Analisis Efisiensi Serapan N, Pertumbuhan, dan Hasil Beberapa Kultivar Kedelai Unggul Baru dengan Cekaman Kekeringan dan Pemberian Pupuk Hayati

Transkripsi

1 Analisis Efisiensi Serapan N, Pertumbuhan, dan Hasil Beberapa Kultivar Kedelai Unggul Baru dengan Cekaman Kekeringan dan Pemberian Pupuk Hayati Analysis of Physiology Efficiency of Nitrogen Absorbtion, Growth, and Yield of Several New Soybean Cultivars with Drought Stress and Biofertilizer Application Totok Agung D. H. dan Ahadiyat Yugi Rahayu ) ABSTRACT An experiment was conducted from June to December. Objective of this research was to study the difference between Physiology Efficiency of Nitrogen Absorbsion (EPN), Crop Growth Rate (CGR), Relative Growth Rate (RGR), Net Assimilation Rate (NAR) and Seed Yield Production of the new soybean cultivars planted with biofertilization and low nitrogen fertilizer input. Cultivars (V) of Slamet, Argomulyo, Pangrango, Burangrang, Anjasmara and Mahameru were the main subject of the experimen. The result showed that water stress decreased Physiology Efficiency of Nitrogen Absorbs ion (EPN), Crop Growth Rate (CGR), Relative Growth Rate (RGR), Net Assimilation Rate (NAR) and Seed Yield Production. There was an interaction between cultivars and water stress on plant height. Physiology Efficiency of Nitrogen Absorbs ion (EPN) and number of pod were highly correlated with seed yield production. Keywords: Soybean Cultivars, Growth Rate, Efficiency Nitrogen, Seed Yield, and Drought Stress PENDAHULUAN Peranan kedelai dalam mencukupi kebutuhan protein nabati saat ini sangat diperlukan. Sebenarnya hasil yang diperoleh dari tahun ke tahun terus meningkat, namun laju peningkatan hasil masih relatif lamban. Pada umumnya petani mengusahakan palawija termasuk kedelai, setelah panen padi sawah yaitu pada saat irigasi dihentikan atau saat menjelang kemarau tiba. Air merupakan faktor yang penting bagi tanaman, karena berfungsi sebagai pelarut hara, berperan dalam translokasi hara dan fotosintesis (Fitter dan Hay, 994). Pada peride kering tana-man sering mendapatkan cekaman kekeringan, karena kurang suplai air di daerah perakaran dan atau laju transpirasi melebihi laju absorbsi air oleh tanaman (Dornbos et al., 987). Apabila cekaman kekeringan berkepanjangan maka tanaman akan mati. Cekaman kekeringan mempengaruhi pembukaan stomata, makin tinggi tegangan air akan mengurangi pembukaan stomata (Sutoro dkk., 989). Cekaman kekeringan yang terjadi pada saat pertumbuhan generatif, misalnya saat pengisian polong, akan menurunkan produksi (Dornbos et al., 987). Kekeringan dapat juga menurunkan bobot biji, sebab bobot biji sangat dipengaruhi oleh jumlah air yang diberikan dalam musim tanam (Scott et al., 987). Balittan Malang (99) melaporkan bahwa pemberian air yang intensif akan berpengaruh terhadap hasil biji kedelai. Pemberian air setiap hari selama musim tanam dapat meningkatkan hasil menjadi ton/ha diban dibandingkan pemberian 3 kali selama musim tanam (.7 ton/ha) dan tanpa irigasi teratur hanya.47 ton/ha. Penggunaan pupuk mikroorganisma yang dicampur dengan pupuk anorganik dan bahan sumber energi dengan perbandingan tertentu yang dikenal dengan istilah Pupuk hayati telah dilaporkan mampu meningkatkan efisiensi serapan hara, memperbaiki pertumbuhan dan hasil serta meningkatkan ketahanan terhadap serangan hama dan penyakit (Hardianto, ). Efektivitas pupuk hayati pada kondisi cekaman kekeringan perlu dikaji lebih jauh karena pupuk hayati telah menunjukan pengaruh yang signifikan dalam memperbaiki pertumbuhan dan meningkatkan hasil pada tomat, padi, dan pearl millet. Pupuk hayati berperan dalam mempengaruhi ketersediaan unsur hara makro dan mikro, efisiensi hara, kinerja sistem enzim, meningkatkan metabolisme, pertumbuhan dan hasil tanaman. Teknologi ini mempunyai prospek yang lebih menjanjikan di samping karena pengaruhnya ) Fakultas Pertanian Unsoed Purwokerto Agrosains 6(): 7-74, 4

2 yang nyata dalam meningkatkan hasil, juga lebih ramah lingkungan. Tujuan penelitian ini adalah ) mempelajari efisiensi serapan nitrogen, pertumbuhan dan hasil enam kultivar kedelai yang diberi perlakuan pupuk hayati, ) mengetahui pengaruh cekaman kekeringan terhadap efisiensi serapan nitrogen, pertumbuhan dan hasil enam kultivar, 3) mempelajari interaksi antara kultivar dan cekaman kekeringan, kultivar dan pupuk hayati, pupuk hayati dan kekeringan, serta kultivar dan pupuk hayati dan kekeringan, 4) mempelajari tingkat keeratan hubungan antara karakter-karakter fisiologis dan hasil biji, dan 5) mempelajari tingkat keeratan hubungan beberapa karakter agronomi dan hasil biji. BAHAN DAN METODE Percobaan ini menggunakan enam kultivar kedelai unggul baru sebagi materi utama. Kultivar tersebut terdiri atas Slamet, Argomulyo, Pangrango, Burangrang, Anjasmara dan Mahameru. Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok Lengkap pola faktorial. Faktor I adalah Kultivar (V) terdiri atas enam kultivar yaitu Slamet (V ), Pangrango (V ), Argomulyo (V 3 ), Burangrang (V 4 ), Anjasmoro (V 5 ) dan Mahameru (V 6 ); Faktor II terdiri atas dua taraf pemberian air (K): kapasitas lapang (K ) dan 5 % kapasitas lapang (K ); Faktor III adalah perlakuan pupuk hayati (B) terdiri atas : diberi perlakuan pupuk hayati (B ) dan tanpa perlakuan pupuk hayati (B ). Kombinasi perlakuan berjumlah 4 dan tiap perlakuan diulang dua kali, sehingga terdapat 48 pot percobaan. Pengamatan karakter fisiologi meliputi : efisiensi fisiologis serapan N (ESN), Efisiensi Penggunaan Nitrogen (EPN), Laju Pertumbuhan Tanaman (LPT), Laju Pertumbuhan Relatif (LPR) dan Laju Asimilasi Bersih (LAB). Efisiensi Serapan Nitrogen (ESN) dihitung dengan menggunakan rumus (Isfan dkk., 993) berikut. Keterangan : W = bobot kering tanaman pada t W = bobot kering tanaman pada t A = luas daun per tanaman pada t A = luas daun per tanaman pada t t = pengamatan awal dari periode pengamatan mingguan t = pengamatan berikutnya dari periode pengamatan mingguan Bobot kering tanaman dan luas daun diamati pada 4 mst dan 6 mst (minggu setelah tanam). Karakter agronomi yang diamati adalah tinggi tanaman, jumlah polong isi, bobot polong, bobot biji per tanaman dan bobot biji per petak. Pengamatan lain antara lain kandungan klorofil, dan luas daun. Pengaruh perlakuan dan interaksi dianalisis dengan uji F, perbedaan nilai rata-rata perlakuan dianalisis dengan uji LSD. Analisis dilakukan dengan progran IRRIStat versi 3/93 (IRRI, 993). Pola hubungan antar karakter dianalisis dengan korelasi. Teknologi pupuk hayati yang digunakan adalah aplikasi dari formula kombinasi : 3 ml EMBio ditambah gr Urea dan 5 gr gula pasir dalam 5 L air. Formula kombinasi tersebut kemudian difermentasi selama 4 jam sebelum diaplikasikan pada tanaman umur 4 dan 6 minggu setelah tanam. Pupuk N diberikan dengan dosis rendah yaitu 4 g per polibag yang telah diisi tanah Efisiensi Penggunaan Nitrogen (EPN) dihitung menggunakan rumus berikut. Laju Pertumbuhan Tanaman (LPT), Laju Pertumbuhan Relatif (LPR), Laju Asimilasi Bersih (LAB) menggunakan rumus (Fitter dan Hay, 998). HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Sidik Ragam terhadap efisiensi serapan N, laju pertumbuhan dan penampilan agronomik ditunjukan pada Tabel. Kultivar memberikan respon yang berbeda pada tinggi tanaman. Cekaman kekeringan berpengaruh nyata pada laju pertumbuhan tanaman (LPT), laju pertumbuhan relatif (LPR), tinggi tanaman (TT), jumlah polong isi (JPI), bobot polong (BP), bobot biji per tanaman (BB/T), bobot biji per petak efektif (BB/P), efisiensi serapan nitrogen (ESN), efisiensi penggunaan Analisis Efisiensi Serapan N, Pertumbuhan, dan Hasil Beberapa Kultivar... (Totok Agung D.H. dan Ahadiyat Yugi Rahayu 7

3 nitrogen (EPN), tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap laju asimilasi bersih (LAB) dan kandungan klorofil (KK). Pupuk hayati menunjukan pengaruh yang tidak nyata untuk seluruh variabel pengamatan. Interaksi kultivar dan cekaman kekeringan terdapat pada tinggi tanaman. Tidak ada interaksi yang nyata antara kultivar dan pupuk hayati, pupuk hayati dan cekaman kekeringan, kultivar dan kekeringan, maupun interaksi antara kultivar dan pupuk hayati dan kekeringan, kecuali pada tinggi tanaman. Pada penelitian lain dilaporkan bahwa interaksi genotipe pearl millet dengan sumber pupuk nitrogen ada pada karakter jumlah tomngkol (Totok dan Utari, ). Interaksi genotipe pearl millet dengan lokasi tanam dan genotipe dengan pupuk hayati mempengaruhi laju pertumbuhan relatif, interaksi lokasi dengan pupuk pertumbuhan dan laju asimilasi juga telah dilaporkan (Totok, 3). Perbedaan nilai rata-rata variabel pengamatan ditunjukan pada Tabel yang memperlihatkan tanaman tertinggi adalah kultivar burangrang (V 4 = 94.8 cm). Kultivar ini menunjukan laju pertumbuhan tanaman, laju asimilasi bersih dan kandungan klorofil yang lebih tinggi. hayati mempengaruhi laju pertumbuhan absolut, relatif dan asimilasi bersih telah dilaporkan (Totok, 3), Adanya interaksi genotipe dengan lokasi tanam dan pupuk hayati yang mempengaruhi laju pertumbuhan dan laju asimilasi juga telah dilaporkan (Totok, 3) Cekaman kekeringan memberikan pengaruh yang nyata. Taraf perlakuan kapasitas lapang ( %) memberikan hasil lebih baik dibandingkan dengan 5 % kapasitas lapang. Cekaman kekeringan (5 % kapasitas lapang) menurunkan laju pertumbuhan tanaman, laju pertumbuhan relatif, tinggi tanaman, jumlah polong isi, bobot polong, bobot biji per tanaman, efisiensi serapan nitrogen, dan efisiensi penggunaan nitrogen. Laju pertumbuhan, laju asimilasi bersih, hasil biji dan efisiensi serapan N yang tinggi pada kondisi kapasitas lapang menunjukan bahwa pertumbuhan tersebut membutuhkan air yang tersedia untuk penampilan optimal. Doorrenbos dan Kassan (979) menyatakan bahwa ketersediaan air diperlukan untuk menyesuaikan diri dan digunakan untuk pertumbuhan tanaman, di antaranya untuk peningkatan luas daun. Defisit air dalam jangka waktu yang pendek hanya berpengaruh pada kapasitas pertukaran gas dan efisiensi fotosintesis, sedangkan untuk jangka panjang mengakibatkan menurunnya efisiensi pembentukan bahan kering (Munchow et al., 986). Kekurangan air mengakibatkan berkurangnya laju fotosintesis karena dehidrasi protoplas akan menurunkan kapasitas fotosintesis (Thomas dan Lasminingsih, 994). Air yang cukup akan mendukung pening-katan luas daun sehingga berhubungan dengan tingkat produksi tanaman (Gardner et al., 99). Rendahnya jumlah air akan menyebabkan terbatasnya perkembangan akar, sehingga mengganggu penyerapan unsur hara oleh akar tanaman (Santosa, 995). Sloane et al. (99) menyatakan bahwa cekaman air pada masa generatif, misalnya pada saat pengisian polong, akan menurunkan produksi. Tanaman kedelai yang mengalami defisit air, translokasi fotosintat ke biji akan terhambat ( Abdul Rizal, 997). Tabel 3 memperlihatkan hubungan koefi-sien korelasi yang positif antara karakter agronomi yang diamati dan pengaruh langsung terhadap hasil biji pertanaman. Nilai koefisien korelasi yang sama dengan nilai pengaruh langsung menunjukan derajat hubungan yang sebenarnya (Sigh dan Chaundhary, 985). Tabel 4 memperlihatkan koefisien korelasi pada variabel pengamatan LPT, LPR, LAB, EPN dan ESN. ESN menunjukan nilai korelasi tertinggi (r =.98) dibandingkan variabel lainnya terhadap hasil biji/tanaman. ESN berkorelasi positif dengan hasil biji dan dapat digunakan sebagai indikator potensi hasil (Isfan,993). Tabel. Hasil sidik ragam pengaruh perlakuan pupuk hayati pada kondisi cekaman kekeringan dengan pupuk N rendah Keterangan : SK = Sumber keragaman, V = Kultivar, N = Pupuk N, B = Pupuk hayati tn = tidak berbeda nyata * = berbeda nyata Agrosains 6(): 7-74, 4

4 Tabel. Perbedaan nilai rata-rata pertumbuhan, hasil dan efisiensi N kedelai dengan perlakuan pupuk hayati pada kondisi cekaman kekeringan Keterangan : Nilai rata-rata yang diikuti oleh huruf yang sama menunjukan tidak berbeda nyata pada taraf kepercayaan V 5 = Anjasmara, V 6 = Mahameru, K = Cekaman Air, K = Kapasitas Lapang, K = 5 % Kapasitas Lapang, B = Pupuk hayati, B = tanpa pupuk hayati, B = diberi pupuk hayati Tabel 3. Koefisien korelasi antar karakter agronomik Tabel 4. Koefisien korelasi LPT, LPR, LAB, EPN, ESN dengan hasil biji Analisis Efisiensi Serapan N, Pertumbuhan, dan Hasil Beberapa Kultivar... (Totok Agung D.H. dan Ahadiyat Yugi Rahayu 73

5 KESIMPULAN. Efisiensi serapan nitrogen, pertumbuhan dan hasil enam kultivar kedelai tidak dipengaruhi oleh pupuk hayati.. Kekeringan menurunkan efisiensi serapan nitrogen, pertumbuhan, dan hasil enam kultivar kedelai. 3. Ada interaksi kultivar dengan kekeringan terhadap tinggi tanaman kedelai 4. Karakter fisiologis yang paling berhubungan dengan hasil biji kedelai secara berturut-turut adalah Efisiensi Serapan N, Laju Pertumbuhan Tanaman, Efisiensi Penggunaan N, Laju Pertumbuhan Relatif, dan Laju Asimilasi Bersih. 5. Karakter agronomi yang paling berpengaruh terhadap hasil biji kedelai berturut-turut adalah Jumlah Polong Isi, Bobot Polong, dan Tinggi Tanaman. DAFTAR PUSTAKA Abdul Rizal Pengaruh ketersediaan air dan macam gulma terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman kedelai. AGRIVET Vol. No.. Balittan Malang. 99. Hasil Penelitian Balittan Malang Tahun 989/99. Badan Litbang Pertanian. Departemen Pertanian. Malang. Doorrenbos, V. and Kassam A Yield Respons to Water Irrigation and Drainage. Food and Agric. Org. Toronto. Canada. Dornbos Jr., D.L., R.E. Mullen and R.M. Shibles.987. Drought stress effect during seed filling on soybean: seed germination and vigor. Crop Science 9(): Fitter, A.H. dan R.K.M. Hay Fisiologi Lingkungan Tanaman. Penerjemahan: Andani S dan E.D. Purbayanti. Gajah Mada University Press. Indonesian Ed. Yogyakarta. Gardner, F.P., R.B Pearce and R.L Mitchel. 99. Fisiologi Tanaman Budidaya. Ed. bahasa Indonesia. Universitas Indonesia Press. Hardianto, R.. Kembalikan Kesuburan Tanah dengan Pemanfaatan Mikro-organisme Efektif (EM) dan Bokasi. BPTP Karangploso. IRRI IRRIStat Mannual. Ver.3/93. IRRI. Philippine. Isfan, D Genotypic variability for physiological efficiency index of in oats. Plant and Soil J. 54: Munchow, R.C., T.R. Sinclair, J.M. Benneth and L.C. Hammond Respons of leaf growth, leaf nitrogen and stomatal conductance on water deficit during vegetation growth of field growth soybean. Crop. Sci. 6:9-95. Santosa, B Pengaruh Kandungan Air Tanah dan Pemupukan terhadap Penyerapan Nitrogen Tanaman Tebu Lahan Kering Varietas F 54. Fakultas Pertanian Unibraw. Malang. Scott, H. D., J.A. Fergusson and L.S. Wood Water use, yield, and dry matter accumulation by ddeterminate soybean grown in humid region. Agron. J. 79(5): Singh, R.K. and B.D. Chaundhary Biometrical Method in Quantitative Genetic Analysis. Kalphani Publisher. New Delhi. India. p Sloane, R.J., R.P. Patterson and L.S. Wood. 99. Field drought tolerance of soybean plant introduction. Crop Sci. 3():8-3. Sudaryanto, T Prosfektif pengembangan kedelai di lahan kering. Makalah Penunjuang Seminar Pembangunan Pertanian Lahan Kering. 9 - September 988. Universitas Lampung. Bandar Lampung. Sutoro, Iskandar Somadiredja dan Susanto Tirtoutomo Pengaruh cekaman air dan reaksi pemulihan tanaman jagung dan sorghum pada fase pertumbuhan vegetatif. Penelitian Pertanian Vol. 9 (4): Thomas dan Muji Lasminingsih Respons beberapa klon karet terhadap kekeringan. Buletin Perkaretan. (3): -4. Totok A.D.H. dan R.S. Utari.. Pengaruh interaksi genotipe x lingkungan terhadap penampilan pertumbuhan dan hasil biji pearl millet (Pennisetum typhoideum Rich.) Laporan Penelitian. Fakultas Pertanian Unsoed Purwokerto.. 3. Penampilan agronomik, hasil dan analisis pertumbuhan biji pearl millet (Pennisetum typhoideum Rich.) berumur pendek pada lahan kering dengan kepadatan populasi yang berbeda. Laporan Penelitian. Fakultas Pertanian Unsoed Purwokerto Agrosains 6(): 7-74, 4