Adaptasi Jintan Hitam (Nigella sativa L.) dan Produksi Timokuinon dan Timol Biji di Tiga Ketinggian Wilayah Tropika Indonesia

Abstract

Jintan hitam (Nigella sativa L.) merupakan tanaman aromatik semusim yang menghendaki lingkungan tumbuh dengan rata-rata suhu di bawah 20 oC dan curah hujan rendah. Pengembangannya di wilayah tropika Indonesia masih sangat terbatas karena terkendala oleh faktor iklim khususnya suhu. Suhu adalah salah satu faktor iklim yang mempengaruhi laju pertumbuhan dan proses metabolisme tanaman. Pengaruh ini dapat dilihat melalui laju perkembangan tanaman termasuk perkecambahan, pembentukan daun, dan pembentukkan organ reproduksi. Pada suhu yang lebih tinggi dari suhu optimal kardinal, aktivitas fisiologi tanaman akan terganggu karena inaktivasi beberapa enzim dan protein. Paparan suhu tinggi dapat menginduksi akumulasi senyawa oksigen reaktif (ROS) pada tanaman dan hal ini akan menyebabkan terjadinya cekaman oksidatif. ROS yang dihasilkan pada kondisi cekaman akan menyebabkan terjadinya proses lipid peroksidasi dan inaktivasi enzim. Malondialdehid (MDA) merupakan produk akhir dari lipid peroksidasi yang digunakan sebagai indikator cekaman oksidatif. Adanya perbedaan suhu udara pada lingkungan tumbuh jintan hitam diduga memiliki hubungan antara kandungan MDA yang terbentuk dengan produksi senyawa bioaktif tanaman. Kajian pertumbuhan dan produksi beberapa aksesi jintan hitam di tiga wilayah ketinggian dapat menjadi informasi awal untuk pengembangan budidaya jintan hitam di wilayah tropika Indonesia. Tujuan umum penelitian ini adalah untuk memperoleh pengetahuan tentang pertumbuhan jintan hitam dan produksi senyawa bioaktif timokuinon dan timol biji di wilayah tropika Indonesia. Percobaan pendahuluan dilakukan untuk menentukan benih jintan hitam yang digunakan sebagai materi penelitian. Pemilihan dilakukan untuk mendapatkan dua aksesi dari lima aksesi yang ada berdasarkan nilai persentase perkecambahan. Tujuan khusus penelitian adalah (1) menganalisis peran seed priming (hydropriming dan phytohormon priming) pada proses perkecambahan benih jintan hitam aksesi India dan Kuwait melalui pembentukan MDA; (2) mempelajari pertumbuhan, produksi biji dan bioaktif biji (timokuinon dan timol) jintan hitam aksesi India dan Kuwait di wilayah tropika Indonesia pada musim kemarau dan musim hujan; (3) mempelajari pengaruh aplikasi pupuk guano terhadap produksi biji dan bioaktif biji (timokuinon dan timol) jintan hitam aksesi India dan Kuwait pada dataran tinggi. Percobaan pertama dilaksanakan di Laboratorium Seed Storage & Seed Quality Testing, Departemen Agronomi dan Hortikultura pada bulan November sampai dengan Desember 2015. Percobaan ke-dua dilaksanakan bulan Juni sampai dengan Oktober 2015 untuk musim kemarau dan bulan Februari sampai dengan Juni 2016 untuk musim hujan di tiga wilayah ketinggian, yaitu dataran rendah di Kebun Percobaan IPB Leuwikopo, Dramaga (220 mdpl); dataran menengah di Kebun Percobaan IPB Sukamantri, Ciapus (560 mdpl); dan dataran tinggi di Kebun Tanaman Obat Sari Alam, Ciwidey, Bandung (1,280 mdpl). Percobaan ke-tiga dilaksanakan pada bulan Juli sampai dengan Oktober 2016 di dataran tinggi di Kebun Tanaman Obat Sari Alam, Ciwidey-Bandung. Analisis peubah dilakukan di Laboratorium Molecular Marker and Spectrophotometry, dan Microtechnique, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian’ Laboratorium Biokimia dan Laboratorium Kimia Pangan, Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB. Hasil yang diperoleh adalah bahwa teknik hidropriming yang dilanjutkan dengan aplikasi GA3 memiliki peran positif dalam menurunkan kadar MDA pada proses perkecambahan benih jintan hitam. Penurunan kadar MDA secara konsisten dan terbesar diperoleh dengan perlakuan hidropriming selama 12 jam yang diikuti dengan aplikasi GA3 dan memberikan penurunan kadar MDA sebesar 67.6% pada kecambah jintan hitam aksesi Kuwait umur 10 MST dan sebesar hingga 71.4% pada kecambah jintan hitam aksesi India. Pertumbuhan dan produksi jintan hitam aksesi India dan Kuwait di wilayah tropika Indonesia terbaik di wilayah dataran tinggi. Kadar timokuinon tertinggi pada musim kemarau dihasilkan oleh aksesi Kuwait yang ditanam pada dataran menengah dan dataran tinggi (3,267.74 dan 2,745.54 mg kg-1), dan kadar timol tertinggi dihasilkan oleh aksesi India pada dataran tinggi (157.63 mg kg-1); sedangkan pada musim hujan, kadar timokuinon tertinggi dihasilkan oleh aksesi India pada dataran rendah dan dataran tinggi (2,486.40 and 3,279.83 mg kg-1), dan kadar timol tertinggi dihasilkan oleh aksesi India yang ditanam di dataran tinggi (399.93 mg kg-1). Selain itu, data juga memperlihatkan bahwa kadar MDA pada dataran rendah (220 mdpl) dan menengah (560 mdpl) lebih tinggi dibandingkan dengan kadar MDA pada dataran tinggi (1,280 mdpl) pada kedua musim. Pada musim hujan biosintesis timol meningkatkan kadar timokuinon aksesi India, dan menurunkan kadar timokuinon aksesi Kuwait. Hubungan timokuinon, timol dan MDA terlihat lebih kuat pada musim hujan. Penggunaan pupuk guano sebagai upaya peningkatan produksi biji aksesi India dan Kuwait direkomendasikan pada dosis 6 g per tanaman, sedangkan penggunaan guano sebagai upaya peningkatan kadar bahan bioaktif timokuinon aksesi India disarankan pada dosis 2.25 g per polibag. Peningkatan kadar bioaktif timokuinon dan timol aksesi Kuwait disarankan pada dosis 3.75 dan 2.5 g per polibag. Secara umum, untuk menghasilkan produksi bioaktif timokuinon dan timol terbaik di wilayah dataran tinggi tropika Indonesia adalah dengan menanam jintan hitam aksesi Kuwait dengan aplikasi pupuk guano pada dosis 4-6 g per tanaman. Disarankan untuk dilakukan penelitian lanjut untuk memperoleh teknik budidaya jintan hitam yang spesifik lokasi masing-masing ketinggian. Hal ini berhubungan dengan upaya untuk meningkatkan kualitas pertumbuhan tanaman dan untuk menentukan ketepatan waktu panen yang secara langsung berkaitan dengan kualitas senyawa bioaktif tanaman.