Toleransi tanaman terhadap salinitas

Hasil pengukuran salinitas tanah dengan EM38 dipengaruhi oleh berbagai faktor, terutama tekstur tanah. Berdasarkan hal tersebut, menurut Irhas dan M. Nasir 2010, interpretasi hasil dari pengukuran menggunakan EM38 ini harus disesuaikan dengan tekstur tanah yang diukur. Berikut merupakan tingkat salinitas tanah pada berbagai tekstur tanah. Tabel 2 Klasifikasi nilai salinitas berdasarkan tekstur tanah sumber : McKenzie, 1988

2.5 Toleransi tanaman terhadap salinitas

Jenis tanaman bervariasi dalam hal sensitifitas terhadap tanah yang berkadar garam tinggi. Beberapa tanaman dapat mengatasi kadar garam yang tinggi pada tanah, sedangkan yang lain tidak. Spesies-spesies tanaman yang hanya mentoleransi konsentrasi garam rendah termasuk dalam kelompok tanaman glikofita, dan spesies- spesies tanaman yang mentoleransi konsentrasi garam tinggi termasuk kelompok tanaman halofita Sipayung, 2003. Sensitifitas tanaman terhadap keberadaan garam ini, sering disebut dengan toleransi garam. Menurut Oosterbaan 1992, tekanan osmosis merupakan pergerakan air dari tempat dengan konsentrasi garam rendah tanah ke tempat yang memiliki konsentrasi garam tinggi bagian dalam dari sel-sel akar. Jika konsentrasi garam pada tanah lebih tinggi dibandingkan dengan di dalam sel-sel akar, maka tanah akan menyerap air dari akar, dan tanaman akan layu dan mati. Ini merupakan prinsip dasar bagaimana salinisasi mempengaruhi produksi tanaman FAO, 2005. Padi merupakan salah satu tanaman pangan yang paling sering ditemukan, dan merupakan makanan pokok dari setengah populasi dunia. Tetapi amat disayangkan bahwa tanaman padi bukan merupakan tanaman yang resistan terhadap salinitas Zeng et al., 2004. Salinitas dapat menjadi masalah utama dalam pertumbuhan tanaman padi, khususnya di daerah kering dan pesisir Ashraf dan Harris, 2004. Besarnya pengaruh yang ditimbulkan pada pertumbuhan tanaman padi tergantung dari besarnya nilai salinitas. Brinkman dan Singh 1982 menjelaskan lebih lanjut mengenai gejala keracunan garam pada tanaman padi berupa tanaman menjadi lebih pendek, berkurangnya anakan, ujung-ujung daun berwarna keputihan dan sering terlihat bagian yang khlorosis pada daun. Kondisi seperti ini, apabila dibiarkan terus-menerus, akan menyebabkan kematian pada tanaman. Follet et all 1981 juga menyatakan bahwa pada tanah yang salin, kandungan larutan garam dalam tanah dapat menghambat perkecambahan, penyerapan unsur hara dan pertumbuhan tanaman. Pada tanah sodik, garam yang terlarut dalam tanah relatif rendah dan keadaan tanah cenderung terdispersi dan tidak permeable terhadap air hujan serta air irigasi. Tingkat toleransi garam ini dapat dilihat melalui nilai konduktivitas elektriknya atau EC. Penentuan konduktivitas elektrik dari salinitas tanah dapat dilakukan dengan mengambil sampel tanah untuk dilakukan uji laboratorium. Caranya adalah dengan mengalirkan arus listrik dalam sel kaca menggunakan dua elektroda pada larutan ekstrak tanah hasil pengukuran. Satuan dari salinitas tanah ini dinyatakan dalam decisiemens per meter dsm. Menurut penelitian yang dilakukan oleh Yadaf dan Ibrol 1988, berdasarkan besaran konduktivitasnya, salinitas dibagi menjadi lima bagian seperti tertera pada Tabel 3. Tabel 3 Klasifikasi nilai salinitas dan efeknya terhadap tanaman sumber : Sipayung, 2003 Penelitian dari Hayuningtyas 2010 mengenai uji toleransi padi terhadap salinitas membuktikan bahwa salinitas sangat mempengaruhi tanaman padi khususnya pada tahap perkecambahan biji yang akan tumbuh. Salinitas mengakibatkan kekeringan pada tanaman. Mencegah akar melakukan kegiatan osmosis dimana air dan nutris-nutrisi bergerak dari area berkonsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi. Oleh sebab itu, karena kadar garam dalam tanah tersebut, air dan nutrisi tidak dapat berpindah ke akar tanaman. Semakin bertambahnya tingkat salinitas tanah, tekanan pada pengecambahan juga bertambah tinggi. Suwarno 1983 menyatakan bahwa salinitas dapat menyebabkan kerusakan daun, memperpendek tinggi tanaman, menurunkan jumlah anakan, bobot 100 butir gabah, bobot kering akar, tajuk, dan total tanaman, serta hasil gabah, tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap panjang akar. Garam mempengaruhi pertumbuhan tanaman sebab memiliki unsur sodium yang dapat menyerap unsur garam secara berlebih. Gejala awal terjadinya salinitas adalah warna daun menjadi lebih gelap daripada warna normalnya. Selain warna menjadi lebih gelap, ukuran daun juga menjadi lebih kecil dari biasanya dengan jarak tangkai daun pada batang menjadi lebih pendek. Puncaknya adalah daun berubah warna menjadi kuning dan tepi daun mati Gambar 2. Gambar 2 Nekrosis sebagai akibat salinitas pada tanaman sumber : www.deptan.go.id Terjadinya nekrosis matinya jaringan pada bagian ujung dan tepi daun disebabkan oleh pengaruh akumulasi ion Cl pada daun. Kerusakan daun akan terjadi apabila akumulasi ion Cl dalam tanaman mencapai lebih dari 2 Francois 1982 dalam Yahya 1987. Dominansi dari kadar garam ditandai dengan kation Calsium Ca, Magnesium Mg, Sodium Na dan anion Sulfat SO 4 . Apabila konsentrasi Na tinggi atau tidak seimbang dengan nilai Ca dan Mg, maka kesuburan tanah akan terganggu. Muatan positif pada kation Na akan bereaksi dengan muatan negatif pada partikel liat di tanah, akibatnya tanah menjadi lengket atau lekat pada saat basah serta keras dan rapat pori-porinya pada saat kering. Pada umumnya, tanaman yang dapat mentolerir kekeringan lebih baik, akan dapat mentolerir salinitas lebih baik pula. Salinitas sering terjadi pada daerah dataran rendah dengan iklim kering dan permukaan air tanah yang tinggi. Dataran yang rendah dan permukaan air yang tinggi akan mengakibatkan berlangsungnya proses infiltrasi air laut dengan mudah, sedangkan iklim yang kering memiliki curah hujan yang rendah sehingga pencucian garam dalam tanah akan sulit dilakukan. Pada tanah yang salin, sering ditemukan butiran seperti kristal, atau sering disebut sebagai kristal garam Gambar 3. Hal tersebut dikarenakan adanya perbedaan kelembapan tanah antara bagian bawah dengan bagian permukaan tanah, sehingga terjadi peristiwa kapiler dimana air dan garam yang terlarut akan bergerak ke atas dan mengendapkan garam di daerah perakaran dan bagian atas tanah. Faktor-faktor lain penyebab terjadinya salinitas adalah penggunaan pupuk dengan dosis yang tinggi, kontaminasi garam pada air irigasi, dan infiltrasi air laut. Gambar 3 Kristal garam dalam tanah di lahan sawah Indramayu sumber : Dokumentasi Pribadi Sifat fisik tanah yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman padi adalah tanah dengan pH 4 –7. Pada padi sawah, penggenangan akan mengubah pH tanah menjadi netral 7. Pada prinsipnya, tanah berkapur dengan pH 8,1 –8, 2 tidak merusak tanaman padi Warintekristek, 2008. Tanaman padi dapat tumbuh di daerah tropissubtropis pada 45° LU – 45° LS, mulai dari dataran rendah sampai dataran tinggi dengan cuaca panas dan kelembapan tinggi dengan musim hujan 4 bulan. Pada dataran rendah padi memerlukan ketinggian tempat 0 –650 m dpl dengan temperatur 22° C –27° C sedangkan di daerah dataran tinggi dibutuhkan 650 –1.500 m dpl dengan temperatur 19° C –23° C. Rata–rata curah hujan yang baik adalah 200 mmbulan atau 1500 –2000 mmtahun Warintekbantul, 2008. Kondisi iklim juga sangat mempengaruhi toleransi tanaman terhadap salinitas. Kerugian lebih banyak dirasakan pada musim kemarau dimana pada saat itu curah hujan sedikit, sedangkan pada musim hujan terjadi pencucian garam secara berkesinambungan sehingga kadar garam dalam tanah tidak setinggi pada saat kemarau. Pada penelitian yang dilakukan Yadaf 2004, tanaman memiliki nilai toleransi yang lebih tinggi terhadap salinitas pada daerah yang relatif lebih lembab dan dingin Kondisi salinitas tanah sangat ditentukan oleh ketinggian lahan, kondisi porositas tanah, kelembaban tanah, tekstur, iklim dan jaringan irigasi aktif Rhoades, 1989. Menurut Yadaf 1988, ada tiga faktor yang mempengaruhi toleransi tanaman terhadap salinitas, yaitu 1 tahap pertumbuhan, 2 faktor lingkungan, dan 3 varietas tanaman itu sendiri. Tahap pertumbuhan merupakan tahap yang penting dimana pengaruh salinitas akan jelas melalui kecepatan perkecambahannya, berkurangnya tinggi tanaman dan jumlah anakan. Dobermann dan fairhurst 2000 menyimpulkan bahwa padi relatif lebih toleran terhadap salinitas saat perkecambahan, tapi tanaman juga dapat dipengaruhi saat pindah tanam, bibit masih muda, dan pembungaan. Marwanto dkk 2009 melalui sebuah penelitian menjelaskan bahwa semakin jauh dari pantai, jumlah tanaman padi yang terkena salinitas mulai berkurang. Hasil pengukuran salinitas di lapangan menggunakan alat EM38 juga menunjukkan hal yang sama dimana kadar salinitas sawah semakin berkurang ke arah daratan, menjauh dari pantai. Akan tetapi untuk wilayah yang memiliki jalur drainase yang bermuara ke laut, tingkat salinitas lahan di sekitarnya juga tinggi yang disebabkan karena intrusi air laut ke daratan tersebut dapat melalui saluran drainase ini. Faktor-faktor utama yang membatasi tanah yang salin dalam pertumbuhan tanaman adalah air irigasi dan nutrisi atau unsur hara Eynard et al., 2005. Menurut Bray 1993, Salinitas yang tinggi menyebabkan terjadinya keracunan unsur hara serta stres air pada tanaman yang menyebabkan terganggunya aktivitas membran sel, enzim-enzim, dan unsur-unsur yang penting dalam proses fotosintesis. Respon yang diberikan oleh tanaman tersebut adalah dengan mengumpulkan unsur-unsur metabolisme yang penting dalam sitoplasma untuk mengatasi permasalahan stres air Muns, 2002. Dampak yang ditimbulkan salinitas terhadap tanaman padi tergantung dari beberapa faktor yaitu intensitas stres, klimatologi, dan nilai resistansi masing- masing tanaman Asch dan Wopereis, 2001. Hoai et al. 2005 menyatakan bahwa salinitas dapat mempengaruhi akumulasi unsur Amonium dan menurunkan klorofil dalam daun. Gambar 4 menunjukkan pengaruh dari nilai salinitas terhadap produktivitas padi pada tiap tahapan pertumbuhan. Pada gambar 4a, terlihat bahwa salinitas sangat mempengaruhi jumlah bulir pada tiap malai pada proses perkecambahan. Jumlah bulir terbanyak terjadi pada saat nilai salinitas rendah yaitu 1 dsm. Pada saat nilai salinitas meningkat, jumlah bulir dalam anakan mengalami penurunan sampai dengan 25 . Gambar 4c juga menunjukkan bahwa salinitas memberikan pengaruh nyata terhadap persentase rasio antara jumlah anakan dan malai pada fase pembentukan malai, bukan pada fase perkecambahan. Sedangkan pada gambar 4d terlihat bahwa tingga rendahnya nilai salinitas tidak berpengaruh pada total jumlah bulir tiap malai. Berdasarkan grafik-grafik tersebut, terlihat bahwa pengaruh dari salinitas sangat nyata terlihat pada fase perkecambahan. Panduan mengenai salinitas pertama kali dikembangkan oleh Maas dan Hoffman 1977 yang menyatakan bahwa toleransi tanaman terhadap salinitas dapat diketahui dengan memplotkan produktivitas sebagai fungsi yang berkelanjutan pada salinitas tanah. Penelitian tersebut dilakukan pada tahun 1959 sampai dengan 1972 pada lahan yang sudah tidak terpakai. Sejak saat itu, Hasil ini menjadi panduan internasional dan digunakan sebagai acuan dalam penelitian lainnya. Pada tahun 2010, sebuah penelitian dilakukan di Iran, untuk mengetahui perbedaan hasil produktivitas tanaman padi dengan perlakuan salnitas yang berbeda-beda. Penelitian yang dilakukan oleh M. K. Motamed et al. mengenai hubungan antara proses pertumbuhan tanaman padi dengan salinitas memberikan informasi mengenai seberapa besar salinitas mempengaruhi pertumbuhan padi khususnya pada tiap-tiap tahapan pertumbuhan, terlihat pada Gambar 5. Penelitian tersebut memperbandingkan hasil tanaman padi yang dikenakan perlakuan nilai salinitas yang berbeda- beda dalam setiap tahap pertumbuhannya, yaitu 0.8, 2, 4, 6, dan 8 dsm. Penelitian tersebut dilakukan dalam rumah kaca buatan dan menggunakan 8 jenis varietas padi yang berbeda guna menguji ketahanan dari masing-masing varietas. Berdasarkan grafik pada Gambar 5, diketahui bahwa pada beberapa aspek dalam pertumbuhan tanaman padi, terdapat penurunan hasil dengan meningkatnya nilai salinitas. Aspek- aspek yang dipengaruhi nyata oleh salinitas adalah tinggi tanaman, total bulir dalam malai, jumlah malai, dan berat 100 bulir. Panjang tanaman semakin berkurang dan mencapai titik minimumnya pada nilai salinitas tertinggi yaitu 8 dsm. Berkurangnya tinggi tanaman menyebabkan jumlah daun yang diproduksi lebih sedikit, sebagaimana diketahui bahwa daun adalah tempat terjadinya fotosintesis. Akibatnya jumlah malai dan anakan pun juga akan cenderung sedikit. Salinitas tidak berpengaruh terhadap kesuburan tanaman, demikian pula dengan jumlah anakan yang berisi maupun yang kosong. a b c d Gambar 4 Dampak kenaikan salinitas pada tahapan pertumbuhan padi a jumlah bulir terisi b persentase rasio jumlah malai padi dan anakan. c persentase berat jerami d total jumlah bulir per malai sumber : Hassan, 2012 a b c d e f g h Gambar 5 Hubungan antara salinitas dengan variabel pengukuran padi a tinggi tanaman b anakan kosong c bulir kosong d kesuburan e jumlah anakan f jumlah bulir pada malai g jumlah malai h berat 100 bulir sumber : Motamed et al, 2008 Tinggi tanaman Jumlah anakan Anakan kosong Total bulir tiap malai Bulir kosong Jumlah malai Kesuburan Berat 100 bulir Pada penelitian ini, salah satu hal yang sangat berpengaruh dalam proses penentuan hubungan antara produktivitas tanaman padi dengan salinitas adalah hubungan antara berat 100 butiran padi dengan salinitas tersebut. Pada Gambar 6, terlihat bahwa persentase tertinggi didapat pada saat nilai salinitas terendah yaitu mendekati 0 dsm. Gambar 6 Diagram hubungan persentase produtivitas lahan dan salinitas sumber : Motamed et al, 2008 Nilai R 2 yang didapat dari persamaan diatas adalah sebesar 0.9965 yang artinya data-data yang digunakan adalah akurat dan hasilnya memiliki nilai korelasi yang tinggi. Persentase produktivitas lahan terendah didapat pada saat nilai salinitas mencapai 6 dsm, yaitu hanya sebesar 20 . Penurunan terjadi secara bertahap seiring dengan bertambahnya salinitas. Pada nilai salinitas 1 dsm, produktivitas masih dapat dipertahankan. Perubahan terlihat secara signifikan pada saat salinitas mencapai angka 4 dsm, yaitu terjadi penurunan sebesar 60 . Hasil yang didapat oleh Motamed 2008 ini berkesesuaian dengan penelitian yang dilakukan oleh Grattan 2002 yang juga melakukan uji coba untuk membandingkan tinggi tanaman padi yang dikenai berbagai perlakuan salinitas dengan tanaman padi dengan perlakuan normal. Penelitian tersebut dilakukan pada tahun 1996 dengan menggunakan ring metal berdiameter 8 kaki. Perlakuan salinitasnya mencakup 0.4, 1, 2, 4, 6, 8, dan 10 dsm. Perbedaan tinggi tanaman terlihat secara nyata pada masing-masing perlakuan salinitas. Hasil penelitiannya dapat dilihat pada Gambar 7. Berdasarkan Gambar 7, dapat terlihat perbedaan tinggi tanaman serta jumlah anakan pada setiap perlakuan. Tanaman padi dengan perlakuan salinitas yang paling tinggi, memiliki jumlah anakan yang paling sedikit. Tinggi tanamannya pun terlihat berbeda secara nyata, dimana tanaman padi yang paling tinggi adalah yang mendapat perlakuan salinitas paling kecil, yaitu 0.3 dsm. Persamaan hasil produktivitas padi dengan nilai salinitas dapat dilihat pada Gambar 8. Gambar 7 Tinggi tanaman pada berbagai tahapan salinitas sumber : Grattan, 2002 Gambar 8 Persamaan hubungan antara nilai salinitas musiman terhadap produktivitas padi sumber : Grattan, 2002 Pada gambar 8 didapat berdasarkan hasil studi lapangan pada tahun 1996-1997 tentang produktivitas padi dan kenaikan salinitas. Penurunan produksi terlihat pada saat nilai salinitas di sawah mengalami kenaikan sebesar 1.9 dsm. Hasil persamaan yang didapat menunjukkan berkurangnya produktivitas padi seiring dengan bertambahnya nilai salinitas, dimana pada nilai salinitas tertinggi yaitu 12 dsm, produktivitas padi mencapai angka 0. Penurunan terbesar terjadi pada saat nilai salinitas sebesar 9 dsm. Menurut Grattan 2002, identifikasi pengaruh salinitas pada tiap- tiap pertumbuhan tanaman padi sangat berguna untuk mengatur sistem irigasi sehingga dapat mengontrol nilai salinitas. III BAHAN DAN METODE 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan pada bulan Juli 2009 sampai dengan bulan November 2010 bertempat di Kabupaten Indramayu. Lokasi penelitian ialah pada kecamatan yang memiliki luas sawah besar dan berdekatan dengan garis pantai. Data hasil pengumpulan dari lapangan dianalisis di Laboratorium Klimatologi Departemen Geofisika dan Meteorologi IPB.

3.2 Bahan dan Alat