Morfofisiologi dan hasil berbagai provenan jarak pagar (Jatropha curcas L.) pada cekaman kekeringan dan asosiasinya dengan fungi mikoriza arbuskular

Abstract

Jarak pagar diharapkan dapat dibudidayakan di lahan marginal yang ketersediaan airnya terbatas. Oleh karena itu perlu dipelajari provenan jarak pagar yang mampu berproduksi optimal, bentuk mekanisme morfologi dan fisiologi tanaman ketika tercekam kekeringan, serta potensi Fungi Mikoriza Arbuskular (FMA) untuk mendukung produksi jarak pagar di lahan yang mengalami cekaman kekeringan. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi tanaman jarak pagar yang memiliki keunggulan toleransi dan hasil pada kondisi tercekam kekeringan dan hubungannya dengan FMA. Guna mencapai tujuan tersebut, telah dilakukan empat percobaan. Percobaan pertama yaitu pengujian potensi FMA indigenous pada 2 ekosistem tempat penanaman jarak pagar yaitu ekosistem kebun (lahan dimana tanaman jarak pagar ditanam berdekatan dengan tanaman lain misalnya jagung, ubi, kacang), dan ekosistem alami (lahan dimana tanaman jarak pagar tumbuh sendiri secara alami). Percobaan ke-dua adalah uji toleransi 4 provenan jarak pagar (Palu, NTB, IP-1A, dan IP-1P) pada tanah dengan kadar air 80, 60, dan 40 % kapasitas lapang, terutama untuk menentukan provenan yang cocok tumbuh pada lahan kering beriklim kering. Percobaan ke-tiga yaitu uji efektifitas FMA (tanpa FMA, Glomus sp-1p, Acaulospora sp-1p, Glomus sp-1p + Acaulospora sp-1p) dengan 4 provenan jarak pagar (Palu, NTB, IP-1A, dan IP-1P) pada kadar air tanah 80 dan 40 % kapsitas lapang. Percobaan ke-empat adalah studi morfofisiologi dan produksi 4 provenan jarak pagar yang diperlakukan dengan 2 jenis FMA yaitu tanpa diberi FMA dan diberi isolat FMA Glomus sp-1p dicampur dengan Acaulospora sp-1p, yang dilakukan pada lahan kering di Palu. Percobaan pertama dilaksanakan di rumah kaca dan Laboratorium Silvikultur, Fakultas Kehutanan, IPB dari bulan November 2007 sampai Agustus 2008. Bahan utama adalah tanah sampel dan akar tanaman yang mengandung mikoriza yang diambil dari daerah perakaran tanaman jarak pagar yang ditanam pada ekosistem kebun (lahan dimana tanaman jarak ditanam berdekatan dengan tanaman petani lain misalnya; jagung, ubi, kacang dan lain lain), dan ekosistem alami (lahan dimana tanaman jarak pagar tumbuh sendiri secara alami), di Desa Poboya, Kota Palu, Propinsi Sulawesi Tengah. Isolasi spora FMA dengan menggunakan teknik tuang-saring dan dilanjutkan dengan teknik sentrifugasi. Potensi propagul FMA diduga menurut teknik Most Probable Number (MPN). Pemerangkapan F MA mengikuti metode Brundrett. Pewarnaan akar dengan teknik pewarnaan Koramanik dan McGraw. Identifikasi spora dilakukan menurut metode Schenck dan Perez dan Brundrett. Pengamatan dilakukan terhadap MPN dan jenis spora dari masing-masing ekosistem asal tanah sampel. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tanah yang berasal dari ekosistem kebun mengandung jumlah propagul infektif sebesar 1117 organisme/g tanah dan spesies spora FMA 7 spesies, lebih banyak dibanding tanah yang berasal dari ekosistem alami yang masing-masing adalah 711organisme/g tanah dan 4 spesies spora FMA. Tanah kedua ekosistem tersebut didominasi oleh spesies mikoriza Glomus sp. Percobaan ke-dua dilaksanakan di rumah kaca Laboratorium Silvikultur, Fakultas Kehutanan, IPB pada bulan September - Desember 2007. Bahan utama provenan Palu, NTB, IP-1A, IP-1P. Percobaan dilaksanakan dengan menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) faktorial, dua faktor perlakuan dan tiga ulangan. Faktor pertama ialah provenan jarak pagar terdiri atas Palu, NTB, IP-1A, dan IP-1P. Faktor ke-dua ialah tingkat cekaman kekeringan terdiri atas: 80, 60, dan 40% kapasitas lapang. Satuan percobaan terdiri atas 2 tanaman yang masing-masing tanaman ditanam pada ember ukuran volume 7 l (5.5 kg bobot tanah kering mutlak). Karakter morfologi yang diamati pada akhir percobaan (12 MST) adalah bobot kering dan panjang akar, bobot kering tajuk, ratio bobot tajuk akar. Karakter fisiologi yang diamati pada akhir percobaan (12 MST) adalah kandungan air relatif daun, kebutuhan air tanaman, efisiensi penggunaan air (EPA), kandungan prolin di daun, kerapatan stomata daun bagian atas dan bawah, dan kerapatan stomata terbuka dan tertutup. Selanjutnya batas ambang (threshold) kadar air yang menyebabkan cekaman kekeringan ditentukan berdasarkan kadar air yang menyebabkan persentase penurunan biomas (bobot kering tanaman) jika dibandingkan dengan perlakuan 80% kadar air tersedia. Penentuan taraf toleransi tanaman terhadap cekaman kekeringan mengacu pada metode Sufyati, sedangkan untuk menentukan provenan toleran dan peka kekeringan adalah dengan menggunakan uji indeks sensitivitas. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan cekaman kekeringan sampai pada kadar air tanah 40 % menurunkan ukuran diameter batang (31.4%), panjang akar (31.94%), luas daun (72.7%), menurunkan berat kering tanaman (74.8%), kandungan air relatif daun, kebutuhan air tanaman, efisiensi penggunaan air tanaman, jumlah stomata terbuka dan tertutup, jumlah total stomata daun, akan tetapi meningkatkan kandungan prolin di daun jarak pagar (84.5%). Provenan IP-1A, NTB dan Palu cocok ditanam pada lahan kering beriklim agak kering sampai kering, sedangkan IP-1P cocok ditanam pada lahan kering beriklim basah. Percobaan ke-tiga dilaksanakan di rumah plastik di Kota Palu, Propinsi Sulawesi Tengah, pada bulan Oktober 2008 sampai Januari 2009. Bahan utama yang digunakan adalah tanah asal lokasi penanaman jarak pagar (Desa Poboya) di Kota Palu, Propinsi Sulawesi Tengah, inokulum FMA indigenous hasil percobaan 1, benih jarak pagar Palu, NTB, IP-1A (toleran kekeringan), dan IP-1P (peka kekeringan) hasil percobaan 2. Percobaan menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) faktorial, tiga faktor perlakuan dan tiga ulangan. Faktor pertama ialah provenan jarak pagar, terdiri atas Palu, NTB, IP-1A, dan IP-1P. Faktor ke-dua ialah jenis FMA, terdiri atas tanpa FMA, FMA Glomus sp-1p, FMA Acaulospora sp-1p, FMA Glomus sp-1p + Acaulospora sp-1p. Faktor ketiga ialah tingkat cekaman kekeringan, terdiri atas 80 dan 40% KL. Setiap satuan percobaan terdiri atas 2 tanaman, dengan satuan percobaan adalah polybag dengan ukuran 25 cm x 30 cm yang diisi dengan 2.5 kg bobot tanah kering mutlak. Hasil pada penelitian ke-tiga memberikan gambaran bahwa pemberian FMA pada tanaman jarak pagar IP-1P yang peka terhadap cekaman kekeringan memperbaiki pertumbuhan dibandingkan jika tidak menggunakan FMA. Pemberian campuran Glomus sp-p1 dan Acaulospora sp- p1 lebih efektif dibandingkan dengan FMA tunggal pada kondisi cekaman kekeringan dengan kadar air 40 % kapasitas lapang. Percobaan ke-empat dilaksanakan di lapangan tempat pengembangan jarak pagar di daerah kota Palu, di Sulawesi Tengah. Percobaan ini dilaksanakan pada bulan Oktober 2008 sampai Oktober 2009. Bahan utama yang digunakan adalah inokulum FMA isolat campuran Glomus sp-1p. dan Acaulospora sp-1p dan benih jarak pagar provenan Palu, NTB, IP-1A dan IP-1P. Percobaan menggunakan RAK faktorial, dua faktor perlakuan dan 3 ulangan. Faktor pertama ialah provenan jarak pagar, terdiri atas Palu, NTB, IP-1A dan IP-1P. Faktor ke-dua ialah spesies FMA terdiri atas tanpa FMA dan FMA indigenous campuran Glomus sp-1p dan Acaulospora sp-1p. Setiap satuan percobaan terdiri atas 6 tanaman. Satuan percobaan adalah petak percobaan 4 m x 6 m, luas petak percobaan keseluruhan adalah 576 m2. Jarak tanam yang digunakan untuk tanaman jarak pagar adalah 2 m x 2 m. Penanaman dilakukan di lapangan dengan menggunakan bibit yang telah berumur 3 bulan. Pengamatan dilakukan terhadap derajat infeksi akar, karakter morfologi (tinggi tanaman saat panen, luas daun, jumlah daun, bobot kering akar, bobot kering tajuk, bobot basah daun, bobot basah akar), karakter fisiologi (prolin, dan KAR daun, persentase kandungan minyak biji, dan kandungan minyak biji per hektar), dan komponen hasil (persentase minyak biji kering, bobot biji kering per hektar, dan bobot minyak biji kering per hektar). Penelitian menunjukkan bahwa simbiosis dengan FMA menambah kemampuan adaptasi tanaman pada kondisi tercekam kekeringan yang ditunjukkan oleh semakin meningkatnya kemampuan tanaman dalam meningkatkan organ vegetatif, kadar air relatif daun, dan organ generatif, serta kandungan minyak biji, dan hasil minyak biji, akan tetapi menurunkan kadar prolin di daun. Tanaman yang diberi FMA mempunyai produksi biji kering dan minyak tertinggi, berturut-turut adalah 92.9 kg biji/ha dan 30.7 kg minyak/ha, pada tanaman umur 1 tahun. Provenan IP-1A menghasilkan 81 kg/ha biji dan 26.8 kg minyak/ha, tertinggi dibanding provenan lainnya.

A series of experiments were conducted to determine physic nut provenance productivity, morphological and physiological mechanisms of plants under drought conditions, potency of Arbuscular Mycorrhizae Fungi (AMF) and its association with physic nut in production under drought condition.