Respons Pertumbuhan Dan Produksi Kacang Hijau (Vigna Radiata L.) Hasil Mutasi Radiasi Sinar Gamma Terhadap Cekaman Kekeringan

RESPONS PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI KACANG HIJAU (Vigna radiata L.) HASIL MUTASI RADIASI SINAR GAMMA TERHADAP CEKAMAN KEKERINGAN
SKRIPSI
Oleh : JELITA SIANIPAR/080307042
PEMULIAAN TANAMAN
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
Universitas Sumatera Utara

RESPONS PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI KACANG HIJAU (Vigna radiata L.) HASIL MUTASI RADIASI SINAR GAMMA TERHADAP CEKAMAN KEKERINGAN
SKRIPSI
Oleh :
JELITA SIANIPAR/080307042 PEMULIAAN TANAMAN
Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mendapatkan Gelar Sarjana di Program Studi Agroekoteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan
Disetujui Oleh Komisi Pembimbing

(Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, M.Si) Ketua

(Ir. Syafruddin Ilyas) Anggota

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012


Universitas Sumatera Utara

Judul Skripsi : Respons Pertumbuhan Dan Produksi Kacang Hijau (Vigna radiata L.)

Hasil Mutasi Radiasi Sinar Gamma Terhadap Cekaman Kekeringan

Nama : Jelita Sianipar

NIM : 080307042

Departemen : Budidaya Pertanian

Program Studi

: Pemuliaan Tanaman

Disetujui oleh, Komisi Pembimbing :

(Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, M.Si) Ketua


(Ir. Syafruddin Ilyas) Anggota

Mengetahui,

(Ir.T.Sabrina, M.Agr. Sc. PhD) Ketua Program Studi Agroekoteknologi

Tanggal Lulus:

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK JELITA SIANIPAR : Respons Pertumbuhan dan Produksi Kacang Hijau (Vigna radiata L.) Hasil Mutasi Radiasi Sinar Gamma Terhadap Cekaman Kekeringan,dibimbing oleh Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, M.Si dan Ir. Syafruddin Ilyas. Permintaan kacang hijau akan terus meningkat, sehingga produksinya harus ditingkatkan, salah satu upaya yang dapat dilakukan yakni menciptakan varietas unggul melalui teknik mutasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh empat taraf dosis radiasi sinar gamma Cobalt 60 dan cekaman kekeringan terhadap pertumbuhan dan produksi kacang hijau (Vigna radiata L.), telah dilaksanakan di Rumah Kaca Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara Medan, dari Mei 2012 hingga Agustus 2012. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok dengan faktor ganda yaitu. Faktor pertama Dosis iradiasi sinar gamma Cobalt 60 dengan 4 taraf : R0: 0 krad (Kontrol), R1: dosis 10 krad, R2: dosis 20 krad, R3: dosis 30 krad. Faktor kedua adalah cekaman kekeringan : C0: 100% KL, C1: 80% KL, C2: 60% KL, C3: 40% KL. Data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan sidik ragam dan dilanjutkan dengan Uji Beda Nyata Jujur (BNJ). Hasil analisis data menunjukkan bahwa dosis radiasi berbeda nyata terhadap umur panen. Cekaman kekeringan berbeda nyata terhadap volume akar, jumlah polong per tanaman dan bobot biji per tanaman. Interaksi antara dosis radiasi dan cekaman kekeringan berbeda nyata terhadap parameter umur berbunga Kata kunci : Kacang hijau, dosis radiasi, cekaman kekeringan
Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT
JELITA SIANIPAR : Response on Growth and Yield of Mungbean Generation Radiated by Gamma Ray to Drought Stress, supervised by Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, M.Si and Ir. Syafruddin Ilyas. Demand of mungbean tends to increase, so the production must be increased. One of efforts is to create superior variety by giving mutation.The destination of this research is to know the effect of four level radiated by gamma ray and drought stress to growth and yield of mungbean (Vigna radiata L.), has finished in greenhouse of agricultural faculty, north sumatera university, Medan conducted from may until august 2012. Experimental was conducted using by Randomize Block Design with double factors.The first factor is dose of gamma ray with four levels : R0: 0 krad (control), R1: 10 krad, R2: 20 krad, R3: 30 krad. The second factors is drought stress: C0: 100% KL, C1: 80% KL, C2: 60% KL, C3: 40% KL. Data were analyzed with ANOVA and continued with HSD. The result of research showed the radiation significantly affected to the harvesting time. Drought stress significantly affected to the root volume, the number of pod per plant,and weight seeds per plant. The combination between dose of radiation and drought stress significantly affected to flowering time Key Word : Mungbean, dose of radiation, drought stress
Universitas Sumatera Utara

RIWAYAT HIDUP


Jelita Sianipar, lahir di Sianipar pada tanggal 30 Desember 1989. Anak keempat

dari enam bersaudara dari pasangan Ayahanda J. Sianipar dan Ibunda E. L. Sitorus.

Adapun jenjang pendidikan yang telah ditempuh oleh penulis adalah sebagai berikut :

- SD : Negeri 173574

Lulus Tahun 2002

- SLTP

: Negeri 1 Laguboti

Lulus Tahun 2005

- SMU

: Negeri 1 Laguboti


Lulus Tahun 2008

Tahun 2008 penulis lulus Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) di

Universitas Sumatera Utara (USU). Penulis memilih Program Studi Pemuliaan Tanaman,

Departemen Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian.

Selama perkuliahan penulis mengikuti kegiatan organisasi Himpunan Mahasiswa

Departemen Budidaya Pertanian (HIMADITA) sebagai salah satu anggota, mengikuti

organisasi kerohanian di Kebaktian Mahasiswa Kristen (KMK) Unit Pelayanan Fakultas

Pertanian sebagai salah satu anggota. Pada Tahun 2011 penulis melaksanakan Praktek Kerja

Lapangan (PKL) di PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sarang Giting, Sumatera Utara.

Dan tahun 2012 melaksanakan penelitian di Rumah Kaca Fakultas Pertanian, Medan.


Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Tuhan yang Maha Kuasa, atas segala berkat Rahmat dan Berkat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Adapun judul dari skripsi ini adalah “Respons Pertumbuhan dan Produksi Kacang

Hijau (Vigna radiata L.) Hasil Mutasi Radiasi Sinar Gamma Terhadap Cekaman

Kekeringan”, yang merupakan salah satu syarat untuk dapat meraih gelar sarjana di Fakultas

Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.

Penulis tidak lupa mengucapkan terimakasih kepada Komisi Pembimbing, yaitu

Ibu Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, M.Si selaku Ketua dan Bapak Ir. Syafruddin Ilyas selaku

Anggota yang telah banyak memberikan saran dan arahan kepada penulis selama melakukan


penelitian hingga penulisan skripsi ini selesai.

Terima kasih yang tulus dan sebesar-besarnya penulis ucapkan kepada Ayahanda

J.

Sianipar dan Ibunda E. L. Sitorus yang dengan penuh keikhlasan dan kesabaran dalam

mendidik, menyayangi dan memberikan segala kerja kerasnya untuk penulis, dan juga pada

kakak saya (Kak Junika dan Kak Marissa) serta abang dan adik saya (Jimmi, Jogi dan Juandi)

atas nasehat, dukungan dan do’anya. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada teman-teman

terbaikku atas bantuan serta dukungannya kepada penulis.

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi bidang ilmu pengetahuan.

September, 2012


Penulis

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
ABSTRAK ........................................................................................................... i
ABSTRACT .......................................................................................................... ii
RIWAYAT HIDUP............................................................................................. iii
KATA PENGANTAR......................................................................................... iv
DAFTAR ISI........................................................................................................ vi
DAFTAR TABEL ............................................................................................... vii
DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... viii
PENDAHULUAN Latar Belakang ...................................................................................................... 1 Tujuan Penelitian .................................................................................................. 3 Hipotesis Penelitian .............................................................................................. 3 Kegunaan Penelitian ............................................................................................. 4
TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman .................................................................................................... 5 Syarat Tumbuh...................................................................................................... 6 Iklim...................................................................................................................... 6 Tanah..................................................................................................................... 6 Pemuliaan Tanaman dengan Radiasi sinar Gamma.............................................. 7 Cekaman Kekeringan............................................................................................ 11
BAHAN DAN METODE PENELITIAN Tempat dan waktu penelitian ................................................................................ 15 Bahan dan Alat...................................................................................................... 15 Metode Penelitian ................................................................................................. 15 Uji Progenitas........................................................................................................ 17
PELAKSANAAN PENELITIAN Persiapan media tanam ......................................................................................... 19 Persiapan benih ..................................................................................................... 19 Penanaman benih .................................................................................................. 19 Perlakuan cekaman kekeringan............................................................................. 19 Pemeliharaan......................................................................................................... 20
Penjarangan ............................................................................................... 20 Penyulaman ............................................................................................... 20 Pemupukan................................................................................................ 20 Penyiangan ................................................................................................ 20 Pembumbunan........................................................................................... 21 Pengendalian hama dan penyakit .............................................................. 21
Universitas Sumatera Utara

Panen..................................................................................................................... 21 Pengamatan Parameter.......................................................................................... 21 ............................................................................................................................... Persentase Perkecambahan (%) .............................................................................................. 21 ............................................................................................................................... Tinggi tanaman (cm) ........................................................................................................ 21 ............................................................................................................................... Jumlah cabang produktif (cabang) .................................................................................... 2 ............................................................................................................................... Jumlah klorofil daun.......................................................................................................... 22 ............................................................................................................................... Luas daun (cm2)...................................................................................................................... 22 ............................................................................................................................... Volume akar (ml)........................................................................................................................ 23 ............................................................................................................................... Umur berbunga (hari)...................................................................................................... 23 ............................................................................................................................... Umur panen (hari)...................................................................................................................... 23 ............................................................................................................................... Jumlah polong Berisi per tanaman (Polong) ..................................................................... 23 ............................................................................................................................... Bobot biji per Tanaman (g) .......................................................................................................... 23 ............................................................................................................................... Bobot 100 biji (g).................................................................................................................... 23 ............................................................................................................................... Bobot kering akar (g) .................................................................................................................. 24 ............................................................................................................................... Bobot kering tajuk(g).................................................................................................................. 24 ............................................................................................................................... Nisbah bobot kering tajuk-akar ................................................................................................... 24

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil ...................................................................................................................... 25 Persentase Perkecambahan (%) ............................................................................ 25 Tinggi Tanaman (cm) ........................................................................................... 26 Jumlah Klorofil Daun (mg/ml) ............................................................................. 27 Jumlah Cabang Produktif (Cabang)...................................................................... 29 Luas Daun (cm2) ................................................................................................... 29 Bobot Kering Akar (g) .......................................................................................... 30 Volume Akar (ml)................................................................................................. 31 Bobot Kering Tajuk (g)......................................................................................... 32 Nisbah Bobot Kering Tajuk-Akar (g) ................................................................... 33 Umur Berbunga (HST) ......................................................................................... 34 Umur Panen (HST) ............................................................................................... 36 Jumlah Polong Berisi per Tanaman ...................................................................... 37 Bobot Biji per Tanaman (g) .................................................................................. 38 Bobot 100 Biji (g) ................................................................................................. 39 Pembahasan........................................................................................................... 40
Universitas Sumatera Utara

Pengaruh dosis radiasi sinar gamma terhadap pertumbuhan dan produksi kacang hijau hasil radiasi sinar gamma (M0) ....................................................... 40 Pengaruh tingkat cekaman kekeringan terhadap pertumbuhan dan produksi kacang hijau hasil radiasi sinar gamma (M0) ....................................................... 41 Pengaruh interaksi antara dosis radiasi dan tingkat cekaman kekeringan ............ 43
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ........................................................................................................... 45 Saran ..................................................................................................................... 45
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Hal
Persentase perkecambahan dan jumlah kecambah normal dengan perlakuan radiasi sinar gamma ...........................................................................................................................25 Rataan tinggi tanaman (cm) pada 2 – 5 MST dengan perlakuan radiasi dan cekaman kekeringan..............................................................................................................................27 Rataan kandungan klorofil daun (g/ml) dengan perlakuan radiasi dan cekaman kekeringan..............................................................................................................................28 Rataan jumlah cabang produktif (cabang) dengan perlakuan radiasi dan cekaman kekeringan..............................................................................................................................29 Rataan luas daun (cm2) dengan perlakuan radiasi dan cekaman kekeringan.........................30 Rataan bobot kering akar (g) dengan perlakuan radiasi dan cekaman kekeringan................31 Rataan volume akar (ml) dengan perlakuan radiasi dan cekaman kekeringan......................32 Rataan bobot kering tajuk (g) dengan perlakuan radiasi dan cekaman kekeringan...............33 Rataan nisbah bobot kering tajuk-akar (g) dengan perlakuan radiasi dan cekaman kekeringan..............................................................................................................................34 Rataan umur berbunga (HST) dengan perlakuan radiasi dan cekaman kekeringan ..............35 Uji progenitas umur berbunga generasi M1 dengan deskripsi varietas .................................35 Rataan umur panen (HST) dengan perlakuan radiasi dan cekaman kekeringan ...................36 Uji progenitas umur panen generasi M1 dengan deskripsi varietas .......................................37 Rataan jumlah polong berisi per tanaman (polong) dengan perlakuan radiasi dan cekaman kekeringan...............................................................................................................38 Rataan bobot biji per tanaman (g) dengan perlakuan radiasi dan cekaman kekeringan........39 Rataan bobot 100 biji (g) dengan perlakuan radiasi dan cekaman kekeringan......................40
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

Hal

Bagan Penelitian ................................................................................................................. Jadwal Kegiatan Penelitian ................................................................................................. Deskripsi Kacang Hijau Varietas Vima-1........................................................................... Pengamatan Tinggi Tanaman (cm) 2 MST......................................................................... Sidik Ragam Tinggi Tanaman (cm) 2 MST ....................................................................... Pengamatan Tinggi Tanaman (cm) 3 MST......................................................................... Sidik Ragam Tinggi Tanaman (cm) 3 MST ....................................................................... Pengamatan Tinggi Tanaman (cm) 4 MST......................................................................... Sidik Ragam Tinggi Tanaman (cm) 4 MST ....................................................................... Pengamatan Tinggi Tanaman (cm) 5 MST......................................................................... Sidik Ragam Tinggi Tanaman (cm) 5MST ........................................................................ Pengamatan Jumlah Klorofil a (mg/ml).............................................................................. Sidik Ragam Jumlah Klorofil a (mg/ml) ............................................................................ Pengamatan Jumlah Klorofil b (mg/ml) ............................................................................. Sidik Ragam Jumlah Klorofil b (mg/ml) ............................................................................ Pengamatan Jumlah Total Klorofil (mg/ml) ...................................................................... Sidik Ragam Jumlah Total Klorofil (mg/ml)...................................................................... Pengamatan Jumlah Cabang Produktif (Cabang) ............................................................... Sidik Ragam Jumlah Cabang Produktif (Cabang) .............................................................. Pengamatan Luas Daun (cm2)............................................................................................. Sidik Ragam Luas Daun (cm2) ........................................................................................... Pengamatan Bobot Kering Akar (g) ................................................................................... Sidik Ragam Bobot Kering Akar (g) .................................................................................. Pengamatan Volume Akar (ml) .......................................................................................... Sidik Ragam Volume Akar (ml) ......................................................................................... Pengamatan Bobot Kering Tajuk (g) .................................................................................. Sidik Ragam Bobot Kering Tajuk (g)................................................................................. Pengamatan Nisbah Bobot Kering Tajuk-Akar (g) ............................................................

48 49 50 51 51 52 52 53 53 54 54 55 55 56 56 57 57 58 58 59 59 60 60 61 61 62 62 63


Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK JELITA SIANIPAR : Respons Pertumbuhan dan Produksi Kacang Hijau (Vigna radiata L.) Hasil Mutasi Radiasi Sinar Gamma Terhadap Cekaman Kekeringan,dibimbing oleh Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, M.Si dan Ir. Syafruddin Ilyas. Permintaan kacang hijau akan terus meningkat, sehingga produksinya harus ditingkatkan, salah satu upaya yang dapat dilakukan yakni menciptakan varietas unggul melalui teknik mutasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh empat taraf dosis radiasi sinar gamma Cobalt 60 dan cekaman kekeringan terhadap pertumbuhan dan produksi kacang hijau (Vigna radiata L.), telah dilaksanakan di Rumah Kaca Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara Medan, dari Mei 2012 hingga Agustus 2012. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok dengan faktor ganda yaitu. Faktor pertama Dosis iradiasi sinar gamma Cobalt 60 dengan 4 taraf : R0: 0 krad (Kontrol), R1: dosis 10 krad, R2: dosis 20 krad, R3: dosis 30 krad. Faktor kedua adalah cekaman kekeringan : C0: 100% KL, C1: 80% KL, C2: 60% KL, C3: 40% KL. Data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan sidik ragam dan dilanjutkan dengan Uji Beda Nyata Jujur (BNJ). Hasil analisis data menunjukkan bahwa dosis radiasi berbeda nyata terhadap umur panen. Cekaman kekeringan berbeda nyata terhadap volume akar, jumlah polong per tanaman dan bobot biji per tanaman. Interaksi antara dosis radiasi dan cekaman kekeringan berbeda nyata terhadap parameter umur berbunga Kata kunci : Kacang hijau, dosis radiasi, cekaman kekeringan
Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT
JELITA SIANIPAR : Response on Growth and Yield of Mungbean Generation Radiated by Gamma Ray to Drought Stress, supervised by Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, M.Si and Ir. Syafruddin Ilyas. Demand of mungbean tends to increase, so the production must be increased. One of efforts is to create superior variety by giving mutation.The destination of this research is to know the effect of four level radiated by gamma ray and drought stress to growth and yield of mungbean (Vigna radiata L.), has finished in greenhouse of agricultural faculty, north sumatera university, Medan conducted from may until august 2012. Experimental was conducted using by Randomize Block Design with double factors.The first factor is dose of gamma ray with four levels : R0: 0 krad (control), R1: 10 krad, R2: 20 krad, R3: 30 krad. The second factors is drought stress: C0: 100% KL, C1: 80% KL, C2: 60% KL, C3: 40% KL. Data were analyzed with ANOVA and continued with HSD. The result of research showed the radiation significantly affected to the harvesting time. Drought stress significantly affected to the root volume, the number of pod per plant,and weight seeds per plant. The combination between dose of radiation and drought stress significantly affected to flowering time Key Word : Mungbean, dose of radiation, drought stress
Universitas Sumatera Utara

Sidik Ragam Nisbah Bobot Kering Tajuk-Akar (g) ........................................................... Pengamatan Umur Berbunga (HST)................................................................................... Sidik Ragam Umur Berbunga (HST).................................................................................. Pengamatan Umur Panen (HST)......................................................................................... Sidik Ragam Umur Panen (HST) ....................................................................................... Pengamatan Jumlah Polong Berisi Per Tanaman (Polong) ................................................ Sidik Ragam Jumlah Polong Berisi Per Tanaman (Polong) ............................................... Pengamatan Bobot Biji per Tanaman (g)............................................................................ Sidik Ragam Bobot Biji per Tanaman (g) .......................................................................... Pengamatan Bobot 100 Biji (g)........................................................................................... Sidik Ragam Bobot 100 Biji (g) ......................................................................................... Foto Lahan Percobaan......................................................................................................... Foto perkecambahan tanaman setelah diradiasi sinar gamma ............................................ Foto Polong pada Beberapa Kombinasi Perlakuan............................................................. Foto Akar pada Beberapa Kombinasi Perlakuan ................................................................

63 64 64 65 65 66 66 67 67 68 68 69 70 71 74

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Kacang hijau (Vigna radiata L.) merupakan salah satu komoditas tanaman kacang-kacangan yang banyak dimakan rakyat Indonesia, seperti: bubur kacang hijau dan isi onde-onde, dan lain-lain. Kecambahnya dikenal sebagai tauge. Tanaman ini mengandung zat-zat gizi, antara lain: amylum, protein, besi, belerang, kalsium, minyak lemak, mangan, magnesium, niasin, vitamin (B1, A, dan E). Manfaat lain dari tanaman ini adalah dapat digunakan untuk pengobatan hepatitis, terkilir, beri-beri, demam nifas, memulihkan kesehatan, kurang darah, jantung mengipas, dan kepala pusing (Atman, 2007)
Produksi kacang hijau tahun 2006 di Provinsi Sumatera Utara sebesar 6.537 ton dengan luas lahan 6.173 ha, namun pada tahun 2007 mengalami penurunan hingga 1.782 ton akibat penurunan luas lahan sebesar 1.504 ha. Penurunan produksi yang drastis kemudian mengalami peningkatan produksi sebesar 638 ton, dengan peningkatan tersebut disebabkan oleh kenaikan luas panen sebesar 591 ha atau 12,93% produktivitas juga mengalami kenaikan sebesar 0,02 kw/ha atau 0,19 %. Namun pada tahun 2009 dan 2010 mengalami penurunan

Universitas Sumatera Utara


produksi hingga 2.148 ton akibat penurunan luas lahan sebesar 2.050 ha dari tahun 2008 dari

luas lahan yang mencapai 6.173 ha menjadi 3.110 ha

(BPS, 2011).

Di lahan kering selain ditanam secara monokultur, sebagian besar ditanam secara

tumpangsari dengan palawija lainnya seperti jagung atau ubi kayu. Petani sampai saat ini

tidak jarang yang menggunakan benih asal-asalan artinya benih yang digunakan menyisihkan

sedikit hasil panen sebelumnya, membeli dari tetangga atau membeli di pasar sehingga

kebanyakan tidak menggunakan benih unggul bermutu dan berlabel. Hal ini yang dilakukan

dari tahun ke tahun, karena berdasarkan hasil pengamatan di lapang sangat sulit sekarang ini

ditemukan benih kacang hijau unggul nasional yang tersedia dipasaran atau penangkar benih


(Sudarto, dkk, 2003).

Peningkatan produksi kacang hijau dengan intensifikasi dapat dilakukan melalui

kegiatan seleksi varietas/galur yang dapat beradaptasi pada lingkungan yang spesifik. Hal ini

akan mendukung program ekstensifikasi terutama pada lahan marginal, seperti lahan pasang

surut, lahan salin dan lahan kering lainnya. Dengan demikian diperlukan teknik budidaya

yang sesuai dan penggunaan varietas yang tahan untuk mengurangi pengaruh buruk

lingkungan marginal (Farid dan Dariati, 2003).

Pertambahan penduduk Indonesia pada khususnya dan pada populasi pada umumnya

mengakibatkan meningkatnya permintaan terhadap semua jenis tanaman. Hal ini akan

mengundang hadirnya kultivar/varietas yang lebih unggul dari seluruh tanaman budidaya.

Kultivar atau varietas yang unggul dapat diperoleh dengan dua cara yakni melalui introduksi

dan program pemuliaan tanaman (Makmur, 1992).

Salah satu upaya yang perlu dilakukan adalah menemukan varietas unggul. Untuk

merakit varietas unggul tersebut, ketersediaan sumber genetik yang mempunyai keragamanan

tinggi sangat dibutuhkan. Semakin tinggi keragaman genetik plasma nutfah, semakin tinggi

Universitas Sumatera Utara

peluang untuk memperoleh varietas unggul baru yang mempunyai sifat yang diinginkan (Indriani, dkk, 2008). Pemanfaatan radiasi telah banyak digunakan dalam penelitian dan pengembangan varietas tanaman baru. Beberapa varietas padi yang dihasilkan dari teknologi radiasi dilaporkan mempunyai keunggulan produktivitas, umur yang lebih genjah, dan ketahanan terhadap kekeringan sesaat. Selain jenis padi, uji coba dan pelepasan varietas unggul juga telah dilakukan pada jenis kapas, sorgum, kedelai dan kacang hijau. Radiasi juga pada beberapa jenis benih telah diterapkan untuk meningkatkan perkecambahan benih. Radiasi 10 Gy pada benih pepaya mampu meningkatkan perkecambahan dari 30% (kontrol) menjadi 50% (Sudrajat dan Zanzibar, 2009). Dasar berfikirnya adalah bahwa induksi radiasi sinar gamma merupakan salah satu program pemuliaan tanaman untuk mendapatkan keragaman genetik yang dapat menghasilkan varietas unggul dan benih merupakan pembawa sifat menurun, termasuk sifat tahan kekeringan. Berdasarkan uraian di atas, penulis tertarik untuk melakukan penelitian mengenai respons pertumbuhan dan produksi kacang hijau (Vigna radiata L.) hasil mutasi radiasi sinar gamma terhadap cekaman kekeringan. Tujuan Penelitian Untuk mengetahui pengaruh empat taraf dosis radiasi sinar gamma Cobalt 60 dan cekaman kekeringan terhadap pertumbuhan dan produksi kacang hijau. Hipotesis Penelitian
Ada pengaruh dosis radiasi sinar gamma Cobalt 60 dan cekaman kekeringan serta interaksinya terhadap pertumbuhan dan produksi kacang hijau.
Kegunaan Penelitian
Universitas Sumatera Utara

Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana pertanian di Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan dan diharapkan dapat pula berguna bagi pihak-pihak membutuhkan.
TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman
Menurut Steenis (2003), tanaman kacang hijau diklasifikasikan dalam Kingdom : Plantae, Divisio : Spermatophyta, Subdivisi : Angiospermae, Kelas : Dicotyledonae, Ordo : Rosales, Famili : Papilionaceae, Genus : Vigna, Spesies : Vigna radiata L. Tanaman kacang hijau berakar tunggang. Sistem perakarannya dibagi menjadi dua yaitu mesophytes dan xerophytes. Mesophytes mempunyai banyak cabang akar pada permukaan tanah dan tipe pertumbuhannya menyebar, sementara xerophytes memiliki akar cabang lebih sedikit dan memanjang ke arah bawah (Humaedah, 2011). Tanaman kacang hijau berbatang tegak dengan ketinggian sangat bervariasi, antara 30-60 cm, tergantung varietasnya.cabangnya menyamping pada batang utama, berbentuk bulat, dan berbulu. Warna batang dan cabangnya ada yang hijau ada yang ungu (http://kaasimipb.wordpress.com)
Universitas Sumatera Utara

Daun kacang hijau trifoliat (terdiri dari tiga helaian) dan letaknya berseling. Tangkai daunnya cukup panjang, lebih panjang dari daunnya. Warna daunnya hijau muda sampai hijau tua (http://kaasimipb.wordpress.com) Bunga kacang hijau berwarna kuning, tersusun dalam tandan, keluar pada cabang serta batang, dan dapat menyerbuk sendiri. Proses penyerbukan terjadi pada malam hari sehingga pada pagi harinya bunga akan mekar dan pada sore hari menjadi layu (http://kaasimipb.wordpress.com) Polong kacang hijau berbentuk silendris dengan panjang antara 6-15 cm dan biasanya berbulu pendek. Sewaktu muda polong berwarna hijau dan setelah tua berwarna hitam atau cokelat. Setiap polong berisi 10-15 biji (http://kaasimipb.wordpress.com). Biji kacang hijau lebih kecil dibanding biji kacang-kacangan lain. Warna bijinya kebanyakan hijau kusam atau hijau mengkilap, beberapa ada yang berwarna kuning, cokelat, dan hitam. Biji kacang hijau berbentuk bulat. Bijinya sering dibuat kecambah atau taoge (Humaedah, 2011).
Syarat Tumbuh
Iklim Untuk dapat tumbuh dan berkembang dengan baik, kacang hijau menghendaki curah hujan optimal 50 - 200 mm/bln dengan temperatur 25- 270C dengan kelembaban udara berkisar 50 80% dan cukup mendapat sinar matahari (Humaedah, 2011). Tanaman kacang hijau termasuk tanaman golongan C3. Artinya, tanaman ini tidak menghendaki radiasi dan suhu yang terlalu tinggi. Fotosintesis tanaman kacang hijau akan mencapai maksimum pada sekitar pukul 10.00. Radiasi yang terlalu terik tidak diinginkan oleh tanaman kacang hijau. Panjang hari yang diperlukan minimum 10 jam/hari (Humaedah, 2011). Tanah
Universitas Sumatera Utara

Tekstur tanah yang cocok untuk tanaman kacang hijau adalah tanah liat berlempung banyak mengandung bahan organik, aerasi dan drainase yang baik. Struktur tanah gembur, dengan tingakt keasaman (pH) 5,8 - 7,0 optimal 6,7 (Humaedah, 2011). Kacang hijau dapat tumbuh pada semua jenis tanah sepanjang kelembaban dan tersedianya unsur hara yang cukup. Untuk itu lahan yang akan dipergunakan harus dipersiapkan sebaikbaiknya. Pada lahan sawah setelah panen padi, tidak perlu dilakukan pengolahan tanah (tanpa olah tanah = TOT). Menurut Sunantara (2000) dan Balitkabi (2005), jerami cukup dipotong pendek atau rata dengan tanah. Sementara itu, pada lahan sawah yang sudah agak lama tidak ditanami perlu dilakukan pengolahan tanah secara sempurna. Untuk menghindari air tergenang pada musim hujan perlu dibuat saluran drainase dengan lebar dan kedalaman 20-30 cm dan jarak antar saluran maksimum 4 m (Atman, 2007).
Pemuliaan Tanaman Dengan Radiasi Sinar Gamma Penggunaan sinar gamma neutron dalam pemuliaan mutasi berkembang dengan pesat setelah perang Dunia II. Lebih dari 10 tahun berbagai penelitian ditujukan untuk meneliti pengaruh perlakuan radiasi atau perlakuan tambahan sebelum dan sesudah radiasi sehingga hasilnya akan lebih terarah dan lebih praktis. Semenjak itu penggunaan mutasi buatan dalam pemuliaan tanaman mulai berkembang di negara-negara berkembang terutama di Asia. Beberapa varietas tanaman hasil mutasi buatan telah diperoleh dan dikembangkan sebagai varietas baru (Mugiono, 2001).
Mutasi radiasi menyebabkan pecahnya benang kromosom dan menyebabkan terjadinya perubahan struktur kromosom yang dapat berupa translokasi, inversi, duplikasi dan delesi. Kromosom terdiri dari gen-gen yang bertanggung jawab atas pengendalian sifat-sifat yang diturunkan dari tetua ke generasi selanjutnya (Amien dan Carsono, 2008). Tujuan pemuliaan mutasi adalah (1) untuk memperbaiki satu atau beberapa karakter khusus dari suatu kultivar/galur, (2) untuk membentuk penanda morfologi (warna, rambut, braktea,
Universitas Sumatera Utara

dan lain-lain) sebagai identitas pada galur-galur harapan, (3) untuk membentuk galur mandul jantan yang berguna bagi pembentukan kultivar hibrida, (4) untuk mendapatkan karakter khusus dalam genotipe yang telah beradaptasi (Herawati dan Setiamihardja, 2000). Mutasi dapat terjadi pada setiap bagian tanaman dan fase pertumbuhan tanaman, namun lebih banyak terjadi pada bagian yang sedang aktif mengadakan pembelahan sel seperti tunas, biji dan sebagainya. Secara molekuler, dapat dikatakan bahwa mutasi terjadi karena adanya perubahan urutan (sequence) nukleotida DNA kromosom, yang mengakibatkan terjadinya perubahan pada protein yang dihasilkan (Oeliem, dkk, 2008). Perlakuan dengan mutagen dapat menyebabkan pula sterilitas, yaitu : hambatan pertumbuhan sehingga menghalangi pembungaan, terbentuknya bunga yang tidak sempurna, terbentuknya bunga dengan tepung sari mandul, pembentukan embrio yang gugur sebelum masak, biji terbentuk tetapi tidak mampu berkecambah (Mugiono, 2001). Pengaruh peningkatan dosis mutagen terhadap kerusakan fisiologis memberikan kurva sigmoid, dan kerusakan atau kematian tidak terjadi sekaligus sesuai dengan meningkatnya dosis. Hal ini menunjukkan bahwa suatu molekul atau sel yang peka maka molekul atau sel tersebut akan rusak atau mati. Sebaliknya apabila yang terkena radiasi adalah molekul atau sel yang tidak peka maka sel atau molekul tersebut tidak mati. Makin tinggi dosis makin banyak terjadi mutasi dan makin tinggi pula kerusakannya (Mugiono, 2001). Penggunaan energi seperti sinar gamma pada tanaman akan memberikan pengaruh yang baik di bidang pertanian, dengan perlakuan dosis radiasi sinar gamma dengan dosis yang tepat diperoleh tanaman yang mempunyai sifat-sifat yang seperti hasil tinggi, umur pendek, tahan terhadap penyakit tetapi kenyataan yang ditimbulkan tidak semuanya memenuhi harapan (Suryowinoto, 1987). Pada dasarnya radiasi dapat merusak makluk hidup namun kalau dosis radiasi yang diberikan pada benih tepat maka induksi mutasi pada generasi berikutnya akan terjadi. Jika radiasi yang
Universitas Sumatera Utara

diberikan terlalu rendah maka benih yang diradiasi tidak berubah, dan sebaliknya jika radiasinya terlalu tinggi maka benih-benih tersebut akan mati. Dengan radiasi yang optimal maka akan menaikkan frekwensi mutasi sebesar 100.000 kali. Dosis optimal untuk induksi mutasi bervariasi menurut materi tanaman, varietas tanaman, dosis radiasi sinar gamma atau sinar X yang digunakan. Dengan dosis di bawan 5 krad, frekwensi mutasi berkurang, sedangkan pada dosis lebih dari 25 krad radiasi terlalu tinggi dan banyak organisme yang mati (Sudrajat dan Zanzibar, 2009). Mutasi tidak dapat diamati pada generasi M1, kecuali yang termutasi adalah gamet haploid. Adanya mutasi dapat ditentukan pada generasi M2 dan seterusnya. Semakin tinggi dosis, maka semakin banyak terjadi mutasi dan makin banyak pula kerusakannya. Hubungan antara tinggi bibit dan kemampuan hidup tanaman M1 dengan frekuensi mutasi, membuktikan bahwa penilaian kuantitatif terhadap kerusakan tanaman M1 dapat digunakan sebagai indikator dalam permasalahan pengaruh dosis pada timbulnya mutasi (Mugiono, 2001).
Faktor yang mempengaruhi terbentuknya mutan antara lain adalah besarnya dosis iradiasi. Dosis iradiasi diukur dalam satuan Gray (Gy). 1 Gy sama dengan 0.10 krad yakni 1 J energi per kilogram iradiasi yang dihasilkan. Dosis iradiasi dibagi tiga, yaitu tinggi (>10 k Gy), sedang (1-10 k Gy), dan rendah (< 1 k Gy). Perlakuan dosis tinggi akan mematikan bahan yang dimutasi atau mengakibatkan sterilitas. Pada umumya dosis yang rendah dapat mempertahankan daya hidup atau tunas, dapat memperpanjang waktu kemasakan pada buahbuahan dan sayuran, serta meningkatkan kadar pati, protein, dan kadar minyak pada biji jagung, kacang dan bunga matahari. Tanaman mutan juga memiliki daya tahan yang lebih baik terhadap serangan patogen dan kekeringan. Warna bunga atau daun dapat pula berubah sehingga diperoleh mutan yang komersial (Soedjono, 2003).
Dosis iradiasi yang digunakan untuk menginduksi keragaman sangat menentukan keberhasilan terbentuknya tanaman mutan. Kisaran dosis radiasi sinar gamma pada berbagai
Universitas Sumatera Utara

jenis tanaman hias, dan untuk tanaman anyelir kisaran yang telah dicobakan berada pada

selang yang masih cukup lebar, yaitu antara 25-120 gray. Jika iradiasi dilakukan pada benih

pada umumnya kisaran dosis yang efektif lebih tinggi dibandingkan jika dilakukan pada

bagian tanaman lainnya. Semakin banyak kadar oksigen dan molekul air (H2O) dalam materi

yang diiradiasi, maka akan semakin banyak pula radikal bebas yang terbentuk sehingga

tanaman menjadi lebih sensitif. Untuk itu maka perlu dicari dosis optimum yang dapat efektif

menghasilkan tanaman mutan yang pada umumnya terjadi pada atau sedikit dibawah nilai

LD50 (Lethal Dose 50). LD50 adalah dosis yang menyebabkan 50% kematian dari populasi

yang diradiasi

(Ritonga dan Aida, 2010).

Cekaman Kekeringan Cekaman kekeringan merupakan istilah untuk menyatakan bahwa tanaman mengalami kekurangan air dari lingkungannya yaitu media tanam. Cekaman kekeringan pada tanaman dapat disebabkan kekurangan suplai air di daerah perakaran dan permintaan air yang berlebihan oleh daun akibat laju evapotranspirasi melebihi laju absorbsi air walaupun keadaan air tanah tersedia cukup (Toruan, dkk, 2001). Ketahanan tanaman terhadap kekeringan dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain sifat dan kemampuan akar tanaman untuk mengekstrak air dari dalam tanah secara maksimal. Rendahnya potensi air tanah dan terjadinya cekaman kekeringan menyebabkan pertumbuhan tanaman terhambat dan produktivitasnya rendah. Kekurangan air sangat berpengaruh terhadap proses fisiologis dan metabolisme tanaman. Pengaruh awal dari kekurangan air pada tanaman adalah terhambatnya pembukaan stomata daun serta terjadinya perubahan morfologis (pertumbuhan tanaman) dan fisiologis daun (Toruan, dkk, 2001). Sebagian lahan di dunia mengalami kekurangan air pada tingkat yang berbeda. Terhadap cekaman air ini tanaman memperlihatkan berbagai respons. Diantara metabolisme tanaman

Universitas Sumatera Utara

diatas cekaman air ini adalah terjadinya perubahan morfologi dan fisiologi tanaman. Perubahan morfologi meliputi (1) gugur daun, yaitu fenomena umum sebagai mekanisme tanaman dalam usaha mengurangi cekaman terutama daun bagian bawah. Dengan mengurangi daun, luas permukaan transpirasi juga menurun, (2) mengubah sudut daun pada posisi sejajar dengan berkas cahaya, sehingga suhu daun tidak segera meningkat dengan demikian transpirasi dapat ditekan, (3) perakaran berkembang lebih cepat terutama kearah bawah menyebabkan nisbah pupus akar mengecil. Tanaman meningkatkan kemampuan penghisapan air dari lapisan tanah yang lebih dalam sementara transpirasi dari bagian atas tanaman menurun, (4) perkembangan daun peka terhadap kekurangan air. Setelah terjadi cekaman pada umumnya terjadi percepatan pertumbuhan, akan tetapi ukuran daun lebih kecil dibandingkan dengan daun tanaman yang ada dalam keadaan normal. Tanaman yang tercekam mempunyai akar lateral bergaris tengah sama dengan akar primer, berkembang lebar kearah apikal meristem, akar primer bercabang dekat ujungnya dan seterusnya akar sekunder akan bercabang juga dekat ujungnya dan seterusnya percabangan akan selalu terjadi di dekat ujung akar dengan panjang akar yang semakin berkurang dan semakin gemuk. Cekaman juga mengganggu permeabilitas membran-membran sel akar dan mengganggu sintesis protein sehingga fungsi akar rusak dan tidak efisien dalam menyerap air dan unsur hara (Herawati dan Setiamihardja, 2000). Tanaman akan melakukan adaptasi terhadap perubahan lingkungan diluar dari tingkat optimum dan dapat menyelesaikan hidupnya secara lengkap asalkan keadaan lingkungan tidak melebihi batas fisiologi proses kehidupan. Tanaman akan memberikan reaksi (tanggapan) terhadap perubahan lingkungan tersebut. Pada keadaan lingkungan yang tidak optimum, manipulasi sering dilakukan untuk menciptakan keadaan lingkungan mendekati keadaan optimum agar kapasitas genetik yang setinggi mungkin dapat diekspresikan. Manipulasi tersebut dapat dilihat pada pertumbuhan (Sitompul dan Guritno, 1995).
Universitas Sumatera Utara

Dalam penelitian Nurhayati (2007) mengatakaan bahwa mekanisme toleransi tanaman terhadap cekaman kekeringan berbeda-beda tergantung kemampuan genetiknya, kekurangan defisit air yang parah ditunjukkan dengan perkembangan sistem pembungaan, toleransi dengan potensial air jaringan yang tinggi yaitu kemampuan tanaman tetap menjaga potensial jaringan dengan meningkatkan penyerapan air atau menekan kehilangan air. Tanaman mempunyai kemampuan untuk meningkatkan sistem perakaran, regulasi stomata dan penurunan permukaan evapotranspirasi melalui penyempitan daun dan pengguguran daun. Dalam penelitian Barus dan Yusuf (2004) mengatakan bahwa pengaruh lamanya waktu penyiraman menunjukkan pengurangan yang nyata terhadap berat kering tanaman. Semakin lama waktu penyiraman menunjukkan pengurangan yang nyata terhadap berat kering tanaman. Lamanya waktu penyiraman secara nyata menurunkan berat kering dan total serapan N pada tanaman kedelai. Hal ini disebabkan keterbatasan air sebagai salah satu faktor dalam proses fotosintesis serta metabolisme pada jaringan tanaman akan mengurangi tingkat kecepatan pertumbuhan. Dalam penelitian Sufianto (2004) mengatakan bahwa antara cekaman dengan jumlah ginofor pada pembudidayaan kacang tanah terjadi interaksi yang berarti. Hal ini menunjukkan fungsi air bagi tanaman memegang peranan penting dalam aktivitas tanaman. Jika kebutuhan air terpenuhi maka aktivitas tanaman dapat maksimal, namun kebutuhan air tidak terpenuhi maka menurunkan atau menghambat aktivitas atau bagian tertentu. Peranan air dalam proses pembungaan dapat mempercepat munculnya bunga. Pemberian air per hari sesuai dengan kebutuhannya maka waktu bunga muncul lebih cepat dibandingkan dengan jika hanya baik diberikan setengah atau sepertiga dari kebutuhan setiap harinya. Respon tercepat terhadap munculnya cekaman ditandai dengan keadaan fisik dari luas daun daripada perubahan kimia. Jika kandungan air dari tumbuhan berkurang maka sel akan menyempit dan dinding sel juga ikut menyempit. Pengurangan volume sel menyebabkan
Universitas Sumatera Utara

tekanan hidrostatik menurun atau tekanan turgornya juga menurun. Peningkatan dari penurunan air lebih nyata terlihat didalam sel. Membran plasma menjadi menyempit dan lebih tertekan, daunnya lebih mengecil dari sebelumnya karena telah kehilangan tekanan yang merupakan pengaruh yang nyata terhadap fisik dari penurunan cekaman air. Dapat disimpulkan tekanan turgor sangat mempengaruhi aktivitas yang menyebabkan sensitif terhadap kekeringan. Pertahanan tanaman dalam menghadapi cekaman kekeringan: (1) membatasi perkembangan luas daun, (2) perkembangan akar untuk mencapai daerah yang masih basah, (3) penutupan stomata untuk mengurangi transpirasi (Taiz dan Zeiger, 1991). Pengaruh cekaman air terhadap pertumbuhan tanaman tergantung pada tingkat cekaman yang dialami dan jenis atau kultivar yang ditanam. Pengaruh awal dari tanaman yang mendapat cekaman air adalah terjadinya hambatan terhadap pembukaan stomata daun yang kemudian berpengaruh besar terhadap proses fisiologis dan metabolisme dalam tanaman (Mapegau, 2006).
Universitas Sumatera Utara

BAHAN DAN METODE PENELITIAN

Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di rumah kaca Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan dengan ketinggian tempat ± 25 m di atas permukaan laut pada bulan Mei 2012 hingga Agustus 2012.

Bahan dan Alat

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian adalah benih kacang hijau varietas

Vima hasil radiasi sinar gamma sesuai dosis perlakuan, top soil, kompos, polybag ukuran 10

kg, pupuk urea (50 kg/ha), SP-36 (60 kg/ha) dan KCl

(50 kg/ha), insektisida,

fungisida, aseton 80%, aquades, dan air untuk menyiram tanaman.

Alat yang digunakan dalam penelitian adalah cangkul, meteran, handsprayer, gelas

ukur untuk mengukur volume pemberian air, timbangan analitik, papan nama, mortar, kuvet,

spektrofotometri, kertas whatman 41, kalkulator, alat tulis, dan ember.

Metode Penelitian

Penelitian menggunakan rancangan acak kelompok (RAK) faktorial yang terdiri dari

2 faktor yaitu:

Faktor I

: Dosis iradiasi sinar gamma Cobalt 60 dengan 4 taraf R0: Benih tanpa radiasi 0 krad (Kontrol) R1: Benih yang diradiasi dengan dosis 10 krad R2: Benih yang diradiasi dengan dosis 20 krad R3: Benih yang diradiasi dengan dosis 30 krad

Universitas Sumatera Utara

Faktor II: Cekaman kekeringan dengan 4 taraf C0: 100% Kapasitas Lapang (Kontrol) C1: 80% Kapasitas Lapang C2: 60% Kapasitas Lapang C3: 40% Kapasitas Lapang
Sehingga diperoleh 16 kombinasi perlakuan yaitu:

R0C0

R1C0

R2C0

R3CO

R0C1

R1C1

R2C1

R3C1

R0C2

R1C2

R2C2

R3C2

R0C3

R1C3