Respon Aparatus Fotosintetik Tanaman Kedelai Terkait Toleransi Terhadap Intensitas Cahaya Rendah

Abstract

Penanaman kedelai di bawah tegakan tanaman perkebunan mempunyai peluang besar untuk dikembangkan. Dalam pengembangan kedelai di bawah tegakan tanaman perkebunan, intensitas cahaya yang rendah akibat penaungan tanaman pokok menjadi faktor pembatas utama. Penurunan intensitas cahaya akan mengakibatkan penurunan hasil polong dan biji kedelai. Informasi mengenai respon aparatus fotosintesis yang mempengaruhi tingkat toleransi terhadap naungan diharapkan dapat memperdalam pemahaman mengenai mekanisme adaptasi tanaman kedelai terhadap naungan. Aparatus fotosintesis diantaranya yaitu daun, kloroplas dan klorofil, merupakan bagian utama tanaman yang merespon perubahan kondisi cahaya. Perubahan respon aparatus fotosintesis sebagai tanggap tanaman dalam mengatasi kondisi cekaman berperan penting dalam kemampuan tanaman untuk tumbuh dan berproduksi pada lingkungan ternaungi. Oleh karena itu, penelitian ini difokuskan pada analisis karakter morfologi-anatomi daun, kloroplas serta hubungannya dengan karakter fisiologis fotosintesis pada 3 galur harapan toleran ICR (CG30-10, CG76-10, dan SC54-1) dan pada tetua toleran Ceneng, serta tetua peka Godek. Penelitian ini terdiri atas tiga percobaan penelitian yaitu: (1) Studi tingkat toleransi tanaman kedelai terhadap intensitas cahaya rendah berdasarkan uji cepat ruang gelap, (2) Karakteristik morfologi-anatomi daun dan struktur kloroplas tanaman kedelai pada kondisi intensitas cahaya rendah, dan (3) Karakteristik fotosintesis tanaman kedelai pada kondisi intensitas cahaya rendah. Percobaan pertama dilakukan untuk mengetahui tingkat toleransi tanaman kedelai terhadap ICR secara cepat dengan menggunakan metode uji cepat ruang gelap. Hasil penelitian pada percobaan pertama akan dibandingkan dengan hasil penelitian pada percobaan kedua dan ketiga. Percobaan yang kedua dilakukan dengan fokus pada pengamatan karakter morfologi-anatomi daun, kandungan pigmen daun, dan struktur kloroplas tanaman. Peubah atau karakter yang diamati pada percobaan kedua terkait dengan mekanisme penangkapan cahaya pada kondisi ICR. Sedangkan percobaan ketiga, pengamatan difokuskan pada karakter fisiologis proses fotosintesis tanaman yang terkait dengan mekanisme efisiensi penggunaan cahaya pada kondisi ICR. Penelitian pertama merupakan percobaan faktor tunggal yang disusun dengan menggunakan Rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT) perlakuan ruang gelap dengan genotipe kedelai sebagai taraf perlakuannya. Genotipe yang diuji yaitu: 1) Godek; 2) Ceneng; 3) CG30-10; 4) CG76-10; dan 5) SC54-1. Perlakuan uji cepat ruang gelap dilakukan dengan menggunakan ruang gelap total. Pemberian perlakuan gelap total dilakukan sampai tanaman mengalami kematian. Tingkat toleransi tanaman ditentukan berdasarkan persentase hidup tanaman, intensitas kehijuan daun dengan menggunakan SPAD 502, dan skoring vigor tanaman. Pada penelitian kedua dan ketiga, percobaan disusun menggunakan Rancangan Split Plot dengan anak petak tersarang pada petak utama. Sebagai petak utama yaitu perlakuan naungan 0% dan 55%, sedangkan anak petak yaitu genotipe kedelai yang terdiri dari 5 taraf yaitu Godek, Ceneng, CG301-10, CG76- 10 dan SC54-1. Penelitian kedua difokuskan pada pengamatan morfo-fisiologi dan anatomi daun serta struktur kloroplas sedangkan pada penelitian ketiga difokuskan pada pengamatan karakter fisiologi fotosintetik dengan menggunakan LI-COR model LI-6400. Hasil penelitian menunjukkan bahwa karakter apparatus fotosintesis diantaranya klorofil, kloroplas dan daun tanaman dapat digunakan untuk menentukan tingkat toleransi tanaman terhadap ICR melalui karakter morfologi, fisiologi, anatomi dan karakter fotosintesisnya. Tingkat toleransi tanaman terhadap ICR berdasarkan uji cepat ruang gelap yaitu genotipe yang toleran ICR yakni CG30-10, Ceneng, dan SC54-1 sedangkan genotipe peka ICR yakni CG76- 10 dan Godek. Tingkat toleransi ditentukan berdasarkan persentase hidup, intensitas kehijauan daun dan vigor tanaman yang lebih tinggi pada hari ke-6 dan ke-9 perlakuan gelap. Tanaman kedelai beradaptasi pada kondisi cekaman ICR melalui mekanisme penghindaran yaitu dengan meningkatkan efisiensi penangkapan cahaya. Efisiensi penangkapan cahaya yang dilakukan tanaman kedelai yang toleran ICR (CG30-10, Ceneng dan SC54-1) yaitu dengan peningkatan luas daun trifoliat, daun lebih tipis, panjang lapisan palisade yang lebih pendek, rasio klorofil a/b yang lebih rendah, serta mempunyai perkembangan grana yang lebih baik dengan tingkat kerusakan/ degradasi membran tilakoid kloroplas yang lebih rendah pada kondisi naungan 55%. Sedangkan mekanisme toleran dilakukan dengan tujuan untuk meningkatkan efisiensi penggunaan cahaya. Genotipe kedelai yang toleran terhadap ICR (Ceneng, CG30-10 dan SC54-1) mempunyai kemampuan untuk mempertahankan laju fotosintesis agar tidak mengalami penurunan yang besar, mempunyai kemampuan menurunkan tingkat respirasi gelap (Rd) yang lebih tinggi, dan mempunyai nilai titik kompensasi cahaya (LCP) yang rendah. Urutan tingkat toleransi tanaman terhadap ICR dari yang lebih toleran sampai yang paling peka yaitu CG30-10, Ceneng, SC54-1, CG7610 dan Godek.