Potensi Alelopati Padi Rawa dalam Menghambat Pertumbuhan Gulma Echinochloa crus-galli (L.) Beauv. dan Monochoria vaginalis (Burm. F. Presi), serta Daya Hasilnya pada Kondisi Bergulma

Abstract

Gulma Echinochloa crus-galli dan Monochoria vaginalis merupakan pengganggu budidaya padi yang dapat menurunkan hasil. Penggunaan varietas padi yang memiliki alelopati menjadi alternatif pengendalian gulma tersebut secara ramah lingkungan. Padi rawa yang telah dilepas belum diketahui kemampuannya dalam menghambat pertumbuhan gulma, termasuk senyawa yang terkandung dalam varietas tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk (1) menganalisis senyawa alelokimia padi rawa, (2) mengetahui potensi alelopati padi rawa dalam menghambat pertumbuhan gulma E. crus-galli dan M. vaginalis, dan (3) mengetahui daya hasil padi rawa pada kondisi terdapat gulma E. crus-galli dan M. vaginalis. Penelitian dilaksanakan di rumah kaca Balai Besar Penelitian Tanaman Padi Sukamandi, lahan sawah di Desa Rancabango-Kecamatan Patokbeusi-Subang, Laboratorium Kesehatan Daerah Jakarta, dan Laboratorium Terpadu Universitas Diponegoro-Semarang pada bulan Februari 2020 sampai April 2021. Percobaan terdiri dari 3 tahap. Tahap pertama adalah mengidentifikasi senyawa alelokimia akar padi menggunakan Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) dan menganalisis senyawa asam ferulat, p-hidroksibensoat, dan p-kumarat pada akar dan tanah menggunakan High Performance Liquid Chromatography (HPLC). Tahap kedua adalah adalah pengujian potensi alelopati padi rawa dalam menghambat pertumbuhan gulma. Percobaan ini menggunakan dua metode yaitu pengujian ekstrak akar padi pada fase bibit gulma dan pengujian di lapang. Rancangan percobaan menggunakan split plot empat ulangan. Petak utama adalah jenis gulma (E. crus-galli dan M. vaginalis), sedangkan anak petak adalah 10 varietas padi rawa dan kontrol. Tahap ketiga adalah pengujian daya hasil padi rawa pada kondisi bergulma dengan menggunakan rancangan split plot empat ulangan. Petak utama adalah jenis gulma (tanpa gulma, E. crus-galli, M. vaginalis), sedangkan anak petak adalah 4 varietas padi rawa. Senyawa volatil yang teridentifikasi pada akar padi rawa berjumlah 88 senyawa dengan 9 senyawa dominan, yaitu hexadecanoic acid; 9,12-octadecadienoic acid; 4,22-stigmastadiene-3-one; cholest-4-ene-3,24-dione; 1-docosene; tricosane; gamma sitosterol; campesterol; dan stigmasterol. Senyawa golongan asam lemak dan steroid mendominasi pada semua varietas. Kesepuluh akar padi rawa juga mengandung dan melepaskan senyawa asam ferulat, p-hidroksibensoat, dan p-kumarat. Namun demikian, kandungan ketiga senyawa tersebut di tanah lebih rendah dari kandungan total di akar. Akar Inpara 3 mengandung asam ferulat dan p-kumarat tertinggi, sedangkan Inpara 2 mengandung p-hidroksibensoat tertinggi. Kandungan senyawa asam ferulat dan p-kumarat di tanah relatif hampir sama pada semua varietas, namun pada Inpara 6 mengandung senyawa p-hidroksibensoat yang lebih tinggi dibanding varietas lainnya. Senyawa asam ferulat dan p-hidroksibensoat merupakan alelokimia potensial yang dapat menghambat tinggi, jumlah anakan, dan berat kering gulma. Sepuluh varietas padi rawa mampu menghambat pertumbuhan gulma E. crus-galli dan M. vaginalis dengan tingkat aktivitas alelopati yang bervariasi. Inpara 4 menghambat pertumbuhan E. crus-galli tertinggi, sedangkan Inpara 3 menghambat tertinggi M. vaginalis. Inpara 3, Inpara 4, Inpara 7, dan Inpara 8 memiliki potensi alelopati menghambat pertumbuhan gulma lebih tinggi dari rata-rata dengan persentase penghambatan 24-27%. Gulma E. crus-galli dan M. vaginalis menyebabkan penurunan hasil gabah sebesar 15 dan 9%. Inpara 4 memiliki kemampuan menekan pertumbuhan gulma dan menghasilkan gabah tertinggi dengan rata-rata hasil 7,26 t ha-1. Kemampuan varietas menghasilkan anakan yang banyak di awal pertumbuhan, luas daun dan berat kering tanaman menjelang fase generatif akan mendukung kemampuannya untuk menekan gulma.

Echinochloa crus-galli and Monochoria vaginalis weeds are interferent of rice production that can reduce yields. The use of rice with allelopathy was an alternative to controlling weeds in an environmentally. The ability of swamp rice to inhibit weed growth is unknown, including compounds in these varieties. The objective of this research was (1) to analyze the allelochemical compounds in swamp rice, (2) to determine the allelopathic potential of swamp rice to inhibit the growth E. crus-galli dan M. vaginalis weeds, and (3) to determine the yield of swamp rice in the presence E. crus-galli and M. vaginalis weeds. The research was conducted in Indonesian Center for Rice Research (ICRR’s) greenhouse, the field at Rancabango Village-Patokbeusi District-Subang Regency, Regional Health Laboratory Jakarta, and Integrated Laboratory of Diponegoro University from February 2020 to April 2021. The experiment consisted of 3 experiments. The first experiment was to identify the allelochemical compounds in the roots using Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) and to analyzed ferulic, p-hydroxybenzoic, and p-coumaric acid compounds in the roots and soil using High-Performance Liquid Chromatography (HPLC). The second experiment was the allelopathic potential testing of swamp rice against weeds. This experiment used two methods, i.e testing of the rice root extract in the weed seedling phase and the field testing. The experimental design used a split plot with four replications. The main plot was a type of weeds (E. crus-galli and M. vaginalis), while the subplot was 10 swamp rice varieties and control. The third experiment was testing the yield of rice to inhibit growth weeds using a split plot design with four replications. The main plot was a type of weeds (weed-free, E. crus-galli, M. vaginalis), while the subplot was four swamp rice (Inpara 3, Inpara 4, Inpara 7, Inpara 8). The volatile compounds identified in the swamp rice roots were 88 compounds with 9 dominant compounds, i.e hexadecanoic acid; 9,12-octadecadienoic acid; 4,22-stigmastadiene-3-one; cholest-4-ene-3,24-dione; 1-docosene; tricosane; gamma sitosterol; campesterol; dan stigmasterol. The compounds of fatty acid and steroid dominated in all varieties. The ten roots of swamp rice also contained and released ferulic, p-hydroxybenzoic, and p-coumaric acid compounds. However, the content of these three compounds in the soil was lower than the total content in the roots. Inpara 3 roots contained the highest ferulic and p-coumaric acid, while Inpara 2 contained the highest p-hydroxybenzoic acid. The content of ferulic and p-coumaric acid in the soil was relatively similar in all varieties, but Inpara 6 contained higher p-hydroxybenzoic acid than other varieties. The ferulic acid and p-hydroxybenzoic acid were a potential allelochemical that could inhibit weed height, tillers, and dry weight. The ten swamp rice varieties were able to inhibit the growth of E. crus-galli and M. vaginalis weeds with a level of allelopathic activity varied. Inpara 4 inhibited the highest growth of E. crus-galli, meanwhile, Inpara 3 inhibited the highest of M. vaginalis. Inpara 3, Inpara 4, Inpara 7, and Inpara 8 had the allelopathic potential to inhibit weed growth higher with an inhibition percentage of 24-27%. E. crus-galli and M. vaginalis weeds decreased grain yield by 15 and 9%, respectively. Inpara 4 could suppress weed growth and produce the highest grain yield with an average of 7,26 t ha-1. The variety’s ability to produce many tillers at the early phase, leaf area, and dry weight before the generative phase supported its ability to suppressed weed growth.