tanaman at au kesalahan karena alat peneaeah. Selainitu, data pada Lampiran 1 juga menunjukkan bahwa rata-rata persentase distribusiakar untuk panen II dan III sudah menunjukkan pola d~tribusi yang sejalan dengan

pola d~tribusi pada panen I. Hal yang terakhir ini juga merupakan salah satu alasanuntuk menggunakan ~ai dpm p'¥1en III untuk distribusi akar tanaman teh.

Pada Tabel 1 diperlihatkan bahwa terdapat perbedaan yang sangat nyata padadistribusi akar (P<O,O 1) pada perlakuan jaraksaja, kedalaman saja maupun interak­si antara jarak dan kedalaman. Tidak ditemukan perbedaan yang nyata pada distri­busi akar antar empat ulangan dalam pereobaan ini. Hal ini mungkin disebabkanlingkungan tanah antar ulangan eukup homogen sehingga distribusi akar pada setiapulangan mengikuti pola yang hampir bersamaan.

282

Tabel 1. Daftar sidik ragam distribusi akar ('Yo) tanaman teh pada berbagai jarak dan kedalaman.

Sumber d.bF-hitung F-tabel

5%

1%

Perlakuan

(5)20,026**2,904,56Jarak (J)

28,630**3,68 6,36Kedalaman (K)

168,534**4,548,68JxK

27,169**3,68 6,36Ulangan

32,038tn3,29 5,42

**tnKK

nyata ~~ P<O,OItidak nyata23,20'Yo

Tabd 2. Distribusi akar rata·rata ('Yo) tanaman teh pada berbagai jarak dan kedalaman.

Kderangan Nilai yang diikuti hUlUf yang sarna saling tidak berbeda.

Dari Tabel 2 dapat dilihat perbedaan yang nyata (BNT 5%) pad a distribusi akarantar jarak 15 em dan 30 em, begitu pula antara 15 em dan 45 em. Distribusi akartertinggi ditemukan pada jarak 45 em dan ini tidak berbeda nyata dengan distribusiakar pada jarak 30 em.

Distribusi tertinggi ternyata ditemukan pada kedalaman 10 em dan berbedanyata dengan distribusi akar pada kedalaman 20 em (BNT 5%).

283

Dari data interaksi terlihat bahwa nilai distribusi akar tertinggi ditemukan padajarak 45 em dengan kedalaman 10 em (1-45 x K-IO) dan nilai ini berbeda nyata

dengan semua nilai interaksi lainnya, keeuali untuk jarak 30 em den~an kedalaman10 em (1-30 x K-IO) (BNT 5%). Nilai distribusi akar kedua interaksi ini (1-45 xK-lO, 1-30 x K-IO) ternyata jauh melebihi nilai interaksi lainnya. Distribusi akarpada kedalaman 20 em tidak menunjukkan perbedaan yang nyata antara ketigajarak yang diamati. Hal ini dapat diartikan bahwa pada kedalaman 20 em tidakditemukan lagi perbedaan an tara distribusi akar pada berbagai jarak.

Keadaan ini menunjukkan bahwa pad a jarak yang makin jauh dari batang,distribusi akar makin meningkat. Sebaliknya distribusi akar makin berkurang padalapisan tanah yang makin dalam. Distribusi akar tertinggi ditemukan pada jarakterjauh dari batang dan kedalaman yang terdangkal (1-45 x K-lO) walaupun initidak berbeda nya ta dengan distribusi akar pad a jarak kedua teIjauh dan kedalamanyang terdangkal (1-30 x K-I 0). Pada pereobaan terdahuu ditemukan juga distrbusiakar yang makin berkurang pad a lapisan tanah yang makin dalam. Kedalaman yangdiamati pada pereobaan ini adalah 5, 10, dan 15 em. Pada pereobaan yang sarnaditemukan pula distribusi akar yang makin rendah pada jarak yang makin jauh daribatang. larak yang diamati 20,40. dan 60 em (7). Keterangan yang dapat mengung­kapkan keadaan ini seeara memuaskan belum ditemukan, mungkin karena isotop32p yang diberikan pada pereobaan terdahulu terbatas pada empat lubang saja dikeliJing satu tanaman teh, sehingga diduga kurang menggambarkan keadaan distri­busi akar yang sebenarnya atau mungkin pula karena klon tanaman teh yangdipakai tidak sarna atau sebab lain yang belum terungkapkan.

Untuk 8 tanaman teh yang mengelilingi tanaman yang diperlukan, ditemukanpula aktivitas 32p yang eukup tinggi dan bila dlkonversikan ke dalam persentaseakar aktif pola distribusi akar, umumnya menyerupai semak teh yang diperJukan(Lampiran 3,4).

Hal lain yang perJu dikemukakan adaJah penurunan KK ke tingkat yang eukuprendah dibandingkan dengan pereobaan terdahulu. Pada pereobaan terdahulu dimana 32p ditempatkan KK yang diperoleh berkisar antara 70 - 12Q%.Nilai KKyang tinggi seperti ini juga diketemukan pada banyak penelitian yang dilakukanbeberapa negara yang dikordinasi oleh IAEA (I). Pada pereobaan ini denganmenempatkan 32p di 16 lubang di keliling satu tanaman teh jadi empat kali lebihbanyak daripada pereobaan terdahulu, KK dapat meneapai 13 - 23%, suatu nilaiyang cukup rendah.

KESIMPULAN

Hasil pereobaan menunjukkan bahwa distribusi akar tertinggi ditemukan padajarak 45 em dari lubang, walaupun tidak menunjukkan perbedaan yang nyataterhadap distribusi akar pada jarak 30 em. Sedang untuk kedalaman, distribusi akartertinggi ditemukan pada kedalaman IQ em.

Untuk interaksi, distribusi akar tertinggi ditemukan pada jarak 45 em darilubang dengan kedalaman 10 em (1-45 x K-IO) namun ini tidak berbeda nyata

284

dengan distribusi akar pada jarak 30 cm dengan kedalaman 10 cm (1-30 x K-10).Secara umum dapat dikatakan bahwa makin jauh jarak dari batang, distribusi akarmakin meningkat, dan sebaliknya distribusi akar makin berkurang pada lapisantanah yang makin dalam. Distribusi akar tertinggi dalam percobaan ini ditemukanpada jarak terjauh dan kedalaman yang terendah (J -45 x K-10).

Ternyata dengan menyuntikkan 32p di lubang yang banyak di keliling satutanaman teh, mampu menurunkan KK sampai tingkat yang cukup rendah.

UCAP AN TERIMA KASIH

Terima kasih disampaikan kepada seluruh Staf BPTK Gambung yang ikut mem­bantu terlaksananya percobaan lapangan ini dan kepada Ny. Ninuk dan Ny. Halimahdari Laboratorium Tanah dan Nutrisi Tanaman PAIR, BATAN, yang melakukanpekerjaan persiapan tanaman contoh sampai pencacahan aktivitas 32p.

DAFT AR PUST AKA

1. IAEA, Root Activity Patterns of Some Three Crops (Technical Reports SeriesNo. 170),IAEA, Vienna (1975).

2. DREW, M.C., Use of isotope techniques for determination of root activitypatterns of cropping systems, Majalah BATAN XIV 1 (1981) 59.

3. RACS, GJ., RENNIE, D.A., and HUTCHEON, W.L., The 32p injectionmethod for studying the root system of wheat, Can. J. Soil Sci. 44 (164)100.

4. SUBBIAH, B.V., KATYAL, J.C., NARASINHAM, RL.,and DAKSHlNAMUR­TY, C., Preliminary investigations on root distribution of high yieldingwheat varieties, Int. J. Appl. Radiat. Isot. 19 (1968) 385.

5. RUSSEL, R.S., and ELLIS, F .B., Estimation of the distribution of plant rootsin soil, Nature 217 (1968) 582.

6. SISWORO, E.L., dan RASJID, H., Mempelajari pertumbuhan dan perkembang­an sistem perakaran tanaman dengan teknik isotop, Majalah BATAN X 3(1977)41.

7. SISWORO, E.L., DARMAWIJAYA, M.I., SISWORO, W.H., ABDULLAH, N.,dan RASJID, H., The use of nuclear technique for the determination ofroot distribution in the field, Atom Indonesia 10 1 (1984) 1.

285

N Dpm contoh daun teh pada berbagai waktu panen. Ii00 0'\ 't:I

10

20I~

II

IIIIVIIIIIIIV

Panen I15

54,28 57,1455,9991,0075,7172,8867,1474,29

30

54,2852,8855,7174,2960,0055,71~2,8672,8645

74,2868,5785,72117,1461,4350,0052,8860,00

Panen II

15

110,00III ,43114,29102,86105,86110,00128,8681 ,43

30

160,00131 ,43181,43147,1462,8698,5782,8647,14

45

164,29248,58161,43187,14104,2980,00157,14104,29

Panen III15

250,00 245,71411,42294,29185,71252,86188,57191 ,43

30

412,86 652,86557,14552,86125,71188,57171,43214,29

45

531,43450,00562,86802,86202,86183,86288,57300,00

Keterangan

:15, 30,45 = jarak dan batang tanaman teh10,20

= kedalaman

I, II, III, IV = Ulangan •.Panen I= satu minggu setelah pemberian 32p

Panen II= satu minggu setelah panen I

Panen III= sa tu minggu setelah panen II

N00~

Distribusi akar tanaman teh pada berbagai jarak dan kedalaman (%). ~a'tI~.

10

20::I

rata-ratarata-rata~

IIIIIIV IIIIII.IV

Panen I15100,00105,27110,52167,65120,86139,48134,27123,69136,86133,58 K.K

30

100,0097,42102,63135,86135,86110,54102,6397,38 134,23111 ,20 =

45

136,85126,33157,90 215,81159,22113,1792,1197,42110,54103 ,3113,06%Panen II 15

100,00101,30103,9093,5199,6896,10100,00 117,1574,0396,82 K.K30

145,45119,48164,94133,76140,9157,1589,6175,3342,8566,24 =

45

149,35225,98146,75170,13173,0594,8172,73142,8594,81101,30 20,46%

Panen III 15100,0098,28164,57117,72120,1474,28 101,1475,4376,5781,86 K.K

30

165,14261,14 222,86 221,14 217,1550,2875,4368,5785,7270,0045

212,57180,00 225,14 321,14 234,7181,1473,54115,43120,0097,5323 ,26%

Keterangan

;15,30,45 = jarak dari batang tanaman teh10,20

= kedalaman

I, II, III, IV = UlanganPanen I= satu minggu setdah pemberian 32p

Panen II

= satu minggu setdah panen IPanen IO

= satu minggu setdah panen II.

NI[00 00 ."

, Dpm contoh daun teh dari sekeliling tanaman yang disuntik (8 pohon).'!

10

20

II

IIIIVIIIIIIIV

Panen I 15

64,28 50,0044,2948,5748,5754,2861,4362,68

30

58,57 55,7140,0050,0057,1467,1454,2945,71

45

48,57 ~ 1,4371,4354,2945,7144,7155,7151,43

Panen II

15

51,43 54,2955,7157,1452.8857,1450,0067,4030

58,5750,0064,2951 ,4352,8641,4364,2957,1445

65,71 58,5758,5767,1445,7151,4341,4241,43

Panen III15

65,71 84,29117,1495,7148,5788,5758,5760,00

30

80,00105,7168,5710 1,4371,4311 1,43100,0087,14

45

132,86108,5780,00118,5757,1458,5781,4375,71

Keterangan :

Nilai dpm berasal dari rata-rata dari 8 pohon (I gram).

Lampiran 4. Distribusi akar tanaman sekdiling tanaman teh yang diberi 32p.

10rata-ra ta

20rata -rataII

IIIIV 1IIIIIIV

Panen I15100,0077,8068,0178,0080,9575,5484,4294,32100,9088,80 K.K =

30

91,1186,6961 ,4380,2679,8788,90104,47 83,3273,38' 87,5216,42%45

75,5480,00 109,60187,14 88,07 .71,1268,9185,5382,5777,03Panen II 15

100,00112,40 106,04125,32llO,~,)4' 102,80 118,3295,17 147,26 115,26 K.K=30

113,87103,56 122,33' 112,79 113,14 102,8085,81122,33 125,3~ 109~745

127,80121,31III ,45 147,26 126,9688,87 106,8278,8290,84'91,26 12,1~%Panen 1II 15

100,00104,92 178,78 123,23126,7373,92 110,1989,3977,25"87,69 K:K =30

121,71131,55104,65130,58 122,12 108,67 138,70 152,64 112,21128,06 22,15%45

139,7472,75122,12152,70121,83 86,9§72,88 124,3797,5095,40"

,.;

..'.

.,N00\0

t-<

a."

~.'!'"

DISKUSI

HAMISSA :

What is the most active zone of the tea bush roots at which we may apply the Pmaterial to obtain the highest efficiency?

ELSJE L. SISWORO :

The most active zone of the bush roots according to the data obtained from thiswork would be at 45 cm distance and at 10 cm depth. This zone (45 x 10 cm)has already been recommended by Dr. M.lsa Darmawijaya to other tea plantationsas lone for placing fertilizers ..

SUC) RAHA YU :

I. Jarak tempat menyuntik lebih besar dari kanon, sarna, atau lebih kecil?

2. Kedalaman menyuntik lebih tinggi daripada ujung akar lebih efflsien.3. Umur teh berapa tahun?

ELSJE L. S~WORO :

I. Tempat penyuntikkan isotop sam,ei jarak 45 cm masih dalam kanoti pahonteh yang diperlakukan dengan 3 -Po Namun adalah sulit untuk menentukankanofi dari individu semak teh di lapangan, jadi yang dapat ditentukan adalahkanofi dari populasi semak teh dalam suatu kisaran tertentu.Apakah penyuntikan isotop tepat di ujung akar atau tidak agar terserap denganlebih baik tidak menjadi persoalan lagi bagi tanaman tahunan. Banyak penelititelah menemukan bahwa bagi tanaman tahunan maupun setahun akar tua arti­nya bukan ujung-ujung akar (roottips) mampu menyerap nutrisi dan air sarnabaiknya dengan ujung akar. --- .

3. Teh yang digunakan dalam pekeljaan ini ditanam pada tahun 1981/1982.

290