I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Tanaman tomat memiliki daerah penyebaran yang cukup luas, mulai dataran tinggi sampai dataran rendah. Data dari BPS menunjukkan rata-rata pertumbuhan luas panen, produktivitas, produksi tomat tahun 2009-2013 berturut-turut adalah - 2,45 %, 3,98% dan 2,8 % dengan peningkatan konsumsi sebesar 3,66%. Berdasarkan data tersebut dikuatirkan kebutuhan tomat belum bisa diimbangi dengan produksi tomat per tahun, sehingga untuk memenuhi kebutuhan dilakukan perluasan panen budidaya tomat ke dataran rendah. Mulai tahun 1980 pemerintah Indonesia telah melepas beberapa varietas tanaman tomat yang cocok dikembangkan di dataran rendah seperti Intan, Ratna, Berlian dan Mutiara. Pada tahun 1999, pemerintah juga telah melepas kultivar unggul harapan dataran rendah yaitu kultivar Mirah, Opal dan Zamrud (Purwati, 2003). Disamping kultivar unggul terdapat kultivar unggul hibrida yang yang cocok untuk dataran rendah seperti kultivar Permata F 1, Tombatu F 1, Tyrana F 1, Tymoty F 1, Lentana F 1 (Anonim, 2009). Permasalahan yang dihadapi pada pengembangan tanaman tomat dataran rendah antara lain adalah sumber air sangat terbatas sehingga pada waktu musim kemarau terjadi kekurangan air, memiliki kelembaban yang rendah dan suhu yang panas sehingga mudah menguapkan air dan pupuk serta intensitas serangan hama dan penyakit pada tanaman di dataran rendah lebih tinggi dibandingkan pada tananam di dataran tinggi (Kasiran, 2006). Seperti pada tanaman lain, kekurangan air pada tanaman tomat akan mempengaruhi sejumlah proses fisiologis dan biokimia termasuk kemampuan tanaman untuk memperoleh air dan nutrisi, yang secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan hasil panen. Beberapa penelitian cekaman kekeringan pada tanaman tomat menunjukkan cekaman kekeringan menurunkan hasil, komponen hasil dan produksi bahan kering secara nyata baik pada kultivar peka maupun toleran (Castrillo et al., 2001; Rahman et al., 2002). Berbagai strategi telah dikembangkan untuk mempertahankan produksi tanaman dalam kondisi kekeringan, khususnya, pengembangan varietas tanaman baru yang toleran terhadap kekeringan ataupun penggunaan senyawa-senyawa eksogen sebagai upaya untuk meningkatkan ketahanan tanaman terhadap 1
kekeringan, seperti penggunaan larutan osmolit dan pengatur pertumbuhan tanaman (Ashraf et al., 2011) ataupun hara mineral (Alam, 1999, Cakman, 2000a, Marschner, 1995; Thalooth et al., 2006; Waraich, et al., 2011). Salah satu hara mikro yang dapat digunakan untuk mengurangi kerusakan yang timbul akibat cekaman kekeringan adalah unsur seng (Zn), karena unsur Zn berperan dalam berbagai aktivitas enzim yang terlibat dalam metabolisme karbohidrat dan protein, diperlukan dalam sintesis triptopan (Fagaria, 2009; Marschner, 1995), dan unsur Zn berperan dalam menjaga integritas membran (Cakman, 2000a). Selain itu, beberapa penelitian menunjukkan ketersediaan Zn dapat mempengaruhi hubungan tanaman dengan air dan mempengaruhi kondukifitas stomata (Hu & Sparks, 1991; Sharma et al., 1995; Khan et al., 2004). Penyemprotan Zn dan Mn pada safflower (Carthamus tinctorius L.) di bawah cekaman kekeringan meningkatkan pertumbuhan vegetatif, hasil biji, dan kualitas benih (Movahhedy-Dehnavy et al., 2009). Namun demikian, informasi mengenai pengaruh Zn dalam hubungannya dengan kemampuan tanaman untuk menggunakan air dalam kondisi terbatas, lebih banyak pada tanaman pangan dan masih jarang pada tanaman tomat khususnya tomat dataran rendah. Selain itu, tanggapan tanaman terhadap aplikasi pemupukan dan tanggapan fisiologi tanaman terhadap kondisi kekeringan sangat tergantung pada genotipe tanaman, tipe tanah, nutrisi dan iklim. Kultivar-kultivar tomat dataran rendah yang ada, khususnya di Indonesia adalah kultivar-kultivar yang dirakit untuk tahan terhadap suhu tinggi dan tahan terhadap penyakit layu, namun belum ada informasi mengenai ketahanan kultivar-kultivar yang ada terhadap kekeringan. Selain itu, informasi mengenai tanggapan terhadap pemupukan Zn pada tanaman tomat masih sangat jarang, termasuk takaran Zn yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman tomat serta efisiensi dan tanggapan terhadap pemupukan Zn. Oleh karena itu diperlukan suatu kajian tentang tanggapan fisiologi dan biokimia tanaman dalam penerapan teknologi aplikasi Zn untuk mengatasi kekeringan sehingga diharapkan tanaman masih dapat memberikan hasil yang memadai pada saat mengalami cekaman. B. Pemasalahan Berdasarkan uraian pada latar belakang maka serangkaian penelitian dilakukan untuk mengkaji: 1. Tanggapan dan ketahanan tanaman tomat dataran rendah terhadap kekeringan 2
2. Efisiensi dan tanggapan tanaman tomat dataran rendah terhadap ZnSO 4 3. Kemungkinan peningkatan ketahanan tanaman tomat dataran rendah terhadap kekeringan dengan aplikasi ZnSO 4 4. Efektifitas metode aplikasi ZnSO 4 pada tanaman tomat dataran rendah pada kondisi kekeringan C. Tujuan Penelitian Penelitian kajian mitigasi kekeringan melalui aplikasi Zn pada tanaman tomat bertujuan untuk: 1. Mengelompokkan dan mendapatkan kultivar tanaman tomat dataran rendah yang tahan dan tidak tahan terhadap kekeringan. 2. Mengelompokkan dan mendapatkan kultivar tanaman tomat dataran rendah yang efisien dan tanggap terhadap pemupukan ZnSO 4. 3. Mempelajari kemungkinan peningkatan ketahanan dan mekanisme ketahanan tanaman tomat terhadap kekeringan dengan adanya aplikasi ZnSO 4 4. Membandingkan efektifitas antar metode aplikasi ZnSO 4 pada tanaman tomat dataran rendah yang tercekam kekeringan. D. Kegunaan Penelitian Hasil penelitian dapat digunakan sebagai salah satu alternatif dalam mengatasi masalah kekeringan pada tanaman sayuran. Hasil penelitian dapat digunakan sebagai sumber informasi ilmiah bagi pengembangan tanaman tomat dataran rendah dan sebagai sumbangsih ilmiah bagi penelitian-penelitian mengenai kekeringan. E. Keaslian Penelitian Meski strategi ketahanan terhadap kekeringan telah dipelajari secara ekstensif, namun sedikit yang berfokus pada variasi aplikasi hara mikro sehubungan dengan karakteristik toleransi atau penghindaran dari cekaman air. Kajian aplikasi Zn dalam kaitannya dengan kekeringan banyak dilakukan terutama pada tanaman biji-bijian, namun masih sedikit informasi pada tanaman sayuran khususnya pada tanaman tomat. Beberapa penelitian telah dilakukan mengenai Zn pada tanaman tomat dan manfaat Zn dalam peningkatan ketahanan kekeringan antara lain Gadallah (2000) 3
telah mengkaji aplikasi IAA dan Zn terhadap pertumbuhan, potensial osmotik, komponen gula terlarut dan nitrogen pada kedelai yang ditanam pada kondisi kurang air. Penelitian Khan et al. (2004) mengkaji pemupukan Zn dan cekaman air dalam kaitannya dengan konduktivitas stomata dan penyesuaian osmotik pada kacang arab. Hajiboland & Amirazad (2010 a,b) mengkaji fotosintesis, transpirasi, konduktivitas stomata, aktivitas antioksidan, efisiensi penggunaan air, potensial air dan osmotik daun pada kubis merah dalam kaitannya dengan toleransi kekeringan dan penambahan Zn. Hong et al. mengkaji aplikasi Zn pada jagung yang mengalami kekeringan terhadap pertumbuhan dan pengambilan Zn (2003), metabolisme ROS (2007) dan fotosintesis (2009). Shahri et al. (2012) menyatakan aplikasi ZnSO 4 dapat digunakan sebagai suatu strategi meningkatkan hasil pada bunga matahari yang mengalami cekaman kekeringan. Evaluasi aplikasi Zn kombinasi dengan hara lain pada kondisi kekeringan juga telah dilakukan baik terhadap aspek fisiologis maupun morfologi. Thalooth et al. (2006) mengevaluasi pengaruh pemupukan Zn, K dan Mg melalui daun terhadap pertumbuhan, hasil dan kandungan khlorophil dan karotenoid pada kacang hijau, dan hasil penelitian menunjukkan bahwa aplikasi Zn, K dan Mg meningkatkan pertumbuhan dan hasil biji tanaman kacang hijau yang tumbuh di bawah cekaman air. Evaluasi kombinasi Zn dengan Mn pada kondisi kekeringan juga telah dilakukan pada safflower (Movahhedy-Dehnavy et al., 2009), dan labu (Yousefi, 2012) dengan kajian pada kuantitas dan kualitas biji. Babaeian et al. (2011) telah melakukan evaluasi pengaruh kombinasi Zn dengan Fe dan Mn pada bunga matahari terhadap penyesuaian osmotik, hasil dan komponen hasil biji pada kondisi kekeringan. Adapun kebaruan dari penelitian kajian mitigasi kekeringan melalui aplikasi ZnSO 4 pada tanaman tomat dataran rendah adalah dilakukan evaluasi secara komprehensif perubahan morfologi, fisiologi dan biokimia pada tanaman tomat dataran rendah dalam menghadapi kondisi kekeringan dengan adanya penambahan ZnSO 4 serta mengkaji mekanisme ketahanan tanaman tomat dalam menghadapi cekaman kekeringan. Berbagai aspek yang dikaji pada penelitian meliputi ketahanan tanaman tomat pada kondisi kekeringan, efisiensi dan tanggapan tanaman tomat terhadap ZnSO 4 serta perubahan morfologi, fisiologi dan biokimia tanaman tomat pada kondisi kekeringan dengan adanya aplikasi ZnSO 4. 4
Pada kajian ketahanan tanaman tomat pada kondisi kekeringan dievaluasi perubahan morfologi dan fisiologi tanaman tomat serta ditentukan ketahanan tanaman terhadap kekeringan berdasarkan indek ketahanan, indeks toleransi dan indeks kestabilan hasil terhadap cekaman kekeringan yang dihitung berdasarkan seluruh karakter morfologi dan fisiologi. Efisiensi dan tanggapan tanaman tomat terhadap Zn dikaji melalui efisiensi pemanfaatan Zn yang ditentukan berdasarkan efisiensi agronomis, efisiensi serapan Zn dan indeks efisiensi penggunaan Zn melalui analisis jaringan dan bobot kering tanaman. Kajian perlakuan ZnSO 4 pada kondisi kekeringan dilakukan melalui evaluasi perubahan morfologi, fisiologi dan biokimia. Evaluasi pertumbuhan tanaman meliputi tinggi tanaman, luas daun, panjang akar total, luas permukaan akar, stomata, bobot kering tanaman dan hasil, kajian fisiologi meliputi fotosintesis, kadar CO 2 dalam daun, kandungan air daun, serta analisis pertumbuhan dan kajian biokimia meliputi kadar khlorofil, aktivitas nitrat reduktase dan aktivitas superokside dismutase, dan analisis jaringan untuk menentukan konsentrasi hara N, P dan K dan Zn dalam jaringan tanaman. 5