Tingkat Toleransi Beberapa Genotipe Padi (Oryza sativa L.) Terhadap Keracunan Fe Berdasarkan Karakter Morfo-Fisiologi

Abstract

Keracunan besi (Fe) merupakan salah satu faktor pembatas dalam budidaya padi pada lahan sub-optimal seperti lahan pasang surut. Tingkat toleransi tanaman terhadap keracunan Fe berbeda bergantung pada genotipe. Secara umum, tanaman pada kondisi keracunan Fe mempunyai strategi inklusi dan eksklusi sebagai bentuk toleransinya. Evaluasi terhadap tingkat toleransi tanaman terhadap keracunan Fe, salah satunya dapat dilakukan dengan sistem hidroponik atau penanaman pada larutan kultur hara yang terkontrol. Karakter morfo-fisiologi juga dapat digunakan untuk menentukan tingkat toleransi tanaman terhadap keracunan Fe. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan larutan kultur hara yang paling efektif sebagai media skrining dalam studi keracunan Fe dan mengklasifikasikan tingkat toleransi tanaman padi tehadap keracunan Fe menggunakan karakter morfo-fisiologi. Penelitian ini terdiri 3 percobaan yang dilakukan di rumah kaca dan laboratorium. Percobaan pertama dilakukan dengan membandingkan efektivitas tiga larutan kultur hara, yaitu HSY (larutan Yoshida Half Strength), HSYA (larutan Yoshida Half Strength dengan Agar 0.2%), dan FSYA (larutan Yoshida Full Strength dengan Agar 0.2%) sebagai media evaluasi terhadap keracunan Fe pada tanaman padi. Percobaan kedua dilakukan dengan mengamati leaf bronzing, respon pertumbuhan tanaman, kandungan Fe pada jaringan tajuk dan plak akar, dan deteksi histokimia akar dari 10 genotipe padi. Karakter yang diamati pada percobaan kedua digunakan untuk mengelompokkan genotipegenotipe padi berdasarkan tingkat toleransinya terhadap keracunan Fe menggunakan analisis komponen utama (AKU) dan analisis klaster. Percobaan ketiga dilakukan dengan mengamati beberapa karakter fisiologi (kandungan klorofil, karotenoid, dan malondialdehid (MDA)) pada 3 genotipe terpilih yang mewakili setiap kelompok tingkat toleransi berdasarkan analisis AKU dan klaster yang dilakukan pada percobaan sebelumnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa larutan kultur hara HSYA paling efektif dan efisien dibandingkan lainnya untuk mengevaluasi adanya variasi respon tanaman padi terhadap keracunan Fe dibandingkan kedua larutan kultur hara lainnya. Adanya perlakuan cekaman Fe 400 ppm selama 10 hari secara hidroponik menyebabkan penghambatan pertumbuhan tanaman padi baik secara morfologi maupun fisiologisnya. Keracunan Fe menghambat pertumbuhan akar dan tajuk, menyebabkan terbentuknya plak Fe pada permukaan akar serta menimbulkan bronzing pada daun. Analisis klaster membagi sepuluh genotipe padi menjadi tiga kelompok berdasarkan tingkat toleransinya terhadap keracunan Fe. Kelompok sensitif terdiri dari IR64 dan Inpara 5. Kelompok moderat terdiri dari Mahsuri, IRH108, Danau Gaung, Indragiri, Inpara 2, dan Inpara 6. Kelompok toleran terdiri dari Hawara Bunar dan Pokkali. Berdasarkan profil bronzing pada daun, konsentrasi Fe pada jaringan tajuk, dan konsentrasi Fe pada plak akar diketahui terdapat tiga macam pola toleransi tanaman terhadap keracunan Fe yaitu inkluder, ekskluder, dan inkluder-ekskluder. Tanaman yang termasuk inkluder yaitu Mahsuri, Indragiri, Inpara 6, dan Inpara 2. Tanaman yang termasuk inkluder-ekskluder yaitu Hawara Bunar, Pokkali, Danau Gaung, dan IRH108. Pada penelitian ini tidak dijumpai genotipe padi dengan pola toleransi yang hanya melibatkan strategi eksklusi pada saat kondisi keracunan Fe. Keracunan Fe menurunkan konsentrasi klorofil dan karotenoid serta meningkatkan tingkat peroksidasi lipid baik pada akar maupun tajuk. Berdasarkan hasil penelitian ini dapat diketahui bahwa karakter morfofisiologi dapat digunakan untuk membedakan tingkat dan tipe toleransi tanaman padi terhadap keracunan Fe.