EVALUASI CIRI MORFOLOGI DAN ANATOMI TIGA KULTIVAR KEDELAI [Glycine max (L.) Merril] SEBAGAI INDIKATOR TOLERANSI CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERKECAMBAHAN DALAM LARUTAN POLYETHYLENE GLYCOL (PEG) - UNS Institutional Repository

  

EVALUASI CIRI MORFOLOGI DAN ANATOMI TIGA KULTIVAR

KEDELAI [Glycine max (L.) Merril] SEBAGAI INDIKATOR TOLERANSI

CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERKECAMBAHAN DALAM

LARUTAN POLYETHYLENE GLYCOL (PEG)

  

Skripsi

  Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Sains Oleh:

  Dwi Muslimah NIM. M0411016

  

PROGRAM STUDI BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2017

  

PERSETUJUAN

  SKRIPSI

  

EVALUASI CIRI MORFOLOGI DAN ANATOMI TIGA KULTIVAR

KEDELAI [Glycine max (L.) Merril] SEBAGAI INDIKATOR TOLERANSI

CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERKECAMBAHAN DALAM

LARUTAN POLYETHYLENE GLYCOL (PEG)

  Oleh: Dwi Muslimah

  NIM. M0411016 Telah disetujui untuk diujikan

  Surakarta, 2 November 2017 Menyetujui

  Pembimbing I Pembimbing II Ari Pitoyo, S.Si., M.Sc. Prof. Dr. Sugiyarto, M.Si.

  NIP. 19780129 200501 1 001 NIP. 19670430 199203 1 002 Mengetahui

  Kepala Program Studi Biologi Dr. Ratna Setyaningsih, M.Si.

  NIP. 19660714 199903 2 001

  

PERNYATAAN

  Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

  Apabila di kemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau kembali dan/atau dicabut.

  Surakarta, 2 November 2017

  Materai Rp.6000

  Dwi Muslimah NIM. M0411016

  

EVALUASI CIRI MORFOLOGI DAN ANATOMI TIGA KULTIVAR

KEDELAI [Glycine max (L.) Merril] SEBAGAI INDIKATOR TOLERANSI

CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERKECAMBAHAN DALAM

LARUTAN POLYETHYLENE GLYCOL (PEG)

DWI MUSLIMAH

  Program Studi Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta.

  

ABSTRAK

  Kedelai merupakan sumber protein nabati yang murah dan mudah untuk didapatkan. Produksi kedelai di Indonesia masih tergolong rendah, hal ini disebabkan karena terjadinya pemanasan global yang menyebabkan peningkatan suhu harian, sehingga mempengaruhi ketersediaan air. Ketersediaan air yang terbatas mengakibatkan cekaman kekeringan dan mengganggu proses metabolisme tanaman. Adapun kedelai memiliki beberapa kultivar unggul yang memiliki sifat tahan kekeringan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menguji respon morfologi dan anatomi kedelai terhadap cekaman kekeringan saat fase perkecambahan dengan melakukan perendaman pada larutan Polyethylene Glycol (PEG). Larutan PEG sebagai larutan osmotik dapat digunakan untuk menyeleksi kultivar kedelai yang tahan kekeringan berdasarkan respon pertumbuhan awal tanaman.

  Penelitian dilakukan dengan Rancangan Acak Lengkap (RAL). Sampel kedelai yang digunakan terdiri dari tiga kultivar, yaitu Grobogan, Anjasmoro, dan Wilis. PEG digunakan sebagai larutan osmotik untuk mengontrol potensial air pada kedelai. Larutan PEG dibuat dengan lima konsentrasi, yaitu 0 MPa;

• –0,25 MPa; –0,5 MPa; –0,75 MPa; dan –1,00 MPa. Biji kedelai dikecambahkan dalam wadah dengan dua lapis kertas filter sebagai media tumbuh. Data kuantitatif dianalisis dengan uji Analysis of Variance satu arah (one way ANOVA) dilanjutkan dengan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf kepercayaan 95%.

  Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan PEG dapat menghambat proses perkecambahan kedelai. Semakin tinggi konsentrasi PEG yang ditambahkan dalam media maka proses perkecambahan kedelai semakin terhambat. Berdasarkan penelitian ini, kedelai kultivar Wilis dan Anjasmoro memiliki sifat medium toleran terhadap kekeringan. Sedangkan kedelai kultivar Grobogan memiliki sifat peka terhadap kekeringan.

  Kata kunci : cekaman kekeringan, Glycine max, morfologi, anatomi, PEG

  

THE EVALUATION OF MORPHOLOGICAL AND ANATOMICAL

CHARACTERS IN THREE CULTIVARS OF SOYBEAN [Glycine max (L.)

Merril] AS THE DROUGHT TOLERANCE INDICATORS IN DRIED

PHASE IN POLYETHYLENE GLYCOL (PEG) SOLUTION

DWI MUSLIMAH

  Departement of Biology, Faculty of Mathematic and Natural Sciences Universitas Sebelas Maret, Surakarta

  

ABSTRACT

  Soybean is a source of plant –based protein which is cheap and easily get. Soybean production in Indonesia is relatively low; this is due to the occurrence of global warming that causes increasing of daily temperature, thus affecting the water availability. Limited water results in drought stress and disrupts plant metabolism. The soybean has some superior cultivars that have drought

• –resistant properties. The purpose of this study was to test the morphological and anatomical responses of soybean to drought stress during germination phase by immersion in Polyethylene Glycol (PEG) solution. The PEG solution as an osmotic solution can be used to select drought resistant soybean cultivars based on the initial plant growth response.

  The study was conducted with Completely Randomized Design (CRD). Soybean samples used consisted of three cultivars, i.e. Grobogan, Anjasmoro, and Wilis. PEG is used as an osmotic solution to control the potential of water in soybean. PEG solution was made with five concentrations, ie 0 MPa;

• –0,25 MPa;
• –0,5 MPa; –0,75 MPa; and –1,00 MPa. Soybean seeds sowed in containers with two layers of filter paper as a growing medium. Quantitative data were analyzed by one –way ANOVA followed by Duncan Multiple Range Test (DMRT) at 95% trust level.

  The results showed that the addition of PEG can inhibit the process of soybeans germination. The higher concentration of PEG added in the media hence the process of soybean germination is hampered. Based on this research, cultivar soybean i.e. Wilis and Anjasmoro have medium drought tolerant character, while Grobogan cultivars are susceptible to drought. Keywords: drought stress, Glycine max, morphology, anatomy, PEG

  

PERSEMBAHAN

  Skripsi ini saya persembahkan untuk : Allah SWT karena atas izin dan karunia –Nya–lah maka skripsi ini dapat selesai. Puji syukur yang tak terhingga pada Tuhan Penguasa Alam yang meridhoi dan mengabulkan segala do’a.

  Bapak dan Ibu yang selalu mendukung secara moril dan materiil, tak lelah selalu memberikan semangat yang membangun. Selalu memberikan do’a yang terbaik.

  Keluarga di rumah yang selalu membantu jika ada kesulitan dan memberikan semangat tiada henti sampai selesainya skripsi ini.

  Sahabat –sahabat bimbel yang selalu membersamai saat suka dan duka, terimakasih dukungannya.

  Untuk teman spesialku yang selalu menyemangati dan mendorong dalam menyelesaikan skripsi ini.

  Segenap keluarga yang memberikan nasehat dan dukungannya. Teman

• –teman Biosukasuka 2011, kakak tingkat, adik tingkat yang tidak bisa disebutkan satu per satu telah banyak membantu dalam selesainya skripsi ini. Almamater tercinta, Universitas Sebelas Maret.

  

MOTTO

“Pendidikan merupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua”

(Aristoteles)

  

“Learn from yesterday, live for today, and hope for tomorrow”

(Albert Einstein)

“Banyak kegagalan hidup terjadi karena orang–orang tidak menyadari

betapa dekatnya kesuksesan ketika mereka menyerah”

  

(Thomas Alfa Edison)

“Tugas kita bukanlah untuk berhasil. Tugas kita adalah untuk mencoba,

karena di dalam mencoba itulah kita menemukan dan

membangun kesempatan untuk berhasil”

  

(Mario Teguh)

KATA PENGANTAR

  Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi berjudul

  

“Evaluasi Ciri Morfologi dan Anatomi Tiga Kultivar Kedelai [Glycine max

(L.) Merril] sebagai Indikator Toleransi Cekaman Kekeringan pada Fase

Perkecambahan dalam Larutan Polyethylene Glycol (PEG)

  ” dengan baik

  sebagai salah satu persyaratan memperoleh derajat Strata Satu (S1) Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

  Penulis menyadari banyak pihak yang telah berpartisipasi dan membantu dalam menyelesaikan skripsi ini. Untuk itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada : 1.

  Bapak Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc (Hons), Ph.D selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta yang begitu inspiratif memotivasi mahasiswa serta atas ijin penelitian yang telah diberikan kepada penulis untuk keperluan skripsi.

2. Ibu Dr. Ratna Setyaningsih, M.Si selaku kepala program studi Biologi

  FMIPA UNS atas ijin skripsi dan motivasi yang diberikan kepada penulis selama penyusunan skripsi.

  3. Bapak Ari Pitoyo, M.Sc. selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, memberikan banyak saran sampai selesainya penyusunan skripsi ini.

  4. Bapak Prof. Dr. Sugiyarto, M.Si. selaku Dosen Pembimbing II yang juga telah banyak memberikan pengarahan, bimbingan, saran, dan motivasi kepada penulis sampai selesainya penyusunan skripsi.

  5. Bapak Suratman, M.Si. selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan kritik yang membangun sampai selesainya penyusunan skripsi ini.

  6. Bapak Dr. Sunarto, M.S. selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan kritik yang membangun sampai selesainya penyusunan skripsi ini.

  7. Dosen-dosen di Program Studi Biologi, yang telah sabar memberikan pengarahan dan dorongan baik spiritual maupun materil.

  8. Segenap staff laboratorium Biologi Fakultas MIPA, Universitas Sebelas Maret yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan penelitian skripsi.

  9. Keluarga Biologi 2011 yang telah banyak memberikan motivasi untuk menyelesaikan skripsi ini.

  10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah memberikan bantuannya.

  Dengan kerendahan hati penulis menyadari bahwa dalam melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu masukan yang berupa saran dan kritik yang membangun dari para pembaca akan sangat membantu. Semoga skripsi ini bisa bermanfaat bagi kita semua dan pihak- pihak yang terkait.

  Surakarta, 2 November 2017 Penyusun

  

DAFTAR ISI

  Halaman HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... ii HALAMAN PERNYATAAN ......................................................................... iii ABSTRAK ....................................................................................................... iv ABSTRACT ..................................................................................................... v HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................... vi MOTTO ........................................................................................................... vii KATA PENGANTAR ..................................................................................... viii DAFTAR ISI .................................................................................................... x DAFTAR TABEL ............................................................................................ xii DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiv

  BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................... 1 A. Latar Belakang Masalah ....................................................................... 1 B. Perumusan Masalah .............................................................................. 3 C. Tujuan Penelitian .................................................................................. 4 D. Manfaat Penelitian ................................................................................ 4 BAB II. LANDASAN TEORI ......................................................................... 5 A. Tinjauan Pustaka .................................................................................. 5 1. Tanaman Kedelai [Glycine max (L.) Merril] ................................ 5 2. Kultivar Kedelai ............................................................................ 8 3. Cekaman Kekeringan .................................................................... 11 4. Potensial air ................................................................................... 11 5. Perubahan Fisiologis dan Morfologis Tanaman Kedelai Akibat Pengaruh Cekaman Kekeringan .................................................... 12 6. Metode Simulasi Cekaman Kekeringan ........................................ 16 7. Polyethylene Glycol (PEG) .......................................................... 16 B. Kerangka Pemikiran ............................................................................. 18 C. Hipotesis ............................................................................................... 20

  BAB III. METODE PENELITIAN.................................................................. 21 A. Waktu dan Tempat Penelitian .............................................................. 21 B. Alat Penelitian ...................................................................................... 21 C. Bahan Penelitian ................................................................................... 21 D. Cara Kerja Penelitian ........................................................................... 21 E. Analisis Data ........................................................................................ 25 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................... 26 A. Persentase Perkecambahan ................................................................... 26 B. Panjang Akar Seminal .......................................................................... 30 C. Panjang Tunas Terminal ....................................................................... 33 D. Panjang Kotiledon ................................................................................ 37 E. Luas Daun ............................................................................................ 39 F. Indeks Stomata ..................................................................................... 43 BAB V PENUTUP ........................................................................................... 47 A. Kesimpulan ......................................................................................... 47 B. Saran ................................................................................................... 47 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 48

  

DAFTAR TABEL

  Halaman Tabel 1. Kombinasi antara perlakuan konsentrasi PEG dan kultivar kedelai 22 Tabel 2. Persentase Perkecambahan (%) pada 3 Kultivar Kedelai dengan konsentrasi PEG yang berbeda (

  ± SD) ......................................... 26 Tabel 3. Panjang Akar Seminal (cm) pada 3 Kultivar Kedelai dengan konsentrasi PEG yang berbeda (

  ± SD) ......................................... 30 Tabel 4. Panjang Tunas Terminal (cm) pada 3 Kultivar Kedelai dengan konsentrasi PEG yang berbeda ( ± SD) ......................................... 34 Tabel 5. Panjang Kotiledon (cm) pada 3 Kultivar Kedelai dengan konsentrasi PEG yang berbeda (

  ± SD) ......................................... 37 Tabel 6. Luas Daun (cm

  2

  ) pada 3 Kultivar Kedelai dengan konsentrasi PEG yang berbeda (

  ± SD) ............................................................ 40 Tabel 7. Indeks Stomata pada 3 Kultivar Kedelai dengan konsentrasi PEG yang berbeda (

  ± SD) ..................................................................... 43

  

DAFTAR GAMBAR

  Halaman Gambar 1. Tanaman Glycine max (L.) Merril................................................. 5 Gambar 2. Kedelai kultivar Grobogan ............................................................ 9 Gambar 3. Kedelai kultivar Anjasmoro .......................................................... 10 Gambar 4. Kedelai kultivar Wilis ................................................................... 10 Gambar 5. Diagram alir kerangka pemikiran penelitian ................................. 19 Gambar 6. Persentase perkecambahan tiga kultivar kedelai dengan pemberian berbagai konsentrasi PEG ........................................... 28 Gambar 7. Panjang akar seminal tiga kultivar kedelai dengan pemberian berbagai konsentrasi PEG ............................................................. 32 Gambar 8. Panjang tunas terminal tiga kultivar kedelai dengan pemberian berbagai konsentrasi PEG ............................................................. 35 Gambar 9. Panjang kotiledon tiga kultivar kedelai dengan pemberian berbagai konsentrasi PEG ............................................................. 38 Gambar 10. Luas daun tiga kultivar kedelai dengan pemberian berbagai konsentrasi PEG .......................................................................... 41 Gambar 11. Indeks stomata tiga kultivar kedelai dengan pemberian berbagai konsentrasi PEG ........................................................... 45 Gambar 12. Bentuk stomata kedelai [Glycine max (L.) Merril] .................... 45