Respon Pertumbuhan Dan Produksi Kacang Hijau (Vigna Radiata L.) Hasil Mutasi Radiasi Sinar Gamma Terhadap Salinitas
RESPONS PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI KACANG HIJAU (Vigna radiata L.) HASIL MUTASI RADIASI SINAR GAMMA TERHADAP SALINITAS
SKRIPSI
Oleh : NITRY DEWI SARI DAELI 080307001/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 SALINITAS
SKRIPSI
Oleh : NITRY DEWI SARI DAELI 080307001/PEMULIAAN TANAMAN Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
Universitas Sumatera Utara
Judul Skripsi
Nama NIM Program Studi Minat
: Respon Pertumbuhan dan Produksi Kacang Hijau (Vigna radiata L.) Hasil Mutasi Radiasi Sinar Gamma Terhadap Salinitas
: Nitry Dewi Sari Daeli : 080307001 : Agroekoteknologi : Pemuliaan Tanaman
Disetujui oleh, Komisi Pembimbing :
(Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, M.Si) Ketua
(Ir. Isman Nuriadi) Anggota
Mengetahui,
(Ir.T.Sabrina, MAgr. Sc. PhD) Ketua Program Studi Agroekoteknologi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
NITRY DEWI SARI DAELI : Respons Pertumbuhan dan Produksi Kacang Hijau (Vigna radiata L.) Hasil Mutasi Radiasi Sinara Gamma Terhadap Salinitas, dibimbing oleh LOLLIE AGUSTINA P.PUTRI dan ISMAN NURIADI.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dosis radiasi dan salinitas terhadap pertumbuhan dan produksi kacang hijau. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) faktorial dengan 2 faktor dan 3 ulangan. Faktor pertama adalah dosis radiasi yang terdiri atas 4 taraf yaitu 0, 10, 20 dan 30 krad. Faktor kedua adalah konsentrasi NaCl yang terdiri atas 4 taraf, yaitu 0, 2, 4, dan 6 g/l. Parameter yang diamati adalah tinggi tanaman, jumlah cabang produktif, umur berbunga, umur panen, bobot kering tajuk, bobot kering akar, nisbah bobot kering akar-tajuk, luas daun, klorofil daun, volume akar, jumlah polong per tanaman, bobot biji per tanaman, dan bobot 100 biji.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan radiasi berpengaruh nyata terhadap tinggi tanaman 4 dan 5 MST, dan umur panen. Salinitas berpengaruh nyata terhadap parameter luas daun, bobot kering akar, nisbah bobot kering akar-tajuk, volume akar, dan bobot 100 biji. Interaksi antara kedua faktor tersebut belum berpengaruh nyata terhadap semua parameter. Kata kunci : Kacang hijau, Radiasi, Salinitas, dan Produksi.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
NITRY DEWI SARI DAELI: Response on Growth and Yield of Mungbean (Vigna radiata L.) Radiated by Gamma Ray to Salinity, supervised by LOLLIE AGUSTINA P.PUTRI and ISMAN NURIADI.
This research was aimed to find out response of radiation dosage and salinity toward growth and yield of mungbean. This research was arranged using Randomize Block Experimental Design with two factors and three replicates.The first factor was radiation dosage in four degree 0, 10, 20 and 30 krad. The second factor was NaCl concentration in four degree 0, 2, 4, and 6 g/l. The parameters observed were plant height, productive branch number, flowering age, harvesting age, dry weight of root, dry weight of canopy, ratio of root-canopy dry weight, leaf width, leaf chlorophyl, root volume, number of pods per plant, seed weight per plant, and weight of 100 seeds.
The results showed that radiation were significantly to plant height at 4 and 5 weeks after planted, and harvesting age. Salinity were significantly to leaf width, dry weight of root, ratio of root-canopy dry weight, root volume, and weight of 100 seeds. The combination between radiation and salinity were not significantly to whole parameters. Keywords : Mungbean, Radiation, Salinity, and Production.
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP NITRY DEWI SARI DAELI lahir di Gunungsitoli pada tanggal 9 September 1989 dari Ayah Raradodo Daeli dan Ibu Rohiba Daeli. Penulis anak ketiga dari delapan bersaudara. Penulis lulus SD pada tahun 2002 di SD Swasta RK Mutiara Gunungsitoli, lulus SMP N 1 Gunungsitoli pada tahun 2005 di Gunungsitoli, lulus SMU N 1 Gunungsitoli pada tahun 2008 di Gunungsitoli dan pada tahun 2008 penulis lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur PMP/PMDK dengan Program Studi Pemuliaan Tanaman Departemen Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan. Selain aktif akademis penulis juga aktif sebagai anggota Unit Kegiatan Mahasiswa Kebaktian Mahasiswa Kristen Unit Pelayanan FP USU (UKM KMK UP FP USU) tahun 2008-2010 dan anggota Himpunan Mahasiswa Budidaya Pertanian (HIMADITA) tahun 2008-2012. Pada tahun 2011 penulis melaksanakan PKL (Praktek Kerja Lapangan) di PTPN IV Unit Kebun Bah Jambi, Pematang Siantar.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
Adapun judul skripsi ini adalah “Respons Pertumbuhan dan Produksi Kacang Hijau (Vigna radiata L.) Hasil Mutasi Radiasi Sinar Gamma Terhadap Salinitas” yang merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Penulis mengucapkan terimakasih kepada Komisi Pembimbing, yaitu Ibu Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, M.Si selaku Ketua dan Bapak Ir. Isman Nuriadi selaku Anggota yang telah banyak memberi saran dan arahan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
Terimakasih yang setulusnya untuk kedua orangtua penulis, Ayahanda Raradodo Daeli dan Ibunda Rohiba Daeli, kepada kakak dan adik, serta teman-teman, yang telah banyak mendukung penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Medan, November 2012
Penulis
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ........................................................................................................... i
ABSTRACT .......................................................................................................... ii
RIWAYAT HIDUP............................................................................................. iii
KATA PENGANTAR......................................................................................... iv
DAFTAR ISI ....................................................................................................... v
DAFTAR TABEL ............................................................................................... vii
DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... viii
PENDAHULUAN ............................................................................................... 1 Latar Belakang............................................................................................... 1 Tujuan Penelitian ........................................................................................... 3 Hipotesis Penelitian ....................................................................................... 3 Kegunaan Penelitian ...................................................................................... 3
TINJAUAN PUSTAKA...................................................................................... 4 Botani Tanaman............................................................................................. 4 Syarat Tumbuh............................................................................................... 5 Iklim .......................................................................................................... 5 Tanah......................................................................................................... 5 Pemuliaan Mutasi Radiasi Sinar Gamma ...................................................... 6 Salinitas.......................................................................................................... 11 Pengaruh Salinitas Terhadap Tanaman ......................................................... 13 Mekanisme Toleransi Tanaman Terhadap Salinitas...................................... 16
BAHAN DAN METODE.................................................................................... 17 Tempat dan Waktu Penelitian........................................................................ 17 Bahan dan Alat .............................................................................................. 17 Metode Penelitian .......................................................................................... 17
PELAKSANAAN PENELITIAN ...................................................................... 20 Persiapan Media Tanam ................................................................................ 20 Aplikasi Larutan NaCl ................................................................................... 20 Persiapan Benih ............................................................................................. 20 Uji Perkecambahan Benih ............................................................................. 20 Penanaman..................................................................................................... 21 Pemeliharaan.................................................................................................. 21 Penyiraman................................................................................................ 21 Penjarangan dan Penyulaman ................................................................... 21
Universitas Sumatera Utara
Penyiangan ................................................................................................ 21 Pemupukan................................................................................................ 21 Penambahan Tanah ................................................................................... 21 Pengendalian hama dan penyakit.............................................................. 21 Panen.............................................................................................................. 22 Pengamatan Parameter................................................................................... 22 Persentase Perkecambahan (%) ................................................................ 22 Tinggi Tanaman (cm)................................................................................ 22 Klorofil Daun (g/ml) ................................................................................. 22 Luas Daun (cm2) ....................................................................................... 23 Bobot Kering Akar (g) .............................................................................. 23 Bobot kering tajuk (g) ............................................................................... 23 Nisbah bobot kering akar-tajuk (g) ........................................................... 23 Volume Akar (ml)..................................................................................... 23 Umur Berbunga (hari)............................................................................... 24 Umur Panen (hari)..................................................................................... 24 Jumlah Cabang Produktif (cabang)........................................................... 24 Jumlah Polong Berisi per Tanaman (polong) ........................................... 24 Bobot Biji per Tanaman (g) ...................................................................... 24 Bobot 100 biji (g)...................................................................................... 24 HASIL DAN PEMBAHASAN........................................................................... 25 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan .................................................................................................... 42 Saran .............................................................................................................. 42 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No. Hal. 1. Pengaruh tingkat salinitas terhadap tanaman................................................. 12 2. Persentase perkecambahan benih .................................................................. 25 3. Rataan tinggi tanaman dengan perlakuan radiasi dan salinitas .................... 26 4. Rataan klorofil daun dengan perlakuan radiasi dan salinitas......................... 28 5. Rataan luas daun dengan perlakuan radiasi dan salinitas .............................. 29 6. Rataan bobot kering akar dengan perlakuan radiasi dan salinitas ................. 30 7. Rataan bobot kering tajuk dengan perlakuan radiasi dan salinitas ................ 32 8. Rataan nisbah bobot kering akar - tajuk dengan perlakuan radiasi dan
salinitas .......................................................................................................... 32 9. Rataan volume akar dengan perlakuan radiasi dan salinitas ......................... 34 10. Rataan umur berbunga dengan perlakuan radiasi dan salinitas ..................... 35 11. Rataan umur panen dengan perlakuan radiasi dan salinitas .......................... 36 12. Uji t pada umur panen.................................................................................... 36 13. Rataan jumlah cabang produktif dengan perlakuan radiasi dan salinitas ...... 38 14. Rataan jumlah polong berisi per tanaman dengan perlakuan radiasi
dan salinitas ................................................................................................... 38 15. Rataan bobot biji per tanaman dengan perlakuan radiasi dan salinitas ......... 39 16. Rataan bobot 100 biji dengan perlakuan radiasi dan salinitas ....................... 40
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal.
1. Bagan penelitian ............................................................................................ 48 2. Jadwal kegiatan penelitian ............................................................................ 49 3. Deskripsi varietas kacang hijau ..................................................................... 50 4. Tabel pengamatan tinggi tanaman (cm) 2 MST ........................................... 51 5. Sidik ragam tinggi tanaman (cm) 2 MST ...................................................... 51 6. Tabel pengamatan tinggi tanaman (cm) 3 MST ............................................ 52 7. Sidik ragam tinggi tanaman (cm) 3 MST ...................................................... 52 8. Tabel pengamatan tinggi tanaman (cm) 4 MST ............................................ 53 9. Sidik ragam tinggi tanaman (cm) 4 MST ...................................................... 53 10. Uji BNJ tinggi tanaman (cm) 4 MST ............................................................ 53 11. Tabel pengamatan tinggi tanaman (cm) 5 MST ............................................ 54 12. Sidik ragam tinggi tanaman (cm) 5 MST ...................................................... 54 13. Uji BNJ tinggi tanaman (cm) 5 MST ............................................................ 54 14. Tabel pengamatan klorofil daun (g/ml) ......................................................... 55 15. Tabel pengamatan luas daun (cm2)................................................................ 56 16. Sidik ragam luas daun (cm2).......................................................................... 56 17. Uji BNJ luas daun (cm2) ................................................................................ 56 18. Tabel pengamatan bobot kering akar (g) ....................................................... 57 19. Sidik ragam bobot kering akar (g) ................................................................. 57 20. Uji BNJ bobot kering akar (g) ....................................................................... 57 21. Tabel pengamatan bobot kering tajuk (g)...................................................... 58 22. Sidik ragam bobot kering tajuk (g)................................................................ 58 23. Tabel pengamatan nisbah bobot kering akar-tajuk (g) .................................. 59 24. Sidik ragam nisbah bobot kering akar-tajuk (g) ............................................ 59 25. Uji BNJ nisbah bobot kering akar-tajuk (g) .................................................. 59 26. Tabel pengamatan volume akar (ml) ............................................................. 60 27. Sidik ragam volume akar (ml) ....................................................................... 60 28. Uji BNJ volume akar (ml) ............................................................................. 60 29. Tabel pengamatan umur berbunga (hari)....................................................... 61 30. Sidik ragam umur berbunga (hari)................................................................. 61 31. Tabel pengamatan umur panen (hari) ............................................................ 62 32. Sidik ragam umur panen (hari) ...................................................................... 62 33. Uji BNJ umur panen (hari) ............................................................................ 62 34. Tabel pengamatan jumlah cabang produktif (cabang)................................... 63 35. Sidik ragam jumlah cabang produktif (cabang)............................................. 63 36. Tabel pengamatan jumlah polong berisi per tanaman (polong) .................... 64 37. Sidik ragam jumlah polong berisi per tanaman (polong) .............................. 64 38. Tabel pengamatan bobot biji per tanaman (g) ............................................... 65 39. Sidik ragam bobot biji per tanaman (g) ......................................................... 65 40. Tabel pengamatan bobot 100 biji (g)............................................................. 66 41. Sidik ragam bobot 100 biji (g)....................................................................... 66 42. Uji BNJ bobot 100 biji (g) ............................................................................. 66 43. Foto lahan penelitian...................................................................................... 67
Universitas Sumatera Utara
44. Foto polong kacang hijau............................................................................... 68 45. Foto bunga kacang hijau ................................................................................ 70 46. Foto tanaman kacang hijau ............................................................................ 70 47. Foto pengujian klorofil daun ......................................................................... 70 48. Foto perkecambahan...................................................................................... 71 49. Foto benih ...................................................................................................... 72
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
NITRY DEWI SARI DAELI : Respons Pertumbuhan dan Produksi Kacang Hijau (Vigna radiata L.) Hasil Mutasi Radiasi Sinara Gamma Terhadap Salinitas, dibimbing oleh LOLLIE AGUSTINA P.PUTRI dan ISMAN NURIADI.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dosis radiasi dan salinitas terhadap pertumbuhan dan produksi kacang hijau. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) faktorial dengan 2 faktor dan 3 ulangan. Faktor pertama adalah dosis radiasi yang terdiri atas 4 taraf yaitu 0, 10, 20 dan 30 krad. Faktor kedua adalah konsentrasi NaCl yang terdiri atas 4 taraf, yaitu 0, 2, 4, dan 6 g/l. Parameter yang diamati adalah tinggi tanaman, jumlah cabang produktif, umur berbunga, umur panen, bobot kering tajuk, bobot kering akar, nisbah bobot kering akar-tajuk, luas daun, klorofil daun, volume akar, jumlah polong per tanaman, bobot biji per tanaman, dan bobot 100 biji.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan radiasi berpengaruh nyata terhadap tinggi tanaman 4 dan 5 MST, dan umur panen. Salinitas berpengaruh nyata terhadap parameter luas daun, bobot kering akar, nisbah bobot kering akar-tajuk, volume akar, dan bobot 100 biji. Interaksi antara kedua faktor tersebut belum berpengaruh nyata terhadap semua parameter. Kata kunci : Kacang hijau, Radiasi, Salinitas, dan Produksi.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
NITRY DEWI SARI DAELI: Response on Growth and Yield of Mungbean (Vigna radiata L.) Radiated by Gamma Ray to Salinity, supervised by LOLLIE AGUSTINA P.PUTRI and ISMAN NURIADI.
This research was aimed to find out response of radiation dosage and salinity toward growth and yield of mungbean. This research was arranged using Randomize Block Experimental Design with two factors and three replicates.The first factor was radiation dosage in four degree 0, 10, 20 and 30 krad. The second factor was NaCl concentration in four degree 0, 2, 4, and 6 g/l. The parameters observed were plant height, productive branch number, flowering age, harvesting age, dry weight of root, dry weight of canopy, ratio of root-canopy dry weight, leaf width, leaf chlorophyl, root volume, number of pods per plant, seed weight per plant, and weight of 100 seeds.
The results showed that radiation were significantly to plant height at 4 and 5 weeks after planted, and harvesting age. Salinity were significantly to leaf width, dry weight of root, ratio of root-canopy dry weight, root volume, and weight of 100 seeds. The combination between radiation and salinity were not significantly to whole parameters. Keywords : Mungbean, Radiation, Salinity, and Production.
Universitas Sumatera Utara
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, lemak, mangan, magnesium, niasin, vitamin (B1, A, dan E) (Atman, 2007).
Dibanding kacang-kacangan lain, kacang hijau memiliki kelebihan dari segi agronomis dan ekonomis, seperti: (a) lebih tahan kekeringan, (b) dapat dipanen pada umur 55-60 hari, (c) dapat ditanam pada tanah yang kurang subur dengan cara budidaya yang mudah, (d) resiko kegagalan panen secara total kecil, (e) harga jual tinggi dan stabil, serta (f) dapat dikonsumsi oleh petani dengan cara pengolahan yang mudah (Dariati dan Farid, 2003).
Produksi kacang hijau tahun 2010 di Provinsi Sumatera Utara sebesar 3.345 ton dengan luas panen 3.110 ha, menurun sebesar 1.081 ton dibandingkan produksi kacang hijau tahun 2009, yaitu 4.426 ton dengan luas panen 4.124 ha. Penurunan tersebut disebabkan berkurangnya luas panen sebesar 1.014 ha atau 24,58% (BPS, 2011).
Permasalahan dalam pengelolaan tanaman kacang hijau di tingkat petani antara lain adalah masih rendahnya produktivitas hasil. Di Propinsi Sumatera Barat, rata-rata hasil hanya 1,1 t/ha. Sementara itu, rata-rata hasil di tingkat nasional sekitar 0,9 t/ha yang jauh lebih rendah dari potensi hasilnya yang mencapai 1,6-2 t/ha (Atman, 2007).
Usaha pemerintah untuk peningkatan produksi pangan adalah dengan cara intensifikasi maupun ekstensifikasi areal tanah pertanian. Usaha perluasan dilakukan
Universitas Sumatera Utara
dengan pemanfaatan lahan marginal seperti tanah-tanah masam tanah salin, dan tanah lahan pasang surut. Di Indonesia, pemanfaatan lahan salin untuk usaha pertanian belum banyak dilakukan, disebabkan oleh luas dan penyebarannya tidak seluas tanah masam dan tanah gambut. Kendala utama pemanfaatan tanah salin adalah kadar garam yang tinggi (salinitas) yang terlarut dalam tanah, sehingga mengganggu proses penyerapan air dan unsur hara yang akhirnya menghambat pertumbuhan tanaman (Hasibuan, 2008).
Peningkatan produksi kacang hijau dengan intensifikasi dilakukan melalui kegiatan seleksi varietas/galur yang dapat beradaptasi pada lingkungan yang spesifik. Pengembangan kacang hijau pada lahan salin perlu dilakukan dengan teknik ameliorasi dan penggunaan varietas yang tahan untuk mengurangi pengaruh jelek dari salinitas (Dariati dan Farid, 2003).
Salah satu teknik yang mampu memperbaiki mutu benih adalah radiasi. Dalam peningkatan mutu genetik, radiasi menghasilkan sinar radioaktif yang menyebabkan induksi mutasi sehingga tercipta keragaman baru sebagai dasar seleksi. Pemanfaatan radiasi telah banyak digunakan dalam penelitian dan pengembangan varietas tanaman baru. Selain jenis padi, uji coba dan pelepasan varietas unggul juga telah dilakukan pada jenis kapas, sorghum, kedelai, dan kacang hijau (Sudrajat dan Zanzibar, 2009).
Mutagen yang dapat digunakan dalam teknik mutasi untuk peningkatan keragaman genetik ada 2, yaitu mutagen kimia (metansolfonat, etimilin, EMS) dan mutagen fisika (sinar X, sinar gamma, sinar beta, sinar deuteron). Dalam pelaksanaannya, mutagen fisika lebih efisien dan efektif dalam peningkatan keragaman genetik, dan sinar gamma merupakan mutagen fisika yang paling banyak digunakan (Surya, 2007).
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan uraian di atas, maka perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui respon pertumbuhan dan produksi tanaman kacang hijau hasil mutasi radiasi sinar gamma yang ditanam pada media tanah terhadap salinitas. Tujuan Penelitian
Untuk mengetahui pengaruh dosis radiasi sinar gamma dan konsentrasi NaCl (salinitas) terhadap pertumbuhan dan produksi kacang hijau. Hipotesis Penelitian
Ada pengaruh dosis radiasi dan konsentrasi NaCl serta interaksi keduanya terhadap pertumbuhan dan produksi kacang hijau. Kegunaan Penelitian
Penelitian ini berguna untuk meraih gelar sarjana pertanian di Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan dan sebagai bahan informasi bagi pihak-pihak membutuhkan.
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman Menurut Steenis (2003), tanaman kacang hijau diklasifikasikan dalam divisio
Spermatophyta, subdivisio Angiospermae, kelas Dicotyledonae, ordo Rosales, family Papilionaceae, genus Vigna, dan spesies Vigna radiata L.
Susunan morfologi kacang hijau terdiri atas akar, batang, daun, bunga dan biji. Perakaran tanaman kacang hijau bercabang banyak dan membentuk bintil-bintil (nodula) akar. Makin banyak nodula akar, makin tinggi kandungan nitrogen (N) sehingga menyuburkan tanah (Andrianto dan Indrianto, 2004).
Batang tanaman kacang hijau berukuran kecil, berbulu, berwarna hijau kecokelatcokelatan atau kemerah-merahan; tumbuh tegak mencapai ketinggian 30 cm - 110 cm dan bercabang menyebar ke semua arah. Daun tumbuh majemuk, tiga helai anak daun per tangkai. Helai daun berbentuk oval dengan ujung lancip dan berwarna hijau (Andrianto dan Indrianto, 2004).
Daun penumpu memanjang sampai bentuk garis atau bulat telur terbalik. Anak daun bulat telur, meruncing pendek, tepi rata atau sedikit berlekuk tiga, kerapkali bernoda kecil dengan ukuran daun 3-13 kali 2-8 cm (Steenis, 2003).
Bunga kacang hijau berbentuk seperti kupu-kupu dan berwarna kuning kehijauan atau kuning pucat. Bunganya termasuk jenis hermaprodit atau berkelamin sempurna. Proses penyerbukan terjadi malam hari sehingga pada pagi harinya bunga akan mekar dan pada sore hari sudah layu (Andrianto dan Indrianto, 2004).
Polong kacang hijau berbentuk silindris dengan panjang antara 6-15 cm dan biasanya berbulu pendek. Sewaktu muda polong berwarna hijau dan setelah tua berwarna
Universitas Sumatera Utara
hitam atau cokelat. Setiap polong berisi 10-15 biji. Biji berwarna hijau atau kuning, seringkali coklat atau kehitam-hitaman, memiliki kilap (lustre) yang kusam atau berkilat (diasosiasikan dengan dinding-dinding polong), hilumnya pipih dan putih. Perkecambahannya epigeal (Somaatmadja, 1993). Syarat Tumbuh Iklim
Untuk dapat tumbuh dan berkembang dengan baik, kacang hijau menghendaki curah hujan optimal 50 - 200 mm/bln; dengan temperatur 25oC - 27oC dengan kelembaban udara 50 - 80% dan cukup mendapat sinar matahari (Humaedah, 2007).
Kacang hijau termasuk tanaman yang toleran terhadap kekurangan air, yang penting tanah cukup kelembabannya. Namun, bila tanah pertanaman kacang hijau kekeringan sebaiknya segera diairi terutama pada periode kritis, yaitu: saat tanam, saat berbunga (umur 25 hst), dan saat pengisian polong (umur 45-50 hst). Untuk kacang hijau yang ditanam di tanah bertekstur ringan (berpasir), umumnya pengairan dilakukan dua kali yaitu umur 21 dan 38 hst, sedangkan pertanaman di tanah bertekstur berat (lempung), biasanya diperlukan pengairan hanya satu kali (Atman, 2007). Tanah
Kacang hijau merupakan tanaman tropis yang menghendaki suasana panas selama hidupnya. Tanaman ini dapat ditanam di dataran rendah hingga ketinggian 500 m di atas permukaan laut. Tanaman kacang hijau dapat tumbuh di daerah yang curah hujannya rendah dengan memanfaatkan sisa-sisa kelembapan pada tanah bekas tanaman yang diairi (Andrianto dan Indrianto, 2004).
Tekstur tanah yang cocok untuk tanaman kacang hijau adalah tanah liat berlempung banyak mengandung bahan organik, aerasi dan drainase yang baik. Struktur
Universitas Sumatera Utara
tanah gembur, dengan tingkat keasaman (pH) 5,8-7,0 dan pH optimal 6,7 (Humaedah, 2007). Pemuliaan Mutasi Radiasi Sinar Gamma
Teknologi radiasi merupakan bagian dari teknologi nuklir yang menggunakan radioisotope. Dibandingkan zat kimia biasa, radioisotop memiliki kelebihan sifat fisik, yaitu memancarkan sinar radioaktif. Pengaruh radiasi berdasarkan potensi efek biologinya ada 4 kelompok, yaitu akut (efek tampak dalam beberapa jam, hari atau minggu), lambat (tampak dalam bulanan atau tahunan), genetika (tampak pada generasi berikutnya), dan foetal (terjadi pada embrio yang diradiasi). Pada efek genetik, antara lain terjadi mutasi atau perubahan embrio yang diradiasi sehingga menyebabkan abnormalitas serius karena embrio sangat peka terhadap radiasi (Sudrajat dan Zanzibar, 2009).
Mutasi adalah perubahan pada materi genetik suatu makhluk yang terjadi secara tiba-tiba, acak, dan merupakan dasar bagi sumber variasi organisme hidup yang bersifat terwariskan (heritable). Mutasi dapat terjadi secara spontan di alam (spontaneous mutation) dan melalui induksi (induced mutation). Keduanya dapat menimbulkan variasi genetik untuk dijadikan dasar seleksi tanaman, baik seleksi secara alami (evolusi) maupun seleksi secara buatan (pemuliaan) (BATAN, 2009).
Mutasi memiliki arti penting bagi pemuliaan tanaman, yaitu (a) iradiasi memungkinkan untuk meningkatkan hanya satu karakter yang diinginkan saja tanpa mengubah karakter lainnya, (b) tanaman yang secara umum diperbanyak secara vegetatif pada umumnya bersifat heterozigot yang dapat menimbulkan keragaman yang tinggi setelah dilakukannya iradiasi, dan (c) iradiasi merupakan satu-satunya cara yang dapat dilakukan untuk meningkatkan keragaman pada tanaman yang steril dan apomiksis. Mutasi juga dapat menghasilkan keragaman yang lebih cepat dibandingkan pemuliaan
Universitas Sumatera Utara
konvensional. Pemuliaan dengan mutasi juga memiliki beberapa kelemahan, dimana sifat yang diperoleh tidak dapat diprediksi dan ketidakstabilan sifat-sifat genetik yang muncul pada generasi berikutnya (Syukur, 2000).
Perbedaan susunan genetik merupakan salah satu faktor penyebab keragaman penampilan tanaman. Program genetik yang akan diekspresikan pada suatu fase pertumbuhan yang berbeda dapat diekspresikan pada berbagai sifat tanaman yang mencakup bentuk dan fungsi tanaman yang menghasilkan keragaman pertumbuhan tanaman. Keragaman penampilan tanaman akibat perbedaan susunan genetik selalu mungkin terjadi sekalipun bahan tanaman yang digunakan berasal dari jenis yang sama (Sitompul dan Guritno, 1995).
Induksi mutasi pada tanaman dapat dilakukan dengan perlakuan bahan mutagen tertentu pada materi reproduktif tanaman seperti benih, bibit atau organ reproduksi in-vitro (kultur sel atau jaringan). Bahan mutagen ada dua jenis yaitu mutagen kimia dan mutagen fisika. Mutagen kimia pada umumnya berasal dari senyawa kimia yang memiliki gugusan alkil seperti ethyl methane sulphonate (EMS), diethyl sulphate (dES) dan methyl methane sulphonate (MMS); sedangkan mutagen fisika merupakan radiasi pengion seperti radiasi gamma, radiasi beta, neutron, dan partikel dari akselerator (Human, 2007).
Iradiasi adalah suatu pancaran energi yang berpindah melalui partikel-partikel yang bergerak dalam ruang atau melalui gerak gelombang cahaya. Zat yang dapat memancarkan iradiasi disebut zat radioaktif, yang mempunyai inti atom tidak stabil, sehingga mengalami transformasi spontan menjadi zat dengan inti atom yang lebih stabil dengan mengeluarkan partikel atau sifat sinar tertentu. Iradiasi yang terjadi akibat peluruhan inti atom dapat berupa partikel alfa, beta dan sinar gamma. Pada umumnya sinar gamma yang digunakan untuk radiasi adalah hasil peluruhan inti atom Cobalt-60. Cobalt-
Universitas Sumatera Utara
60 adalah sejenis metal yang mempunyai karakteristik hampir sama dengan besi/nikel (Sinaga, 2000).
Pada dasarnya radiasi dapat merusak makhluk hidup, namun kalau dosis radiasi yang diberikan pada benih tepat maka induksi mutasi pada generasi berikutnya akan terjadi. Jika radiasi yang 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 yang digunakan. Dengan dosis di bawah 5 krad, frekwensi mutasi berkurang, sedang pada dosis lebih dari 25 krad radiasi terlalu tinggi dan banyak organisme yang mati (Sudrajat dan Zanzibar, 2009).
Faktor yang mempengaruhi terbentuknya mutan antara lain adalah besarnya dosis iradiasi. Dosis iradiasi diukur dalam satuan Gray (Gy), dimana 1 Gy=0,10 krad, yakni 1J energi per kilogram iradiasi yang dihasilkan. Dosis iradiasi dibagi 3 yaitu tinggi (>10 kGy), sedang (1-10 kGy), dan rendah ( 4
Universitas Sumatera Utara
mmhos/cm pada suhu 25oC, persentase Na dapat ditukar (Na-dd) < 15% dan pH lebih kecil dari 8,5 (Hasibuan, 2008).
Melalui defenisi, tanah salin memiliki daya hantar listrik > 4 mmhos/cm (pada suhu 25oC). Dalam air, 1 mmhos/cm daya hantar listrik mendekati 640 ppm ( 1700 lb garam per are ). Pertumbuhan buah-buahan terbaik adalah ketika DHL tanah kurang dari 1,5 mmhos/cm dalam zona akar (pada kedalaman 3 - 4 kaki) (Kartasapoetra dan Sutedjo, 2005).
Tanah dipengaruhi garam dapat terbentuk oleh beberapa sebab, antara lain garamgaram terlarut, evapotranspirasi, drainase, dan kualitas air irigasi. Pada iklim arid dan semiarid, air tidak cukup untuk mencuci garam-garam terlarut dalam tanah, sehingga terakumulasi dalam tanah. Evapotranspirasi (kehilangan air evaporasi) yang tinggi akan meningkatkan konsentrasi garam di tanah, diduga kehilangan air di daerah arid berkisar 50-90% akibatnya 2-20 kali lipat garam di tanah tersebut (Mukhlis, dkk, 2011).
Garam yang larut dalam tanah mengandung kation sodium, magnesium dan potassium sedangkan anionnya klorin, sulfat, bikarbonat, karbonat dan nitrat. Beberapa ion seperti Na+, Cl- dan SO42- mempunyai pengaruh meracun pada beberapa tanaman. Kelebihan garam di alam umumnya disebabkan oleh garam Na, terutama NaCl (Rahayu, dkk, 2006).
Parameter yang digunakan sebagai indikator salinitas lahan yaitu daya hantar listrik (DHL) dan kandungan garam. Garam dapur (NaCl) merupakan garam yang dominan, namun garam-garam Na2SO4, MgSO4, CaSO4, CaCO3 juga menentukan salinitas tanah. Semakin tinggi konsentrasi garam-garam ini pada larutan tanah, semakin tinggi pula daya hantar listrik larutan tanah (Sipayung, 2003).
Universitas Sumatera Utara
Menurut Follet dkk. dalam Sipayung (2003) mengajukan lima tingkat pengaruh
salinitas tanah terhadap tanaman, mulai dari tingkat non-salin hingga tingkat salinitas yang
sangat tinggi (Tabel 1).
Tabel 1. Pengaruh tingkat salinitas terhadap tanaman
Tingkat Salinitas Non salin Rendah Sedang Tinggi Sangat tinggi
Konduktivitas (mmhos) 0-2 2-4 4-8 8-16 > 16
Pengaruh terhadap tanaman
Dapat diabaikan Tanaman peka terganggu Kebanyakan tanaman terganggu Tanaman yang toleran belum terganggu Hanya beberapa jenis tanaman toleran yang dapat tumbuh
Pengaruh Salinitas Terhadap Tanaman
Pengaruh salinitas terhadap tanaman mencakup tekanan osmotik, keseimbangan
hara, dan pengaruh racun. Bertambahnya konsentrasi garam dalam suatu larutan tanah
akan meningkatkan potensial osmotik larutan tanah, sehingga menyebabkan tanaman sulit menyerap air dan mengalami kekeringan fisiologis. Banyaknya ion Na+ dapat ditukar dalam tanah menyebabkan berkurangnya ion-ion Ca2+, Mg2+ dan K+ yang dapat ditukar,
yang berarti menurunnya ketersediaan unsur-unsur tersebut bagi tanaman. Keracunan tanaman disebabkan oleh ion-ion Na+, Cl- dan SO42- yang dapat mempengaruhi proses fotosintesis, transpirasi, dan sintesis klorofil (Hasibuan, 2008).
Larutan garam dengan dosis tinggi dapat mengganggu pertumbuhan tanaman.
Kelebihan NaCl atau garam lain dapat mengancam tumbuhan karena menyebabkan
penurunan potensial air larutan tanah, garam dapat menyebabkan kekurangan air pada
tumbuhan meskipun tanah tersebut mengandung banyak sekali air. Hal ini karena potensial
air lingkungan yang lebih rendah dibandingkan dengan potensial air jaringan akar. Kedua,
pada tanah bergaram, natrium dan ion ion tertentu lainnya dapat menjadi racun bagi
tumbuhan jika konsentrasinya relatif tinggi (Fatimah, 2010).
Universitas Sumatera Utara
Selain itu, salinitas juga menekan proses pertumbuhan tanaman dengan efek yang menghambat pembesaran dan pembelahan sel, produksi protein serta penambahan biomassa tanaman. Tanaman yang mengalami stres garam umumnya tidak menunjukkan respon dalam bentuk kerusakan langsung tetapi pertumbuhan yang tertekan dan perubahan secara perlahan (Sipayung, 2003).
Keadaan konsentrasi natrium yang berlebihan mempengaruhi pertumbuhan tanaman melalui penurunan potensial air, toksisitas ion, defisiensi nutrisi, sedangkan Cldiperlukan pada reaksi fotosintetik yang berkaitan dengan produksi oksigen. Natrium sering berpengaruh terhadap kualitas produksi, baik yang bersifat positif maupun negatif. Pengaruh Na+ yang baik pada pertumbuhan tanaman dipengaruhi kadar kalium. Pada konsentrasi kalium rendah, pemberian Na+ menaikkan produksi cukup tinggi, sedangkan pada konsentrasi kalium tinggi, pemberian Na+ sedikit menurunkan produksi (Fatimah, 2010).
Gejala pertumbuhan tanaman pada tanah dengan tingkat salinitas yang cukup tinggi adalah pertumbuhan yang tidak normal seperti daun mengering di bagian ujung dan gejala khlorosis. Gejala ini timbul karena konsentrasi garam terlarut yang tinggi menyebabkan menurunnya potensial larutan tanah sehingga tanaman kekurangan air. Sifat fisik tanah juga terpengaruh antara lain bentuk struktur, daya pegang air dan permeabilitas tanah. Semakin tinggi konsentrasi NaCl pada tanah, semakin tinggi tekanan osmotik dan daya hantar listrik tanah (Tutty, 2008).
Pengaruh garam terhadap struktur tanah yakni dispersi agregat tanah dan penyumbatan pori sehingga infiltrasi tanah terhambat, dan menghalangi perkecambahan tanaman. Akibatnya, tanaman tidak mampu menyerap air dan unsur hara. Tanaman pun
Universitas Sumatera Utara
mudah layu, kerdil dan gejala defisiensi hara, walaupun dalam tanah tersedia cukup hara (Sipayung, 2003).
Akar merupakan bagian tanaman yang paling peka terhadap perlakuan NaCl dan penurunan bobot segar akar, bagian atas dan daun secara tajam yang terjadi pada pemberian lebih dari 5000 mg NaCl/liter pada tanaman tomat. Daun dan batang berubah warna menjadi kekuningan dengan cepat, dan pemberian 4 liter larutan garam 4000 ppm NaCl per pot merupakan indikator yang baik untuk menilai toleransi tanaman terhadap kadar garam tinggi (salinitas), dinilai secara visual, bobot kering bagian atas dan akar maupun persentase daun nekrosis atau mati (Fatimah, 2010).
Hasil penelitian Kusmiyati dkk (2002) menunjukkan pengelolaan tanah salin dengan pertambahan luas daun. Laju pertumbuhan daun dan luas akhir daun berbanding linier dan terbalik (negatif) dengan kenaikan salinitas. Salinitas menurunkan laju pertumbuhan daun melalui pengurangan laju pembesaran sel pada daun. Harjadi dan Yahya (1988) menyatakan pengaruh salinitas terhadap pertumbuhan dan perubahan struktur tanaman yaitu antara lain lebih kecilnya ukuran daun. Penyerapan hara dan air yang berkurang akan menghambat laju fotosintesis yang pada akhirnya akan menghambat pertumbuhan tanaman.
Menurut penelitian Dariati dan Farid (2003) mengenai hubungan antara hasil biji dengan sifat agronomis kacang hijau pada media salin, menyatakan bahwa makin tinggi konsentrasi NaCl yang digunakan (6 g/l), tinggi tanaman semakin menurun, disebabkan oleh adanya pengaruh cekaman osmotik sehingga tanaman sulit menyerap air dan juga pengaruh racun ion Na+ dan Cl- sehingga menghambat pembelahan dan pembesaran sel. Konsentrasi NaCl yang tinggi juga memperlambat umur berbunga 50% dan umur panen, yang berhubungan dengan penurunan luas daun dan meningkatnya kekeringan akibat
Universitas Sumatera Utara
NaCl, sehingga laju fotosintesis berkurang. Akibatnya translokasi asimilat ke organ generatif menurun dan menghambat pembungaan. NaCl yang tinggi akan meningkatkan nisbah bobot kering akar-tajuk, disebabkan penekanan pertumbuhan tajuk yang lebih besar dari pertumbuhan akar (luas daun berkurang dan kekeringan daun tinggi). Pada konsentrasi NaCl tinggi terjadi penurunan jumlah cabang produktif, jumlah polong berisi, bobot 100 biji, dan hasil biji per tanaman. Hal ini berhubungan dengan pertumbuhan vegetatifnya, dimana pertumbuhan vegetatif yang lebih baik akan mendukung pertumbuhan generatif yang lebih baik. Mekanisme Toleransi Tanaman Terhadap Salinitas
Kelarutan garam yang tinggi dapat menghambat penyerapan air dan hara oleh tanaman seiring dengan terjadinya peningkatan tekanan osmotik. Beberapa tanaman peka terhadap kegaraman (10 dS.m-1) seperti kapas, bayam, dan kurma (Noor, 2004).
Proses fisiologis dan biokimia terlibat dalam mekanisme toleransi dan adaptasi terhadap salinitas, yaitu (i) cekaman garam menginduksi akumulasi senyawa organik spesifik di dalam sitosol sel yang dapat bertindak sebagai osmoregulator, (ii) tanaman dapat mencegah akumulasi Na+ dan Cl- dalam sitoplasma melalui eksklusi Na+ dan Cl- ke lingkungan eksternal (media tumbuh), (iii) kompartementasi ke dalam vakuola atau mentranslokasi Na+ dan Cl- ke jaringan-jaringan lain (Yuniati, 2004)
Mekanisme yang paling jelas adalah dengan adaptasi morfologi. Seperti, ukuran daun yang lebih kecil sangat penting untuk mempertahankan turgor. Sedangkan lignifikansi akar diperlukan untuk penyesuaian osmosis yang sangat penting untuk memelihara turgor untuk pertumbuhan tanaman dan aktivitas normal (Sipayung, 2003).
Universitas Sumatera Utara
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan di rumah kasa Fakultas Pertanian Universitas Sumatera
Utara, Medan dengan ketinggian ± 25 m di atas permukaan laut, dimulai pada bulan Maret 2012 sampai Juni 2012. Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian adalah benih kacang hijau varietas Vima-1 hasil mutasi radiasi sinar gamma sebagai objek penelitian, larutan garam NaCl sebagai perlakuan salinitas, top soil, polibag ukuran 10 kg, pupuk urea (50 kg/ha), SP-36 (60 kg/ha) dan KCl (50 kg/ha), insektisida dan fungisida, aceton 80%, kertas saring whatman, plastik bening, amplop coklat, dan label.
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian adalah cangkul untuk membersihkan lahan, beaker glass sebagai wadah merendam benih dan larutan garam NaCl, handsprayer, timbangan analitik untuk menimbang garam NaCl, meteran, bak kecambah, leaf area meter, spektrofotometer, oven, dan alat tulis. Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan 2 faktor yaitu: Faktor I : Dosis radiasi sinar gamma (R) terdiri dari 4 taraf, yaitu:
R0 : Tanpa radiasi sinar gamma (kontrol) R1 : Radiasi sinar gamma 10 krad R2 : Radiasi sinar gamma 20 krad R3 : Radiasi sinar gamma 30 krad
Universitas Sumatera Utara
Faktor II : Konsentrasi NaCl terdiri atas 4 taraf, yaitu:
N0 : 0 gr NaCl
N1 : 2 gr NaCl/liter air
N2 : 4 gr NaCl/liter air
N3 : 6 gr NaCl/liter air
Sehingga diperoleh 16 kombinasi perlakuan yaitu :
R0N0 R0N1
R0N2
R0N3
R1N0 R1N1
R1N2
R1N3
R2N0 R2N1
R2N2
R2N3
R3N0 R3N1
R3N2
R3N3
Jumlah ulangan
:3
Jumlah plot
: 48
Jumlah polibag/plot
:3
Jumlah tanaman sampel/plot
:1
Jumlah tanaman sampel seluruhnya : 48
Jumlah tanaman seluruhnya
: 144
Luas plot
: 70 cm x 50 cm
Jarak antar plot
: 25 cm
Jarak antar blok
: 50 cm
Data hasil penelitian dianalisis dengan menggunakan sidik ragam model linier
sebagai berikut:
Yijk = µ + ρi + αj + βk + (αβ)jk + εijk
i = 1,2,3
j = 1,2,3,4 k = 1,2,3,4
Universitas Sumatera Utara
dengan: Yijk = Hasil pengamatan pada blok ke-i dengan konsentrasi NaCl (N) pada taraf ke-j
dan dosis radiasi sinar gamma (R) pada taraf ke-k µ = Nilai tengah ρi = Efek blok ke-i αj
SKRIPSI
Oleh : NITRY DEWI SARI DAELI 080307001/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 SALINITAS
SKRIPSI
Oleh : NITRY DEWI SARI DAELI 080307001/PEMULIAAN TANAMAN Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
Universitas Sumatera Utara
Judul Skripsi
Nama NIM Program Studi Minat
: Respon Pertumbuhan dan Produksi Kacang Hijau (Vigna radiata L.) Hasil Mutasi Radiasi Sinar Gamma Terhadap Salinitas
: Nitry Dewi Sari Daeli : 080307001 : Agroekoteknologi : Pemuliaan Tanaman
Disetujui oleh, Komisi Pembimbing :
(Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, M.Si) Ketua
(Ir. Isman Nuriadi) Anggota
Mengetahui,
(Ir.T.Sabrina, MAgr. Sc. PhD) Ketua Program Studi Agroekoteknologi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
NITRY DEWI SARI DAELI : Respons Pertumbuhan dan Produksi Kacang Hijau (Vigna radiata L.) Hasil Mutasi Radiasi Sinara Gamma Terhadap Salinitas, dibimbing oleh LOLLIE AGUSTINA P.PUTRI dan ISMAN NURIADI.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dosis radiasi dan salinitas terhadap pertumbuhan dan produksi kacang hijau. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) faktorial dengan 2 faktor dan 3 ulangan. Faktor pertama adalah dosis radiasi yang terdiri atas 4 taraf yaitu 0, 10, 20 dan 30 krad. Faktor kedua adalah konsentrasi NaCl yang terdiri atas 4 taraf, yaitu 0, 2, 4, dan 6 g/l. Parameter yang diamati adalah tinggi tanaman, jumlah cabang produktif, umur berbunga, umur panen, bobot kering tajuk, bobot kering akar, nisbah bobot kering akar-tajuk, luas daun, klorofil daun, volume akar, jumlah polong per tanaman, bobot biji per tanaman, dan bobot 100 biji.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan radiasi berpengaruh nyata terhadap tinggi tanaman 4 dan 5 MST, dan umur panen. Salinitas berpengaruh nyata terhadap parameter luas daun, bobot kering akar, nisbah bobot kering akar-tajuk, volume akar, dan bobot 100 biji. Interaksi antara kedua faktor tersebut belum berpengaruh nyata terhadap semua parameter. Kata kunci : Kacang hijau, Radiasi, Salinitas, dan Produksi.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
NITRY DEWI SARI DAELI: Response on Growth and Yield of Mungbean (Vigna radiata L.) Radiated by Gamma Ray to Salinity, supervised by LOLLIE AGUSTINA P.PUTRI and ISMAN NURIADI.
This research was aimed to find out response of radiation dosage and salinity toward growth and yield of mungbean. This research was arranged using Randomize Block Experimental Design with two factors and three replicates.The first factor was radiation dosage in four degree 0, 10, 20 and 30 krad. The second factor was NaCl concentration in four degree 0, 2, 4, and 6 g/l. The parameters observed were plant height, productive branch number, flowering age, harvesting age, dry weight of root, dry weight of canopy, ratio of root-canopy dry weight, leaf width, leaf chlorophyl, root volume, number of pods per plant, seed weight per plant, and weight of 100 seeds.
The results showed that radiation were significantly to plant height at 4 and 5 weeks after planted, and harvesting age. Salinity were significantly to leaf width, dry weight of root, ratio of root-canopy dry weight, root volume, and weight of 100 seeds. The combination between radiation and salinity were not significantly to whole parameters. Keywords : Mungbean, Radiation, Salinity, and Production.
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP NITRY DEWI SARI DAELI lahir di Gunungsitoli pada tanggal 9 September 1989 dari Ayah Raradodo Daeli dan Ibu Rohiba Daeli. Penulis anak ketiga dari delapan bersaudara. Penulis lulus SD pada tahun 2002 di SD Swasta RK Mutiara Gunungsitoli, lulus SMP N 1 Gunungsitoli pada tahun 2005 di Gunungsitoli, lulus SMU N 1 Gunungsitoli pada tahun 2008 di Gunungsitoli dan pada tahun 2008 penulis lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur PMP/PMDK dengan Program Studi Pemuliaan Tanaman Departemen Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan. Selain aktif akademis penulis juga aktif sebagai anggota Unit Kegiatan Mahasiswa Kebaktian Mahasiswa Kristen Unit Pelayanan FP USU (UKM KMK UP FP USU) tahun 2008-2010 dan anggota Himpunan Mahasiswa Budidaya Pertanian (HIMADITA) tahun 2008-2012. Pada tahun 2011 penulis melaksanakan PKL (Praktek Kerja Lapangan) di PTPN IV Unit Kebun Bah Jambi, Pematang Siantar.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
Adapun judul skripsi ini adalah “Respons Pertumbuhan dan Produksi Kacang Hijau (Vigna radiata L.) Hasil Mutasi Radiasi Sinar Gamma Terhadap Salinitas” yang merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Penulis mengucapkan terimakasih kepada Komisi Pembimbing, yaitu Ibu Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, M.Si selaku Ketua dan Bapak Ir. Isman Nuriadi selaku Anggota yang telah banyak memberi saran dan arahan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
Terimakasih yang setulusnya untuk kedua orangtua penulis, Ayahanda Raradodo Daeli dan Ibunda Rohiba Daeli, kepada kakak dan adik, serta teman-teman, yang telah banyak mendukung penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Medan, November 2012
Penulis
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ........................................................................................................... i
ABSTRACT .......................................................................................................... ii
RIWAYAT HIDUP............................................................................................. iii
KATA PENGANTAR......................................................................................... iv
DAFTAR ISI ....................................................................................................... v
DAFTAR TABEL ............................................................................................... vii
DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... viii
PENDAHULUAN ............................................................................................... 1 Latar Belakang............................................................................................... 1 Tujuan Penelitian ........................................................................................... 3 Hipotesis Penelitian ....................................................................................... 3 Kegunaan Penelitian ...................................................................................... 3
TINJAUAN PUSTAKA...................................................................................... 4 Botani Tanaman............................................................................................. 4 Syarat Tumbuh............................................................................................... 5 Iklim .......................................................................................................... 5 Tanah......................................................................................................... 5 Pemuliaan Mutasi Radiasi Sinar Gamma ...................................................... 6 Salinitas.......................................................................................................... 11 Pengaruh Salinitas Terhadap Tanaman ......................................................... 13 Mekanisme Toleransi Tanaman Terhadap Salinitas...................................... 16
BAHAN DAN METODE.................................................................................... 17 Tempat dan Waktu Penelitian........................................................................ 17 Bahan dan Alat .............................................................................................. 17 Metode Penelitian .......................................................................................... 17
PELAKSANAAN PENELITIAN ...................................................................... 20 Persiapan Media Tanam ................................................................................ 20 Aplikasi Larutan NaCl ................................................................................... 20 Persiapan Benih ............................................................................................. 20 Uji Perkecambahan Benih ............................................................................. 20 Penanaman..................................................................................................... 21 Pemeliharaan.................................................................................................. 21 Penyiraman................................................................................................ 21 Penjarangan dan Penyulaman ................................................................... 21
Universitas Sumatera Utara
Penyiangan ................................................................................................ 21 Pemupukan................................................................................................ 21 Penambahan Tanah ................................................................................... 21 Pengendalian hama dan penyakit.............................................................. 21 Panen.............................................................................................................. 22 Pengamatan Parameter................................................................................... 22 Persentase Perkecambahan (%) ................................................................ 22 Tinggi Tanaman (cm)................................................................................ 22 Klorofil Daun (g/ml) ................................................................................. 22 Luas Daun (cm2) ....................................................................................... 23 Bobot Kering Akar (g) .............................................................................. 23 Bobot kering tajuk (g) ............................................................................... 23 Nisbah bobot kering akar-tajuk (g) ........................................................... 23 Volume Akar (ml)..................................................................................... 23 Umur Berbunga (hari)............................................................................... 24 Umur Panen (hari)..................................................................................... 24 Jumlah Cabang Produktif (cabang)........................................................... 24 Jumlah Polong Berisi per Tanaman (polong) ........................................... 24 Bobot Biji per Tanaman (g) ...................................................................... 24 Bobot 100 biji (g)...................................................................................... 24 HASIL DAN PEMBAHASAN........................................................................... 25 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan .................................................................................................... 42 Saran .............................................................................................................. 42 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No. Hal. 1. Pengaruh tingkat salinitas terhadap tanaman................................................. 12 2. Persentase perkecambahan benih .................................................................. 25 3. Rataan tinggi tanaman dengan perlakuan radiasi dan salinitas .................... 26 4. Rataan klorofil daun dengan perlakuan radiasi dan salinitas......................... 28 5. Rataan luas daun dengan perlakuan radiasi dan salinitas .............................. 29 6. Rataan bobot kering akar dengan perlakuan radiasi dan salinitas ................. 30 7. Rataan bobot kering tajuk dengan perlakuan radiasi dan salinitas ................ 32 8. Rataan nisbah bobot kering akar - tajuk dengan perlakuan radiasi dan
salinitas .......................................................................................................... 32 9. Rataan volume akar dengan perlakuan radiasi dan salinitas ......................... 34 10. Rataan umur berbunga dengan perlakuan radiasi dan salinitas ..................... 35 11. Rataan umur panen dengan perlakuan radiasi dan salinitas .......................... 36 12. Uji t pada umur panen.................................................................................... 36 13. Rataan jumlah cabang produktif dengan perlakuan radiasi dan salinitas ...... 38 14. Rataan jumlah polong berisi per tanaman dengan perlakuan radiasi
dan salinitas ................................................................................................... 38 15. Rataan bobot biji per tanaman dengan perlakuan radiasi dan salinitas ......... 39 16. Rataan bobot 100 biji dengan perlakuan radiasi dan salinitas ....................... 40
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal.
1. Bagan penelitian ............................................................................................ 48 2. Jadwal kegiatan penelitian ............................................................................ 49 3. Deskripsi varietas kacang hijau ..................................................................... 50 4. Tabel pengamatan tinggi tanaman (cm) 2 MST ........................................... 51 5. Sidik ragam tinggi tanaman (cm) 2 MST ...................................................... 51 6. Tabel pengamatan tinggi tanaman (cm) 3 MST ............................................ 52 7. Sidik ragam tinggi tanaman (cm) 3 MST ...................................................... 52 8. Tabel pengamatan tinggi tanaman (cm) 4 MST ............................................ 53 9. Sidik ragam tinggi tanaman (cm) 4 MST ...................................................... 53 10. Uji BNJ tinggi tanaman (cm) 4 MST ............................................................ 53 11. Tabel pengamatan tinggi tanaman (cm) 5 MST ............................................ 54 12. Sidik ragam tinggi tanaman (cm) 5 MST ...................................................... 54 13. Uji BNJ tinggi tanaman (cm) 5 MST ............................................................ 54 14. Tabel pengamatan klorofil daun (g/ml) ......................................................... 55 15. Tabel pengamatan luas daun (cm2)................................................................ 56 16. Sidik ragam luas daun (cm2).......................................................................... 56 17. Uji BNJ luas daun (cm2) ................................................................................ 56 18. Tabel pengamatan bobot kering akar (g) ....................................................... 57 19. Sidik ragam bobot kering akar (g) ................................................................. 57 20. Uji BNJ bobot kering akar (g) ....................................................................... 57 21. Tabel pengamatan bobot kering tajuk (g)...................................................... 58 22. Sidik ragam bobot kering tajuk (g)................................................................ 58 23. Tabel pengamatan nisbah bobot kering akar-tajuk (g) .................................. 59 24. Sidik ragam nisbah bobot kering akar-tajuk (g) ............................................ 59 25. Uji BNJ nisbah bobot kering akar-tajuk (g) .................................................. 59 26. Tabel pengamatan volume akar (ml) ............................................................. 60 27. Sidik ragam volume akar (ml) ....................................................................... 60 28. Uji BNJ volume akar (ml) ............................................................................. 60 29. Tabel pengamatan umur berbunga (hari)....................................................... 61 30. Sidik ragam umur berbunga (hari)................................................................. 61 31. Tabel pengamatan umur panen (hari) ............................................................ 62 32. Sidik ragam umur panen (hari) ...................................................................... 62 33. Uji BNJ umur panen (hari) ............................................................................ 62 34. Tabel pengamatan jumlah cabang produktif (cabang)................................... 63 35. Sidik ragam jumlah cabang produktif (cabang)............................................. 63 36. Tabel pengamatan jumlah polong berisi per tanaman (polong) .................... 64 37. Sidik ragam jumlah polong berisi per tanaman (polong) .............................. 64 38. Tabel pengamatan bobot biji per tanaman (g) ............................................... 65 39. Sidik ragam bobot biji per tanaman (g) ......................................................... 65 40. Tabel pengamatan bobot 100 biji (g)............................................................. 66 41. Sidik ragam bobot 100 biji (g)....................................................................... 66 42. Uji BNJ bobot 100 biji (g) ............................................................................. 66 43. Foto lahan penelitian...................................................................................... 67
Universitas Sumatera Utara
44. Foto polong kacang hijau............................................................................... 68 45. Foto bunga kacang hijau ................................................................................ 70 46. Foto tanaman kacang hijau ............................................................................ 70 47. Foto pengujian klorofil daun ......................................................................... 70 48. Foto perkecambahan...................................................................................... 71 49. Foto benih ...................................................................................................... 72
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
NITRY DEWI SARI DAELI : Respons Pertumbuhan dan Produksi Kacang Hijau (Vigna radiata L.) Hasil Mutasi Radiasi Sinara Gamma Terhadap Salinitas, dibimbing oleh LOLLIE AGUSTINA P.PUTRI dan ISMAN NURIADI.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dosis radiasi dan salinitas terhadap pertumbuhan dan produksi kacang hijau. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) faktorial dengan 2 faktor dan 3 ulangan. Faktor pertama adalah dosis radiasi yang terdiri atas 4 taraf yaitu 0, 10, 20 dan 30 krad. Faktor kedua adalah konsentrasi NaCl yang terdiri atas 4 taraf, yaitu 0, 2, 4, dan 6 g/l. Parameter yang diamati adalah tinggi tanaman, jumlah cabang produktif, umur berbunga, umur panen, bobot kering tajuk, bobot kering akar, nisbah bobot kering akar-tajuk, luas daun, klorofil daun, volume akar, jumlah polong per tanaman, bobot biji per tanaman, dan bobot 100 biji.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan radiasi berpengaruh nyata terhadap tinggi tanaman 4 dan 5 MST, dan umur panen. Salinitas berpengaruh nyata terhadap parameter luas daun, bobot kering akar, nisbah bobot kering akar-tajuk, volume akar, dan bobot 100 biji. Interaksi antara kedua faktor tersebut belum berpengaruh nyata terhadap semua parameter. Kata kunci : Kacang hijau, Radiasi, Salinitas, dan Produksi.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
NITRY DEWI SARI DAELI: Response on Growth and Yield of Mungbean (Vigna radiata L.) Radiated by Gamma Ray to Salinity, supervised by LOLLIE AGUSTINA P.PUTRI and ISMAN NURIADI.
This research was aimed to find out response of radiation dosage and salinity toward growth and yield of mungbean. This research was arranged using Randomize Block Experimental Design with two factors and three replicates.The first factor was radiation dosage in four degree 0, 10, 20 and 30 krad. The second factor was NaCl concentration in four degree 0, 2, 4, and 6 g/l. The parameters observed were plant height, productive branch number, flowering age, harvesting age, dry weight of root, dry weight of canopy, ratio of root-canopy dry weight, leaf width, leaf chlorophyl, root volume, number of pods per plant, seed weight per plant, and weight of 100 seeds.
The results showed that radiation were significantly to plant height at 4 and 5 weeks after planted, and harvesting age. Salinity were significantly to leaf width, dry weight of root, ratio of root-canopy dry weight, root volume, and weight of 100 seeds. The combination between radiation and salinity were not significantly to whole parameters. Keywords : Mungbean, Radiation, Salinity, and Production.
Universitas Sumatera Utara
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, lemak, mangan, magnesium, niasin, vitamin (B1, A, dan E) (Atman, 2007).
Dibanding kacang-kacangan lain, kacang hijau memiliki kelebihan dari segi agronomis dan ekonomis, seperti: (a) lebih tahan kekeringan, (b) dapat dipanen pada umur 55-60 hari, (c) dapat ditanam pada tanah yang kurang subur dengan cara budidaya yang mudah, (d) resiko kegagalan panen secara total kecil, (e) harga jual tinggi dan stabil, serta (f) dapat dikonsumsi oleh petani dengan cara pengolahan yang mudah (Dariati dan Farid, 2003).
Produksi kacang hijau tahun 2010 di Provinsi Sumatera Utara sebesar 3.345 ton dengan luas panen 3.110 ha, menurun sebesar 1.081 ton dibandingkan produksi kacang hijau tahun 2009, yaitu 4.426 ton dengan luas panen 4.124 ha. Penurunan tersebut disebabkan berkurangnya luas panen sebesar 1.014 ha atau 24,58% (BPS, 2011).
Permasalahan dalam pengelolaan tanaman kacang hijau di tingkat petani antara lain adalah masih rendahnya produktivitas hasil. Di Propinsi Sumatera Barat, rata-rata hasil hanya 1,1 t/ha. Sementara itu, rata-rata hasil di tingkat nasional sekitar 0,9 t/ha yang jauh lebih rendah dari potensi hasilnya yang mencapai 1,6-2 t/ha (Atman, 2007).
Usaha pemerintah untuk peningkatan produksi pangan adalah dengan cara intensifikasi maupun ekstensifikasi areal tanah pertanian. Usaha perluasan dilakukan
Universitas Sumatera Utara
dengan pemanfaatan lahan marginal seperti tanah-tanah masam tanah salin, dan tanah lahan pasang surut. Di Indonesia, pemanfaatan lahan salin untuk usaha pertanian belum banyak dilakukan, disebabkan oleh luas dan penyebarannya tidak seluas tanah masam dan tanah gambut. Kendala utama pemanfaatan tanah salin adalah kadar garam yang tinggi (salinitas) yang terlarut dalam tanah, sehingga mengganggu proses penyerapan air dan unsur hara yang akhirnya menghambat pertumbuhan tanaman (Hasibuan, 2008).
Peningkatan produksi kacang hijau dengan intensifikasi dilakukan melalui kegiatan seleksi varietas/galur yang dapat beradaptasi pada lingkungan yang spesifik. Pengembangan kacang hijau pada lahan salin perlu dilakukan dengan teknik ameliorasi dan penggunaan varietas yang tahan untuk mengurangi pengaruh jelek dari salinitas (Dariati dan Farid, 2003).
Salah satu teknik yang mampu memperbaiki mutu benih adalah radiasi. Dalam peningkatan mutu genetik, radiasi menghasilkan sinar radioaktif yang menyebabkan induksi mutasi sehingga tercipta keragaman baru sebagai dasar seleksi. Pemanfaatan radiasi telah banyak digunakan dalam penelitian dan pengembangan varietas tanaman baru. Selain jenis padi, uji coba dan pelepasan varietas unggul juga telah dilakukan pada jenis kapas, sorghum, kedelai, dan kacang hijau (Sudrajat dan Zanzibar, 2009).
Mutagen yang dapat digunakan dalam teknik mutasi untuk peningkatan keragaman genetik ada 2, yaitu mutagen kimia (metansolfonat, etimilin, EMS) dan mutagen fisika (sinar X, sinar gamma, sinar beta, sinar deuteron). Dalam pelaksanaannya, mutagen fisika lebih efisien dan efektif dalam peningkatan keragaman genetik, dan sinar gamma merupakan mutagen fisika yang paling banyak digunakan (Surya, 2007).
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan uraian di atas, maka perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui respon pertumbuhan dan produksi tanaman kacang hijau hasil mutasi radiasi sinar gamma yang ditanam pada media tanah terhadap salinitas. Tujuan Penelitian
Untuk mengetahui pengaruh dosis radiasi sinar gamma dan konsentrasi NaCl (salinitas) terhadap pertumbuhan dan produksi kacang hijau. Hipotesis Penelitian
Ada pengaruh dosis radiasi dan konsentrasi NaCl serta interaksi keduanya terhadap pertumbuhan dan produksi kacang hijau. Kegunaan Penelitian
Penelitian ini berguna untuk meraih gelar sarjana pertanian di Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan dan sebagai bahan informasi bagi pihak-pihak membutuhkan.
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman Menurut Steenis (2003), tanaman kacang hijau diklasifikasikan dalam divisio
Spermatophyta, subdivisio Angiospermae, kelas Dicotyledonae, ordo Rosales, family Papilionaceae, genus Vigna, dan spesies Vigna radiata L.
Susunan morfologi kacang hijau terdiri atas akar, batang, daun, bunga dan biji. Perakaran tanaman kacang hijau bercabang banyak dan membentuk bintil-bintil (nodula) akar. Makin banyak nodula akar, makin tinggi kandungan nitrogen (N) sehingga menyuburkan tanah (Andrianto dan Indrianto, 2004).
Batang tanaman kacang hijau berukuran kecil, berbulu, berwarna hijau kecokelatcokelatan atau kemerah-merahan; tumbuh tegak mencapai ketinggian 30 cm - 110 cm dan bercabang menyebar ke semua arah. Daun tumbuh majemuk, tiga helai anak daun per tangkai. Helai daun berbentuk oval dengan ujung lancip dan berwarna hijau (Andrianto dan Indrianto, 2004).
Daun penumpu memanjang sampai bentuk garis atau bulat telur terbalik. Anak daun bulat telur, meruncing pendek, tepi rata atau sedikit berlekuk tiga, kerapkali bernoda kecil dengan ukuran daun 3-13 kali 2-8 cm (Steenis, 2003).
Bunga kacang hijau berbentuk seperti kupu-kupu dan berwarna kuning kehijauan atau kuning pucat. Bunganya termasuk jenis hermaprodit atau berkelamin sempurna. Proses penyerbukan terjadi malam hari sehingga pada pagi harinya bunga akan mekar dan pada sore hari sudah layu (Andrianto dan Indrianto, 2004).
Polong kacang hijau berbentuk silindris dengan panjang antara 6-15 cm dan biasanya berbulu pendek. Sewaktu muda polong berwarna hijau dan setelah tua berwarna
Universitas Sumatera Utara
hitam atau cokelat. Setiap polong berisi 10-15 biji. Biji berwarna hijau atau kuning, seringkali coklat atau kehitam-hitaman, memiliki kilap (lustre) yang kusam atau berkilat (diasosiasikan dengan dinding-dinding polong), hilumnya pipih dan putih. Perkecambahannya epigeal (Somaatmadja, 1993). Syarat Tumbuh Iklim
Untuk dapat tumbuh dan berkembang dengan baik, kacang hijau menghendaki curah hujan optimal 50 - 200 mm/bln; dengan temperatur 25oC - 27oC dengan kelembaban udara 50 - 80% dan cukup mendapat sinar matahari (Humaedah, 2007).
Kacang hijau termasuk tanaman yang toleran terhadap kekurangan air, yang penting tanah cukup kelembabannya. Namun, bila tanah pertanaman kacang hijau kekeringan sebaiknya segera diairi terutama pada periode kritis, yaitu: saat tanam, saat berbunga (umur 25 hst), dan saat pengisian polong (umur 45-50 hst). Untuk kacang hijau yang ditanam di tanah bertekstur ringan (berpasir), umumnya pengairan dilakukan dua kali yaitu umur 21 dan 38 hst, sedangkan pertanaman di tanah bertekstur berat (lempung), biasanya diperlukan pengairan hanya satu kali (Atman, 2007). Tanah
Kacang hijau merupakan tanaman tropis yang menghendaki suasana panas selama hidupnya. Tanaman ini dapat ditanam di dataran rendah hingga ketinggian 500 m di atas permukaan laut. Tanaman kacang hijau dapat tumbuh di daerah yang curah hujannya rendah dengan memanfaatkan sisa-sisa kelembapan pada tanah bekas tanaman yang diairi (Andrianto dan Indrianto, 2004).
Tekstur tanah yang cocok untuk tanaman kacang hijau adalah tanah liat berlempung banyak mengandung bahan organik, aerasi dan drainase yang baik. Struktur
Universitas Sumatera Utara
tanah gembur, dengan tingkat keasaman (pH) 5,8-7,0 dan pH optimal 6,7 (Humaedah, 2007). Pemuliaan Mutasi Radiasi Sinar Gamma
Teknologi radiasi merupakan bagian dari teknologi nuklir yang menggunakan radioisotope. Dibandingkan zat kimia biasa, radioisotop memiliki kelebihan sifat fisik, yaitu memancarkan sinar radioaktif. Pengaruh radiasi berdasarkan potensi efek biologinya ada 4 kelompok, yaitu akut (efek tampak dalam beberapa jam, hari atau minggu), lambat (tampak dalam bulanan atau tahunan), genetika (tampak pada generasi berikutnya), dan foetal (terjadi pada embrio yang diradiasi). Pada efek genetik, antara lain terjadi mutasi atau perubahan embrio yang diradiasi sehingga menyebabkan abnormalitas serius karena embrio sangat peka terhadap radiasi (Sudrajat dan Zanzibar, 2009).
Mutasi adalah perubahan pada materi genetik suatu makhluk yang terjadi secara tiba-tiba, acak, dan merupakan dasar bagi sumber variasi organisme hidup yang bersifat terwariskan (heritable). Mutasi dapat terjadi secara spontan di alam (spontaneous mutation) dan melalui induksi (induced mutation). Keduanya dapat menimbulkan variasi genetik untuk dijadikan dasar seleksi tanaman, baik seleksi secara alami (evolusi) maupun seleksi secara buatan (pemuliaan) (BATAN, 2009).
Mutasi memiliki arti penting bagi pemuliaan tanaman, yaitu (a) iradiasi memungkinkan untuk meningkatkan hanya satu karakter yang diinginkan saja tanpa mengubah karakter lainnya, (b) tanaman yang secara umum diperbanyak secara vegetatif pada umumnya bersifat heterozigot yang dapat menimbulkan keragaman yang tinggi setelah dilakukannya iradiasi, dan (c) iradiasi merupakan satu-satunya cara yang dapat dilakukan untuk meningkatkan keragaman pada tanaman yang steril dan apomiksis. Mutasi juga dapat menghasilkan keragaman yang lebih cepat dibandingkan pemuliaan
Universitas Sumatera Utara
konvensional. Pemuliaan dengan mutasi juga memiliki beberapa kelemahan, dimana sifat yang diperoleh tidak dapat diprediksi dan ketidakstabilan sifat-sifat genetik yang muncul pada generasi berikutnya (Syukur, 2000).
Perbedaan susunan genetik merupakan salah satu faktor penyebab keragaman penampilan tanaman. Program genetik yang akan diekspresikan pada suatu fase pertumbuhan yang berbeda dapat diekspresikan pada berbagai sifat tanaman yang mencakup bentuk dan fungsi tanaman yang menghasilkan keragaman pertumbuhan tanaman. Keragaman penampilan tanaman akibat perbedaan susunan genetik selalu mungkin terjadi sekalipun bahan tanaman yang digunakan berasal dari jenis yang sama (Sitompul dan Guritno, 1995).
Induksi mutasi pada tanaman dapat dilakukan dengan perlakuan bahan mutagen tertentu pada materi reproduktif tanaman seperti benih, bibit atau organ reproduksi in-vitro (kultur sel atau jaringan). Bahan mutagen ada dua jenis yaitu mutagen kimia dan mutagen fisika. Mutagen kimia pada umumnya berasal dari senyawa kimia yang memiliki gugusan alkil seperti ethyl methane sulphonate (EMS), diethyl sulphate (dES) dan methyl methane sulphonate (MMS); sedangkan mutagen fisika merupakan radiasi pengion seperti radiasi gamma, radiasi beta, neutron, dan partikel dari akselerator (Human, 2007).
Iradiasi adalah suatu pancaran energi yang berpindah melalui partikel-partikel yang bergerak dalam ruang atau melalui gerak gelombang cahaya. Zat yang dapat memancarkan iradiasi disebut zat radioaktif, yang mempunyai inti atom tidak stabil, sehingga mengalami transformasi spontan menjadi zat dengan inti atom yang lebih stabil dengan mengeluarkan partikel atau sifat sinar tertentu. Iradiasi yang terjadi akibat peluruhan inti atom dapat berupa partikel alfa, beta dan sinar gamma. Pada umumnya sinar gamma yang digunakan untuk radiasi adalah hasil peluruhan inti atom Cobalt-60. Cobalt-
Universitas Sumatera Utara
60 adalah sejenis metal yang mempunyai karakteristik hampir sama dengan besi/nikel (Sinaga, 2000).
Pada dasarnya radiasi dapat merusak makhluk hidup, namun kalau dosis radiasi yang diberikan pada benih tepat maka induksi mutasi pada generasi berikutnya akan terjadi. Jika radiasi yang 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 yang digunakan. Dengan dosis di bawah 5 krad, frekwensi mutasi berkurang, sedang pada dosis lebih dari 25 krad radiasi terlalu tinggi dan banyak organisme yang mati (Sudrajat dan Zanzibar, 2009).
Faktor yang mempengaruhi terbentuknya mutan antara lain adalah besarnya dosis iradiasi. Dosis iradiasi diukur dalam satuan Gray (Gy), dimana 1 Gy=0,10 krad, yakni 1J energi per kilogram iradiasi yang dihasilkan. Dosis iradiasi dibagi 3 yaitu tinggi (>10 kGy), sedang (1-10 kGy), dan rendah ( 4
Universitas Sumatera Utara
mmhos/cm pada suhu 25oC, persentase Na dapat ditukar (Na-dd) < 15% dan pH lebih kecil dari 8,5 (Hasibuan, 2008).
Melalui defenisi, tanah salin memiliki daya hantar listrik > 4 mmhos/cm (pada suhu 25oC). Dalam air, 1 mmhos/cm daya hantar listrik mendekati 640 ppm ( 1700 lb garam per are ). Pertumbuhan buah-buahan terbaik adalah ketika DHL tanah kurang dari 1,5 mmhos/cm dalam zona akar (pada kedalaman 3 - 4 kaki) (Kartasapoetra dan Sutedjo, 2005).
Tanah dipengaruhi garam dapat terbentuk oleh beberapa sebab, antara lain garamgaram terlarut, evapotranspirasi, drainase, dan kualitas air irigasi. Pada iklim arid dan semiarid, air tidak cukup untuk mencuci garam-garam terlarut dalam tanah, sehingga terakumulasi dalam tanah. Evapotranspirasi (kehilangan air evaporasi) yang tinggi akan meningkatkan konsentrasi garam di tanah, diduga kehilangan air di daerah arid berkisar 50-90% akibatnya 2-20 kali lipat garam di tanah tersebut (Mukhlis, dkk, 2011).
Garam yang larut dalam tanah mengandung kation sodium, magnesium dan potassium sedangkan anionnya klorin, sulfat, bikarbonat, karbonat dan nitrat. Beberapa ion seperti Na+, Cl- dan SO42- mempunyai pengaruh meracun pada beberapa tanaman. Kelebihan garam di alam umumnya disebabkan oleh garam Na, terutama NaCl (Rahayu, dkk, 2006).
Parameter yang digunakan sebagai indikator salinitas lahan yaitu daya hantar listrik (DHL) dan kandungan garam. Garam dapur (NaCl) merupakan garam yang dominan, namun garam-garam Na2SO4, MgSO4, CaSO4, CaCO3 juga menentukan salinitas tanah. Semakin tinggi konsentrasi garam-garam ini pada larutan tanah, semakin tinggi pula daya hantar listrik larutan tanah (Sipayung, 2003).
Universitas Sumatera Utara
Menurut Follet dkk. dalam Sipayung (2003) mengajukan lima tingkat pengaruh
salinitas tanah terhadap tanaman, mulai dari tingkat non-salin hingga tingkat salinitas yang
sangat tinggi (Tabel 1).
Tabel 1. Pengaruh tingkat salinitas terhadap tanaman
Tingkat Salinitas Non salin Rendah Sedang Tinggi Sangat tinggi
Konduktivitas (mmhos) 0-2 2-4 4-8 8-16 > 16
Pengaruh terhadap tanaman
Dapat diabaikan Tanaman peka terganggu Kebanyakan tanaman terganggu Tanaman yang toleran belum terganggu Hanya beberapa jenis tanaman toleran yang dapat tumbuh
Pengaruh Salinitas Terhadap Tanaman
Pengaruh salinitas terhadap tanaman mencakup tekanan osmotik, keseimbangan
hara, dan pengaruh racun. Bertambahnya konsentrasi garam dalam suatu larutan tanah
akan meningkatkan potensial osmotik larutan tanah, sehingga menyebabkan tanaman sulit menyerap air dan mengalami kekeringan fisiologis. Banyaknya ion Na+ dapat ditukar dalam tanah menyebabkan berkurangnya ion-ion Ca2+, Mg2+ dan K+ yang dapat ditukar,
yang berarti menurunnya ketersediaan unsur-unsur tersebut bagi tanaman. Keracunan tanaman disebabkan oleh ion-ion Na+, Cl- dan SO42- yang dapat mempengaruhi proses fotosintesis, transpirasi, dan sintesis klorofil (Hasibuan, 2008).
Larutan garam dengan dosis tinggi dapat mengganggu pertumbuhan tanaman.
Kelebihan NaCl atau garam lain dapat mengancam tumbuhan karena menyebabkan
penurunan potensial air larutan tanah, garam dapat menyebabkan kekurangan air pada
tumbuhan meskipun tanah tersebut mengandung banyak sekali air. Hal ini karena potensial
air lingkungan yang lebih rendah dibandingkan dengan potensial air jaringan akar. Kedua,
pada tanah bergaram, natrium dan ion ion tertentu lainnya dapat menjadi racun bagi
tumbuhan jika konsentrasinya relatif tinggi (Fatimah, 2010).
Universitas Sumatera Utara
Selain itu, salinitas juga menekan proses pertumbuhan tanaman dengan efek yang menghambat pembesaran dan pembelahan sel, produksi protein serta penambahan biomassa tanaman. Tanaman yang mengalami stres garam umumnya tidak menunjukkan respon dalam bentuk kerusakan langsung tetapi pertumbuhan yang tertekan dan perubahan secara perlahan (Sipayung, 2003).
Keadaan konsentrasi natrium yang berlebihan mempengaruhi pertumbuhan tanaman melalui penurunan potensial air, toksisitas ion, defisiensi nutrisi, sedangkan Cldiperlukan pada reaksi fotosintetik yang berkaitan dengan produksi oksigen. Natrium sering berpengaruh terhadap kualitas produksi, baik yang bersifat positif maupun negatif. Pengaruh Na+ yang baik pada pertumbuhan tanaman dipengaruhi kadar kalium. Pada konsentrasi kalium rendah, pemberian Na+ menaikkan produksi cukup tinggi, sedangkan pada konsentrasi kalium tinggi, pemberian Na+ sedikit menurunkan produksi (Fatimah, 2010).
Gejala pertumbuhan tanaman pada tanah dengan tingkat salinitas yang cukup tinggi adalah pertumbuhan yang tidak normal seperti daun mengering di bagian ujung dan gejala khlorosis. Gejala ini timbul karena konsentrasi garam terlarut yang tinggi menyebabkan menurunnya potensial larutan tanah sehingga tanaman kekurangan air. Sifat fisik tanah juga terpengaruh antara lain bentuk struktur, daya pegang air dan permeabilitas tanah. Semakin tinggi konsentrasi NaCl pada tanah, semakin tinggi tekanan osmotik dan daya hantar listrik tanah (Tutty, 2008).
Pengaruh garam terhadap struktur tanah yakni dispersi agregat tanah dan penyumbatan pori sehingga infiltrasi tanah terhambat, dan menghalangi perkecambahan tanaman. Akibatnya, tanaman tidak mampu menyerap air dan unsur hara. Tanaman pun
Universitas Sumatera Utara
mudah layu, kerdil dan gejala defisiensi hara, walaupun dalam tanah tersedia cukup hara (Sipayung, 2003).
Akar merupakan bagian tanaman yang paling peka terhadap perlakuan NaCl dan penurunan bobot segar akar, bagian atas dan daun secara tajam yang terjadi pada pemberian lebih dari 5000 mg NaCl/liter pada tanaman tomat. Daun dan batang berubah warna menjadi kekuningan dengan cepat, dan pemberian 4 liter larutan garam 4000 ppm NaCl per pot merupakan indikator yang baik untuk menilai toleransi tanaman terhadap kadar garam tinggi (salinitas), dinilai secara visual, bobot kering bagian atas dan akar maupun persentase daun nekrosis atau mati (Fatimah, 2010).
Hasil penelitian Kusmiyati dkk (2002) menunjukkan pengelolaan tanah salin dengan pertambahan luas daun. Laju pertumbuhan daun dan luas akhir daun berbanding linier dan terbalik (negatif) dengan kenaikan salinitas. Salinitas menurunkan laju pertumbuhan daun melalui pengurangan laju pembesaran sel pada daun. Harjadi dan Yahya (1988) menyatakan pengaruh salinitas terhadap pertumbuhan dan perubahan struktur tanaman yaitu antara lain lebih kecilnya ukuran daun. Penyerapan hara dan air yang berkurang akan menghambat laju fotosintesis yang pada akhirnya akan menghambat pertumbuhan tanaman.
Menurut penelitian Dariati dan Farid (2003) mengenai hubungan antara hasil biji dengan sifat agronomis kacang hijau pada media salin, menyatakan bahwa makin tinggi konsentrasi NaCl yang digunakan (6 g/l), tinggi tanaman semakin menurun, disebabkan oleh adanya pengaruh cekaman osmotik sehingga tanaman sulit menyerap air dan juga pengaruh racun ion Na+ dan Cl- sehingga menghambat pembelahan dan pembesaran sel. Konsentrasi NaCl yang tinggi juga memperlambat umur berbunga 50% dan umur panen, yang berhubungan dengan penurunan luas daun dan meningkatnya kekeringan akibat
Universitas Sumatera Utara
NaCl, sehingga laju fotosintesis berkurang. Akibatnya translokasi asimilat ke organ generatif menurun dan menghambat pembungaan. NaCl yang tinggi akan meningkatkan nisbah bobot kering akar-tajuk, disebabkan penekanan pertumbuhan tajuk yang lebih besar dari pertumbuhan akar (luas daun berkurang dan kekeringan daun tinggi). Pada konsentrasi NaCl tinggi terjadi penurunan jumlah cabang produktif, jumlah polong berisi, bobot 100 biji, dan hasil biji per tanaman. Hal ini berhubungan dengan pertumbuhan vegetatifnya, dimana pertumbuhan vegetatif yang lebih baik akan mendukung pertumbuhan generatif yang lebih baik. Mekanisme Toleransi Tanaman Terhadap Salinitas
Kelarutan garam yang tinggi dapat menghambat penyerapan air dan hara oleh tanaman seiring dengan terjadinya peningkatan tekanan osmotik. Beberapa tanaman peka terhadap kegaraman (10 dS.m-1) seperti kapas, bayam, dan kurma (Noor, 2004).
Proses fisiologis dan biokimia terlibat dalam mekanisme toleransi dan adaptasi terhadap salinitas, yaitu (i) cekaman garam menginduksi akumulasi senyawa organik spesifik di dalam sitosol sel yang dapat bertindak sebagai osmoregulator, (ii) tanaman dapat mencegah akumulasi Na+ dan Cl- dalam sitoplasma melalui eksklusi Na+ dan Cl- ke lingkungan eksternal (media tumbuh), (iii) kompartementasi ke dalam vakuola atau mentranslokasi Na+ dan Cl- ke jaringan-jaringan lain (Yuniati, 2004)
Mekanisme yang paling jelas adalah dengan adaptasi morfologi. Seperti, ukuran daun yang lebih kecil sangat penting untuk mempertahankan turgor. Sedangkan lignifikansi akar diperlukan untuk penyesuaian osmosis yang sangat penting untuk memelihara turgor untuk pertumbuhan tanaman dan aktivitas normal (Sipayung, 2003).
Universitas Sumatera Utara
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan di rumah kasa Fakultas Pertanian Universitas Sumatera
Utara, Medan dengan ketinggian ± 25 m di atas permukaan laut, dimulai pada bulan Maret 2012 sampai Juni 2012. Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian adalah benih kacang hijau varietas Vima-1 hasil mutasi radiasi sinar gamma sebagai objek penelitian, larutan garam NaCl sebagai perlakuan salinitas, top soil, polibag ukuran 10 kg, pupuk urea (50 kg/ha), SP-36 (60 kg/ha) dan KCl (50 kg/ha), insektisida dan fungisida, aceton 80%, kertas saring whatman, plastik bening, amplop coklat, dan label.
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian adalah cangkul untuk membersihkan lahan, beaker glass sebagai wadah merendam benih dan larutan garam NaCl, handsprayer, timbangan analitik untuk menimbang garam NaCl, meteran, bak kecambah, leaf area meter, spektrofotometer, oven, dan alat tulis. Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan 2 faktor yaitu: Faktor I : Dosis radiasi sinar gamma (R) terdiri dari 4 taraf, yaitu:
R0 : Tanpa radiasi sinar gamma (kontrol) R1 : Radiasi sinar gamma 10 krad R2 : Radiasi sinar gamma 20 krad R3 : Radiasi sinar gamma 30 krad
Universitas Sumatera Utara
Faktor II : Konsentrasi NaCl terdiri atas 4 taraf, yaitu:
N0 : 0 gr NaCl
N1 : 2 gr NaCl/liter air
N2 : 4 gr NaCl/liter air
N3 : 6 gr NaCl/liter air
Sehingga diperoleh 16 kombinasi perlakuan yaitu :
R0N0 R0N1
R0N2
R0N3
R1N0 R1N1
R1N2
R1N3
R2N0 R2N1
R2N2
R2N3
R3N0 R3N1
R3N2
R3N3
Jumlah ulangan
:3
Jumlah plot
: 48
Jumlah polibag/plot
:3
Jumlah tanaman sampel/plot
:1
Jumlah tanaman sampel seluruhnya : 48
Jumlah tanaman seluruhnya
: 144
Luas plot
: 70 cm x 50 cm
Jarak antar plot
: 25 cm
Jarak antar blok
: 50 cm
Data hasil penelitian dianalisis dengan menggunakan sidik ragam model linier
sebagai berikut:
Yijk = µ + ρi + αj + βk + (αβ)jk + εijk
i = 1,2,3
j = 1,2,3,4 k = 1,2,3,4
Universitas Sumatera Utara
dengan: Yijk = Hasil pengamatan pada blok ke-i dengan konsentrasi NaCl (N) pada taraf ke-j
dan dosis radiasi sinar gamma (R) pada taraf ke-k µ = Nilai tengah ρi = Efek blok ke-i αj