KAJIAN FISIOLOGI TANAMAN KEDELAI PADA KONDISI CEKAMAN KEKERINGAN

PENDAHULUAN

Kedelai merupakan salah satu tanaman multiguna karena bisa digunakan sebagai pangan, pakan, maupun bahan baku industri pengolahan. Produksi kedelai Indonesia saat ini masih dalam tingkat yang belum dapat mengimbangi laju peningkatan kebutuhan kedelai sehingga Indonesia termasuk pengimpor kedelai yang cukup banyak.

Rendahnya produktivitas kedelai di Indonesia antara lain disebabkan oleh faktor alam, biotik, teknik budidaya serta fisiologi tanaman kedelai (Kristianingsih, 2004). Salah satu upaya peningkatan produksi adalah dengan perluasan areal tanam kedelai. Salah satu peluang peningkatan produksi tanaman pangan mendukung Ketahanan Pangan Nasional adalah pemanfaatan lahan kering. Di Indonesia terdapat sekitar 133.7 juta ha lahan kering yang tersebar di pulau-pulau utama di luar Jawa yaitu Sumatera, Kalimantan, Sulawesi dan Irian Jaya. Apabila diasumsikan hanya lahan dengan kemiringan <15% yang sesuai untuk pengembangan tanaman pangan, berarti sekitar 47.23 juta ha atau 35.3 % dari lahan kering yang tersedia untuk tanaman pangan. Namun demikian terdapat berbagai kendala dalam pemanfaatan lahan kering di Indonesia untuk tanaman pangan baik ditinjau dari aspek teknis maupun sosial ekonomi. Ciri utama yang menonjol di lahan kering adalah terbatasnya air, makin menurunnya produktifitas lahan, tingginya variabilitas kesuburan tanah dan macam spesies tanaman yang ditanam.

Umumnya petani lahan kering mengusahakan kedelai pada musim Marengan (MK-1), sehingga sering tanamannya mengalami kekeringan dan gangguan gulma. Menurut Virginia Soybean Update (2002), kekeringan merupakan faktor yang sangat mempengaruhi terhadap hasil tanaman kedelai serta kandungan hara tanah yang rendah dan pH yang tidak optimum. Lebih lanjut Chaniago et al., (2005) menyatakan bahwa kondisi cekaman kekeringan pada stadia vegetatif dapat menurunkan tinggi tanaman dan luas daun.

Cekaman kekeringan merupakan kondisi dimana kadar air tanah berada pada kondisi yang minimum untuk pertumbuhan dan produksi tanaman. Menurut Gardner (1991) pengaruh cekaman kekeringan pada stadi vegetatif dapat mengurangi laju pelebaran daun dan LAI pada tingkat perkembangan berikutnya. Cekaman air yang parah dapat menyebabkan penutupan stomata, yang mengurangi pengambilan karbondioksida dan produksi berat kering. Lebih lanjut Yasemin (2005) menyatakan bahwa selama terjadi cekaman kekeringan terjadi penurunan laju fotosintesis yang disebabkan oleh penutupan stomata dan terjadinya penurunan transport elektron dan kapasitas fosforilasi didalam kloroplas daun. Abayomi (2002) melaporkan bahwa pada tanaman tebu yang mengalami cekaman kekeringan terjadi penurunan pada pertumbuhan daun, laju penambahan luas daun, luas daun, dan indek luas daun. Menurut Borges (2005) pada stadia vegetatif tanaman kedelai yang mengalami cekaman kekeringan menunjukan pertumbuhan lambat dan daun sempit serta buku batang yang pendek sehingga penampilan tanaman akan kerdil dengan daun kecil, cepat berbunga, defisiensi unsur hara baik makro maupun mikro dan potensi hasil yang rendah.

Menururt Arif (1999) cekaman kekeringan pada tahap awal pembungaan menyebabkan menyebabkan berkurangnya hasil panen sampai 10 %. Pada tahap awal pembungaan dan awal pengisian polong akan terjadi kerontokan pada polong bagian bawah. Lebih lanjut Borges (2005) menjelaskan bahwa cekaman kekeringan pada waktu pembungaan menyebabkan kerontokan bunga, cekamam kekeringan pada stadia pembentukan polong akan menyebabkan jumlah polong yang terbentuk turun jumlahnya dan terjadi kerontokan, serta cekaman kekeringan pada stadia pengisian polong menyebabkan menurunnya jumlah polong isi dan ukuran biji.

Menurut Liu (2004) cekaman kekeringan mendorong perubahan konsentrasi ABA dalam tanaman sehingga berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan polong serta mendorong kerontokan polong dan menurunkan pembentukan polong sampai 40 persen serta menurunkan ukuran biji. Menurut Nabi (1989) cekaman kekeringan pada setiap stadia pertumbuhan tanaman kedelai dapat menurunkan hasil biji, tetapi pada stadi pembentukan polong dan pengisian polong merupakan stadi yang kritis terhadap cekaman kekeringan, hal ini karena pada stadia ini dapat menyebabkan penurunan jumlah polong dan biji per tanaman, bobot biji dan hasil. Arif (1999) menyatakan bahwa cekaman kekeringan pada tanaman kedelai sampai umur 45 hari dapat mengakibatkan turunnya produksi rata-rata sampai dengan 63 persen karena pada saat-saat itu merupakan masa kritis bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman kedelai. Variabel yang diamati yaitu luas daun, laju transpirasi, laju fotosintesis, lebar pembukaan stomata, jumlah klorofil. Data yang diperoleh dianalisa dengan menggunakan uji F. Apabila hasil uji menunjukan perbedaan yang nyata antar perlakuan maka dilanjutkan dengan Uiji Jarak Ganda Duncan (DMRT) pada taraf ketelitian 95% dan HSD 5%.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Luas Daun.

 Hasil penelitian menunjukkan bahwa luas daun dipengaruhi oleh interaksi cekaman kekeringan dan populasi awal gulma teki. Rerata luas daun tertinggi dicapai pada kondisi kapasitas lapang tanpa gulma dengan rerata 47,62 cm2. Luas daun tanaman kedelai mulai menurun pada kadar air 60% kapasitas lapang dan populasi awal gulma 5 umbi per polibag dengan rerata 30,62 cm2.

Hal tersebut berarti rerata luas daun tanaman kedelai menurun sebesar 35.7% pada tanaman kedelai yang mengalami cekaman kekeringan dengan kadar air 60% kapasitas lapang dan populasi awal gulma teki 5 umbi per polibag dibanding pada kondisi kapasitas lapang tanpa gulma. Luas daun terus menurun dengan meningkatnya taraf cekaman kekeringan dan populasi awal gulma teki.

Lebar Bukaan Stomata.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa lebar pembukaan stomata semakin kecil seiring penambahan taraf cekaman kekeringan, yaitu dari kadar air kapasitas lapang, 60% kapasitas lapang dan paling rendah dicapai pada 40% kapasitas lapang dengan rerata masing-masing 5,13 mμ, 3,43 mμ dan 1,2 mμ Kadar air 60% dan 40% kapasitas lapang dapat menurunkan lebar pembukaan stomata masing-masing sebesar 33,14% dan 76,61%.

Tabel 2. Pengaruh Stress Kekeringan dan Kerapatan Gulma Teki terhadap Lebar Bukaan Stomata Tanaman Kedelai (m),

Ket: Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata menurut uji HSD 5%, (-) : tidak ada interaksi

Tabel 2. menunjukkan bahwa kepadatan awal populasi gulma teki berpengaruh nyata terhadap lebar pembukaan stomata tanaman kedelai. Lebar pembukaan stomata terlebar diperoleh pada populasi awal gulma teki 0 umbi per polibag dengan rerata 4,55 mμ, sedangkan pada kepadatan populasi awal gulma teki 5, 10, 15 dan 20 umbi per polibag berturut-turut adalah 3,77 mμ, 3,77 mμ, 2,61 mμ dan 1,55 mμ (Tabel 2). Kepadatan populasi awal gulma teki 5, 10, 15 dan 20 umbi per polibag dapat mengurangi lebar pembukaan stomata berturut-turut 17,14%, 17,14%, 42,64% dan 65,93% dibanding tanaman kedelai tanpa gulma teki.

Laju Transpirasi.

Berdasarkan hasil uji varian, cekaman kekeringan berpengaruh nyata terhadap laju transpirasi tanaman  kedelai. Rerata laju transpirasi tanaman kedelai pada tanaman kedelai yang tumbuh pada kondisi kadar air kapasitas 34 lapang mencapai 5,93 μmol/m2/s, sedangkan pada kadar air 60% kapasitas lapang menurun 10,46% dengan rerata 5,31 μmol/m2/s dan pada kadar air 40% kapasitas lapang menurun 34,91% dengan rerata 3,86 μmol/m2/s.

Tabel 3. Pengaruh Stress Kekeringan terhadap Laju Transpirasi Tanaman Kedelai μmol/m2/s,

Kandungan Klorofil Daun.

                Berdasarkan hasil uji varian, cekaman kekeringan berpengaruh nyata terhadap kandungan klorofil tanaman kedelai. Tanaman kedelai yang tumbuh pada kondisi kadar air kapasitas lapang kandungan klorofil daun 300,04 mg/g, sedangkan pada kadar air 60% dan 40% kapasitas lapang menpunyai rerata berturut-turut 296,24 mg/g dan 250,61 mg/g. Cekaman kekeringan dapat menurunkan kandungan klorofil dengan rerata 7,73% pada kadar air 60% kapasitas lapang dan 11,25% pada kadar air 40% kapasitas lapang dibanding pada kondisi kapasitas lapang.

Tabel 4. Pengaruh Stress Kekeringan terhadap Kandungan Klorofil Daun (mg/g)

                                                                                                                   

KESIMPULAN

Cekaman kekeringan dengan kadar air 60% kapasitas lapang sudah menurunkan lebar pembukaan stomata sebesar 33,14%, 10,46% laju transpirasi, 7,73% jumlah klorofil. Interaksi antara cekaman kekeringan dengan kadar air 60% kapasitas lapang dan laju fotosintesis 20,41%.

DAFTAR PUSTAKA

Abayomi, Y.A. 2002. Sugarbeet Leaf Growth and Yield Response to Soil Water Deficit. African Crop Science Journal 10(1).

Arif, R.S. 1999. Respon Morfologi Beberapa Galur dan Varietas Kedelai untuk Mengatasi Cekaman Kekeringan. Skripsi. Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto. 38pp.

Borges, R. 2005. Crops-Soybean. . www.blackwell.com . (on-line). Diakses 10 Maret 2006.

Chaniago, I., A. Taji. And R. Jessop. Assesment of Allelophatic Interaction Soybean and Amaranthus powellii and Cyperus rotundus using in Vitro System. www.blackwell.com . (on-line). Diakses 10 Maret 2006.

Gardner, F.P., R.B. Pearce, R.L. Mitchel. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. Penerbit UI Press, Jakarta. 428p.

Inawati, L. 2000. Pengaruh Jenis Gulma terhadap Pertumbuhan, Pembentukan Bintil Akar dan Produksi Kedelai. Skripsi. Fakultas Pertanian IPB, Bogor. 34p.

Virginia Soybean Update. 2002. Managing Soybean UnderDrought Stress. (on line). www.vaes.vt.edu/tidewater/soybean. Diakses 10 Maret 2006.

Yasemin. 2005. The Effect of Drought on Plant and Tolerance Mechanisms. G.U. Journal of Science 18 (4) : 723 – 740.