Karakter Morfologi dan Pemupukan N dan P Anorganik terhadap Pertumbuhan dan Produksi Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam
KARAKTER MORFOLOGI DAN PEMUPUKAN N DAN P
ANORGANIK TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI
BIOAKTIF THYMOQUINONE JINTAN HITAM (Nigella sativa L.)
RUDI SURYADI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Karakter Morfologi dan
Pemupukan N dan P Anorganik terhadap Pertumbuhan dan Produksi Bioaktif
Thymoquinone Jintan Hitam (Nigella sativa L.) adalah benar karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juli 2014
Rudi Suryadi
A252110191
RINGKASAN
RUDI SURYADI. Karakter Morfologi dan Pemupukan N dan P Anorganik
terhadap Pertumbuhan dan Produksi Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam
(Nigella sativa L.). Dibimbing oleh MUNIF GHULAMAHDI dan ANI
KURNIAWATI.
Nigella sativa L. yang dikenal dengan nama jintan hitam adalah tanaman
obat asli dari daerah Asia Barat dan Mediterania yang beriklim sub tropika. Jintan
hitam bermanfaat sebagai anti-mikroba, anti-parasit, anti-imflamasi, anti-oksidan,
anti-tumor, dan anti-diabetes. Tujuan penelitian ini adalah mengidentifikasi
karakter morfologi dan menganalisis pertumbuhan, produksi, dan kandungan
bioaktif thymoquinone jintan hitam (Nigella sativa L.) dengan pemupukan N dan
P anorganik yang ditanam di daerah tropika. Penelitian dilakukan dalam tiga tahap
percobaan. Percobaan pertama dilaksanakan dari bulan April sampai Agustus
2012 di tiga lokasi yaitu, Bogor, Cicurug, dan Lembang. Rancangan yang
digunakan adalah rancangan acak kelompok dengan tiga ulangan. Perlakuan yang
diuji adalah penanaman jintan hitam di tiga ketinggian tempat, yaitu : A. Bogor
(350 m dpl), B. Cicurug (550 m dpl), dan C. Lembang (1,301.5 m dpl). Percobaan
ke dua dilaksanakan di Kebun Percobaan Manoko, Lembang mulai bulan
September 2012 sampai Januari 2013. Rancangan yang digunakan adalah
rancangan acak kelompok, dua faktor dengan tiga ulangan. Faktor pertama adalah
perlakuan empat taraf dosis pupuk nitrogen (0, 40, 80, dan 120 kg N ha-1). Faktor
ke dua adalah empat taraf dosis pupuk fosfor (0, 40, 80, dan 120 kg P2O5 ha-1).
Percobaan ke tiga dilaksanakan di Kebun Percobaan Manoko, Lembang mulai
bulan Agustus 2013 sampai Maret 2014. Rancangan yang digunakan adalah split
plot dengan tiga ulangan. Petak utama adalah dua taraf perlakuan pupuk nitrogen
(0 dan 120 kg N ha-1) dan anak petak adalah empat taraf pupuk fosfor (0, 60, 120,
dan 180 kg P2O5ha-1).
Hasil percobaan pertama menunjukkan bahwa di Lembang biji jintan hitam
dapat berkecambah, tumbuh, berbunga, dan menghasilkan biji. Biji jintan hitam
berkecambah mulai umur 21 hari setelah semai (HSS) dengan jumlah satuan
panas 304.5 °C. Hasil percobaan ke dua menunjukkan bahwa pemupukan N dan P
mampu meningkatkan tinggi tanaman, jumlah daun, jumlah cabang, luas daun,
indeks luas daun, laju tumbuh relatif, laju asimilasi bersih, bobot kering tanaman,
jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per kapsul, bobot biji per tanaman, bobot
1,000 biji, dan produksi biji ha-1. Pertumbuhan dan produksi jintan hitam masih
meningkat sampai dosis tertinggi pupuk N dan P sehingga penambahan dosis
pupuk masih memungkinkan agar didapatkan dosis optimum. Hasil percobaan ke
tiga menunjukkan bahwa pemupukan N dan P mampu meningkatkan tinggi
tanaman, jumlah daun, jumlah cabang, jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per
kapsul, bobot biji per tanaman, bobot 1,000 biji, produksi biji ha-1, dan kadar
bioaktif thymoquinone. Pemupukan 120 kg N ha-1 + 157 kg P2O5 ha-1
menghasilkan produksi biji dan produksi thymoquinone jintan hitam tertinggi,
yaitu 363.04 kg ha-1 dan 298.4 g ha-1.
Kata kunci: fosfor, nitrogen, Nigella sativa L., thymoquinone, tropika.
SUMMARY
RUDI SURYADI. Morphological Characters and Fertilizing N and P Anorganic
on Growth and Production of Bioactive Thymoquinone of Black Cumin (Nigella
sativa L.). Supervised by MUNIF GHULAMAHDI and ANI KURNIAWATI
Nigella sativa L., known as black cumin is a native medicinal plant in subtropical region, for instance in Western Asia and the Mediterranean. Cumin is
used an anti-microbial, anti-parasitic, anti-imflamasi, anti-oxidant, anti-tumor, and
anti-diabetic. The purpose of this study was to characterize the morphology and
get the optimum dose of fertilizer N and P that can enhance the growth, seed
production, and bioactive thymoquinone black cumin adapt to the tropical climate.
The study was conducted in three stages of the experiment. The first experiment
was conducted from April to August 2012 and used a randomized block design
with three replications. The treatments tested were black cumin cultivation in
three altitude, A. Bogor (350 m asl), B. Cicurug (550 m asl), and C. Lembang
(1,301.5 m asl). The second experiment was conducted at the Experimental
Manoko, Lembang from September 2012 until January 2013. The experiment
used a randomized block design, with two factors and three replications. The first
factor was four levels of nitrogen fertilizer (0, 40, 80, and 120 kg N ha-1). The
second factor was four levels of phosphorus fertilizer (0, 40, 80, and 120 kg P2O5
ha-1). The third experiment was conducted at the Experimental Manoko, Lembang
from August 2013 to March 2014. The experiment used a split plot with three
replications. The main plot treatments were two levels of nitrogen fertilizer (0 and
120 kg N ha-1) and the subplot was four levels phosphorus fertilizer (0, 60, 120,
and 180 kg P2O5 ha-1).
The results of the first experiment showed that in Lembang, black cumin
seeds can germinate, grow, flower, and produce seed. Black cumin seeds
germinate from the age of 21 days after sowing (DAS) with heat units 304.5
degree-days. The second experiment showed that N and P fertilization can
increase plant height, number of leaves, number of branches, leaf area, leaf area
index, relative growth rate, net assimilation rate, plant dry weight, number of
capsules per plant, number of seeds per capsule, seed weight per plant, weight of
1,000 seeds, and seeds production ha-1. Growth and production of black cumin
was increased to the highest dose of fertilizer N and P so that the addition of
fertilizer is still possible in order to obtain the optimum dose. The third
experiment showed that N and P fertilization can increase plant height, number of
leaves, number of branches, number of capsules per plant, number of seeds per
capsule, seed weight per plant, weight of 1,000 seeds, seeds production ha-1, and
thymoquinone content on seed. Fertilization of doses 120 kg N ha-1 + 157 kg P2O5
ha-1 resulted highest the production of seed and black cumin production
thymoquinone, respectively 363.04 kg ha-1 and 298.4 g ha-1.
Keywords : phosphorus, Nigella sativa L, nitrogen, thymoquinone, tropical.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2011
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
KARAKTER MORFOLOGI DAN PEMUPUKAN N DAN P
ANORGANIK TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI
BIOAKTIF THYMOQUINONE JINTAN HITAM (Nigella sativa L.)
RUDI SURYADI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Agronomi dan Hortikultura
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Prof Dr Ir Sandra Arifin Aziz, MS.
Judul Tesis : Karakter Morfologi dan Pemupukan N dan P Anorganik terhadap
Pertumbuhan dan Produksi Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam
(Nigella sativa L.)
Nama
: Rudi Suryadi
NIM
: A252110191
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Prof Dr Ir Munif Ghulamahdi, MS
Ketua
Dr Ani Kurniawati, SP. MSi
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Agronomi dan Hortikultura
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr Ir Maya Melati, MS. MSc.
Dr Ir Dahrul Syah, MSc.Agr
Tanggal Ujian : 7 Juli 2014
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan April 2012 ini ialah
adaptasi jintan hitam pada iklim tropika dengan pemupukan anorganik, dengan
judul Karakter Morfologi dan Pemupukan N dan P Anorganik terhadap
Pertumbuhan dan Produksi Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam (Nigella sativa
L.). Bagian dari tesis ini dalam proses review untuk dipublikasikan di Jurnal
Agronomi Indonesia dengan judul Respon Pertumbuhan dan Produksi Jintan
Hitam (Nigella sativa L.) terhadap Pemupukan Nitrogen dan Fosfor.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Prof Dr Ir Munif Ghulamahdi, MS.
dan Dr Ani Kurniawati, SP, MSi. selaku pembimbing, Prof Dr Ir Sandra Arifin
Aziz, MS dan Dr Ir Maya Melati, MS. MSc., Dr Ir Haryono, MSc. selaku Kepala
Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Dr Ir Muhammad Syakir, MS.
selaku Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan, dan Dr Ir Agus
Wahyudi MS. selaku Kepala Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat, yang
telah memberikan kesempatan kepada saya mendapatkan beasiswa untuk
melanjutkan sekolah pascasarjana di Institut Pertanian Bogor, Dedi Suheryadi, SP.
dan staf Kebun Percobaan Manoko-Lembang yang telah membantu kelancaran
pelaksanaan penelitian tesis saya. Ungkapan terima kasih juga disampaikan
kepada yang tercinta istri, putra dan putriku atas segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Juli 2014
Rudi Suryadi
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Ruang Lingkup Penelitian
1
1
2
2
3
3
2 TINJAUAN PUSTAKA
4
3 METODE
3.1. Karakter Morfologi Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.)
di Tiga Ketinggian Tempat
Waktu dan Tempat
Bahan dan Alat
Metode Penelitian
3.2. Respon Pertumbuhan dan Produksi Tanaman Jintan Hitam
(Nigella sativa L.) dengan Pemupukan N dan P Anorganik
di Polibag
Waktu dan Tempat
Bahan dan Alat
Metode Penelitian
3.3. Kajian Pemupukan N dan P Anorganik terhadap Pertumbuhan
dan Produksi Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam
(Nigella sativa L. di Lapang
Waktu dan Tempat
Bahan dan Alat
Metode Penelitian
7
7
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Karakter Morfologi Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.)
di Tiga Ketinggian Tempat
Jumlah Satuan Panas (heat units)
Kebun Percobaan Cimanggu, Bogor dan Kebun Percobaan
Cicurug, Sukabumi
Kebun Percobaan Manoko, Lembang
Morfologi Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.)
Akar (Radix)
Batang (Caulis)
Percabangan
Daun (Folium)
Bunga (Flos)
7
7
8
9
9
9
9
11
11
11
11
13
13
13
13
14
15
15
15
16
16
17
Pembentukan Bunga sampai Pembentukan Kapsul
Kapsul
Biji (Semen)
4.2. Respon Pertumbuhan dan Produksi Tanaman Jintan Hitam
(Nigella sativa L.) dengan Pemupukan N dan P Anorganik
di Polibag
Kondisi Umum
Tinggi Tanaman dan Jumlah Daun
Jumlah Cabang
Luas Daun (LD)
Indeks Luas Daun (ILD) dan Nisbah Luas Daun (NLD)
Laju Tumbuh Relatif (LTR) dan Laju Asimilasi Bersih (LAB)
Bobot Kering Tanaman
Jumlah Kapsul per Tanaman, Jumlah Biji per Kapsul,
Bobot Biji per Tanaman, Bobot 1,000 Biji, Produksi Biji ha-1
19
19
20
20
20
21
22
23
23
24
26
26
4.3. Kajian Pemupukan N dan P Anorganik terhadap Pertumbuhan
28
dan Produksi Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam (Nigella sativa L.)
di Lapang
Kondisi Umum
28
Tinggi Tanaman
29
Jumlah Daun
30
Jumlah Cabang
30
Jumlah Kapsul per Tanaman, Jumlah Biji per Kapsul,
31
Bobot Biji per Tanaman, Bobot 1,000 Biji, Produksi Biji ha-1
Kadar Hara N dan P Daun Jintan Hitam
32
Kandungan Bioaktif Thymoquinone
32
5 PEMBAHASAN UMUM
33
6 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
38
38
38
DAFTAR PUSTAKA
38
LAMPIRAN
43
RIWAYAT HIDUP
46
DAFTAR TABEL
1 Tinggi tanaman dan jumlah daun jintan hitam dengan perbedaan
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
taraf pemupukan N dan P umur 5-13 MSS
Jumlah cabang jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan
P umur 9-13 MSS
Luas daun jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan P
umur 7-13 MSS
Indeks luas daun (ILD) jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan
N dan P umur 7-13 MSS
Nisbah luas daun (NLD) jintan hitam dengan perbedaan taraf
pemupukan N dan P umur 7-13 MSS
Laju tumbuh relatif (LTR) dan laju asimilasi bersih (LAB) jintan hitam
dengan perbedaan taraf pemupukan N dan P umur 7-13 MSS
Bobot kering tanaman jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan
N dan P umur 13 MSS
Jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per kapsul, bobot biji per
tanaman, bobot 1,000 biji, produksi biji ha-1
Hasil Analisis Tanah
Tinggi tanaman jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan
P umur 5-15 MSS
Jumlah daun jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan P
umur 5-15 MSS
Jumlah cabang jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan
P umur 5-15 MSS
Jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per kapsul, bobot biji per
tanaman, bobot 1,000 biji, dan produksi per hektar
Kadar hara N dan P daun jintan hitam dengan taraf pemupukan N dan P
yang berbeda pada 9 MSS
Kandungan bioaktif thymoquinone biji jintan hitam.
21
22
23
24
24
25
26
27
28
29
30
30
31
32
33
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
Alur pelaksanaan penelitian
Rumus bangun thymoquinone
Jalur biosintesis thymouinone
Biji jintan hitam yang berkecambah (a), bibit jintan hitam yang masih
segar (b), daun sudah mulai layu dan mengering (c), bibit jintan hitam
mati (d)
5 Jumlah satuan panas pada perkecambahan, pembungaan, pembentukan
kapsul, dan panen jintan hitam
3
6
7
13
14
6 Biji jintan hitam mulai berkecambah umur 21 HSS (a), bibit jintan
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
hitam umur 30 HSS (b), tanaman mulai membentuk bunga (inisiasi)
umur 56 HSS (c), bunga mulai mekar umur 70 HSS (d), kapsul mulai
terbentuk umur 83 HSS (e), dan kapsul mulai matang umur 139 HSS (f)
Perkembangan akar umur 21 HSS (a), umur 30 HSS (b), dan umur 83
HSS (c)
Penampang melintang batang (a), permukaan batang berwarna hijau
dan berambut halus (b)
Bentuk percabangan tanaman jintan hitam
Letak dan bentuk daun jintan hitam
Bunga jintan hitam terletak di ujung batang (flos terminalis)
Bunga jintan hitam lengkap dengan tangkai bunga (a), bagian-bagian
bunga jintan hitam (b), daun mahkota (c), benang sari (d), putik dan
kapsul (e)
Jumlah putik pada bunga jintan hitam, 3 putik (a), 4 putik (b), 5 putik
(c), dan 6 putik (d)
Bunga mulai muncul bunga (inisiasi) umur 56 HSS (a), umur 63 HSS
(b), umur 70 HSS (c), umur 73 HSS (d), umur 83 HSS (e), umur 97
HSS (f), dan umur 139 HSS (g)
Bagian-bagian dari kapsul (a), beberapa ukuran kapsul (b), kapsul
tampak dari atas (c), kapsul yang dibelah berisi biji jintan hitam (d)
Penampilan biji jintan hitam (a), bentuk dan ukuran biji jintan hitam (b),
permukaan kulit biji jintan hitam (c), ketebalan kulit biji jintan hitam (c)
Keragaan tanaman yang ditanam di polibag dengan naungan atap
Hasil analisis regresi hubungan dosis pupuk N dan P dengan produksi
biji ha-1
Keragaan tanaman yang ditanam di lapang dan pangkal batang yang
patah akibat serangan hama
Hasil analisis regresi hubungan dosis P dengan produksi biji ha-1
Kurva standar thymoquinone pada konsentrasi 20, 40, 80, dan 160 ppm
15
15
16
16
17
17
18
18
19
19
20
20
27
28
31
33
DAFTAR LAMPIRAN
1 Cromatogram standar thymoquinone menggunakan HPLC
2 Cromatogram thymoquinone pada perlakuan pemupukan menggunakan
HPLC
43
44
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jintan hitam (Nigella sativa L.) adalah tanaman semusim, famili
Ranunculaceae, merupakan tanaman asli dari daerah Asia Barat, dan banyak
dibudidayakan di kawasan Mediterania, Syria, Turky, Iran, Arab Saudi, Pakistan,
Jordania, India (Rajsekhar dan Kuldeep 2011). Bagian tanaman jintan hitam yang
dimanfaatkan adalah bijinya. Kandungan utama yang terdapat pada biji jintan
hitam adalah minyak atsiri seperti, p-symena, thymoquinone, asam palmitat,
asam linoleat, asam oleat (Arshad et al. 2012), asam lemak, tocopherol, sterol
(Matthaus dan Özcan 2011), dithymoquinone, thymohidroquinone, dan thymol
(Ghosheh et al. 1999), senyawa alkaloid seperti nigellidine (Rahman et al. 1995)
dan nigellimine (Rahman et al. 1992).
Thymoquinone adalah senyawa bioaktif dari golongan terpenoid yaitu
monoterpen yang merupakan salah satu senyawa paling banyak terdapat pada
minyak esensial biji jintan hitam sekitar 7.8-13.7% (Lewinsohn et al. 2012).
Thymoquinone berfungsi sebagai anti-mikroba, anti-parasit, anti-kanker, antiimflamasi, imunomodulator, antioksidan dan hepatoprotektor (Gali-Muhtasib et al.
2006). Selain itu, thymoquinone berguna untuk mencegah penyakit kanker usus
dan leukeumia (Maznah et al. 2011), anti-mikroba (Chaieb et al. 2011) dan
mencegah kerusakan eritrosit yang disebabkan oleh 1,2-dimethylhydrazine
(Harzallah et al. 2012). Beberapa hasil penelitian efek farmakologis lainnya dari
biji jintan hitam antara lain: anti-iskemia (Hosseinzadeh et al. 2006), anti-tumor
(Mbarek et al. 2007), efek estrogenik (Parhizkar et al. 2011), dan menurunkan
kadar gula darah (Mohtashami et al. 2011). Selain industri jamu/obat tradisional,
biji jintan hitam juga digunakan dalam industri bumbu masak.
Biji jintan hitam sebagai bahan baku industri farmasi dan industri dalam
negeri masih diimpor dari India dan Mesir serta negara Timur Tengah lainnya
dengan total impor sebanyak 510,003 kg/tahun senilai US$ 364.394. (Wahyuni
2009). Produk jintan hitam banyak dijual dalam bentuk serbuk dan minyak yang
dikemas dalam kapsul dan dikenal dengan nama “Habbatussauda”.
Pemupukan berperan dalam penambahan unsur hara ke dalam tanah untuk
memenuhi kebutuhan pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Hasil penelitian
di India menunjukkan pertumbuhan dan produksi biji jintan hitam meningkat
dengan meningkatnya pemberian pupuk N sampai dosis 100 kg N ha-1 (45% N)
(Shah 2007; Shah dan Samiulah 2007). Hasil penelitian di Turki menunjukkan
pemupukan P dapat meningkatkan pertumbuhan dan produksi biji jintan hitam
dengan peningkatan pemberian pupuk P sampai dosis 40 kg P2O5 ha-1 (46% P2O5)
(Tuncturk et al. 2011). Peran pemupukan N dan P juga dilaporkan oleh Mariani
(2009) bahwa pemupukan 200 kg N ha-1 dan 100 kg P2O5 ha-1 dapat
meningkatkan kandungan andrographolida (17.01 mg/g simplisia) dan produksi
andrographolida (511.75 mg/tanaman) pada tanaman sambiloto.
2
Tanaman jintan hitam di tempat asalnya seperti di Jordania, Turki, dan Iran
yang beriklim sub tropika ditanam pada ketinggian 530-1,725 m dpl, suhu ratarata 6.9-17.4 °C, kelembaban udara 45.4-61.7%, curah hujan 140-462.5 mm/tahun,
dengan kemasaman tanah 7.7-8.1 (Talafih et al. 2007; Tuncturk et al. 2005;
Tuncturk et al. 2011; Khoulenjani dan Salamati 2011). Indonesia merupakan
wilayah beriklim tropika yang umumnya mempunyai suhu, kelembaban, dan
curah hujan lebih tinggi dengan tingkat kemasaman tanah yang lebih rendah.
Perbedaan lingkungan tumbuh (tanah dan iklim) tersebut diduga akan
mempengaruhi karakteristik morfologi tanaman sebagai upaya tanaman jintan
hitam beradaptasi terhadap lingkungan tumbuh yang baru, juga akan
mempengaruhi respon tanaman menyerap unsur hara di dalam tanah. Berdasarkan
permasalahan tersebut maka diperlukan penelitian yang bertujuan
mengidentifikasi karakter morfologi tanaman jintan hitam dan responnya terhadap
pemupukan N dan P untuk meningkatkan pertumbuhan, produksi biji, dan
kandungan bioaktif thymoquinone jintan hitam yang tumbuh di daerah tropika.
Perumusan Masalah
Sampai saat ini biji jintan hitam sebagai bahan baku industri farmasi di
Indonesia masih tergantung dari impor. Tanaman jintan hitam merupakan
tanaman introduksi yang berasal dari daerah Mediterania dan Asia Barat yang
beriklim sub tropika. Di negara asalnya jintan hitam dibudidayakan pada
ketinggian 580–1,725 m dpl, suhu rata-rata 6.9–17.4 °C, kelembaban 4.5-61.7%,
dan curah hujan 140–462.5 mm/tahun dengan kemasaman tanah 7.7-8.1.
Indonesia yang beriklim tropika umumnya mempunyai suhu, kelembaban dan
curah hujan yang lebih tinggi dengan kemasaman tanah yang lebih rendah.
Penanaman jintan hitam di ketinggian tempat yang berbeda perlu dilakukan untuk
mendapatkan lingkungan tumbuh dengan suhu dan kelembaban yang dapat
mendukung pertumbuhan dan perkembangan tanaman jintan hitam. Tingkat curah
hujan yang tinggi mengakibatkan tingkat pencucian unsur hara dalam tanah juga
tinggi terutama unsur hara N yang mudah hilang sehingga ketersediaan di dalam
tanah rendah. Kemasaman tanah yang rendah mengakibatkan ketersediaan P
dalam tanah rendah karena terikat Al dan Fe. Pemupukan bertujuan untuk
menambah unsur hara ke dalam tanah agar ketersediaannya dapat memenuhi
kebutuhan tanaman untuk tumbuh dan berkembang. Pemupukan N dan P
diharapkan akan menambah ketersediaan unsur hara tersebut sehingga dapat
meningkatkan pertumbuhan, produksi biji dan kandungan bioaktif thymoquinone
jintan hitam (Nigella sativa L.).
Tujuan Penelitian
Penelitian bertujuan untuk mengidentifikasi karakter morfologi dan
menganalisis pertumbuhan, produksi biji dan kandungan bioaktif thymoquinone
jintan hitam (Nigella sativa L.) dengan pemupukan N dan P anorganik yang
ditanam di daerah tropika.
3
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah mendapatkan informasi mengenai
karakteristik morfologi, pertumbuhan, produksi biji, dan kandungan bioaktif
thymoquinone jintan hitam yang ditanam di daerah tropika dengan aplikasi
pemupukan N dan P anorganik.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini adalah mengidentifikasi karakter morfologi
dan mengkaji pemupukan N dan P anorganik terhadap pertumbuhan dan produksi
bioaktif thymoquinone tanaman jintan hitam yang tumbuh di daerah tropika.
Percobaan 1 : Karakterisasi
morfologi jintan hitam di tiga
ketinggian tempat
Percobaan 2 : Pemupukan N dan
P anorganik di polibag
Percobaan 3 : Pemupukan N dan
P anorganik di lapang
Didapatkan ketinggian tempat
yang menghasilkan pertumbuhan
dan produksi jintan hitam yang
baik
Didapatkan informasi pengaruh
pupuk N dan P anorganik terhadap
pertumbuhan dan produksi biji
jintan hitam
Didapatkan dosis optimum pupuk
P yang mampu meningkatkan
pertumbuhan, produksi biji, dan
bioaktif thymoquinone jintan
hitam
Adaptasi jintan hitam (Nigella
sativa L.) pada iklim tropika dengan
pemupukan anorganik
Gambar 1. Alur pelaksanaan penelitian
4
2 TINJAUAN PUSTAKA
Jintan Hitam (Nigella sativa L.)
Jintan hitam (Nigella sativa L.) tanaman asli di daerah Asia Barat, dan
wilaah Mediterania. Jintan hitam dalam bahasa Inggris disebut black seed, black
cumin, atau fennel flower, siyah daneh (Persia), kalonji (India) Habat et baraka
(Mesir), dan dalam bahasa Arab dikenal dengan nama habbat-ul-barakah, habbatul-sauda dan sudah dibudidayakan diantaranya di India, Pakistan, Ethiopia, Syria,
Arab Saudi, Yaman, dan Turki (Albert-Mates 2003; Rabbani et al. 2011).
Menurut Rajsekhar dan Kuldeep (2011) jintan hitam diklasifikasikan sebagai
Divisi: Magnoliophyta; kelas: Magnoliopsida; bangsa: Ranunculales; suku:
Ranunculaceae; marga: Nigella; jenis: Nigella sativa L. Tanaman jintan hitam
berupa herba tegak tinggi 20 - 50 cm, susunan daun berseling, warna daun hijau
muda dengan panjang 1-6 cm. Bunga terbentuk pada ujung cabang (terminal),
panjang rangkaian 4-11 cm, jumlah mahkota bunga 5 buah. Bunga jintan
berwarna hijau muda sampai sedikit kemerahan waktu muda dan kebiruan pada
bunga tua, terdapat madu pada bunganya, penyerbukan tanaman dibantu oleh
serangga. Buah berbentuk kapsul, terdiri dari beberapa biji. Bentuk biji jintan
bulat, berwarna hitam atau abu-abu gelap, berukuran kecil (1-5 mg/butir).
Talafih et al. (2007) menyatakan bahwa jintan hitam mampu tumbuh di
Jordania pada ketinggian 530-800 m di atas permukaan laut dengan suhu rata-rata
6.9-71.4 °C dan curah hujan 319.2-462.5 mm/tahun. Di Turky tumbuh pada
ketinggian 1,725 m dpl, suhu rata-rata 14.6 °C dan curah hujan rata-rata 326.4
mm/tahun (Tuncturk et al. 2005) dan di Iran pada ketinggian 1,209 m dpl, suhu
rata-rata 14 °C dengan curah hujan 140 mm/tahun (Khoulenjani dan Salamati
2011).
Perbanyakan jintan hitam dapat dilakukan dengan biji dan kalus secara in
vitro dari daun, batang, dan akar. Jintan hitam umumnya dibudidayakan dengan
cara biji ditabur langsung dilapang dengan jumlah biji 20-30 kg ha-1, dan jarak
antar baris tanaman 25-40 cm. Jintan hitam dapat ditanama secara monokultur
atau ditumpangsarikan dengan barley atau gandum (Ghouzhdi 2010).
Jumlah Satuan Panas (Heat units)
Pertumbuhan dan perkembangan tanaman sangat ditentukan oleh unsurunsur cuaca seperti suhu udara. Suhu merupakan faktor lingkungan utama yang
menentukan tingkat pertumbuhan dan perkembangan tanaman (Qadir et al. 2007).
Konsep yang umum digunakan untuk menjelaskan pengaruh suhu terhadap
perkembangan tanaman (fenologi) adalah thermal unit yang sering pula disebut
day degree atau heat units (Handoko 1994). Jumlah satuan panas (heat units) ini
bersifat spesifik pada setiap lokasi, sehingga besarnya suhu udara harian sangat
berpengaruh terhadap perhitungan jumlah suhu harian (Estiningtyas dan Irianto
1994). Jumlah satuan panas dalam bidang pertanian digunakan untuk menilai
kesesuaian lahan, menentukan tahap pertumbuhan tanaman, waktu aplikasi pupuk
dan herbisida yang terbaik, memprediksi masak fisiologis dan tanggal panen
5
(Parthasarathi et al. 2013). Informasi lain dari jumlah satuan panas adalah berguna
untuk mengklasifikasikan tanaman saat berbunga dan memperkirakan waktu
panen serta dapat memperkirakan jangka waktu di antara kedua tahap tersebut
(Bohnomme 2000). Jumlah satuan panas mampu memperkirakan tanggal tanam,
tanggal panen, pengembangan tanaman dan penggunaan air selama pertumbuhan
dalam satu musim tanam.
Jumlah satuan panas (heat units) selain mempengaruhi fase pertumbuhan
juga memiliki hubungan linier dengan kompnen hasil (Qadir et al. 2007).
Kandungan minyak bunga matahari yang dipanen pada saat suhu tinggi mampu
menghasilkan kandungan minyak yang tinggi dan sebaliknya saat dipanen pada
suhu rendah menghasilkan minyak yang rendah (Ahmad dan Hasan 2000).
Informasi lain dari hasil penelitian Qadir et al. (2006) melaporkan bahwa heat
units yang lebih besar pada musim semi, mampu meningkatkan kandungan
minyak bunga matahari. Waktu yang tepat untuk pertumbuhan dan pembungaan
adalah pada musim semi yang ditandai dengan suhu optimal dan sinar matahari
yang melimpah, sehingga berpengaruh terhadap hasil minyak bunga matahari
(Sumangala dan Giriraj 2003).
Nitrogen
Kandungan N di dalam jaringan tanaman sekitar 2-4% bobot kering
tanaman. Nitrogen merupakan penyusun dari banyak senyawa organik penting di
dalam tanaman, seperti asam-asam amino, protein, asam nukleat. Nitrogen sangat
besar peranannya dalam pertumbuhan vegetatif tanaman. Nitrogen merupakan
bagian dari klorofil yang bertanggung jawab terhadap fotosintesis. Nitrogen
membantu pertumbuhan tanaman, peningkatan produksi biji dan buah, dan
meningkatkan kualitas daun dan pakan ternak (Munawar 2011).
Hasil penelitian di India menunjukkan bahwa pemupukan N dengan dosis
100 kg N ha-1 (45% N), dapat meningkatkan jumlah daun, luas daun, jumlah
cabang, jumlah kapsul per tanaman, dan bobot 1,000 biji jintan hitam (Shah dan
Samiullah 2007). Informasi lain mengenai peran pupuk N adalah hasil penelitian
di Turki yang menunjukkan pemupukan N dengan dosis 80 kg N ha-1 (45% N)
dapat meningkatkan tinggi tanaman, jumlah cabang, jumlah kapsul, dan berat
1,000 biji jintan hitam (Tuncturk et al. 2012).
Fosfor
Fosfor adalah unsur hara esensial penyusun beberapa senyawa kunci dan
sebagai katalis reaksi-reaksi biokimia penting di dalam tanaman. Fosfor berperan
dalam menangkap dan mengubah energi matahari menjadi senyawa-senyawa yang
sangat berguna bagi tanaman untuk tumbuh, berkembang, dan berproduksi dengan
normal. Fosfor terdapat pada semua bagian tanaman, tetapi dijumpai dalam
jumlah yang banyak pada biji. Fosfor sebagian besar berasal dari pelapukan
batuan mineral alami, sisanya berasal dari pelapukan bahan organik. Walaupun
sumber fosfor di dalam tanah mineral cukup banyak, tanaman masih bisa
mengalami kekurangan fosfor karena terikat secara kimia oleh unsur lain sehingga
6
menjadi senyawa yang sangat sukar larut dalam air. Ketersediaan fosfor didalam
tanah ditentukan oleh banyak faktor, tetapi yang paling penting adalah pH tanah.
Pada tanah ber-pH rendah, fosfor akan bereaksi dengan ion besi dan aluminium.
Reaksi ini membentuk besi fosfat atau aluminium fosfat yang sukar larut dalam
air sehingga tidak dapat diserap oleh tanaman. Pada tanah ber pH tinggi, fosfor
akan bereaksi dengan ion kalsium. Reaksi ini membentuk ion kalsium fosfat yang
sifatnya sukar larut dan tidak dapat digunakan oleh tanaman. Dengan demikian,
tanpa memperhatikan pH tanah, pemupukan fosfor tidak akan berpengaruh bagi
pertumbuhan tanaman. Faktor lain yang menentukan pasokan fosfor pada tanaman
adalah, a) ketersediaan oksigen di dalam tanah (aerasi) diperlukan untuk
meningkatkan ketersediaan fosfor lewat proses perombakan bahan organik oleh
mikroorganisme tanah. Pada tanah padat atau tergenang air, penyerapan fosfor
dan unsur- unsur lainnya akan terganggu, b) suhu tanah dapat meningkatkan atau
menurunkan ketersediaan fosfor. Pada suhu yang relatif hangat, ketersediaan
fosfor akan meningkat karena proses perombakan bahan organik (Munawar 2011).
Hasil penelitian di Turki menunjukkan bahwa pemupukan P sampai dosis
tertinggi perlakuan 40 kg P2O5 ha-1 (46% P2O5) dapat meningkatkan tinggi
tanaman, jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per kapsul, dan bobot 1,000 biji
jintan hitam (Tuncturk et al. 2011). Hasil penelitian Kizil et al. (2008),
menunjukkan bahwa pemupukan dengan dosis 160 P2O5 ha-1 (46% P2O5) dapat
meningkatkan tinggi tanaman, jumlah cabang, jumlah kapsul, jumlah biji per
kapsul, dan bobot 1,000 biji jintan hitam. Hasil penelitian di India menunjukkan
perlakuan pemupukan dosis 60 kg N ha-1 + 120 kg P2O5 ha-1 dapat meningkatkan
tinggi tanaman, jumlah cabang, jumlah kapsul per tanaman, dan produksi biji ha-1
(Rana et al. 2012)
Thymoquinone
Thymoquinone adalah senyawa bioaktif dari golongan terpenenoid yaitu
monoterpen yang merupakan salah satu senyawa paling banyak terdapat pada
minyak esensial biji jintan hitam yaitu sekitar 7.8-13.7% (Lewinsohn et al. 2012).
Hasil penelitian Al-Saleh et al. (2006), melaporkan bahwa kandungan
thymoquinone dari tiap negara berbeda-beda, yaitu dari Ethiopia 3,098.5 mg/kg,
India 2,362.68 mg/kg, Saudi Arabia 2,250.56 mg/kg, Syria 1,371.9 mg/kg dan
Sudan 1,274.6 mg/kg. Rumus bangun thymoquinone disajikan pada Gambar 2.
Gambar 2. Rumus bangun thymoquinone (Gali-Muhtasib et al. 2006)
Thymoquinone berfungsi sebagai anti-mikroba, anti-parasit, anti-kanker,
anti-imflamasi, imunomodulator, anti-oksidan dan hepatoprotektor (Gali-
7
Muhtasib 2006). Selain itu, thymoquinone berguna untuk mencegah penyakit
kanker usus dan leukeumia (Maznah et al. 2011), anti-mikroba (Chaieb et al.
2011) dan mencegah kerusakan eritrosit yang disebabkan oleh 1,2dimethylhydrazine (Harzallah et al. 2012).
Thimoquinone merupakan produk metabolisme sekunder yang terbentuk
dari Geranyl diphosphate yang dihubungkan ke γ-terpinene kemudian
diaromatisasi ke dalam p-cymene dan diikuti dengan hidroksilasi carvacrol dan
thymohydroquinone dan oksidasi thymoquinone, sedangkan hidroksilasi thymol
sebagai jalur biosintesis alternatif (Gambar 3).
Gambar 3. Jalur biosintesis thymoquinone (Lewinsohn et al. 2012).
3 METODE
Penelitian dilakukan dalam tiga tahap percobaan, yaitu 1) Karakterisasi
morfologi tanaman jintan hitam di tiga ketinggian tempat, dan 2) Respon
pertumbuhan dan produksi jintan hitam (Nigella sativa L.) dengan pemupukan N
dan P anrganik di polibag, 3) Kajian pemupukan N dan P anorganik terhadap
pertumbuhan, produksi, dan kandungan bioaktif thymoquinone jintan hitam
(Nigella sativa L.) di lapang.
3.1. Karakter Morfologi Tanaman Jintan Hitam di Tiga Ketinggian Tempat
Waktu dan Tempat
Percobaan dilaksanakan dari bulan April sampai Agustus 2012 di Kebun
Percobaan Cimanggu, Bogor (350 m dpl), Kebun Percobaan Cicurug (550 m dpl),
dan Kebun Percobaan Manoko, Lembang (1,301.5 m dpl).
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan adalah biji jintan hitam yang diimpor dari Arab
Saudi, pupuk urea (45% N), SP-36 (36% P2O5), pupuk kandang sapi, dan polibag.
Alat yang digunakan adalah, termometer minimum-maksimum, timbangan merk
Kern ALJ220-4, leaf area meter tipe Li-3100, dan digital microscope.
8
Metode Penelitian
Percobaan menggunakan rancangan acak kelompok (RAK), tiga perlakuan
ketinggian tempat yaitu A) 350 m dpl, dan B) 550 m dpl, dan C) 1,301.5 m dpl,
dengan tiga ulangan.
Model rancangan yang digunakan adalah :
Y ij = µ + τ i + β j + ԑ ij
Dimana :
: 1,2,3 dan j = 1,2,3
i
Yij : Pengamatan pada perlakuan ketinggian tempat ke-i dan kelompok ke-j
µ
: Rataan umum
τi
: Pengaruh perlakuan ketinggian tempat ke-i
: Pengaruh kelompok ke-j
βj
ԑ ij : Pengaruh acak pada perlakuan ketinggian tempat ke-i dan kelompok ke-j
Penyemaian biji jintan hitam dilakukan di bak penyemaian dengan media
campuran tanah dan pupuk kandang sapi (1:1) (v/v). Sebelum disemai biji
direndam dalam air selama 12 jam kemudian ditiriskan. Biji hasil rendaman
disemai dengan cara ditaburkan secara merata dalam larikan yang telah dibuat,
kemudian ditutup tipis dengan media. Media tanam yang digunakan adalah
campuran tanah dan pupuk kandang sapi (1:3) (v/v) dan dimasukkan ke dalam
polibag ukuran 20 cm x 25 cm. Bibit hasil penyemaian yang telah berumur 3
minggu setelah semai yang telah mempunyai dua daun sempurna ditanam di
polibag.
Sumber pupuk N adalah urea (45%) dan pupuk P adalah SP-36 (36%).
Dosis pupuk adalah 120 kg N ha-1 dan 120 kg P2O5 ha-1. Pupuk urea diberikan dua
kali, yaitu ½ dosis pada umur satu minggu setelah tanam dan ½ dosis pada umur
lima minggu setelah tanam dan pupuk SP-36 diberikan pada umur satu minggu
setelah tanam. Pemeliharaan yang dilakukan adalah penyiraman setiap hari,
pengendalian gulma secara manual dengan penyiangan, pengendalian hama dan
penyakit.
Pencatatan suhu minimum-maksimum dilakukan setiap hari mulai
penyemaian biji jintan hitam sampai panen. Pengamatan karakter morfologi
tanaman dimulai dari umur 21 hari setelah semai (HSS) sampai panen.
Pengamatan karakter morfologi tanaman berdasarkan Tjitrosoepomo (1988) yang
meliputi :
1) Akar diamati sistem perakarannya.
2) Batang diamati bentuk batang yang dilihat pada penampang melintangnya.
3) Cabang diamati cara percabangannya dan jenis cabangnya.
4) Daun diamati bentuk daun dilihat dari bentuk helaian daunnya, luas daun
diukur daun terkecil sampai daun terbesar, dan tata letak daun dilihat dari
tempat daun tumbuh pada batang dan cabang.
5) Bunga diamatis sifat pembungaan (bunga tunggal atau bunga majemuk), letak
bunga pada ujung batang (flos terminalis) atau bunga di ketiak daun (flos
lateralis), bagian-bagian bunga (tangkai bunga (pedicellus), dasar bunga
(receptaculum), daun kelopak (sepala), daun mahkota (petala), benang sari
(stamen), dan putik, waktu pembentukan kapsul diamati dari inisiasi bunga
sampai kapsul siap dipanen.
9
6) Kapsul diamati bagian-bagian kapsul, ukuran kapsul diukur panjang dan
lebarnya.
7) Biji diamati bentuk biji, ukuran panjang dan lebar biji, ketebalan kulit biji,
warna dan permukaan kulit luar biji, dan bobot biji 100 butir
3.2. Respon Pertumbuhan dan Produksi Jintan Hitam (Nigella sativa L.)
dengan Pemupukan N dan P Anorganik di Polibag.
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan di Kebun Percobaan Manoko, Lembang, Jawa
Barat yang mempunyai ketinggian tempat 1,301.5 m dpl, dengan jenis tanah
andisol. Penelitian dilaksanakan dari bulan September 2012 sampai Januari 2013.
Analisis tanah dan pupuk kandang sapi dilakukan di laboratorium Balittro.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan adalah biji jintan hitam, pupuk urea (45% N), SP36 (36% P2O5), pupuk kandang sapi, dan polibag. Alat yang digunakan adalah,
termometer minimum-maksimum, timbangan merk Kern ALJ220-4, leaf area
meter tipe Li-3100, dan oven merk Heraeus.
Metode Penelitian
Penelitian ini merupakan percobaan faktorial dua faktor dengan
menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan tiga ulangan. Faktor
pertama adalah perlakuan empat taraf dosis pupuk nitrogen (0, 40, 80, dan 120 kg
N ha-1). Faktor ke dua adalah empat taraf dosis pupuk fosfor (0, 40, 80, dan 120
kg P2O5 ha-1).
Model rancangan yang digunakan sebagai berikut:
Yijk=µ + N i + P j + K k + (NP) ij + ijk
Keterangan:
Yijk : Nilai pengamatan dari perlakuan pemupukan N ke-i, pemupukan
P ke-j, interaksi NP ke-ij, dan kelompok K ke-k
µ
: Nilai rataan umum
Ni
: Pengaruh pemupukan N ke-i
Pj
: Pengaruh pemupukan P ke-j
Kk
: Pengaruh kelompok ke-k
(NP) ij : Pengaruh interaksi perlakuan pemupukan N ke-i dan perlakuan
pemupukan P ke-j
:
Pengaruh galat percobaan perlakuan pemupukan N ke-i dan perlakuan
ijk
pemupukan P ke-j pada kelompok ke-k
Kegiatan dimulai dengan melakukan penyemaian biji jintan hitam di bak
pesemaian dengan media campuran tanah dan pupuk kandang sapi (1:1) (v/v). Biji
yang digunakan adalah hasil panen jintan hitam dari penanaman pertama.
Sebelum disemai biji direndam dalam air selama 12 jam kemudian ditiriskan. Biji
10
hasil rendaman disemai dengan cara ditaburkan secara merata dalam larikan yang
telah dibuat, kemudian ditutup tipis dengan media. Biji jintan hitam berkecambah
tidak serentak, dan mulai berkecambah umur tiga minggu sampai empat minggu
setelah semai.
Media tanam yang digunakan adalah campuran tanah dan pupuk kandang
sapi. Dosis pupuk kandang sapi yang digunakan adalah 20 ton ha-1. Media
dimasukkan ke dalam polibag ukuran 20 cm x 25 cm dan disiram dengan air
sampai jenuh. Bibit hasil pesemaian diseleksi yang pertumbuhannya relatif
seragam (tinggi tanaman dan jumlah daun). Dosis pemupukan Urea dan SP-36
sesuai dengan dosis perlakuan. Urea diberikan dua kali yaitu ½ dosis satu minggu
setelah tanam dan ½ dosis lima minggu setelah tanam. Pemupukan SP-36
diberikan satu minggu setelah tanam bersamaan dengan pemupukan urea yang
pertama. Pemeliharaan yang dilakukan adalah penyiraman setiap hari,
pengendalian gulma dengan cara manual yaitu dicabut.
Pengamatan pertumbuhan meliputi tinggi tanaman, jumlah daun, jumlah
cabang, dan luas daun. Komponen hasil yang diamati adalah jumlah kapsul per
tanaman, jumlah biji per kapsul, bobot biji per tanaman, bobot 1,000 biji, dan
produksi biji ha-1. Analisis pertumbuhan tanaman menggunakan metode
Masarovicova (1997) yaitu, laju tumbuh relatif (LTR), nisbah luas daun (NLD)
dan laju asimilasi bersih (LAB).
a. LTR
LTR
W2
W1
t1
t2
b. NLD
NLD
L
W
= lnW2 - lnW1 (g hari-1), dimana:
t2 - t1
= Laju Tumbuh Relatif
= bobot kering tanaman pada pengamatan ke-2
= bobot kering tanaman pada pengamatan ke-1
= waktu pengamatan ke-1
= waktu pengamatan ke-2
= L/W (cm2 g-1), dimana:
= Nisbah Luas Daun
= luas daun
= bobot kering tanaman
c. LAB = ln W2 - lnW1 x ln L2 – ln L1 (g cm-2 hari-1), dimana:
L2 - L1
t2 – t1
LAB = Laju Asimilasi Bersih
W2
= bobot kering tanaman pada pengamatan ke-2
W1
= bobot kering tanaman pada pengamatan ke-1
L2
= luas daun total pada pengamatan ke-2
L1
= luas daun total pada pengamatan ke-1
t2
= waktu pengamatan ke-2
t1
= waktu pengamatan ke-1
Data hasil pengamatan diuji dengan SAS (Statistical Analysis Sistem) dan
apabila dalam sidik ragam pada taraf α 0.05 terdapat pengaruh nyata dilakukan uji
lanjut DMRT.
11
3.3. Kajian Pemupukan N dan P Anorganik terhadap Pertumbuhan,
Produksi dan Kandungan Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam
(Nigella sativa L.) di Lapang.
Waktu dan Tempat
Percobaan dilaksanakan di Kebun Percobaan Manoko, Lembang, Jawa
Barat dari bulan September 2013 sampai Maret 2014. Analisis tanah dan pupuk
kandang sapi di lakukan di Laboratorium Balittro. Analisis hara N dan P pada
daun jintan hitam dilakukan di Laboratorium Pengujian Departemen Agronomi
dan Hortikultura IPB. Analisis kandungan bioaktif thymoquinone dilakukan di
Laboratorium Pusat Studi Biofarmaka LPPM IPB.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan adalah biji jintan hitam, pupuk urea, SP-36, pupuk
kandang sapi, dan polibag. Alat yang digunakan adalah, termometer minimummaksimum, hygrometer, timbangan merk Kern ALJ220-4, leaf area meter tipe Li3100 area meter, oven merk Heraeus, dan HPLC.
Metode Penelitian
Percobaan menggunakan rancangan petak terpisah (Split Plot Design).
Petak utama adalah perlakuan dua taraf dosis pupuk N (0 dan 120 kg N ha-1).
Sumber N yang digunakan adalah pupuk urea (45% N). Anak petak adalah empat
taraf dosis pupuk P (0, 60, 120, 180 kg P2O5 ha-1). Sumber P yang digunakan
adalah pupuk SP-36 (36% P2O5), dengan tiga ulangan, sehingga jumlah satuan
percobaannya adalah 24 satuan percobaan.
Model rancangan yang digunakan sebagai berikut:
Y ijk = µ + N i + P j + ik + (NP) ij + ijk
Dimana :
: 1,2 ; j = 1,2,3,4 ; k = 1,2,3
i
Yijk
: Nilai pengamatan dari perlakuan pemupukan N ke-i, pemupukan P
ke-j, dan ulangan ke-k
µ
: Nilai rataan umum
: Pengaruh pemupukan N ke-i
Ni
: Pengaruh pemupukan P ke-j
Pj
: Komponen acak dari petak utama yang menyebar normal
ik
(NP)ij : Pengaruh interaksi perlakuan pemupukan N ke-i dan perlakuan
pemupukan P ke-j
: Pengaruh galat percobaan perlakuan pemupukan N ke-i dan
ijk
perlakuan pemupukan P ke-j pada kelompok ke-k
Biji jintan hitam disemai di bak penyemaian dengan media campuran
tanah dan pupuk kandang sapi (1:1). Sebelum disemai biji direndam dalam air
selama 12 jam kemudian ditiriskan. Biji hasil rendaman disemai dengan cara
ditaburkan secara merata dalam larikan yang telah dibuat, kemudian ditutup tipis
dengan media. Bibit hasil penyemaian setelah berumur 3 minggu di tanam di
12
polibag ukuran 10 x 10 cm dengan media tanam campuran tanah : pupuk kandang
sapi (1:1). Bibit di pelihara dipolibag selama dua minggu dengan tujuan agar bibit
tidak stress pada saat ditanam di lapangan.
Lahan terlebih dahulu dibersihkan dari gulma kemudian dibuat petakan
dengan ukuran panjang 1.5 m, lebar 1 m dan tinggi 30 cm sebanyak 48 petak
dengan jarak antar petak berupa selokan dengan lebar 30 cm. Pupuk kandang sapi
diberikan dengan dosis 40 ton ha-1 dengan cara ditabur dalam larikan sedalam ±
10 cm dan jarak antara larikan 30 cm. Bibit jintan hitam setelah berumur dua
minggu di polibag ditanam di petak percobaan dengan jarak tanam 30 cm x 15 cm,
sehingga terdapat 30 tanaman dalam satu petak percobaan. Perlakuan pemupukan
N dilakukan dua kali yaitu pada saat tanam dan empat minggu kemudian,
sedangkan pupuk P diberikan satu kali pada saat tanam. Dosis pupuk N dan P
sesuai dengan perlakuan yang diuji. Sumber pupuk N adalah urea (45 % N) dan P
adalah SP-36 (36 % P2O5). Pemberian pupuk dilakukan dengan cara dilarik
disekeliling tanaman dengan jarak ± 10 cm dari pangkal batang tanaman.
Pemeliharaan tanaman yang dilakukan meliputi penyiraman, pengendalian gulma
dengan cara dicabut, penyulaman, pengendalian hama dan penyakit tanaman.
Panen dilakukan pada umur 11 MST setelah kulit kapsul berwarna hijau
kekuningan. Kapsul dipanen dengan cara dipetik kemudian dijemur sampai kulit
kapsul berwarna kuning kecoklatan. Kapsul dipecah dan bijinya dibersihkan dan
dipisahkan dari cangkang kapsul atau kotoran lain.
Pengamatan pertumbuhan adalah tinggi tanaman dan jumlah daun diamati
mulai umur 2-12 MST, jumlah cabang mulai umur 4-12 MST. Pengamatan
komponen hasil adalah jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per kapsul, bobot
biji per tanaman, bobot 1,000 biji, dan produksi biji per ha diamati setelah panen
umur 14 MST.
Prosedur pengujian senyawa sekunder thymoquinone menggunakan HPLC
sesuai dengan prosedur analisis Al-Saleh et al. (2006) yang dimodifikasi pada
berat sampel dan panjang gelombang. Sampel biji jintan hitam (Nigella sativa L.)
seberat 0.10 g dihaluskan dan diekstraksi dengan 1 ml metanol, kemudian di
vortex selama 1 menit dan disonikasi selama 20 menit. Setelah itu dibiarkan
semalam di dalam rotamix konstan, kemudian di vortex selama 1 menit dan
disentrifugasi selama 25 menit pada 1,400 rpm. Supernatan 20 µL disuntikkan ke
HPLC dengan detektor UV pada panjang gelombang 254 nm. Fase gerak yang
digunakan adalah metanol : air (72:25) pada laju aliran 1,0 mL/menit. Kalibrasi
kurva daerah puncak untuk thymoquinone pada konsentrasi 20, 40, 80, dan 160
ppm.
13
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Karakter Morfologi Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.) di Tiga
Ketinggian Tempat
Jumlah Satuan Panas (Heat Units)
Kebun Percobaan Cimanggu, Bogor dan Kebun Percobaan Cicurug,
Sukabumi.
Kebun Percobaan Cimanggu merupakan dataran rendah dengan ketinggian
350 m dpl mempunyai suhu rata-rata minimum-maksimum 22.73-31.73 °C. Biji
jintan hitam yang disemai tidak berkecambah sampai umur 21 hari setelah semai
(HSS) dengan jumlah satuan panas 472.5 °C hari, tetapi umur 23 HSS terdapat
satu biji yang berkecambah dengan lembaga berwarna putih pucat (Gambar 4a).
Kecambah tidak mengalami pertumbuhan sampai umur 27 HSS dan akhirnya mati.
Kemudian dicoba dengan membawa bibit jintan hitam sebanyak 30 bibit dari
Lembang yang berumur 45 HSS dan di pelihara di rumah kaca Kebun Percobaan
Cimanggu, Bogor. Bibit jintan hitam masih segar (Gambar 4b), bibit mengalami
gejala stres yang ditunjukkan dengan layunya daun (Gambar 4c), kemudian
mengering dan akhirnya mati setelah dipelihara selama enam hari (Gambar 4d).
Kebun Percobaan Cicurug merupakan dataran sedang dengan ketinggian
550 m dpl mempunyai suhu rata-rata minimum-maksimum 22.47-29.83 °C. Biji
jintan hitam yang disemai sampai 30 hari dengan jumlah satuan panas 451.5 °C
hari tidak berkecambah.
a
b
c
d
Gambar 4. Biji jintan jitam yang berkecambah (a), bibit jintan hitam yang masih
segar (b), daun sudah mulai layu dan mengering (c), bibit jintan hitam
mati (d).
14
Kebun Percobaan Manoko, Lembang.
Biji jintan hitam mulai berkecambah umur 21 hari setelah semai (HSS)
yang mebutuhkan jumlah satuan panas 304.50 °C hari. Tanaman jintan hitam
mulai mengeluarkan inisiasi bunga umur 56 HSS dengan jumlah satuan panas
924 °C hari. Bunga mulai mekar umur 70 HSS dengan jumlah satua panas
1,120 °C hari dan mulai membentuk kapsul umur 83 HSS dengan jumlah
satuan panas 1,494 °C hari. Kapsul mulai dipanen umur 139 HSS setelah
berubah warna dari warna hijau menjadi hijau kekuningan dan membutuhkan
jumlah satuan panas 2,015.5 °C hari (Gambar 5) Hal ini menunjukkan bahwa
dengan suhu rata-rata minimum-maksimum 15.48-26.26 °C dengan suhu
harian rata-rata 20.88 °C dapat mendukung biji jintan hitam berkecambah,
tumbuh, berbunga dan menghasilkan biji (Gambar 6).
.
Jumlah satuan panas (°C hari)
3500
2,015.5
3000
2500
2000
1,494
1,120
1500
924
1000
500
304.5
0
Biji
Awal berbunga
Bunga mekar
berkecambah
(56 hari)
(70 hari)
(21 hari)
Membentuk
Panen
kapsul (139 hari)
(83 hari)
Keterangan : Perhitungan jumlah satuan panas (°C hari) = Ʃ [(suhu minimum + suhu
maksimum) / 2] - 5 ° C (Rahimi dan Kamali 2012)
Gambar 5. Jumlah satuan panas pada perkecambahan, pembungaan,
pembentukan kapsul, dan panen jintan hitam.
15
a
b
c
d
e
f
Gambar 6. Biji jintan hitam mulai berkecambah umur 21 HSS (a), bibit jintan
hitam umur 30 hari HSS (b), tanaman mulai membentuk bunga
(inisiasi) umur 65 HSS (c), bunga mulai mekar umur 70 HSS (d),
kapsul mulai terbentuk umur 83 HSS (e), dan kapsul mulai matang
umur 139 HSS (f).
Morrfologi Tanaman Jintan Hitam
Akar (Radix)
Sistem perakaran pada tanaman jintan hitam adalah akar tunggang (radix
primaria) yang merupakan akar lembaga yang tumbuh terus menjadi akar pokok
yang bercabang-cabang menjadi akar-akar yang lebih kecil (Gambar 7).
Pangkal batang
Akar rambut
a
b
c
Akar tunggang
Gambar 7. Perkembangan akar umur tanaman 21 HSS (a), umur 30 HSS (b), dan
umur 83 HSS (c).
Batang (Caulis)
Hasil pemotongan batang secara melintang menunjukkan bentuk batang
jintan hitam berbentuk bulat (teres) (Gambar 8a). Batang berwarna hijau dan
permukaan batang berambut halus (pilosus) yang berwarna putih (Gambar 8b).
16
a
b
Gambar 8. Penampang melintang batang (a), permukaan batang berwarna hijau
dan berambut halus (b)
Percabangan
Percabangan pada tanaman jintan hitam termasuk percabangan simpodial,
yaitu batang pokok sukar ditentukan karena dalam perkembangan selanjutnya
menghentikan pertumbuhannya atau kalah cepat pertumbuhannya dibandingkan
dengan cabangnya. Terdapat dua cabang yaitu cabang primer dan sekunder
(Gambar 9).
Cabang sekunder
Cabang primer
B
Batang pokok
Gambar 9. Bentuk percabangan tanaman jintan hitam
Daun (Folium)
Daun yang lengkap mempunyai tiga bagian yaitu, 1) upih daun atau
pelepah daun (vagina), 2) tangkai daun (petiolus), dan 3) helaian daun (lamina).
Pada tanaman jintan hitam letak daun berseling (Gambar 10a) dan daun yang
terletak pada pangkal batang daun yang menyerupai tangkai daun dan helaian
daun, tetapi semakin keatas daun hanya membentuk helaian daun (Gambar 10b),
sehingga daun jintan hitam termasuk daun yang tidak lengkap. Bentuk daun
jintan hitam termasuk dalam bentuk berbagi menyirip (pinnatipartitus), yaitu tepi
berbagi dengan susunan tulang yang menyirip. Lebar daun antara 1.8-4.6 cm dan
panjang daun antara 2.7-6.4 cm, dengan luas daun antara 0.26-3.72 cm². Daun
jintan berwarna hijau dan terdapat bulu halus berwarna putih dipermukaan daun
(Gambar 10c dan 10d).
17
a
b
c
d
Gambar 10. Letak dan bentuk daun jintan hitam
Bunga (Flos)
Tanaman jintan hitam termasuk tanaman yang mempunyai bunga banyak
(planta multiflora) dan bunga terletak pada ujung batang (flos terminali
ANORGANIK TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI
BIOAKTIF THYMOQUINONE JINTAN HITAM (Nigella sativa L.)
RUDI SURYADI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Karakter Morfologi dan
Pemupukan N dan P Anorganik terhadap Pertumbuhan dan Produksi Bioaktif
Thymoquinone Jintan Hitam (Nigella sativa L.) adalah benar karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juli 2014
Rudi Suryadi
A252110191
RINGKASAN
RUDI SURYADI. Karakter Morfologi dan Pemupukan N dan P Anorganik
terhadap Pertumbuhan dan Produksi Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam
(Nigella sativa L.). Dibimbing oleh MUNIF GHULAMAHDI dan ANI
KURNIAWATI.
Nigella sativa L. yang dikenal dengan nama jintan hitam adalah tanaman
obat asli dari daerah Asia Barat dan Mediterania yang beriklim sub tropika. Jintan
hitam bermanfaat sebagai anti-mikroba, anti-parasit, anti-imflamasi, anti-oksidan,
anti-tumor, dan anti-diabetes. Tujuan penelitian ini adalah mengidentifikasi
karakter morfologi dan menganalisis pertumbuhan, produksi, dan kandungan
bioaktif thymoquinone jintan hitam (Nigella sativa L.) dengan pemupukan N dan
P anorganik yang ditanam di daerah tropika. Penelitian dilakukan dalam tiga tahap
percobaan. Percobaan pertama dilaksanakan dari bulan April sampai Agustus
2012 di tiga lokasi yaitu, Bogor, Cicurug, dan Lembang. Rancangan yang
digunakan adalah rancangan acak kelompok dengan tiga ulangan. Perlakuan yang
diuji adalah penanaman jintan hitam di tiga ketinggian tempat, yaitu : A. Bogor
(350 m dpl), B. Cicurug (550 m dpl), dan C. Lembang (1,301.5 m dpl). Percobaan
ke dua dilaksanakan di Kebun Percobaan Manoko, Lembang mulai bulan
September 2012 sampai Januari 2013. Rancangan yang digunakan adalah
rancangan acak kelompok, dua faktor dengan tiga ulangan. Faktor pertama adalah
perlakuan empat taraf dosis pupuk nitrogen (0, 40, 80, dan 120 kg N ha-1). Faktor
ke dua adalah empat taraf dosis pupuk fosfor (0, 40, 80, dan 120 kg P2O5 ha-1).
Percobaan ke tiga dilaksanakan di Kebun Percobaan Manoko, Lembang mulai
bulan Agustus 2013 sampai Maret 2014. Rancangan yang digunakan adalah split
plot dengan tiga ulangan. Petak utama adalah dua taraf perlakuan pupuk nitrogen
(0 dan 120 kg N ha-1) dan anak petak adalah empat taraf pupuk fosfor (0, 60, 120,
dan 180 kg P2O5ha-1).
Hasil percobaan pertama menunjukkan bahwa di Lembang biji jintan hitam
dapat berkecambah, tumbuh, berbunga, dan menghasilkan biji. Biji jintan hitam
berkecambah mulai umur 21 hari setelah semai (HSS) dengan jumlah satuan
panas 304.5 °C. Hasil percobaan ke dua menunjukkan bahwa pemupukan N dan P
mampu meningkatkan tinggi tanaman, jumlah daun, jumlah cabang, luas daun,
indeks luas daun, laju tumbuh relatif, laju asimilasi bersih, bobot kering tanaman,
jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per kapsul, bobot biji per tanaman, bobot
1,000 biji, dan produksi biji ha-1. Pertumbuhan dan produksi jintan hitam masih
meningkat sampai dosis tertinggi pupuk N dan P sehingga penambahan dosis
pupuk masih memungkinkan agar didapatkan dosis optimum. Hasil percobaan ke
tiga menunjukkan bahwa pemupukan N dan P mampu meningkatkan tinggi
tanaman, jumlah daun, jumlah cabang, jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per
kapsul, bobot biji per tanaman, bobot 1,000 biji, produksi biji ha-1, dan kadar
bioaktif thymoquinone. Pemupukan 120 kg N ha-1 + 157 kg P2O5 ha-1
menghasilkan produksi biji dan produksi thymoquinone jintan hitam tertinggi,
yaitu 363.04 kg ha-1 dan 298.4 g ha-1.
Kata kunci: fosfor, nitrogen, Nigella sativa L., thymoquinone, tropika.
SUMMARY
RUDI SURYADI. Morphological Characters and Fertilizing N and P Anorganic
on Growth and Production of Bioactive Thymoquinone of Black Cumin (Nigella
sativa L.). Supervised by MUNIF GHULAMAHDI and ANI KURNIAWATI
Nigella sativa L., known as black cumin is a native medicinal plant in subtropical region, for instance in Western Asia and the Mediterranean. Cumin is
used an anti-microbial, anti-parasitic, anti-imflamasi, anti-oxidant, anti-tumor, and
anti-diabetic. The purpose of this study was to characterize the morphology and
get the optimum dose of fertilizer N and P that can enhance the growth, seed
production, and bioactive thymoquinone black cumin adapt to the tropical climate.
The study was conducted in three stages of the experiment. The first experiment
was conducted from April to August 2012 and used a randomized block design
with three replications. The treatments tested were black cumin cultivation in
three altitude, A. Bogor (350 m asl), B. Cicurug (550 m asl), and C. Lembang
(1,301.5 m asl). The second experiment was conducted at the Experimental
Manoko, Lembang from September 2012 until January 2013. The experiment
used a randomized block design, with two factors and three replications. The first
factor was four levels of nitrogen fertilizer (0, 40, 80, and 120 kg N ha-1). The
second factor was four levels of phosphorus fertilizer (0, 40, 80, and 120 kg P2O5
ha-1). The third experiment was conducted at the Experimental Manoko, Lembang
from August 2013 to March 2014. The experiment used a split plot with three
replications. The main plot treatments were two levels of nitrogen fertilizer (0 and
120 kg N ha-1) and the subplot was four levels phosphorus fertilizer (0, 60, 120,
and 180 kg P2O5 ha-1).
The results of the first experiment showed that in Lembang, black cumin
seeds can germinate, grow, flower, and produce seed. Black cumin seeds
germinate from the age of 21 days after sowing (DAS) with heat units 304.5
degree-days. The second experiment showed that N and P fertilization can
increase plant height, number of leaves, number of branches, leaf area, leaf area
index, relative growth rate, net assimilation rate, plant dry weight, number of
capsules per plant, number of seeds per capsule, seed weight per plant, weight of
1,000 seeds, and seeds production ha-1. Growth and production of black cumin
was increased to the highest dose of fertilizer N and P so that the addition of
fertilizer is still possible in order to obtain the optimum dose. The third
experiment showed that N and P fertilization can increase plant height, number of
leaves, number of branches, number of capsules per plant, number of seeds per
capsule, seed weight per plant, weight of 1,000 seeds, seeds production ha-1, and
thymoquinone content on seed. Fertilization of doses 120 kg N ha-1 + 157 kg P2O5
ha-1 resulted highest the production of seed and black cumin production
thymoquinone, respectively 363.04 kg ha-1 and 298.4 g ha-1.
Keywords : phosphorus, Nigella sativa L, nitrogen, thymoquinone, tropical.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2011
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
KARAKTER MORFOLOGI DAN PEMUPUKAN N DAN P
ANORGANIK TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI
BIOAKTIF THYMOQUINONE JINTAN HITAM (Nigella sativa L.)
RUDI SURYADI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Agronomi dan Hortikultura
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Prof Dr Ir Sandra Arifin Aziz, MS.
Judul Tesis : Karakter Morfologi dan Pemupukan N dan P Anorganik terhadap
Pertumbuhan dan Produksi Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam
(Nigella sativa L.)
Nama
: Rudi Suryadi
NIM
: A252110191
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Prof Dr Ir Munif Ghulamahdi, MS
Ketua
Dr Ani Kurniawati, SP. MSi
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Agronomi dan Hortikultura
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr Ir Maya Melati, MS. MSc.
Dr Ir Dahrul Syah, MSc.Agr
Tanggal Ujian : 7 Juli 2014
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan April 2012 ini ialah
adaptasi jintan hitam pada iklim tropika dengan pemupukan anorganik, dengan
judul Karakter Morfologi dan Pemupukan N dan P Anorganik terhadap
Pertumbuhan dan Produksi Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam (Nigella sativa
L.). Bagian dari tesis ini dalam proses review untuk dipublikasikan di Jurnal
Agronomi Indonesia dengan judul Respon Pertumbuhan dan Produksi Jintan
Hitam (Nigella sativa L.) terhadap Pemupukan Nitrogen dan Fosfor.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Prof Dr Ir Munif Ghulamahdi, MS.
dan Dr Ani Kurniawati, SP, MSi. selaku pembimbing, Prof Dr Ir Sandra Arifin
Aziz, MS dan Dr Ir Maya Melati, MS. MSc., Dr Ir Haryono, MSc. selaku Kepala
Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Dr Ir Muhammad Syakir, MS.
selaku Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan, dan Dr Ir Agus
Wahyudi MS. selaku Kepala Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat, yang
telah memberikan kesempatan kepada saya mendapatkan beasiswa untuk
melanjutkan sekolah pascasarjana di Institut Pertanian Bogor, Dedi Suheryadi, SP.
dan staf Kebun Percobaan Manoko-Lembang yang telah membantu kelancaran
pelaksanaan penelitian tesis saya. Ungkapan terima kasih juga disampaikan
kepada yang tercinta istri, putra dan putriku atas segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Juli 2014
Rudi Suryadi
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Ruang Lingkup Penelitian
1
1
2
2
3
3
2 TINJAUAN PUSTAKA
4
3 METODE
3.1. Karakter Morfologi Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.)
di Tiga Ketinggian Tempat
Waktu dan Tempat
Bahan dan Alat
Metode Penelitian
3.2. Respon Pertumbuhan dan Produksi Tanaman Jintan Hitam
(Nigella sativa L.) dengan Pemupukan N dan P Anorganik
di Polibag
Waktu dan Tempat
Bahan dan Alat
Metode Penelitian
3.3. Kajian Pemupukan N dan P Anorganik terhadap Pertumbuhan
dan Produksi Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam
(Nigella sativa L. di Lapang
Waktu dan Tempat
Bahan dan Alat
Metode Penelitian
7
7
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Karakter Morfologi Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.)
di Tiga Ketinggian Tempat
Jumlah Satuan Panas (heat units)
Kebun Percobaan Cimanggu, Bogor dan Kebun Percobaan
Cicurug, Sukabumi
Kebun Percobaan Manoko, Lembang
Morfologi Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.)
Akar (Radix)
Batang (Caulis)
Percabangan
Daun (Folium)
Bunga (Flos)
7
7
8
9
9
9
9
11
11
11
11
13
13
13
13
14
15
15
15
16
16
17
Pembentukan Bunga sampai Pembentukan Kapsul
Kapsul
Biji (Semen)
4.2. Respon Pertumbuhan dan Produksi Tanaman Jintan Hitam
(Nigella sativa L.) dengan Pemupukan N dan P Anorganik
di Polibag
Kondisi Umum
Tinggi Tanaman dan Jumlah Daun
Jumlah Cabang
Luas Daun (LD)
Indeks Luas Daun (ILD) dan Nisbah Luas Daun (NLD)
Laju Tumbuh Relatif (LTR) dan Laju Asimilasi Bersih (LAB)
Bobot Kering Tanaman
Jumlah Kapsul per Tanaman, Jumlah Biji per Kapsul,
Bobot Biji per Tanaman, Bobot 1,000 Biji, Produksi Biji ha-1
19
19
20
20
20
21
22
23
23
24
26
26
4.3. Kajian Pemupukan N dan P Anorganik terhadap Pertumbuhan
28
dan Produksi Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam (Nigella sativa L.)
di Lapang
Kondisi Umum
28
Tinggi Tanaman
29
Jumlah Daun
30
Jumlah Cabang
30
Jumlah Kapsul per Tanaman, Jumlah Biji per Kapsul,
31
Bobot Biji per Tanaman, Bobot 1,000 Biji, Produksi Biji ha-1
Kadar Hara N dan P Daun Jintan Hitam
32
Kandungan Bioaktif Thymoquinone
32
5 PEMBAHASAN UMUM
33
6 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
38
38
38
DAFTAR PUSTAKA
38
LAMPIRAN
43
RIWAYAT HIDUP
46
DAFTAR TABEL
1 Tinggi tanaman dan jumlah daun jintan hitam dengan perbedaan
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
taraf pemupukan N dan P umur 5-13 MSS
Jumlah cabang jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan
P umur 9-13 MSS
Luas daun jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan P
umur 7-13 MSS
Indeks luas daun (ILD) jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan
N dan P umur 7-13 MSS
Nisbah luas daun (NLD) jintan hitam dengan perbedaan taraf
pemupukan N dan P umur 7-13 MSS
Laju tumbuh relatif (LTR) dan laju asimilasi bersih (LAB) jintan hitam
dengan perbedaan taraf pemupukan N dan P umur 7-13 MSS
Bobot kering tanaman jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan
N dan P umur 13 MSS
Jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per kapsul, bobot biji per
tanaman, bobot 1,000 biji, produksi biji ha-1
Hasil Analisis Tanah
Tinggi tanaman jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan
P umur 5-15 MSS
Jumlah daun jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan P
umur 5-15 MSS
Jumlah cabang jintan hitam dengan perbedaan taraf pemupukan N dan
P umur 5-15 MSS
Jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per kapsul, bobot biji per
tanaman, bobot 1,000 biji, dan produksi per hektar
Kadar hara N dan P daun jintan hitam dengan taraf pemupukan N dan P
yang berbeda pada 9 MSS
Kandungan bioaktif thymoquinone biji jintan hitam.
21
22
23
24
24
25
26
27
28
29
30
30
31
32
33
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
Alur pelaksanaan penelitian
Rumus bangun thymoquinone
Jalur biosintesis thymouinone
Biji jintan hitam yang berkecambah (a), bibit jintan hitam yang masih
segar (b), daun sudah mulai layu dan mengering (c), bibit jintan hitam
mati (d)
5 Jumlah satuan panas pada perkecambahan, pembungaan, pembentukan
kapsul, dan panen jintan hitam
3
6
7
13
14
6 Biji jintan hitam mulai berkecambah umur 21 HSS (a), bibit jintan
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
hitam umur 30 HSS (b), tanaman mulai membentuk bunga (inisiasi)
umur 56 HSS (c), bunga mulai mekar umur 70 HSS (d), kapsul mulai
terbentuk umur 83 HSS (e), dan kapsul mulai matang umur 139 HSS (f)
Perkembangan akar umur 21 HSS (a), umur 30 HSS (b), dan umur 83
HSS (c)
Penampang melintang batang (a), permukaan batang berwarna hijau
dan berambut halus (b)
Bentuk percabangan tanaman jintan hitam
Letak dan bentuk daun jintan hitam
Bunga jintan hitam terletak di ujung batang (flos terminalis)
Bunga jintan hitam lengkap dengan tangkai bunga (a), bagian-bagian
bunga jintan hitam (b), daun mahkota (c), benang sari (d), putik dan
kapsul (e)
Jumlah putik pada bunga jintan hitam, 3 putik (a), 4 putik (b), 5 putik
(c), dan 6 putik (d)
Bunga mulai muncul bunga (inisiasi) umur 56 HSS (a), umur 63 HSS
(b), umur 70 HSS (c), umur 73 HSS (d), umur 83 HSS (e), umur 97
HSS (f), dan umur 139 HSS (g)
Bagian-bagian dari kapsul (a), beberapa ukuran kapsul (b), kapsul
tampak dari atas (c), kapsul yang dibelah berisi biji jintan hitam (d)
Penampilan biji jintan hitam (a), bentuk dan ukuran biji jintan hitam (b),
permukaan kulit biji jintan hitam (c), ketebalan kulit biji jintan hitam (c)
Keragaan tanaman yang ditanam di polibag dengan naungan atap
Hasil analisis regresi hubungan dosis pupuk N dan P dengan produksi
biji ha-1
Keragaan tanaman yang ditanam di lapang dan pangkal batang yang
patah akibat serangan hama
Hasil analisis regresi hubungan dosis P dengan produksi biji ha-1
Kurva standar thymoquinone pada konsentrasi 20, 40, 80, dan 160 ppm
15
15
16
16
17
17
18
18
19
19
20
20
27
28
31
33
DAFTAR LAMPIRAN
1 Cromatogram standar thymoquinone menggunakan HPLC
2 Cromatogram thymoquinone pada perlakuan pemupukan menggunakan
HPLC
43
44
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jintan hitam (Nigella sativa L.) adalah tanaman semusim, famili
Ranunculaceae, merupakan tanaman asli dari daerah Asia Barat, dan banyak
dibudidayakan di kawasan Mediterania, Syria, Turky, Iran, Arab Saudi, Pakistan,
Jordania, India (Rajsekhar dan Kuldeep 2011). Bagian tanaman jintan hitam yang
dimanfaatkan adalah bijinya. Kandungan utama yang terdapat pada biji jintan
hitam adalah minyak atsiri seperti, p-symena, thymoquinone, asam palmitat,
asam linoleat, asam oleat (Arshad et al. 2012), asam lemak, tocopherol, sterol
(Matthaus dan Özcan 2011), dithymoquinone, thymohidroquinone, dan thymol
(Ghosheh et al. 1999), senyawa alkaloid seperti nigellidine (Rahman et al. 1995)
dan nigellimine (Rahman et al. 1992).
Thymoquinone adalah senyawa bioaktif dari golongan terpenoid yaitu
monoterpen yang merupakan salah satu senyawa paling banyak terdapat pada
minyak esensial biji jintan hitam sekitar 7.8-13.7% (Lewinsohn et al. 2012).
Thymoquinone berfungsi sebagai anti-mikroba, anti-parasit, anti-kanker, antiimflamasi, imunomodulator, antioksidan dan hepatoprotektor (Gali-Muhtasib et al.
2006). Selain itu, thymoquinone berguna untuk mencegah penyakit kanker usus
dan leukeumia (Maznah et al. 2011), anti-mikroba (Chaieb et al. 2011) dan
mencegah kerusakan eritrosit yang disebabkan oleh 1,2-dimethylhydrazine
(Harzallah et al. 2012). Beberapa hasil penelitian efek farmakologis lainnya dari
biji jintan hitam antara lain: anti-iskemia (Hosseinzadeh et al. 2006), anti-tumor
(Mbarek et al. 2007), efek estrogenik (Parhizkar et al. 2011), dan menurunkan
kadar gula darah (Mohtashami et al. 2011). Selain industri jamu/obat tradisional,
biji jintan hitam juga digunakan dalam industri bumbu masak.
Biji jintan hitam sebagai bahan baku industri farmasi dan industri dalam
negeri masih diimpor dari India dan Mesir serta negara Timur Tengah lainnya
dengan total impor sebanyak 510,003 kg/tahun senilai US$ 364.394. (Wahyuni
2009). Produk jintan hitam banyak dijual dalam bentuk serbuk dan minyak yang
dikemas dalam kapsul dan dikenal dengan nama “Habbatussauda”.
Pemupukan berperan dalam penambahan unsur hara ke dalam tanah untuk
memenuhi kebutuhan pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Hasil penelitian
di India menunjukkan pertumbuhan dan produksi biji jintan hitam meningkat
dengan meningkatnya pemberian pupuk N sampai dosis 100 kg N ha-1 (45% N)
(Shah 2007; Shah dan Samiulah 2007). Hasil penelitian di Turki menunjukkan
pemupukan P dapat meningkatkan pertumbuhan dan produksi biji jintan hitam
dengan peningkatan pemberian pupuk P sampai dosis 40 kg P2O5 ha-1 (46% P2O5)
(Tuncturk et al. 2011). Peran pemupukan N dan P juga dilaporkan oleh Mariani
(2009) bahwa pemupukan 200 kg N ha-1 dan 100 kg P2O5 ha-1 dapat
meningkatkan kandungan andrographolida (17.01 mg/g simplisia) dan produksi
andrographolida (511.75 mg/tanaman) pada tanaman sambiloto.
2
Tanaman jintan hitam di tempat asalnya seperti di Jordania, Turki, dan Iran
yang beriklim sub tropika ditanam pada ketinggian 530-1,725 m dpl, suhu ratarata 6.9-17.4 °C, kelembaban udara 45.4-61.7%, curah hujan 140-462.5 mm/tahun,
dengan kemasaman tanah 7.7-8.1 (Talafih et al. 2007; Tuncturk et al. 2005;
Tuncturk et al. 2011; Khoulenjani dan Salamati 2011). Indonesia merupakan
wilayah beriklim tropika yang umumnya mempunyai suhu, kelembaban, dan
curah hujan lebih tinggi dengan tingkat kemasaman tanah yang lebih rendah.
Perbedaan lingkungan tumbuh (tanah dan iklim) tersebut diduga akan
mempengaruhi karakteristik morfologi tanaman sebagai upaya tanaman jintan
hitam beradaptasi terhadap lingkungan tumbuh yang baru, juga akan
mempengaruhi respon tanaman menyerap unsur hara di dalam tanah. Berdasarkan
permasalahan tersebut maka diperlukan penelitian yang bertujuan
mengidentifikasi karakter morfologi tanaman jintan hitam dan responnya terhadap
pemupukan N dan P untuk meningkatkan pertumbuhan, produksi biji, dan
kandungan bioaktif thymoquinone jintan hitam yang tumbuh di daerah tropika.
Perumusan Masalah
Sampai saat ini biji jintan hitam sebagai bahan baku industri farmasi di
Indonesia masih tergantung dari impor. Tanaman jintan hitam merupakan
tanaman introduksi yang berasal dari daerah Mediterania dan Asia Barat yang
beriklim sub tropika. Di negara asalnya jintan hitam dibudidayakan pada
ketinggian 580–1,725 m dpl, suhu rata-rata 6.9–17.4 °C, kelembaban 4.5-61.7%,
dan curah hujan 140–462.5 mm/tahun dengan kemasaman tanah 7.7-8.1.
Indonesia yang beriklim tropika umumnya mempunyai suhu, kelembaban dan
curah hujan yang lebih tinggi dengan kemasaman tanah yang lebih rendah.
Penanaman jintan hitam di ketinggian tempat yang berbeda perlu dilakukan untuk
mendapatkan lingkungan tumbuh dengan suhu dan kelembaban yang dapat
mendukung pertumbuhan dan perkembangan tanaman jintan hitam. Tingkat curah
hujan yang tinggi mengakibatkan tingkat pencucian unsur hara dalam tanah juga
tinggi terutama unsur hara N yang mudah hilang sehingga ketersediaan di dalam
tanah rendah. Kemasaman tanah yang rendah mengakibatkan ketersediaan P
dalam tanah rendah karena terikat Al dan Fe. Pemupukan bertujuan untuk
menambah unsur hara ke dalam tanah agar ketersediaannya dapat memenuhi
kebutuhan tanaman untuk tumbuh dan berkembang. Pemupukan N dan P
diharapkan akan menambah ketersediaan unsur hara tersebut sehingga dapat
meningkatkan pertumbuhan, produksi biji dan kandungan bioaktif thymoquinone
jintan hitam (Nigella sativa L.).
Tujuan Penelitian
Penelitian bertujuan untuk mengidentifikasi karakter morfologi dan
menganalisis pertumbuhan, produksi biji dan kandungan bioaktif thymoquinone
jintan hitam (Nigella sativa L.) dengan pemupukan N dan P anorganik yang
ditanam di daerah tropika.
3
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah mendapatkan informasi mengenai
karakteristik morfologi, pertumbuhan, produksi biji, dan kandungan bioaktif
thymoquinone jintan hitam yang ditanam di daerah tropika dengan aplikasi
pemupukan N dan P anorganik.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini adalah mengidentifikasi karakter morfologi
dan mengkaji pemupukan N dan P anorganik terhadap pertumbuhan dan produksi
bioaktif thymoquinone tanaman jintan hitam yang tumbuh di daerah tropika.
Percobaan 1 : Karakterisasi
morfologi jintan hitam di tiga
ketinggian tempat
Percobaan 2 : Pemupukan N dan
P anorganik di polibag
Percobaan 3 : Pemupukan N dan
P anorganik di lapang
Didapatkan ketinggian tempat
yang menghasilkan pertumbuhan
dan produksi jintan hitam yang
baik
Didapatkan informasi pengaruh
pupuk N dan P anorganik terhadap
pertumbuhan dan produksi biji
jintan hitam
Didapatkan dosis optimum pupuk
P yang mampu meningkatkan
pertumbuhan, produksi biji, dan
bioaktif thymoquinone jintan
hitam
Adaptasi jintan hitam (Nigella
sativa L.) pada iklim tropika dengan
pemupukan anorganik
Gambar 1. Alur pelaksanaan penelitian
4
2 TINJAUAN PUSTAKA
Jintan Hitam (Nigella sativa L.)
Jintan hitam (Nigella sativa L.) tanaman asli di daerah Asia Barat, dan
wilaah Mediterania. Jintan hitam dalam bahasa Inggris disebut black seed, black
cumin, atau fennel flower, siyah daneh (Persia), kalonji (India) Habat et baraka
(Mesir), dan dalam bahasa Arab dikenal dengan nama habbat-ul-barakah, habbatul-sauda dan sudah dibudidayakan diantaranya di India, Pakistan, Ethiopia, Syria,
Arab Saudi, Yaman, dan Turki (Albert-Mates 2003; Rabbani et al. 2011).
Menurut Rajsekhar dan Kuldeep (2011) jintan hitam diklasifikasikan sebagai
Divisi: Magnoliophyta; kelas: Magnoliopsida; bangsa: Ranunculales; suku:
Ranunculaceae; marga: Nigella; jenis: Nigella sativa L. Tanaman jintan hitam
berupa herba tegak tinggi 20 - 50 cm, susunan daun berseling, warna daun hijau
muda dengan panjang 1-6 cm. Bunga terbentuk pada ujung cabang (terminal),
panjang rangkaian 4-11 cm, jumlah mahkota bunga 5 buah. Bunga jintan
berwarna hijau muda sampai sedikit kemerahan waktu muda dan kebiruan pada
bunga tua, terdapat madu pada bunganya, penyerbukan tanaman dibantu oleh
serangga. Buah berbentuk kapsul, terdiri dari beberapa biji. Bentuk biji jintan
bulat, berwarna hitam atau abu-abu gelap, berukuran kecil (1-5 mg/butir).
Talafih et al. (2007) menyatakan bahwa jintan hitam mampu tumbuh di
Jordania pada ketinggian 530-800 m di atas permukaan laut dengan suhu rata-rata
6.9-71.4 °C dan curah hujan 319.2-462.5 mm/tahun. Di Turky tumbuh pada
ketinggian 1,725 m dpl, suhu rata-rata 14.6 °C dan curah hujan rata-rata 326.4
mm/tahun (Tuncturk et al. 2005) dan di Iran pada ketinggian 1,209 m dpl, suhu
rata-rata 14 °C dengan curah hujan 140 mm/tahun (Khoulenjani dan Salamati
2011).
Perbanyakan jintan hitam dapat dilakukan dengan biji dan kalus secara in
vitro dari daun, batang, dan akar. Jintan hitam umumnya dibudidayakan dengan
cara biji ditabur langsung dilapang dengan jumlah biji 20-30 kg ha-1, dan jarak
antar baris tanaman 25-40 cm. Jintan hitam dapat ditanama secara monokultur
atau ditumpangsarikan dengan barley atau gandum (Ghouzhdi 2010).
Jumlah Satuan Panas (Heat units)
Pertumbuhan dan perkembangan tanaman sangat ditentukan oleh unsurunsur cuaca seperti suhu udara. Suhu merupakan faktor lingkungan utama yang
menentukan tingkat pertumbuhan dan perkembangan tanaman (Qadir et al. 2007).
Konsep yang umum digunakan untuk menjelaskan pengaruh suhu terhadap
perkembangan tanaman (fenologi) adalah thermal unit yang sering pula disebut
day degree atau heat units (Handoko 1994). Jumlah satuan panas (heat units) ini
bersifat spesifik pada setiap lokasi, sehingga besarnya suhu udara harian sangat
berpengaruh terhadap perhitungan jumlah suhu harian (Estiningtyas dan Irianto
1994). Jumlah satuan panas dalam bidang pertanian digunakan untuk menilai
kesesuaian lahan, menentukan tahap pertumbuhan tanaman, waktu aplikasi pupuk
dan herbisida yang terbaik, memprediksi masak fisiologis dan tanggal panen
5
(Parthasarathi et al. 2013). Informasi lain dari jumlah satuan panas adalah berguna
untuk mengklasifikasikan tanaman saat berbunga dan memperkirakan waktu
panen serta dapat memperkirakan jangka waktu di antara kedua tahap tersebut
(Bohnomme 2000). Jumlah satuan panas mampu memperkirakan tanggal tanam,
tanggal panen, pengembangan tanaman dan penggunaan air selama pertumbuhan
dalam satu musim tanam.
Jumlah satuan panas (heat units) selain mempengaruhi fase pertumbuhan
juga memiliki hubungan linier dengan kompnen hasil (Qadir et al. 2007).
Kandungan minyak bunga matahari yang dipanen pada saat suhu tinggi mampu
menghasilkan kandungan minyak yang tinggi dan sebaliknya saat dipanen pada
suhu rendah menghasilkan minyak yang rendah (Ahmad dan Hasan 2000).
Informasi lain dari hasil penelitian Qadir et al. (2006) melaporkan bahwa heat
units yang lebih besar pada musim semi, mampu meningkatkan kandungan
minyak bunga matahari. Waktu yang tepat untuk pertumbuhan dan pembungaan
adalah pada musim semi yang ditandai dengan suhu optimal dan sinar matahari
yang melimpah, sehingga berpengaruh terhadap hasil minyak bunga matahari
(Sumangala dan Giriraj 2003).
Nitrogen
Kandungan N di dalam jaringan tanaman sekitar 2-4% bobot kering
tanaman. Nitrogen merupakan penyusun dari banyak senyawa organik penting di
dalam tanaman, seperti asam-asam amino, protein, asam nukleat. Nitrogen sangat
besar peranannya dalam pertumbuhan vegetatif tanaman. Nitrogen merupakan
bagian dari klorofil yang bertanggung jawab terhadap fotosintesis. Nitrogen
membantu pertumbuhan tanaman, peningkatan produksi biji dan buah, dan
meningkatkan kualitas daun dan pakan ternak (Munawar 2011).
Hasil penelitian di India menunjukkan bahwa pemupukan N dengan dosis
100 kg N ha-1 (45% N), dapat meningkatkan jumlah daun, luas daun, jumlah
cabang, jumlah kapsul per tanaman, dan bobot 1,000 biji jintan hitam (Shah dan
Samiullah 2007). Informasi lain mengenai peran pupuk N adalah hasil penelitian
di Turki yang menunjukkan pemupukan N dengan dosis 80 kg N ha-1 (45% N)
dapat meningkatkan tinggi tanaman, jumlah cabang, jumlah kapsul, dan berat
1,000 biji jintan hitam (Tuncturk et al. 2012).
Fosfor
Fosfor adalah unsur hara esensial penyusun beberapa senyawa kunci dan
sebagai katalis reaksi-reaksi biokimia penting di dalam tanaman. Fosfor berperan
dalam menangkap dan mengubah energi matahari menjadi senyawa-senyawa yang
sangat berguna bagi tanaman untuk tumbuh, berkembang, dan berproduksi dengan
normal. Fosfor terdapat pada semua bagian tanaman, tetapi dijumpai dalam
jumlah yang banyak pada biji. Fosfor sebagian besar berasal dari pelapukan
batuan mineral alami, sisanya berasal dari pelapukan bahan organik. Walaupun
sumber fosfor di dalam tanah mineral cukup banyak, tanaman masih bisa
mengalami kekurangan fosfor karena terikat secara kimia oleh unsur lain sehingga
6
menjadi senyawa yang sangat sukar larut dalam air. Ketersediaan fosfor didalam
tanah ditentukan oleh banyak faktor, tetapi yang paling penting adalah pH tanah.
Pada tanah ber-pH rendah, fosfor akan bereaksi dengan ion besi dan aluminium.
Reaksi ini membentuk besi fosfat atau aluminium fosfat yang sukar larut dalam
air sehingga tidak dapat diserap oleh tanaman. Pada tanah ber pH tinggi, fosfor
akan bereaksi dengan ion kalsium. Reaksi ini membentuk ion kalsium fosfat yang
sifatnya sukar larut dan tidak dapat digunakan oleh tanaman. Dengan demikian,
tanpa memperhatikan pH tanah, pemupukan fosfor tidak akan berpengaruh bagi
pertumbuhan tanaman. Faktor lain yang menentukan pasokan fosfor pada tanaman
adalah, a) ketersediaan oksigen di dalam tanah (aerasi) diperlukan untuk
meningkatkan ketersediaan fosfor lewat proses perombakan bahan organik oleh
mikroorganisme tanah. Pada tanah padat atau tergenang air, penyerapan fosfor
dan unsur- unsur lainnya akan terganggu, b) suhu tanah dapat meningkatkan atau
menurunkan ketersediaan fosfor. Pada suhu yang relatif hangat, ketersediaan
fosfor akan meningkat karena proses perombakan bahan organik (Munawar 2011).
Hasil penelitian di Turki menunjukkan bahwa pemupukan P sampai dosis
tertinggi perlakuan 40 kg P2O5 ha-1 (46% P2O5) dapat meningkatkan tinggi
tanaman, jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per kapsul, dan bobot 1,000 biji
jintan hitam (Tuncturk et al. 2011). Hasil penelitian Kizil et al. (2008),
menunjukkan bahwa pemupukan dengan dosis 160 P2O5 ha-1 (46% P2O5) dapat
meningkatkan tinggi tanaman, jumlah cabang, jumlah kapsul, jumlah biji per
kapsul, dan bobot 1,000 biji jintan hitam. Hasil penelitian di India menunjukkan
perlakuan pemupukan dosis 60 kg N ha-1 + 120 kg P2O5 ha-1 dapat meningkatkan
tinggi tanaman, jumlah cabang, jumlah kapsul per tanaman, dan produksi biji ha-1
(Rana et al. 2012)
Thymoquinone
Thymoquinone adalah senyawa bioaktif dari golongan terpenenoid yaitu
monoterpen yang merupakan salah satu senyawa paling banyak terdapat pada
minyak esensial biji jintan hitam yaitu sekitar 7.8-13.7% (Lewinsohn et al. 2012).
Hasil penelitian Al-Saleh et al. (2006), melaporkan bahwa kandungan
thymoquinone dari tiap negara berbeda-beda, yaitu dari Ethiopia 3,098.5 mg/kg,
India 2,362.68 mg/kg, Saudi Arabia 2,250.56 mg/kg, Syria 1,371.9 mg/kg dan
Sudan 1,274.6 mg/kg. Rumus bangun thymoquinone disajikan pada Gambar 2.
Gambar 2. Rumus bangun thymoquinone (Gali-Muhtasib et al. 2006)
Thymoquinone berfungsi sebagai anti-mikroba, anti-parasit, anti-kanker,
anti-imflamasi, imunomodulator, anti-oksidan dan hepatoprotektor (Gali-
7
Muhtasib 2006). Selain itu, thymoquinone berguna untuk mencegah penyakit
kanker usus dan leukeumia (Maznah et al. 2011), anti-mikroba (Chaieb et al.
2011) dan mencegah kerusakan eritrosit yang disebabkan oleh 1,2dimethylhydrazine (Harzallah et al. 2012).
Thimoquinone merupakan produk metabolisme sekunder yang terbentuk
dari Geranyl diphosphate yang dihubungkan ke γ-terpinene kemudian
diaromatisasi ke dalam p-cymene dan diikuti dengan hidroksilasi carvacrol dan
thymohydroquinone dan oksidasi thymoquinone, sedangkan hidroksilasi thymol
sebagai jalur biosintesis alternatif (Gambar 3).
Gambar 3. Jalur biosintesis thymoquinone (Lewinsohn et al. 2012).
3 METODE
Penelitian dilakukan dalam tiga tahap percobaan, yaitu 1) Karakterisasi
morfologi tanaman jintan hitam di tiga ketinggian tempat, dan 2) Respon
pertumbuhan dan produksi jintan hitam (Nigella sativa L.) dengan pemupukan N
dan P anrganik di polibag, 3) Kajian pemupukan N dan P anorganik terhadap
pertumbuhan, produksi, dan kandungan bioaktif thymoquinone jintan hitam
(Nigella sativa L.) di lapang.
3.1. Karakter Morfologi Tanaman Jintan Hitam di Tiga Ketinggian Tempat
Waktu dan Tempat
Percobaan dilaksanakan dari bulan April sampai Agustus 2012 di Kebun
Percobaan Cimanggu, Bogor (350 m dpl), Kebun Percobaan Cicurug (550 m dpl),
dan Kebun Percobaan Manoko, Lembang (1,301.5 m dpl).
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan adalah biji jintan hitam yang diimpor dari Arab
Saudi, pupuk urea (45% N), SP-36 (36% P2O5), pupuk kandang sapi, dan polibag.
Alat yang digunakan adalah, termometer minimum-maksimum, timbangan merk
Kern ALJ220-4, leaf area meter tipe Li-3100, dan digital microscope.
8
Metode Penelitian
Percobaan menggunakan rancangan acak kelompok (RAK), tiga perlakuan
ketinggian tempat yaitu A) 350 m dpl, dan B) 550 m dpl, dan C) 1,301.5 m dpl,
dengan tiga ulangan.
Model rancangan yang digunakan adalah :
Y ij = µ + τ i + β j + ԑ ij
Dimana :
: 1,2,3 dan j = 1,2,3
i
Yij : Pengamatan pada perlakuan ketinggian tempat ke-i dan kelompok ke-j
µ
: Rataan umum
τi
: Pengaruh perlakuan ketinggian tempat ke-i
: Pengaruh kelompok ke-j
βj
ԑ ij : Pengaruh acak pada perlakuan ketinggian tempat ke-i dan kelompok ke-j
Penyemaian biji jintan hitam dilakukan di bak penyemaian dengan media
campuran tanah dan pupuk kandang sapi (1:1) (v/v). Sebelum disemai biji
direndam dalam air selama 12 jam kemudian ditiriskan. Biji hasil rendaman
disemai dengan cara ditaburkan secara merata dalam larikan yang telah dibuat,
kemudian ditutup tipis dengan media. Media tanam yang digunakan adalah
campuran tanah dan pupuk kandang sapi (1:3) (v/v) dan dimasukkan ke dalam
polibag ukuran 20 cm x 25 cm. Bibit hasil penyemaian yang telah berumur 3
minggu setelah semai yang telah mempunyai dua daun sempurna ditanam di
polibag.
Sumber pupuk N adalah urea (45%) dan pupuk P adalah SP-36 (36%).
Dosis pupuk adalah 120 kg N ha-1 dan 120 kg P2O5 ha-1. Pupuk urea diberikan dua
kali, yaitu ½ dosis pada umur satu minggu setelah tanam dan ½ dosis pada umur
lima minggu setelah tanam dan pupuk SP-36 diberikan pada umur satu minggu
setelah tanam. Pemeliharaan yang dilakukan adalah penyiraman setiap hari,
pengendalian gulma secara manual dengan penyiangan, pengendalian hama dan
penyakit.
Pencatatan suhu minimum-maksimum dilakukan setiap hari mulai
penyemaian biji jintan hitam sampai panen. Pengamatan karakter morfologi
tanaman dimulai dari umur 21 hari setelah semai (HSS) sampai panen.
Pengamatan karakter morfologi tanaman berdasarkan Tjitrosoepomo (1988) yang
meliputi :
1) Akar diamati sistem perakarannya.
2) Batang diamati bentuk batang yang dilihat pada penampang melintangnya.
3) Cabang diamati cara percabangannya dan jenis cabangnya.
4) Daun diamati bentuk daun dilihat dari bentuk helaian daunnya, luas daun
diukur daun terkecil sampai daun terbesar, dan tata letak daun dilihat dari
tempat daun tumbuh pada batang dan cabang.
5) Bunga diamatis sifat pembungaan (bunga tunggal atau bunga majemuk), letak
bunga pada ujung batang (flos terminalis) atau bunga di ketiak daun (flos
lateralis), bagian-bagian bunga (tangkai bunga (pedicellus), dasar bunga
(receptaculum), daun kelopak (sepala), daun mahkota (petala), benang sari
(stamen), dan putik, waktu pembentukan kapsul diamati dari inisiasi bunga
sampai kapsul siap dipanen.
9
6) Kapsul diamati bagian-bagian kapsul, ukuran kapsul diukur panjang dan
lebarnya.
7) Biji diamati bentuk biji, ukuran panjang dan lebar biji, ketebalan kulit biji,
warna dan permukaan kulit luar biji, dan bobot biji 100 butir
3.2. Respon Pertumbuhan dan Produksi Jintan Hitam (Nigella sativa L.)
dengan Pemupukan N dan P Anorganik di Polibag.
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan di Kebun Percobaan Manoko, Lembang, Jawa
Barat yang mempunyai ketinggian tempat 1,301.5 m dpl, dengan jenis tanah
andisol. Penelitian dilaksanakan dari bulan September 2012 sampai Januari 2013.
Analisis tanah dan pupuk kandang sapi dilakukan di laboratorium Balittro.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan adalah biji jintan hitam, pupuk urea (45% N), SP36 (36% P2O5), pupuk kandang sapi, dan polibag. Alat yang digunakan adalah,
termometer minimum-maksimum, timbangan merk Kern ALJ220-4, leaf area
meter tipe Li-3100, dan oven merk Heraeus.
Metode Penelitian
Penelitian ini merupakan percobaan faktorial dua faktor dengan
menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan tiga ulangan. Faktor
pertama adalah perlakuan empat taraf dosis pupuk nitrogen (0, 40, 80, dan 120 kg
N ha-1). Faktor ke dua adalah empat taraf dosis pupuk fosfor (0, 40, 80, dan 120
kg P2O5 ha-1).
Model rancangan yang digunakan sebagai berikut:
Yijk=µ + N i + P j + K k + (NP) ij + ijk
Keterangan:
Yijk : Nilai pengamatan dari perlakuan pemupukan N ke-i, pemupukan
P ke-j, interaksi NP ke-ij, dan kelompok K ke-k
µ
: Nilai rataan umum
Ni
: Pengaruh pemupukan N ke-i
Pj
: Pengaruh pemupukan P ke-j
Kk
: Pengaruh kelompok ke-k
(NP) ij : Pengaruh interaksi perlakuan pemupukan N ke-i dan perlakuan
pemupukan P ke-j
:
Pengaruh galat percobaan perlakuan pemupukan N ke-i dan perlakuan
ijk
pemupukan P ke-j pada kelompok ke-k
Kegiatan dimulai dengan melakukan penyemaian biji jintan hitam di bak
pesemaian dengan media campuran tanah dan pupuk kandang sapi (1:1) (v/v). Biji
yang digunakan adalah hasil panen jintan hitam dari penanaman pertama.
Sebelum disemai biji direndam dalam air selama 12 jam kemudian ditiriskan. Biji
10
hasil rendaman disemai dengan cara ditaburkan secara merata dalam larikan yang
telah dibuat, kemudian ditutup tipis dengan media. Biji jintan hitam berkecambah
tidak serentak, dan mulai berkecambah umur tiga minggu sampai empat minggu
setelah semai.
Media tanam yang digunakan adalah campuran tanah dan pupuk kandang
sapi. Dosis pupuk kandang sapi yang digunakan adalah 20 ton ha-1. Media
dimasukkan ke dalam polibag ukuran 20 cm x 25 cm dan disiram dengan air
sampai jenuh. Bibit hasil pesemaian diseleksi yang pertumbuhannya relatif
seragam (tinggi tanaman dan jumlah daun). Dosis pemupukan Urea dan SP-36
sesuai dengan dosis perlakuan. Urea diberikan dua kali yaitu ½ dosis satu minggu
setelah tanam dan ½ dosis lima minggu setelah tanam. Pemupukan SP-36
diberikan satu minggu setelah tanam bersamaan dengan pemupukan urea yang
pertama. Pemeliharaan yang dilakukan adalah penyiraman setiap hari,
pengendalian gulma dengan cara manual yaitu dicabut.
Pengamatan pertumbuhan meliputi tinggi tanaman, jumlah daun, jumlah
cabang, dan luas daun. Komponen hasil yang diamati adalah jumlah kapsul per
tanaman, jumlah biji per kapsul, bobot biji per tanaman, bobot 1,000 biji, dan
produksi biji ha-1. Analisis pertumbuhan tanaman menggunakan metode
Masarovicova (1997) yaitu, laju tumbuh relatif (LTR), nisbah luas daun (NLD)
dan laju asimilasi bersih (LAB).
a. LTR
LTR
W2
W1
t1
t2
b. NLD
NLD
L
W
= lnW2 - lnW1 (g hari-1), dimana:
t2 - t1
= Laju Tumbuh Relatif
= bobot kering tanaman pada pengamatan ke-2
= bobot kering tanaman pada pengamatan ke-1
= waktu pengamatan ke-1
= waktu pengamatan ke-2
= L/W (cm2 g-1), dimana:
= Nisbah Luas Daun
= luas daun
= bobot kering tanaman
c. LAB = ln W2 - lnW1 x ln L2 – ln L1 (g cm-2 hari-1), dimana:
L2 - L1
t2 – t1
LAB = Laju Asimilasi Bersih
W2
= bobot kering tanaman pada pengamatan ke-2
W1
= bobot kering tanaman pada pengamatan ke-1
L2
= luas daun total pada pengamatan ke-2
L1
= luas daun total pada pengamatan ke-1
t2
= waktu pengamatan ke-2
t1
= waktu pengamatan ke-1
Data hasil pengamatan diuji dengan SAS (Statistical Analysis Sistem) dan
apabila dalam sidik ragam pada taraf α 0.05 terdapat pengaruh nyata dilakukan uji
lanjut DMRT.
11
3.3. Kajian Pemupukan N dan P Anorganik terhadap Pertumbuhan,
Produksi dan Kandungan Bioaktif Thymoquinone Jintan Hitam
(Nigella sativa L.) di Lapang.
Waktu dan Tempat
Percobaan dilaksanakan di Kebun Percobaan Manoko, Lembang, Jawa
Barat dari bulan September 2013 sampai Maret 2014. Analisis tanah dan pupuk
kandang sapi di lakukan di Laboratorium Balittro. Analisis hara N dan P pada
daun jintan hitam dilakukan di Laboratorium Pengujian Departemen Agronomi
dan Hortikultura IPB. Analisis kandungan bioaktif thymoquinone dilakukan di
Laboratorium Pusat Studi Biofarmaka LPPM IPB.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan adalah biji jintan hitam, pupuk urea, SP-36, pupuk
kandang sapi, dan polibag. Alat yang digunakan adalah, termometer minimummaksimum, hygrometer, timbangan merk Kern ALJ220-4, leaf area meter tipe Li3100 area meter, oven merk Heraeus, dan HPLC.
Metode Penelitian
Percobaan menggunakan rancangan petak terpisah (Split Plot Design).
Petak utama adalah perlakuan dua taraf dosis pupuk N (0 dan 120 kg N ha-1).
Sumber N yang digunakan adalah pupuk urea (45% N). Anak petak adalah empat
taraf dosis pupuk P (0, 60, 120, 180 kg P2O5 ha-1). Sumber P yang digunakan
adalah pupuk SP-36 (36% P2O5), dengan tiga ulangan, sehingga jumlah satuan
percobaannya adalah 24 satuan percobaan.
Model rancangan yang digunakan sebagai berikut:
Y ijk = µ + N i + P j + ik + (NP) ij + ijk
Dimana :
: 1,2 ; j = 1,2,3,4 ; k = 1,2,3
i
Yijk
: Nilai pengamatan dari perlakuan pemupukan N ke-i, pemupukan P
ke-j, dan ulangan ke-k
µ
: Nilai rataan umum
: Pengaruh pemupukan N ke-i
Ni
: Pengaruh pemupukan P ke-j
Pj
: Komponen acak dari petak utama yang menyebar normal
ik
(NP)ij : Pengaruh interaksi perlakuan pemupukan N ke-i dan perlakuan
pemupukan P ke-j
: Pengaruh galat percobaan perlakuan pemupukan N ke-i dan
ijk
perlakuan pemupukan P ke-j pada kelompok ke-k
Biji jintan hitam disemai di bak penyemaian dengan media campuran
tanah dan pupuk kandang sapi (1:1). Sebelum disemai biji direndam dalam air
selama 12 jam kemudian ditiriskan. Biji hasil rendaman disemai dengan cara
ditaburkan secara merata dalam larikan yang telah dibuat, kemudian ditutup tipis
dengan media. Bibit hasil penyemaian setelah berumur 3 minggu di tanam di
12
polibag ukuran 10 x 10 cm dengan media tanam campuran tanah : pupuk kandang
sapi (1:1). Bibit di pelihara dipolibag selama dua minggu dengan tujuan agar bibit
tidak stress pada saat ditanam di lapangan.
Lahan terlebih dahulu dibersihkan dari gulma kemudian dibuat petakan
dengan ukuran panjang 1.5 m, lebar 1 m dan tinggi 30 cm sebanyak 48 petak
dengan jarak antar petak berupa selokan dengan lebar 30 cm. Pupuk kandang sapi
diberikan dengan dosis 40 ton ha-1 dengan cara ditabur dalam larikan sedalam ±
10 cm dan jarak antara larikan 30 cm. Bibit jintan hitam setelah berumur dua
minggu di polibag ditanam di petak percobaan dengan jarak tanam 30 cm x 15 cm,
sehingga terdapat 30 tanaman dalam satu petak percobaan. Perlakuan pemupukan
N dilakukan dua kali yaitu pada saat tanam dan empat minggu kemudian,
sedangkan pupuk P diberikan satu kali pada saat tanam. Dosis pupuk N dan P
sesuai dengan perlakuan yang diuji. Sumber pupuk N adalah urea (45 % N) dan P
adalah SP-36 (36 % P2O5). Pemberian pupuk dilakukan dengan cara dilarik
disekeliling tanaman dengan jarak ± 10 cm dari pangkal batang tanaman.
Pemeliharaan tanaman yang dilakukan meliputi penyiraman, pengendalian gulma
dengan cara dicabut, penyulaman, pengendalian hama dan penyakit tanaman.
Panen dilakukan pada umur 11 MST setelah kulit kapsul berwarna hijau
kekuningan. Kapsul dipanen dengan cara dipetik kemudian dijemur sampai kulit
kapsul berwarna kuning kecoklatan. Kapsul dipecah dan bijinya dibersihkan dan
dipisahkan dari cangkang kapsul atau kotoran lain.
Pengamatan pertumbuhan adalah tinggi tanaman dan jumlah daun diamati
mulai umur 2-12 MST, jumlah cabang mulai umur 4-12 MST. Pengamatan
komponen hasil adalah jumlah kapsul per tanaman, jumlah biji per kapsul, bobot
biji per tanaman, bobot 1,000 biji, dan produksi biji per ha diamati setelah panen
umur 14 MST.
Prosedur pengujian senyawa sekunder thymoquinone menggunakan HPLC
sesuai dengan prosedur analisis Al-Saleh et al. (2006) yang dimodifikasi pada
berat sampel dan panjang gelombang. Sampel biji jintan hitam (Nigella sativa L.)
seberat 0.10 g dihaluskan dan diekstraksi dengan 1 ml metanol, kemudian di
vortex selama 1 menit dan disonikasi selama 20 menit. Setelah itu dibiarkan
semalam di dalam rotamix konstan, kemudian di vortex selama 1 menit dan
disentrifugasi selama 25 menit pada 1,400 rpm. Supernatan 20 µL disuntikkan ke
HPLC dengan detektor UV pada panjang gelombang 254 nm. Fase gerak yang
digunakan adalah metanol : air (72:25) pada laju aliran 1,0 mL/menit. Kalibrasi
kurva daerah puncak untuk thymoquinone pada konsentrasi 20, 40, 80, dan 160
ppm.
13
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Karakter Morfologi Tanaman Jintan Hitam (Nigella sativa L.) di Tiga
Ketinggian Tempat
Jumlah Satuan Panas (Heat Units)
Kebun Percobaan Cimanggu, Bogor dan Kebun Percobaan Cicurug,
Sukabumi.
Kebun Percobaan Cimanggu merupakan dataran rendah dengan ketinggian
350 m dpl mempunyai suhu rata-rata minimum-maksimum 22.73-31.73 °C. Biji
jintan hitam yang disemai tidak berkecambah sampai umur 21 hari setelah semai
(HSS) dengan jumlah satuan panas 472.5 °C hari, tetapi umur 23 HSS terdapat
satu biji yang berkecambah dengan lembaga berwarna putih pucat (Gambar 4a).
Kecambah tidak mengalami pertumbuhan sampai umur 27 HSS dan akhirnya mati.
Kemudian dicoba dengan membawa bibit jintan hitam sebanyak 30 bibit dari
Lembang yang berumur 45 HSS dan di pelihara di rumah kaca Kebun Percobaan
Cimanggu, Bogor. Bibit jintan hitam masih segar (Gambar 4b), bibit mengalami
gejala stres yang ditunjukkan dengan layunya daun (Gambar 4c), kemudian
mengering dan akhirnya mati setelah dipelihara selama enam hari (Gambar 4d).
Kebun Percobaan Cicurug merupakan dataran sedang dengan ketinggian
550 m dpl mempunyai suhu rata-rata minimum-maksimum 22.47-29.83 °C. Biji
jintan hitam yang disemai sampai 30 hari dengan jumlah satuan panas 451.5 °C
hari tidak berkecambah.
a
b
c
d
Gambar 4. Biji jintan jitam yang berkecambah (a), bibit jintan hitam yang masih
segar (b), daun sudah mulai layu dan mengering (c), bibit jintan hitam
mati (d).
14
Kebun Percobaan Manoko, Lembang.
Biji jintan hitam mulai berkecambah umur 21 hari setelah semai (HSS)
yang mebutuhkan jumlah satuan panas 304.50 °C hari. Tanaman jintan hitam
mulai mengeluarkan inisiasi bunga umur 56 HSS dengan jumlah satuan panas
924 °C hari. Bunga mulai mekar umur 70 HSS dengan jumlah satua panas
1,120 °C hari dan mulai membentuk kapsul umur 83 HSS dengan jumlah
satuan panas 1,494 °C hari. Kapsul mulai dipanen umur 139 HSS setelah
berubah warna dari warna hijau menjadi hijau kekuningan dan membutuhkan
jumlah satuan panas 2,015.5 °C hari (Gambar 5) Hal ini menunjukkan bahwa
dengan suhu rata-rata minimum-maksimum 15.48-26.26 °C dengan suhu
harian rata-rata 20.88 °C dapat mendukung biji jintan hitam berkecambah,
tumbuh, berbunga dan menghasilkan biji (Gambar 6).
.
Jumlah satuan panas (°C hari)
3500
2,015.5
3000
2500
2000
1,494
1,120
1500
924
1000
500
304.5
0
Biji
Awal berbunga
Bunga mekar
berkecambah
(56 hari)
(70 hari)
(21 hari)
Membentuk
Panen
kapsul (139 hari)
(83 hari)
Keterangan : Perhitungan jumlah satuan panas (°C hari) = Ʃ [(suhu minimum + suhu
maksimum) / 2] - 5 ° C (Rahimi dan Kamali 2012)
Gambar 5. Jumlah satuan panas pada perkecambahan, pembungaan,
pembentukan kapsul, dan panen jintan hitam.
15
a
b
c
d
e
f
Gambar 6. Biji jintan hitam mulai berkecambah umur 21 HSS (a), bibit jintan
hitam umur 30 hari HSS (b), tanaman mulai membentuk bunga
(inisiasi) umur 65 HSS (c), bunga mulai mekar umur 70 HSS (d),
kapsul mulai terbentuk umur 83 HSS (e), dan kapsul mulai matang
umur 139 HSS (f).
Morrfologi Tanaman Jintan Hitam
Akar (Radix)
Sistem perakaran pada tanaman jintan hitam adalah akar tunggang (radix
primaria) yang merupakan akar lembaga yang tumbuh terus menjadi akar pokok
yang bercabang-cabang menjadi akar-akar yang lebih kecil (Gambar 7).
Pangkal batang
Akar rambut
a
b
c
Akar tunggang
Gambar 7. Perkembangan akar umur tanaman 21 HSS (a), umur 30 HSS (b), dan
umur 83 HSS (c).
Batang (Caulis)
Hasil pemotongan batang secara melintang menunjukkan bentuk batang
jintan hitam berbentuk bulat (teres) (Gambar 8a). Batang berwarna hijau dan
permukaan batang berambut halus (pilosus) yang berwarna putih (Gambar 8b).
16
a
b
Gambar 8. Penampang melintang batang (a), permukaan batang berwarna hijau
dan berambut halus (b)
Percabangan
Percabangan pada tanaman jintan hitam termasuk percabangan simpodial,
yaitu batang pokok sukar ditentukan karena dalam perkembangan selanjutnya
menghentikan pertumbuhannya atau kalah cepat pertumbuhannya dibandingkan
dengan cabangnya. Terdapat dua cabang yaitu cabang primer dan sekunder
(Gambar 9).
Cabang sekunder
Cabang primer
B
Batang pokok
Gambar 9. Bentuk percabangan tanaman jintan hitam
Daun (Folium)
Daun yang lengkap mempunyai tiga bagian yaitu, 1) upih daun atau
pelepah daun (vagina), 2) tangkai daun (petiolus), dan 3) helaian daun (lamina).
Pada tanaman jintan hitam letak daun berseling (Gambar 10a) dan daun yang
terletak pada pangkal batang daun yang menyerupai tangkai daun dan helaian
daun, tetapi semakin keatas daun hanya membentuk helaian daun (Gambar 10b),
sehingga daun jintan hitam termasuk daun yang tidak lengkap. Bentuk daun
jintan hitam termasuk dalam bentuk berbagi menyirip (pinnatipartitus), yaitu tepi
berbagi dengan susunan tulang yang menyirip. Lebar daun antara 1.8-4.6 cm dan
panjang daun antara 2.7-6.4 cm, dengan luas daun antara 0.26-3.72 cm². Daun
jintan berwarna hijau dan terdapat bulu halus berwarna putih dipermukaan daun
(Gambar 10c dan 10d).
17
a
b
c
d
Gambar 10. Letak dan bentuk daun jintan hitam
Bunga (Flos)
Tanaman jintan hitam termasuk tanaman yang mempunyai bunga banyak
(planta multiflora) dan bunga terletak pada ujung batang (flos terminali