Karakteristik Morfofisiologi dan Mekanisme Adaptasi Berbagai Tipe Tanaman Padi (Oryza sativa L.) Hemat Air dan Toleran Kekeringan.

Abstract

Pertumbuhan dan perkembangan tanaman padi sangat bergantung pada ketersediaan air selama fase pertumbuhannya. Kekurangan air dapat mengganggu semua proses metabolisme tanaman sehingga berdampak pada hambatan pertumbuhan tanaman, perkembangan tanaman dan penurunan hasil panen. Upaya bertahan terhadap cekaman kekeringan dilakukan tanaman melalui beberapa mekanisme diantaranya keluar (escape), menghindar (avoidance), toleran (tolerance) dan pemulihan (recovery). Pemberian air yang efisien pada tanaman harus mengacu pada kebutuhan tanaman tersebut. Kebutuhan air tanaman padi didasarkan pada tingkat konsumsi air selama satu musim hidupnya. Analisis konsumsi air selanjutnya digunakan untuk menghitung efisiensi penggunaan air (EPA) pada tanaman padi. EPA dihitung dari bobot gabah bernas yang dihasilkan dibandingkan dengan jumlah air yang dikonsumsi pada satu musim tanaman padi. Penelitian ini bertujuan mengkaji hubungan karakter morfofisiologi, komponen hasil, hasil, konsumsi air dan efisiensi penggunaan air beberapa tipe padi di dua musim tanam, selanjutnya mengevaluasi toleransi beberapa tipe padi terhadap cekaman kekeringan di lapangan. Tujuan terakhir dari penelitian ini adalah mengetahui bagaimana mekanisme adaptasi beberapa tipe tanaman padi yang terindikasi hemat air dan toleran kekeringan tersebut. Penelitian tahap ke-1 bertujuan mendapatkan informasi keragaan karakter morfologi, fisiologi, komponen hasil dan hasil beberapa tipe padi yang memiliki perbedaan tingkat konsumsi air dan efisiensi penggunaan air di dua musim (musim hujan dan musim kemarau). Penelitian dilaksanakan pada bulan Januari sampai November 2018. Penelitian musim hujan dari bulan Januari sampai April 2018, selanjutnya penelitian musim kemarau Juli sampai Oktober 2018. Peubah pada percobaan pertama yaitu morfologi, fisiologi, komponen hasil, hasil, konsumsi air dan efisiensi penggunaan air. Hasil penelitian menunjukkan bahwa varietas Mentik Wangi memiliki konsumsi air terbanyak sebesar 22.67 liter per rumpun pada musim hujan dan 25.33 liter per rumpun pada musim kemarau. Varietas IPB 9 G dan Jatiluhur memiliki efisiensi penggunaan air tertinggi yaitu masing-masing 2.28 g/L dan 2.24 g/L pada musim hujan kemudian 2.35 g/L dan 2.26 g/L pada musim kemarau. Jatiluhur dan IPB 9 G memiliki kesamaan karakteristik morfologi yakni panjang akar, bobot akar, panjang daun dan lebar, dan jumlah gabah per malai yang tinggi dibandingkan varietas lainnya. Selanjutnya Jatiluhur dan IPB 9 G memiliki kesamaan pada karakter fisiologis yakni laju fotosintesis yang tinggi dan transpirasi yang rendah. Varietas yang memiliki efisiensi penggunaan air yang tinggi berpotensi untuk dikembangkan menjadi varietas yang toleran terhadap kondisi air yang terbatas. Penelitian tahap ke-2 bertujuan untuk mengevaluasi respon terhadap cekaman kekeringan beberapa tipe padi yang telah diuji pada penelitian pertama di lapangan dengan tipe iklim E. Penelitian dilaksanakan di kebun percobaan Muneng, Desa Muneng Kidul, Kabupaten Probolinggo, Provinsi Jawa Timur. Rancangan yang digunakan adalah rancangan petak terbagi, terdiri atas 2 faktor 4 ulangan. Faktor petak utama adalah cekaman kekeringan pada beberapa fase tumbuh yaitu cekaman kekeringan fase vegetatif (Dv), kekeringan fase reproduktif (Dr), kekeringan fase generatif (Dg) dan kontrol (Dc). Faktor anak petak adalah varietas, terdiri atas delapan varietas yaitu Jatiluhur, IPB 3S, IPB 9G, Hipa 19, Mentik Wangi, Ciherang, Inpari 17 dan Mekongga. Terdapat 32 kombinasi perlakuan diulang 4 kali, 128 satuan percobaan. Peubah pada percobaan kedua yaitu morfologi, produksi, skor pengulungan daun pada saat terjadi cekaman kekeringan, indeks sensitivitas kekeringan, efisiensi penggunaan air dan fisiologi. Hasil percobaan menunjukkan bahwa Jatiluhur dan IPB 9G memiliki tingkat toleransi kekeringan dan efisiensi penggunaan air yang lebih baik dibandingkan dengan IPB 3S, Ciherang, Mekongga, Inpari 17, Hipa 19 dan Mentik Wangi. Toleransi padi terhadap cekaman kekeringan memiliki korelasi dengan tingkat efisiensi penggunaan air di tiga fase tumbuh yaitu fase vegetatif, fase reproduktif dan fase generatif. Karakter fisiologi yakni prolin, malondialdehid, fotosintesis, transpirasi, potensial air daun, kehijauan daun dan klorofil total dapat menggambarkan mekanisme fisiologis respon varietas toleran terhadap cekaman kekeringan di lapangan. Penelitian tahap ke-3 bertujuan untuk mempelajari karakter morfofisiologi dan mekanisme adaptasi yang dapat menjelaskan tingkat konsumsi dan efisiensi penggunaan air serta toleransi tanaman padi terhadap cekaman kekeringan di rumah kaca, mulai Juni hingga Desember 2019. Penelitian ini menggunakan rancangan petak terbagi. Faktor petak utama adalah cekaman kekeringan pada fase tumbuh vegetatif, reproduktif dan generatif, serta kontrol pada masing-masing fase, sedangkan faktor anak petak adalah varietas padi, yakni IPB 3S, IPB 9G, Jatiluhur dan Hipa 19. Peubah pada percobaan ketiga yaitu morfologi, fisiologi, komponen hasil, hasil, skor pengulungan daun pada saat terjadi cekaman kekeringan, indeks sensitivitas kekeringan dan efisiensi penggunaan air. Cekaman kekeringan yang terjadi di fase generatif menyebabkan penurunan bobot gabah bernas pada varietas Jatiluhur dan IPB 9G yaitu 39.4% dan 43.4%, sedangkan pada varietas IPB 3 S dan Hipa 19 sebesar 55.3% dan 56.2%. Selanjutnya di fase reproduktif penurunan bobot gabah bernas varietas Jatiluhur dan IPB 9G sebesar 15.1% dan 19.9%, sedangkan pada IPB 3S dan Hipa 19 sebesar 38.5% dan 42.6%. Penurunan di fase vegetatif pada bobot gabah bernas Jatiluhur dan IPB 9 G yakni 5.8% dan 4.9%, sedangkan IPB 3S dan Hipa 19 sebesar 17.2% dan 17.3%. Analisis sidik lintas menunjukkan karakter efisiensi penggunaan air (EPA), bobot akar (BA) dan konsumsi air (KA) berpengaruh langsung dan positif terhadap bobot gabah bernas (BGB) pada perlakuan cekaman kekeringan di fase vegetatif. Selanjutnya EPA, KA dan bobot tajuk (BT) berpengaruh langsung dan positif terhadap BGB pada perlakuan cekaman kekeringan di fase reproduktif. Karakter potensial air daun (PAD), BT, laju fotosintesis (LF), EPA dan indeks sensitifitas kekeringan (ISK) berpengaruh langsung dan positif terhadap BGB pada perlakuan cekaman kekeringan di fase generatif. Karakter yang berpengaruh langsung dan positif dapat diteliti lebih lanjut untuk perbaikan tanaman padi efisien menggunakan air dan toleran kekeringan.