Pengaruh Pemberian Antioksidan Terhadap Pertumbuhan dan ProduksiTanaman Kedelai (Glycine max (L.) Merill) F3 Tahan Salin
4
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman
Menurut van Steenis (2003) klasifikasi tanaman kedelai adalah sebagai
berikut :Kingdom : Plantae, Divisio : Spermatophyta, Sub Divisio :
Angiospermae,Class
:
Dicotyledonae,
Ordo:
Leguminales,
Famili
:
Leguminoseae,Genus: Glycine, Species : Glycine max L.Merill.
Susunan akar kedelai pada umumnya sangat baik. Pertumbuhan akar
tunggang lurus masuk kedalam tanah dan mempunyai banyak akar cabang. Pada
akar cabang banyak terdapat bintil akar berisi bakteri Rhizobium japonicum, yang
mempunyai kemampuan mengikat zat lemas bebas (N2) dari udara yang
kemudian dipergunakan untuk menyuburkan tanah (Siregar, 2009).
Kedelai adalah tanaman setahun yang tumbuh tegak (tinggi 70-150cm).
Menyemak
berbulu
halus
(pubescens),
dengan
sistem
perakaran
luas
(Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Waktu tanaman kedelai masih sangat muda,
atau setelah fase menjadi kecambah dan saat keping biji belum jatuh, batang dapat
dibedakan menjadi dua. Bagian batang dibawah keping biji yang belum lepas
disebut hypokotil, sedangkan bagian di atas keping biji disebut epycotil. Batang
kedelai tersebut berwarna ungu atau hijau (Andrianto dan Indarto, 2004).
Tanaman kedelai mempunyai dua bentuk daun yang dominan, yaitu stadia
kotiledon pada buku (nodus) pertama tanaman yang tumbuh dari biji terbentuk
sepasang daun tunggal. Selanjutnya, pada semua buku di atasnya terbentuk daun
majemuk selalu dengan tiga helai. Helai daun tunggal memiliki tangkai pendek
dan daun bertiga mempunyai tangkai agak panjang. Masing-masing daun
berbentuk oval, tipis, dan berwarna hijau. Permukaan daun berbulu halus
Universitas Sumatera Utara
5
(trichoma) pada kedua sisi. Tunas atau bunga akan muncul pada ketiak tangkai
daun majemuk. Setelah tua, daun menguning dan gugur, mulai dari daun yang
menempel di bagian bawah batang (Rubatzky dan Yamaguchi,1998).
Bunga kedelai termasuk bunga sempurna, artinya dalam setiap
bungaterdapat alat jantan dan alat betina. Penyerbukan terjadi pada saat mahkota
bungamasih menutup, sehingga kemungkinan terjadinya kawin silang secara alam
amatkecil. Bunga terletak pada ruas-ruas batang, berwarna ungu atau putih. Tidak
semuabunga dapat menjadi polong walaupun telah terjadi penyerbukan secara
sempurna(Suprapto,1989).
Polong kedelai pertama kali terbentuk sekitar 7-10 hari setelah
munculnyabunga pertama. Panjang polong muda sekitar 1 cm. Jumlah polong
yang terbentukpada setiap ketiak tangkai daun sangat beragam, antara 1-10 buah
dalam setiapkelompok. Pada setiap tanaman, jumlah polong dapat mencapai lebih
dari 50,bahkan ratusan. Kecepatan pembentukan polong dan pembesaran biji akan
semakincepat setelah proses pembentukan bunga berhenti. Ukuran dan bentuk
polongmenjadi maksimal pada saat awal periode pemasakan biji. Hal ini
kemudian diikutioleh perubahan warna polong (Irwan,2006).
Biji kedelai berkeping dua yang terbungkus oleh kulit biji. Embrio
terletakdiantara keping biji. Warna kulit biji bermacam-macam, ada yang kuning,
hitam,hijau atau coklat. Pusar biji atau hilum adalah jaringan bekas biji kedelai
yangmenempel pada dinding buah. Bentuk biji kedelai umumnya bulat lonjong,
adayang bundar atau bulat agak pipih. Besar biji tergantung varietas(Suprapto,
1989)
Universitas Sumatera Utara
6
Syarat Tumbuh
Iklim
Kedelai dapat tumbuh baik di daerah yang memiliki curah hujan sekitar
100- 400 mm/bulan, optimal pada kisaran 100 - 200 mm/bulan. Suhu
yangdikehendaki kedelai antara 21 - 34°C, akan tetapi suhu optimum
bagipertumbuhannya berkisar 23 - 27ºC. Pada proses perkecambahan benih,
kedelaimembutuhkan suhu yang cocok sekitar 30ºC. Pada suhu yang lebih tinggi
dari30 ºC, fotorespirasi cenderung mengurangi hasil fotosintesis (Prihatman,
2000).
Kelembaban udara berpengaruh langsung terhadap proses pemasakan biji
kedelai karena semakin tinggi kelembaban, proses pemasakan polong akan
semakin cepat sehingga proses pembentukan biji menjadi kurang optimal.
Kelembaban udara yang optimal untuk pertumbuhan tanaman kedelai berkisar
antara 75 – 90% (Adisarwanto, 2008).
Energi
radiasi
atau
takaran
sinar
matahari,
merupakan
faktor
pentingpertumbuhan dan perkembangan tanaman. Segi energi radiasi yang lebih
pentingadalah lamanya penyinaran. Kedelai merupakan tanaman berhari pendek
denganpenyinaran optimal 12 jam (Poerwowidodo, 1993).
Tanah
Pertanaman
kedelai
tidak
membutuhkan
struktur
tanah
khusus
sebagaipersyaratan tumbuh namun untuk mencapai tingkat pertumbuhan
danproduktivitas yang optimal, kedelai harus ditanam pada jenis tanah
berstrukturlempung berpasir atau liat berpasir. Pada tanah podsolik merah kuning
dan tanahyang banyak mengandung pasir kuarsa, pertumbuhan kedelai kurang
Universitas Sumatera Utara
7
baik, kecualijika tanah diberi tambahan pupuk organik dalam jumlah cukup
(Irwan, 2006).
Kedelai dapat tumbuh di tanah yang agak masam akan tetapi pada pH
yangterlalu rendah bisa menimbulkan keracunan Al dan Fe. Nilai pH yang
cocokberkisar antara 5.8 – 7.0. Pada pH tanah kurang dari 5.5 pertumbuhan
kedelaisangat terlambat karena keracunan Aluminium, sehingga pertumbuhan
bakteribintil dan proses nitrifikasi akan berjalan kurang baik (Prihatman, 2000).
Varietas Kedelai Toleran Cekaman Salinitas
Kedelai termasuk tanaman yang cukup toleran terhadap garam
danproduksi kedelai akan berkurang apabila tingkat salinitas tanah melebihi 5
dS/m.Pada tanah dengan salinitas 14-15 dS/m produksi rata-rata 47,5%
dibandingkanpada tanah non salin dan pada salinitas 18-20 dS/m produksi ratarata hanya 28,9%dibandingkan produksi kedelai pada tanah non salin (Phang, et
al, 2008).
Menurut
Phang,
et
al
(2008),
tingginya
konsentrasi
garam
menyebabkangangguan pada seluruh siklus hidup kedelai. Tingkat toleransi
kedelai padaberbagai varietas kedelai bervariasi menurut tingkat pertumbuhan.
Perkecambahanbiji kedelai akan terhambat pada konsentrasi garam rendah.
Konsentrasi garamyang lebih tinggi secara nyata akan menurunkan persentase
perkecambahan.Pengaruh garam pada tahap awal dan penurunan persentase
perkecambahan lebihmenonjol pada varietas yang sensitif dibandingkan varietas
toleran. Sifat-sifatagronomi kedelai sangat dipengaruhi oleh salinitas yang tinggi,
diantaranya :
1. Pengurangan tinggi tanaman, ukuran daun, biomassa, jumlah ruas, jumlah
Universitas Sumatera Utara
8
cabang, jumlah polong, bobot tanaman dan bobot 100 biji
2. Penurunan kualitas biji
3. Penurunan kandungan protein biji
4. Menurunkan kandungan minyak pada biji kedelai
5. Nodulasi kedelai
6. Mengurangi efisiensi fiksasi nitrogen
7. Menurunkan jumlah dan bobot bintil akar
Kedelai diklasifikasikan sebagai tanaman yang agak toleran salinitas
tergantung dari perbedaan varietas (Katerji et al, 2000). Penelitian Rahmawati dan
Rosmayati (2010) menunjukkan bahwa dari 20 varietas yang ditanam pada tanah
salin dengan DHL 5-6 mmhos/cm, hanya 5 varietas yang mampu menyelesaikan
siklus hidupnya sampai fase generatip menghasilkan biji, sedangkan 15 varietas
lainnya hanya mampu sampai pada fase vegetatip saja. Kelima varietas tersebut
adalah Grobogan, Anjasmoro, Bromo, Cikuray dan Detam 2.
Mekanisme toleransi garam pada kedelai dapat diklasifikasikan menjadi 4
kategori utama, yaitu :
1. Pemeliharaan ion homeostatis
2. Penyesuaian sebagai respon terhadap cekaman osmotik
3. Pemulihan keseimbangan oksidatif
4. Adaptasi struktural dan metabolik lain (Phang et al, 2008).
Antioksidan
Antioksidan merupakan sebutan untuk zat yang berfungsi melindungi
tubuh dari serangan radikal bebas. Yang termasuk ke dalam golongan zat ini
Universitas Sumatera Utara
9
antara lain vitamin, polipenol, karotin dan mineral. Secara alami, zat ini sangat
besar peranannya pada manusia untuk mencegah terjadinya penyakit. Antioksidan
melakukan semua itu dengan cara menekan kerusakan sel yang terjadi akibat
proses oksidasi radikal bebas(Susanto et al, 2009).
Antioksidan berfungsi membantu melindungi tubuh dari serangan radikal
bebas serta meredam dampak negatifnya. Antioksidan merupakan komponen yang
dapat melindungi sel dari kerusakan yang diakibatkan oleh reaktif oksigen spesies
seperti oksigen singlet, superoksida, radikal hidroksil, radikal peroksil, dan
peroksi nitrit. Radikal bebas sebetulnya sangat diperlukan bagi kelangsungan
beberapa proses fisiologi dalam tubuh, terutama untuk transportasi elektron.
Namun radikal bebas yang berlebihan dapat membahayakan tubuh karena dapat
merusak makromolekul dalam sel seperti protein dan DNA (deoxyribo nucleic
acid). Kerusakan makromolekul selanjutnya dapat mengakibatkan kematian sel
(Julyasih et al, 2009).
Upaya peningkatan kandungan antioksidan dapat dilakukan dengan
aplikasi antioksidan esksogenous. Beberapa jenis antioksidan yang dapat
digunakan
adalah
asam
askorbat,
asam
salisilat
dan
α-tokoferol
(Ardiansyah, 2013; Salehi et al, 2011; Lamid, 1995).
Asam Askorbat
Vitamin adalah senyawa-senyawa organik tertentu yang diperlukan
dalamjumlah kecil dalam tubuh tetapi esensial untuk reaksi metabolism dalam
sel,penting untuk melangsungkan pertumbuhan normal, serta memelihara
kesehatan.Vitamin C (asam askorbat) merupakan vitamin yang dapat disintesis
Universitas Sumatera Utara
10
oleh tumbuhantetapi tidak dapat disintesis oleh manusia, kera, dan sebagian
mamalia lainnya(Poedjiadi, 1994).
Asam askorbat atau vitamin C merupakan salah satu bentuk antioksidan
yang secara alami terdapat pada tumbuhan. Askorbat merupakan senyawa
metabolit utama pada tumbuhan yang memiliki fungsi sebagai antioksidan, yang
melindungi tanaman dari kerusakan oksidatif yang dihasilkan dari metabolisme
aerobik, fotosintesis dan berbagai polutan. Askorbat juga merupakan kofaktor
untuk beberapa enzim hidroksilase(misalnya prolyl hidroksilase) dan violaxanthin
de-epoxidase. Askorbat berada di dinding sel di mana ia adalah baris pertama
pertahanan terhadap ozon (Smirnoff, 1996).
Asam askorbat merupakan salah satu senyawa yang penting dalam
prosesselular
termasuk
pembelahan
dan
pembesaran
sel
serta
dalam
mengaktifkanaktivitas metabolisme ketika proses perkecambahan dimulai. Asam
askorbat jugaberfungsi menetralisir racun, melindungi sel dari senyawa oksigen
reaktif danradikal bebas serta mencegah kematian sel (Conklin dan Barth, 2004).
Asam Salisilat
Asam salisilat dikenal sebagai tanda endogen molekul, terutama yang
mengalami stress toleransi terhadap lingkungan pada tanaman. Tanaman
memproduksi protein sebagai bentuk tanggap terhadap stress biotik dan abiotik
dan beberapa dari protein tersebut diinduksikan (Kaydan et al, 2006).
Asam salisilat juga juga berperan sebagai antioksidan potensial nonenzimatik serta zat pengatur tumbuh tanamanyang berperan penting dalam
mengatur berbagai proses fisiologis tanaman termasuk fotosintesis. Asam salisilat
diketahui dapat meningkatkan aktivitas enzim antioksidan seperti peroksidase
Universitas Sumatera Utara
11
(POD), SOD danCAT, jika diaplikasikan secara eksogen yaitu dengan
penyemprotan pada tanaman tomat yang mengalami cekaman salinitas
(Lestari, 2011).
Asam salisilatadalah molekul pilihan pada tanaman dan menginduksi
toleransi tanaman terhadap berbagai cekaman biotik dan abiotik. Asam salisilat
juga memainkan peran penting dalam regulasi beberapa proses fisiologis pada
tanaman seperti efek pada pertumbuhan dan perkembangan, penyerapan ion dan
transportasi dan permeabilitas membran. Asam salisilat eksogenous mengubah
aktivitas enzim antioksidan dan meningkatkan toleransi tanaman terhadap stres
abiotik dengan menurunkan generasi ROS. Telah ditemukan bahwa asam salisilat
memiliki efek yang berbeda pada adaptasi stres dan pengembangan kerusakan
tanaman yang bergantung pada spesies tanaman, konsentrasi, metode dan waktu
aplikasi
asam
salisilat.
Selanjutnya,
asam
salisilat
adalah
antioksidan
nonenzimatik potensial dan molekul penting untuk memodifikasi respon tanaman
terhadap stres lingkungan. Beberapa penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa
pengaplikasian asam salisilat eksogenous dapat memperbaiki efek merusak dari
stres kekeringan pada spesies yang berbeda (Arfan et al., 2007). Asam salisilat
telah memperoleh perhatian khusus karena menginduksi efek pelindung pada
tanaman di bawah cekaman salinitas (Qados, 2015).
α-tokoferol
Alpha-tokoferol ( Vitamin E) memainkan peran unik sebagai antioksidan
dan stabilisasi bagi biologis membran. Hal ini disintesis di kloroplas dan
proplastids dan berlokasi di membran sel, terutama pada membran tilakoid pada
Universitas Sumatera Utara
12
kloroplas. Struktur dan lokasi dari alpha-tokoferol menentukan fungsinya sebagai
stabilisasi membran (Hess, 1993; Smirnoff, 1996).
Pada tanaman, tokoferol dipercaya untuk melindungi membran kloroplas
dari foto oksidasi dam membantu menyediakan penyesuaian terhadap lingkungan
untuk proses fotosintesis. Beberapa fungsi dari tokoferol adalah penangkal
oksigen reaktif (ROS). Walaupun pada tanaman, tingkat tokoferol berbeda pada
setiap jaringan, dan berfluktuasi selama perkembangan dan pada respon abiotik
stres (Hussein et al, 2007).
Alfa tokoferol (vitamin E) adalah antioksidan lipofilik disintesis oleh
semua tanaman; tingkat yang berbeda-beda dalam jaringan yang berbeda dan
berfluktuasi selama pengembangan dan dalam menanggapi cekaman abiotik.
Berinteraksi dengan kelompok asil tak jenuh ganda lipid, menstabilkan membran,
membersihkan berbagai ROS sehingga melindungi asam lemak tak jenuh ganda
dari lipid peroksidasi dan memodulasi sinyal transduksi. Bekerjasama dengan
siklus xanthophylls, vitamin E memenuhi setidaknya dua fungsi yang berbeda
dalam kloroplas pada dua situs utama produksi oksigen singlet: itu
mempertahankan PS-II dari fotoinaktivasi dan melindungi membran lipid dari
fotooksidasi. Kadar Tokoferol berbeda-beda dalam menanggapi kendala
lingkungan, tergantung pada besarnya stres dan sensitivitas spesies stres.
Perubahan dalam tingkat tokoferol hasil dari ekspresi yang berubah dari gen yang
berhubungan dengan jalur, degradasi, dan daur ulang, serta secara umum
diasumsikan bahwa peningkatan tokoferol memberikan kontribusi untuk
menanam toleransi. Tanaman yang diaplikasikan tokoferol menunjukkan
Universitas Sumatera Utara
13
diinduksi toleransi stres dan perlindungan terhadap kerusakan oksidatif karena
berbagai tekanan (Sadak dan Mona, 2014).
BAHAN DAN METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di rumah plastik Fakultas Pertanian Universitas
Sumatera Utara, Medan dengan ketinggian tempat ± 32 meter di atas permukaan
laut, mulai bulan Agustus 2016 sampai Oktober 2016.
Alat dan Bahan
Bahan yang digunakan ialah benih kedelai F3 tahan salin hasil dari
perkawinan antara grobogan dan grobogan (GxG) sebagai objek yang akan
diamati, tanah salin untuk media tanam, plastik kaca sebagai atap rumah plastik,
bambu sebagai kerangka rumah plastik, kawat untuk mengikat antar tiap bambu,
tali plastik untuk mengikat plastik ke kerangka rumah plastik, antioksidan (asam
askorbat, asam salisilat dan α-tokoferol) sebagai perlakuan yang akan
diaplikasikan pada tanaman kedelai, polibek untuk wadah media tanam, plastik
sebagai pembalut polibek agar tanah tidak tercuci, air untuk menyiram tanaman,
aquades sebagai pelarut antioksidan, dan insektisida sebagai pengendalian hama .
Alat yang digunakan yaitu cangkul untuk membersihkan gulma pada
rumah plastik, pisau/cutter untuk memotong-motong plastik, label sebagai
penanda,meteran untuk mengukur, DHL meter untuk mengukur daya hantar listrik
media tanam, sprayer untuk mengaplikasikan antioksidan, timbangan analitik
untuk menimbang pupuk, antioksidan dan bobot yang akan ditimbang, gembor
untuk menyiram, parang untuk memotong bambu, tang untuk mengikat kawat,
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman
Menurut van Steenis (2003) klasifikasi tanaman kedelai adalah sebagai
berikut :Kingdom : Plantae, Divisio : Spermatophyta, Sub Divisio :
Angiospermae,Class
:
Dicotyledonae,
Ordo:
Leguminales,
Famili
:
Leguminoseae,Genus: Glycine, Species : Glycine max L.Merill.
Susunan akar kedelai pada umumnya sangat baik. Pertumbuhan akar
tunggang lurus masuk kedalam tanah dan mempunyai banyak akar cabang. Pada
akar cabang banyak terdapat bintil akar berisi bakteri Rhizobium japonicum, yang
mempunyai kemampuan mengikat zat lemas bebas (N2) dari udara yang
kemudian dipergunakan untuk menyuburkan tanah (Siregar, 2009).
Kedelai adalah tanaman setahun yang tumbuh tegak (tinggi 70-150cm).
Menyemak
berbulu
halus
(pubescens),
dengan
sistem
perakaran
luas
(Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Waktu tanaman kedelai masih sangat muda,
atau setelah fase menjadi kecambah dan saat keping biji belum jatuh, batang dapat
dibedakan menjadi dua. Bagian batang dibawah keping biji yang belum lepas
disebut hypokotil, sedangkan bagian di atas keping biji disebut epycotil. Batang
kedelai tersebut berwarna ungu atau hijau (Andrianto dan Indarto, 2004).
Tanaman kedelai mempunyai dua bentuk daun yang dominan, yaitu stadia
kotiledon pada buku (nodus) pertama tanaman yang tumbuh dari biji terbentuk
sepasang daun tunggal. Selanjutnya, pada semua buku di atasnya terbentuk daun
majemuk selalu dengan tiga helai. Helai daun tunggal memiliki tangkai pendek
dan daun bertiga mempunyai tangkai agak panjang. Masing-masing daun
berbentuk oval, tipis, dan berwarna hijau. Permukaan daun berbulu halus
Universitas Sumatera Utara
5
(trichoma) pada kedua sisi. Tunas atau bunga akan muncul pada ketiak tangkai
daun majemuk. Setelah tua, daun menguning dan gugur, mulai dari daun yang
menempel di bagian bawah batang (Rubatzky dan Yamaguchi,1998).
Bunga kedelai termasuk bunga sempurna, artinya dalam setiap
bungaterdapat alat jantan dan alat betina. Penyerbukan terjadi pada saat mahkota
bungamasih menutup, sehingga kemungkinan terjadinya kawin silang secara alam
amatkecil. Bunga terletak pada ruas-ruas batang, berwarna ungu atau putih. Tidak
semuabunga dapat menjadi polong walaupun telah terjadi penyerbukan secara
sempurna(Suprapto,1989).
Polong kedelai pertama kali terbentuk sekitar 7-10 hari setelah
munculnyabunga pertama. Panjang polong muda sekitar 1 cm. Jumlah polong
yang terbentukpada setiap ketiak tangkai daun sangat beragam, antara 1-10 buah
dalam setiapkelompok. Pada setiap tanaman, jumlah polong dapat mencapai lebih
dari 50,bahkan ratusan. Kecepatan pembentukan polong dan pembesaran biji akan
semakincepat setelah proses pembentukan bunga berhenti. Ukuran dan bentuk
polongmenjadi maksimal pada saat awal periode pemasakan biji. Hal ini
kemudian diikutioleh perubahan warna polong (Irwan,2006).
Biji kedelai berkeping dua yang terbungkus oleh kulit biji. Embrio
terletakdiantara keping biji. Warna kulit biji bermacam-macam, ada yang kuning,
hitam,hijau atau coklat. Pusar biji atau hilum adalah jaringan bekas biji kedelai
yangmenempel pada dinding buah. Bentuk biji kedelai umumnya bulat lonjong,
adayang bundar atau bulat agak pipih. Besar biji tergantung varietas(Suprapto,
1989)
Universitas Sumatera Utara
6
Syarat Tumbuh
Iklim
Kedelai dapat tumbuh baik di daerah yang memiliki curah hujan sekitar
100- 400 mm/bulan, optimal pada kisaran 100 - 200 mm/bulan. Suhu
yangdikehendaki kedelai antara 21 - 34°C, akan tetapi suhu optimum
bagipertumbuhannya berkisar 23 - 27ºC. Pada proses perkecambahan benih,
kedelaimembutuhkan suhu yang cocok sekitar 30ºC. Pada suhu yang lebih tinggi
dari30 ºC, fotorespirasi cenderung mengurangi hasil fotosintesis (Prihatman,
2000).
Kelembaban udara berpengaruh langsung terhadap proses pemasakan biji
kedelai karena semakin tinggi kelembaban, proses pemasakan polong akan
semakin cepat sehingga proses pembentukan biji menjadi kurang optimal.
Kelembaban udara yang optimal untuk pertumbuhan tanaman kedelai berkisar
antara 75 – 90% (Adisarwanto, 2008).
Energi
radiasi
atau
takaran
sinar
matahari,
merupakan
faktor
pentingpertumbuhan dan perkembangan tanaman. Segi energi radiasi yang lebih
pentingadalah lamanya penyinaran. Kedelai merupakan tanaman berhari pendek
denganpenyinaran optimal 12 jam (Poerwowidodo, 1993).
Tanah
Pertanaman
kedelai
tidak
membutuhkan
struktur
tanah
khusus
sebagaipersyaratan tumbuh namun untuk mencapai tingkat pertumbuhan
danproduktivitas yang optimal, kedelai harus ditanam pada jenis tanah
berstrukturlempung berpasir atau liat berpasir. Pada tanah podsolik merah kuning
dan tanahyang banyak mengandung pasir kuarsa, pertumbuhan kedelai kurang
Universitas Sumatera Utara
7
baik, kecualijika tanah diberi tambahan pupuk organik dalam jumlah cukup
(Irwan, 2006).
Kedelai dapat tumbuh di tanah yang agak masam akan tetapi pada pH
yangterlalu rendah bisa menimbulkan keracunan Al dan Fe. Nilai pH yang
cocokberkisar antara 5.8 – 7.0. Pada pH tanah kurang dari 5.5 pertumbuhan
kedelaisangat terlambat karena keracunan Aluminium, sehingga pertumbuhan
bakteribintil dan proses nitrifikasi akan berjalan kurang baik (Prihatman, 2000).
Varietas Kedelai Toleran Cekaman Salinitas
Kedelai termasuk tanaman yang cukup toleran terhadap garam
danproduksi kedelai akan berkurang apabila tingkat salinitas tanah melebihi 5
dS/m.Pada tanah dengan salinitas 14-15 dS/m produksi rata-rata 47,5%
dibandingkanpada tanah non salin dan pada salinitas 18-20 dS/m produksi ratarata hanya 28,9%dibandingkan produksi kedelai pada tanah non salin (Phang, et
al, 2008).
Menurut
Phang,
et
al
(2008),
tingginya
konsentrasi
garam
menyebabkangangguan pada seluruh siklus hidup kedelai. Tingkat toleransi
kedelai padaberbagai varietas kedelai bervariasi menurut tingkat pertumbuhan.
Perkecambahanbiji kedelai akan terhambat pada konsentrasi garam rendah.
Konsentrasi garamyang lebih tinggi secara nyata akan menurunkan persentase
perkecambahan.Pengaruh garam pada tahap awal dan penurunan persentase
perkecambahan lebihmenonjol pada varietas yang sensitif dibandingkan varietas
toleran. Sifat-sifatagronomi kedelai sangat dipengaruhi oleh salinitas yang tinggi,
diantaranya :
1. Pengurangan tinggi tanaman, ukuran daun, biomassa, jumlah ruas, jumlah
Universitas Sumatera Utara
8
cabang, jumlah polong, bobot tanaman dan bobot 100 biji
2. Penurunan kualitas biji
3. Penurunan kandungan protein biji
4. Menurunkan kandungan minyak pada biji kedelai
5. Nodulasi kedelai
6. Mengurangi efisiensi fiksasi nitrogen
7. Menurunkan jumlah dan bobot bintil akar
Kedelai diklasifikasikan sebagai tanaman yang agak toleran salinitas
tergantung dari perbedaan varietas (Katerji et al, 2000). Penelitian Rahmawati dan
Rosmayati (2010) menunjukkan bahwa dari 20 varietas yang ditanam pada tanah
salin dengan DHL 5-6 mmhos/cm, hanya 5 varietas yang mampu menyelesaikan
siklus hidupnya sampai fase generatip menghasilkan biji, sedangkan 15 varietas
lainnya hanya mampu sampai pada fase vegetatip saja. Kelima varietas tersebut
adalah Grobogan, Anjasmoro, Bromo, Cikuray dan Detam 2.
Mekanisme toleransi garam pada kedelai dapat diklasifikasikan menjadi 4
kategori utama, yaitu :
1. Pemeliharaan ion homeostatis
2. Penyesuaian sebagai respon terhadap cekaman osmotik
3. Pemulihan keseimbangan oksidatif
4. Adaptasi struktural dan metabolik lain (Phang et al, 2008).
Antioksidan
Antioksidan merupakan sebutan untuk zat yang berfungsi melindungi
tubuh dari serangan radikal bebas. Yang termasuk ke dalam golongan zat ini
Universitas Sumatera Utara
9
antara lain vitamin, polipenol, karotin dan mineral. Secara alami, zat ini sangat
besar peranannya pada manusia untuk mencegah terjadinya penyakit. Antioksidan
melakukan semua itu dengan cara menekan kerusakan sel yang terjadi akibat
proses oksidasi radikal bebas(Susanto et al, 2009).
Antioksidan berfungsi membantu melindungi tubuh dari serangan radikal
bebas serta meredam dampak negatifnya. Antioksidan merupakan komponen yang
dapat melindungi sel dari kerusakan yang diakibatkan oleh reaktif oksigen spesies
seperti oksigen singlet, superoksida, radikal hidroksil, radikal peroksil, dan
peroksi nitrit. Radikal bebas sebetulnya sangat diperlukan bagi kelangsungan
beberapa proses fisiologi dalam tubuh, terutama untuk transportasi elektron.
Namun radikal bebas yang berlebihan dapat membahayakan tubuh karena dapat
merusak makromolekul dalam sel seperti protein dan DNA (deoxyribo nucleic
acid). Kerusakan makromolekul selanjutnya dapat mengakibatkan kematian sel
(Julyasih et al, 2009).
Upaya peningkatan kandungan antioksidan dapat dilakukan dengan
aplikasi antioksidan esksogenous. Beberapa jenis antioksidan yang dapat
digunakan
adalah
asam
askorbat,
asam
salisilat
dan
α-tokoferol
(Ardiansyah, 2013; Salehi et al, 2011; Lamid, 1995).
Asam Askorbat
Vitamin adalah senyawa-senyawa organik tertentu yang diperlukan
dalamjumlah kecil dalam tubuh tetapi esensial untuk reaksi metabolism dalam
sel,penting untuk melangsungkan pertumbuhan normal, serta memelihara
kesehatan.Vitamin C (asam askorbat) merupakan vitamin yang dapat disintesis
Universitas Sumatera Utara
10
oleh tumbuhantetapi tidak dapat disintesis oleh manusia, kera, dan sebagian
mamalia lainnya(Poedjiadi, 1994).
Asam askorbat atau vitamin C merupakan salah satu bentuk antioksidan
yang secara alami terdapat pada tumbuhan. Askorbat merupakan senyawa
metabolit utama pada tumbuhan yang memiliki fungsi sebagai antioksidan, yang
melindungi tanaman dari kerusakan oksidatif yang dihasilkan dari metabolisme
aerobik, fotosintesis dan berbagai polutan. Askorbat juga merupakan kofaktor
untuk beberapa enzim hidroksilase(misalnya prolyl hidroksilase) dan violaxanthin
de-epoxidase. Askorbat berada di dinding sel di mana ia adalah baris pertama
pertahanan terhadap ozon (Smirnoff, 1996).
Asam askorbat merupakan salah satu senyawa yang penting dalam
prosesselular
termasuk
pembelahan
dan
pembesaran
sel
serta
dalam
mengaktifkanaktivitas metabolisme ketika proses perkecambahan dimulai. Asam
askorbat jugaberfungsi menetralisir racun, melindungi sel dari senyawa oksigen
reaktif danradikal bebas serta mencegah kematian sel (Conklin dan Barth, 2004).
Asam Salisilat
Asam salisilat dikenal sebagai tanda endogen molekul, terutama yang
mengalami stress toleransi terhadap lingkungan pada tanaman. Tanaman
memproduksi protein sebagai bentuk tanggap terhadap stress biotik dan abiotik
dan beberapa dari protein tersebut diinduksikan (Kaydan et al, 2006).
Asam salisilat juga juga berperan sebagai antioksidan potensial nonenzimatik serta zat pengatur tumbuh tanamanyang berperan penting dalam
mengatur berbagai proses fisiologis tanaman termasuk fotosintesis. Asam salisilat
diketahui dapat meningkatkan aktivitas enzim antioksidan seperti peroksidase
Universitas Sumatera Utara
11
(POD), SOD danCAT, jika diaplikasikan secara eksogen yaitu dengan
penyemprotan pada tanaman tomat yang mengalami cekaman salinitas
(Lestari, 2011).
Asam salisilatadalah molekul pilihan pada tanaman dan menginduksi
toleransi tanaman terhadap berbagai cekaman biotik dan abiotik. Asam salisilat
juga memainkan peran penting dalam regulasi beberapa proses fisiologis pada
tanaman seperti efek pada pertumbuhan dan perkembangan, penyerapan ion dan
transportasi dan permeabilitas membran. Asam salisilat eksogenous mengubah
aktivitas enzim antioksidan dan meningkatkan toleransi tanaman terhadap stres
abiotik dengan menurunkan generasi ROS. Telah ditemukan bahwa asam salisilat
memiliki efek yang berbeda pada adaptasi stres dan pengembangan kerusakan
tanaman yang bergantung pada spesies tanaman, konsentrasi, metode dan waktu
aplikasi
asam
salisilat.
Selanjutnya,
asam
salisilat
adalah
antioksidan
nonenzimatik potensial dan molekul penting untuk memodifikasi respon tanaman
terhadap stres lingkungan. Beberapa penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa
pengaplikasian asam salisilat eksogenous dapat memperbaiki efek merusak dari
stres kekeringan pada spesies yang berbeda (Arfan et al., 2007). Asam salisilat
telah memperoleh perhatian khusus karena menginduksi efek pelindung pada
tanaman di bawah cekaman salinitas (Qados, 2015).
α-tokoferol
Alpha-tokoferol ( Vitamin E) memainkan peran unik sebagai antioksidan
dan stabilisasi bagi biologis membran. Hal ini disintesis di kloroplas dan
proplastids dan berlokasi di membran sel, terutama pada membran tilakoid pada
Universitas Sumatera Utara
12
kloroplas. Struktur dan lokasi dari alpha-tokoferol menentukan fungsinya sebagai
stabilisasi membran (Hess, 1993; Smirnoff, 1996).
Pada tanaman, tokoferol dipercaya untuk melindungi membran kloroplas
dari foto oksidasi dam membantu menyediakan penyesuaian terhadap lingkungan
untuk proses fotosintesis. Beberapa fungsi dari tokoferol adalah penangkal
oksigen reaktif (ROS). Walaupun pada tanaman, tingkat tokoferol berbeda pada
setiap jaringan, dan berfluktuasi selama perkembangan dan pada respon abiotik
stres (Hussein et al, 2007).
Alfa tokoferol (vitamin E) adalah antioksidan lipofilik disintesis oleh
semua tanaman; tingkat yang berbeda-beda dalam jaringan yang berbeda dan
berfluktuasi selama pengembangan dan dalam menanggapi cekaman abiotik.
Berinteraksi dengan kelompok asil tak jenuh ganda lipid, menstabilkan membran,
membersihkan berbagai ROS sehingga melindungi asam lemak tak jenuh ganda
dari lipid peroksidasi dan memodulasi sinyal transduksi. Bekerjasama dengan
siklus xanthophylls, vitamin E memenuhi setidaknya dua fungsi yang berbeda
dalam kloroplas pada dua situs utama produksi oksigen singlet: itu
mempertahankan PS-II dari fotoinaktivasi dan melindungi membran lipid dari
fotooksidasi. Kadar Tokoferol berbeda-beda dalam menanggapi kendala
lingkungan, tergantung pada besarnya stres dan sensitivitas spesies stres.
Perubahan dalam tingkat tokoferol hasil dari ekspresi yang berubah dari gen yang
berhubungan dengan jalur, degradasi, dan daur ulang, serta secara umum
diasumsikan bahwa peningkatan tokoferol memberikan kontribusi untuk
menanam toleransi. Tanaman yang diaplikasikan tokoferol menunjukkan
Universitas Sumatera Utara
13
diinduksi toleransi stres dan perlindungan terhadap kerusakan oksidatif karena
berbagai tekanan (Sadak dan Mona, 2014).
BAHAN DAN METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di rumah plastik Fakultas Pertanian Universitas
Sumatera Utara, Medan dengan ketinggian tempat ± 32 meter di atas permukaan
laut, mulai bulan Agustus 2016 sampai Oktober 2016.
Alat dan Bahan
Bahan yang digunakan ialah benih kedelai F3 tahan salin hasil dari
perkawinan antara grobogan dan grobogan (GxG) sebagai objek yang akan
diamati, tanah salin untuk media tanam, plastik kaca sebagai atap rumah plastik,
bambu sebagai kerangka rumah plastik, kawat untuk mengikat antar tiap bambu,
tali plastik untuk mengikat plastik ke kerangka rumah plastik, antioksidan (asam
askorbat, asam salisilat dan α-tokoferol) sebagai perlakuan yang akan
diaplikasikan pada tanaman kedelai, polibek untuk wadah media tanam, plastik
sebagai pembalut polibek agar tanah tidak tercuci, air untuk menyiram tanaman,
aquades sebagai pelarut antioksidan, dan insektisida sebagai pengendalian hama .
Alat yang digunakan yaitu cangkul untuk membersihkan gulma pada
rumah plastik, pisau/cutter untuk memotong-motong plastik, label sebagai
penanda,meteran untuk mengukur, DHL meter untuk mengukur daya hantar listrik
media tanam, sprayer untuk mengaplikasikan antioksidan, timbangan analitik
untuk menimbang pupuk, antioksidan dan bobot yang akan ditimbang, gembor
untuk menyiram, parang untuk memotong bambu, tang untuk mengikat kawat,
Universitas Sumatera Utara