PENGARUH LARUTAN EKSTRAK BUNGA MATAHARI
PENGARUH LARUTAN EKSTRAK BUNGA MATAHARI (Helianthus annuus L.)
PADA PERKECAMBAHAN GULMA DAN TANAMAN BUDIDAYA
Mohammad Cholid
Balai Penelitian Tanaman Tembakau dan Serat
ABSTRAK
Bunga matahari (Helianthus annuus L.) memiliki sifat alelopati terhadap tanaman, tetapi
sedikit informasi mengenai penghambatan/simulasi pada beberapa gulma utama dan
tanaman budidaya. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi pengaruh larutan ekstrak dari
berbagai bagian tanaman bunga matahari, dan konsentrasi larutan ekstrak dari daun
bunga matahari terhadap perkecambahan gulma Rottboellia cochinchinensis (Lour)W.D.
Clayton, Echinochloa glabrescens Munro ex Hook.f., dan Ludwigia octovalvis (Jacq.) Raven,
serta tanaman kacang hijau (Vigna radiata L.), dan padi (Oryza sativa L.). Penelitian ini
terdiri dari 2 set kegiatan yaitu: (1) mengevaluasi pengaruh larutan ekstrak dari
berbagai bagian tanaman bunga matahari; dan (2) konsentrasi larutan ekstrak dari daun
bunga matahari. Rancangan Percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak
Lengkap (RAL) faktorial, dengan 3 ulangan. Perlakuan percobaan pengaruh larutan
ekstrak dari berbagai bagian tanaman bunga matahari terdiri dari dua faktor. Faktor
pertama adalah spesies tanaman/gulma yaitu: padi, kacang hijau, Rottboellia.
Cochinchinensis, Echinochloa glabrescens, dan Ludwigia octovalvis. Faktor kedua adalah
larutan ekstrak pada berbagai bagian tanaman bunga matahari yaitu: air (kontrol), akar,
batang, dan daun. Perlakuan percobaan konsentrasi larutan ekstrak dari daun bunga
matahari juga terdiri dari dua faktor. Faktor pertama adalah spesies tanaman dan gulma
yaitu seperti pada percobaan (1). Faktor kedua adalah konsentrasi larutan ekstrak daun
bunga matahari yaitu: 0 (g/ml) (air destilasi), 3,125x10-2 (g/ml), 6,250x10-2 (g/ml),
12,500x10-2 (g/ml). Hasil percobaan pengaruh larutan ekstrak dari berbagai bagian
tanaman bunga matahari menunjukkan bahwa larutan ekstrak daun bunga matahari
menghambat perkecambahan, pertumbuhan tunas dan akar dari semua tanaman yang
diuji. Derajat penghambatan secara berurutan yaitu Ludwigia octovalvis, Rottboellia.
Cochinchinensis, Echinochloa glabrescens dan padi, sedang pada kacang hijau tidak terjadi
penghambatan. Hasil percobaan konsentrasi larutan ekstrak dari daun bunga matahari
menunjukkan perkecambahan, pertumbuhan tunas dan akar akan menurun dengan
meningkatkan konsentrasi. Perkecambahan, pertumbuhan tunas dan akar padi lebih
sensitif terhadap larutan ekstrak daun bunga matahari dibanding kacang hijau. Diantara
spesies gulma, Ludwigia octovalvis perkecambahan dan pertumbuhan paling terhambat
diikuti oleh Echinochloa glabrescens, Rottboellia. Cochinchinensis. Dapat disimpulkan
bahwa daun dari tanaman bunga matahari efektif untuk mengendalikan gulma
Ludwigia octovalvis, Rottboellia. Cochinchinensis, dengan tanpa menimbulkan kerusakan
pada tanaman kacang hijau, serta sedikit penghambatan pada tanaman padi.
Kata kunci : Alelopati, Helianthus annuus L, tanaman, gulma
1
THE EFFECT OF AQUEOUS EXTRACTS OF COMMON SUNFLOWER ( Helianthus
annuus L.) ON GERMINATION SELECTED WEEDS AND CROP SPECIES
Common sunflower (Helianthus annuus L.) were found to release allelochemicals,
but few information about allelopathic effect of sunflower on major weeds and crops.
Therefore this study took into consideration the allelopathic effects of common
sunflower through aqueous extract on seed germination of selected weeds and crops.
The study aimed to evaluate the effect of aqueous extracts of common sunflower
(Helianthus annuus L.) plant parts and the leaf aqueous extracts concentration on the seed
germination of itchgrass [Rottboellia. cochinchinensis (Lour)W.D. Clayton], barnyardgrass
(Echinochloa glabrescens Munro ex Hook.f.), water purslane [Ludwigia octovalvis (Jacq.)
Raven], mungbean (Vigna radiata L.), and rice (Oryza sativa L.). There were two series
research activities viz. (1) the effect of aqueous extracts of common sunflower
(Helianthus annuus L.) plant parts and (2) the effect of concentration of aqueous extracts
of common sunflower (Helianthus annuus L.) leaves. Treatments were replicated three
times in a factorial completely randomized design. On study of effect of different parts
of common sunflower plant insisted two factors viz. The first factor were species of
crops/weeds: rice, mungbean, itchgrass, barnyardgrass, and water purslane. The Second
factor were aqueous extracts of common sunflower plant part: kontrol (distilled water),
root, stem, and leaf. On study of concentration of aqueous extracts insisted two factors
viz. the first factor were species of crops/weeds: rice, mungbean, itchgrass,
barnyardgrass, water purslane. The Second factor were concentration of aqueous extract
of sunflower leaves: 0 (g/ml) (distilled water), 3,125x10-2 (g/ml), 6,250x10-2 (g/ml),
12,500x10-2 (g/ml). In the Petri dish experiment, using aqueous extracts of different plant
parts of common sunflower indicated that common sunflower may contain different
levels of inhibitory substances in the different organs of the plant. Results indicated that
leaf extracts of common sunflower significantly reduced germination, and shoot and
root growth of all test species, most severely affected was water purslane. The inhibition
was in the order of water purslane > itchgrass > barnyardgrass > rice. No inhibition was
observed in mungbean. There were significant differences among germination, the
shoot and root lengths of test plant at different concentrations of leaf extracts.
Germination, shoot and root length of test plant tended to decrease at increasing
concentrations of leaf extracts. Rice germination and seedling growth were more
sensitive to common sunflower leaf extracts at all concentration levels than those of
mungbean. Among the weed species, water purslane was the most inhibited, followed
by barnyardgrass, and itchgrass. Leaf extracts inhibited the germination and seedling
growth of the crop species much less than those of the weed species. Root was more
sensitive than shoot in all test species. Suggesting that the leaf extract affected more the
root which is in contact with the leaf extract, than the shoot where contact with the leaf
extract was not that much. It may be inferred that common sunflower leaves extract may
be used for effective itchgrass and water purslane kontrols, without damaging
mungbean and less damaging in rice plants. It may be inferred that common sunflower
leaves may be used for effective itchgrass and water purslane kontrols, without
damaging mungbean and less damaging in rice plants.
Key word: Allelopathic, Helianthus annuus L, crops, weeds
2
PENDAHULUAN
Pertanian modern umumnya berorientasi target dan komersil, sehingga dalam
rangka mencapai target produksi tinggi, sejumlah besar herbisida sintetik digunakan
untuk mengendalikan gulma (Batish et Al., 2001). Peningkatan penggunaan herbisida
sintetik menjadi ancaman serius terhadap manusia, ternak, dan lingkungan. Produk
kimia sintetik mungkin telah disaring dengan baik agar penggunaannya aman pada
tanaman tetapi degradasi dari produk bahan kimia ini diserap oleh tanah dan menetap
untuk jangka waktu yang lama. Dalam rangka mempertahankan agro-ekosistem secara
berkelanjutan perlu dicarikan alternative pengelolaan gulma yang ramah terhadap
lingkungan.
Alelopati adalah interaksi secara biokimia antar organisma. Rice (1984)
mendefinisikan alelopati sebagai gangguan antar tumbuhan dimana senyawa kimia
yang dilepaskan oleh satu spesies tumbuhan menghambat atau merangsang
pertumbuhan dari tumbuhan lain. Alelokimia dilaporkan menghambat: (1) pembelahan
sel dan pemanjangan sel; (2) aktivitas induksi hormone terutama oleh auxins dan
gibberellins; ( 3) Aktivitas mediasi-enzim oleh sulfhydryl dan phenyllaninelyase (PAL);
(4) pengambilan mineral; (5) fotosintesis dan respirasi; (6) pembukaan stomata; ( 7)
sintesa protein dan berubah lipid dan metabolisme asam organik; dan ( 8) mengubah
permeabilitas membran (Rice, 1984). Bahan-kimia alami yang bersifat phytotoxic dari
tumbuhan dapat dimanfaatkan sebagai agrokimia untuk mengendalikan gulma (Batish
et al., 2001). Penerapan alelopati dalam sistem pengelolaan gulma dapat dilakukan
dengan memanfaatkan tanaman yang memiliki alelopat dalam rotasi tanaman, yang
diaplikasikan dalam bentuk mulsa dan/atau sebagai tanaman penutup tanah untuk
menekan gulma.
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa bunga matahari mempunyai sifat
alelopati terhadap beberapa spesies tumbuhan. Serbuk daun dan residu kering bunga
matahari yang yang dicampur dalam tanah, akan menurunkan pertumbuhan gandum,
kedelai dan bunga matahari sendiri (Irons and Burnside, 1982). Larutan ekstrak dari
daun bunga matahari menghambat pertumbuhan dari kecambah sorghum melalui
penurunan potensial air daun dan ketahanan difusi
(Schon and Einhelig, 1982).
3
Germacranolide yang diisolasi dari bunga matahari dapat menhambat pertumbuhan
dari koleoptil oat (Spring and Hager, 1982).
Sifat penghambatan ini telah diuji terhadap beberapa spesies gulma yaitu
jajagoan (Echinochloa colona L.) (Abeysekara, 1992), Trianthema portulacastrum L.,
Parthenium hysterophorus L, dan Amaranthus viridis L. (Dharamraj, 1998), tetapi belum
diuji pada beberapa gulma utama, sehingga pengujian lebih lanjut terhadap gulma
utama dan tanaman pokok perlu dilakukan.
Penelitian ini bertujuan untuk (1) mengevaluasi pengaruh larutan ekstrak dari
berbagai bagian tanaman bunga matahari terhadap perkecambahan gulma Rottboellia
cochinchinensis (Lour)W.D. Clayton, Echinochloa glabrescens Munro ex Hook.f., Ludwigia
octovalvis (Jacq.) Raven, serta tanaman pokok kacang hijau (Vigna radiata L.), dan padi
(Oryza sativa L.). (2) mengevaluasi pengaruh konsentrasi larutan ekstrak dari daun
bunga matahari terhadap perkecambahan
Rottboellia cochinchinensis (Lour)W.D.
Clayton, Echinochloa glabrescens Munro ex Hook.f., Ludwigia octovalvis (Jacq.) Raven,
kacang hijau dan padi.
METODOLOGI
Peneltian ini terdiri dari 2 set kegiatan yaitu: (1) mengevaluasi pengaruh larutan
ekstrak dari berbagai bagian tanaman bunga matahari; dan (2) konsentrasi larutan
ekstrak dari daun bunga matahari. Rancangan Percobaan yang digunakan adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial, dengan 3 ulangan. Perlakuan percobaan
pengaruh larutan ekstrak dari berbagai bagian tanaman bunga matahari terdiri dari dua
faktor. Faktor pertama adalah spesies tanaman/gulma yaitu: padi, kacang hijau,
Rottboellia. Cochinchinensis (RC), Echinochloa glabrescens (EG), dan Ludwigia octovalvi (LO)s.
Faktor kedua adalah larutan ekstrak pada berbagai bagian tanaman bunga matahari
yaitu: air (kontrol), akar, batang, dan daun.
Perlakuan percobaan konsentrasi larutan ekstrak dari daun bunga matahari
terdiri dari dua faktor. Faktor pertama adalah spesies tanaman dan gulma yaitu seperti
pada percobaan (1). Faktor kedua adalah konsentrasi larutan ekstrak daun bunga
matahari yaitu: 0 (g/ml) (air destilasi), 3,125x10-2 (g/ml), 6,250x10-2 (g/ml), 12,500x10-2
(g/ml).
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Larutan ekstrak dari berbagai bagian tanaman bunga matahari
Benih dari spesies yang akan digunakan dalam penelitian ini diuji viabilitas dan
perkecambahan, secara keseluruhan memiliki perkecambahan berkisar antara 75 hingga
100%.
Pengaruh larutan ekstrak dari berbagai bagian tanaman bunga matahari
terhadap perkecambahan benih padi, kacang hijau, Rottboellia cochinchinensis (RC),
Echinochloa glabrescen (EG), Ludwigia octovalvis (LO) disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Pengaruh larutan ekstrak dari berbagai bagian tanaman bunga matahari
terhadap perkecambahan benih padi, kacang hijau, RC, EG dan LO.
BAGIAN
TANAMAN
Kontrol
Akar
Batang
Daun
Padi
96.67a
90.00ab
70.00bc
63.33c
K. hijau
100.00a
93.33ab
86.67b
83.33b
PERKECAMBAHAN (%)
RC
EG
75.00a
91.67a
55.00a
75.00b
26.67b
51.67c
11.67b
21.67d
LO
81.67a
75.00a
36.67b
1.67c
Angka yang diikuti dengan huruf yang sama pada setiap kolom tidak berbeda nyata pada BNT 1%.
Numbers followed by the same letters in each column are not significantly different at 1% LSD.
Persen perkecambahan yang paling tinggi terdapat pada perlakuan kontrol yaitu
menggunakan air distilasi yaitu 96.67% (padi), 100% (kacang hijau), 75% (RC), 91% (EG),
dan 81.67% (LO). Derajat penghambatan dari larutan ekstrak bunga matahari meningkat
dari akar, batang dan daun-daun. Perkecambahan padi di dalam ekstrak daun adalah
yang paling rendah (63.33%), tetapi tidak berbeda nyata dengan ekstrak batang.
Perkecambahan kacang hijau paling rendah (83.33%) terjadi dalam media larutan
ekstrak daun tetapi tidak berbeda nyata dari ekstrak batang dan akar.
Pola perkecambahan pada gulma yang diuji serupa dengan kedua tanaman
pokok, walaupun derajat penghambatannya terhadap gulma lebih tinggi (Gambar 1).
Pola perkecambahan RC adalah seperti EG dan LO, walaupun tidak berbeda disbanding
ekstrak batang. Perkecambahan kedua spesies gulma (EG dan LO) sangat terhambat di
dalam larutan ekstrak daun (21.67% dan 1.67%) (Tabel 1). Perkecambahan EG sangat
terhambat oleh larutan ekstrak berbagai bagian tanaman bunga matahari dengan
derajad penghambatan secara berurutan daun>batang>akar.
Ekstrak daun memiliki pengaruh penghambatan yang paling tinggi terhadap
perkecambahan semua tanaman yang diuji. Hasil ini sesuai dengan Tiwari et al. (1998),
5
yang melaporkan bahwa ekstrak daun dan seluruh organ tanaman terbukti lebih
menghambat dibanding biji dan batang. Visalakshi dan Sarma (1997) juga melaporkan
bahwa larutan ekstrak dari Parthenium hysterophorus Linn. menghambat perkecambahan
dan pertumbuhan awal kecambah
kacang merah/kidney bean.
Lambatnya laju
perubahan dari pati menjadi gula dan protein menjadi asam amino di dalam kotiledon
dari kecambah yang diuji berhubungan dengan penghambatan terhadap aktivitas
amylase dan protease pada ujung akar tanaman (larutan ekstrak 1% w/v) lebih tebal,
dengan warna kecoklatan dibanding kontrol. Pada sel ujung akar dari tanaman yang
diperlakukan menunjukkan tidak berbentuk (amorphous) dan tidak aktif (tidak ada
pembelahan) inti sel, mitokondria dan reticulum indoplasma (Cruz-Ortega et al., 1998).
Seperti yang disajikan pada Gambar 1 dan 2, perkecambahan dari benih padi,
kacang hijau, RC, EG dan LO berkurang dengan derajat penurunan yang berbeda
tergantung dari ekstrak bagian tanaman bunga matahari.
Gambar 1. Perkecambahan benih padi dan kacang hijau dalam larutan ekstrak dari
bagian tanaman bunga matahari.
6
Gambar 2. Perkecambahan biji RC, EG dan LO dalam larutan ekstrak dari
bagian tanaman bunga matahari.
Konsentrasi dari larutan ekstrak daun bunga matahari
Pengaruh konsentrasi larutan ekstrak daun bunga matahari terhadap
perkecambahan benih padi, kacang hijau, RC, EG dan LO disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Pengaruh konsentrasi larutan ekstrak daun tanaman bunga matahari
terhadap perkecambahan benih padi, kacang hijau, RC, EG dan LO.
KONSENTRASI
(g/ml)
PERKECAMBAHAN (%)
Padi
K. hijau
RC
EG
LO
0
96.67a
96.67a
73.33a
88.33a
80.00a
3,125x10-2
53.33b
86.67ab
55.00a
75.00b
31.67b
6,250x10-2
36.67b
83.33ab
33.33b
21.67c
3.33c
12,500x10-2
0.00c
73.33b
11.67c
0.00d
0.00c
Angka yang diikuti dengan huruf yang sama pada setiap kolom tidak berbeda nyata pada LSD 1%.
Numbers followed by the same letters in each column are not significantly different at 1% LSD.
Seperti yang terlihat pada Tabel 2, Persentase perkecambahan cenderung
menurun dengan meningkatnya konsentrasi dari ekstrak daun bunga matahari
terhadap semua tanaman yang diuji. Persentase perkecambahan yang lebih rendah
terjadi pada konsentrasi ekstrak daun bunga matahari yang lebih tinggi.
7
Perkecambahan benih padi terhambat pada konsentrasi 3,125x10-2 (g/ml),
sementara perkecambahan benih kacang hijau terhambat pada konsentrasi 12,500x10-2
(g/ml). Pada konsentrasi 12,500x10-2 (g/ml), perkecambahan benih padi terhambat
total, sedang perkecambahan benih kacang hijau sedikit terhambat (73,33%). Diantara
kedua spesies tanaman, kacang hijau kurang sensitive dibanding padi terhadap
perbedaan konsentrasi dari larutan ekstrak daun bunga matahari. Perkecambahan biji
RC, EG dan LO sangat terhambat pada konsentrasi 12,500x10-2 (g/ml), berbeda secara
nyata dari konsentrasi yang lain ( 0, 3,125x10-2, dan 6,250x10-2).
EG dan LO pada konsentrasi 12,500x10-2 (g/ml) ekstrak daun bunga matahari
tidak berkecambah. Pola perkecambahan LO serupa dengan RC dan EG, tetapi derajad
perkecambahan lebih rendah dibanding RC dan EG.
Diantara spesies gulma, LO
merupakan spesies yang paling sensitive terhadap perlakuan ekstrak daun, diikuti
dengan EG dan RC.
Penghambatan perkecambahan tertinggi diamati pada konsentrasi daun ekstrak
yang paling tinggi 12,500x10-2 (g/ml), diikuti oleh konsentrasi 6,250x10-2 (g/ml) dan
3,125x10-2 (g/ml) (Gambar 4). Temuan ini mengindikasikan terjadinya peningkatan
aktivitas penghambatan dari ekstrak daun bunga matahari dengan peningkatan
konsentrasinya.
Larutan ekstrak daun bunga matahari menghambat penuh
perkecambahan (100%) terhadap LO, EG dan padi pada konsentrasi tertinggi 12,500x10-2
(g/ml). Penghambatan perkecambahan kacang hijau paling rendah dalam larutan
ekstrak daun bunga matahari pada semua tingkatan konsentrasi.
Diantara semua tanaman yang diuji, LO merupakan spesies yang paling rentan
terhadap hambatan pertumbuhan oleh larutan ekstrak daun bunga matahati pada
semua tingkatan konsentrasi. Ekstrak daun pada konsentrasi 6,250x10-2 (g/ml) terbukti
mengganggu perkecambahan dari tanaman yang diuji kecuali kacang hijau. Spesies
tanaman pokok memiliki sensitivitas lebih rendah terhadap tingkat konsentrasi larutan
daun bunga matahari dibanding spesies gulma.
Gambar 3 dan 4 menunjukkan
pengaruh ekstrak daun bunga matahari terhadap padi, kacang hijau, RC, EG dan LO.
8
Gambar 3. Perkecambahan benih padi dan kacang hijau pada berbagai tingkatan
konsentrasi larutan ekstrak daun bunga matahari.
Gambar 4. Perkecambahan biji RC, EG dan LO pada pada berbagai tingkatan konsentrasi
larutan ekstrak daun bunga matahari.
Narwal et al. (1999a) juga melaporkan bahwa larutan ekstrak dari batang dan
daun bunga matahari menghambat perkecambahan dan pertumbuhan lanjut kecambah
dari tanaman seperti clusterbean, cowpea, greengram, sunflower, sorghum, pearl-millet,
and jagung, sehingga mengindikasikan kehadiran fitotoksik allelo-kimia dari tanaman
bunga matahari. Kohli and Pariana (1992), Dharamraj et al. (1998), and Tongma et al.
(1997) juga melaporkan efek merusak dari ekstrak tanaman bunga matahari terhadap
9
tanaman. Aktivitas penghambatan ekstrak air dari daun dan batang Tithonia diversifolia
[Hemsl.] A.Gray terhadap pertumbuhan kecambah shorgum adalah serupa, tetapi lebih
tinggi dibanding aktivitas ekstrak air yang berasal dari akar. Derajad penghambatan
terhadap pertumbuhan tanaman bervariasi tergantung dari spesies tanaman. Tidak ada
perbedaan aktivitas fitotoksik antara ekstrak dari daun yang hijau dengan daun yang
tua/rontok (Tongma et al., 1997).
Ekstrak daun lebih fitoksik dibanding ekstrak bagian tanaman lainnya, ini terjadi
sebagai mana dilaporkan: Sajjan et al. (1998) menemukan bahwa larutan ekstrak daun
Cassia sericea menurunkan perkecambahan , panjang tajuk dan akar serta indek vigor
pada winter sorghum dibanding ekstrak yang berasal dari tajuk dan akar. Bioassay
dari padi, lettuce, Echinochloa crus-galli, Digitaria sanguinalis and Cyperus amuricus
menunjukkan bahwa larutan ekstrak dari daun lilac menghambat perkecambahan biji
dan pertumbuhan akar D. sanguinalis and lettuce (Hwang et al., 1997).
Derajat penghambatan tergantung dari konsentrasi ekstrak. Kehadiran senyawa
penghambat seperti parthenin, caffeic acid dan p-coumaric pada konsentrasi lebih tinggi
di dalam daun Parthenium hysterophorus Linn., menjadi alasan perubahan perilaku dari
ekstrak (Rehman, 1998).
Identifikasi dari senyawa kimia penghambat di dalam bunga matahari dilakukan
oleh Dharamraj (1998).
Hubungan antara p-coumaric, p-hydroxybenzoic, syringic,
vanillic, acid allelochemicals dan umur ontogenik dari bunga matahari (Helianthus
annuus L.). Asam fenolik dideteksi dalam asam dan alkaline hydrolysates dari ekstrak
air dan hidrolisis langsung dari residu sisa ekstrak air. Ferulic, p-coumaric, syringic,
chlorogenic, vanillic acid, neochlorogenic, p-hydroxysbenzoic acid dan caffeoxyquinic
acids dideteksi terdapat pada residu bunga matahari pada berbagai konsentrasi. Hasil
ini menunjukkan bahwa fenolik ini berperan dalam penghambatan pada kondisi alami
dan berpotensi sebagai allelo-kimia (allelochemicals)
Besar kemungkinan bahwa pengaruh alelopat dari bunga matahari disebabkan
oleh phenolic acids yang berhubungan dengan alelo-kimia, dimana dalam jumlah yang
cukup memberikan pengaruh penghambatan (Koeppe et al., 1970; Wilson and Rice,
1968). Serupa dengan penemuan Rice dan Panchoy (1973) yang menunjukkan bahwa
daun merupakan sumber penghambatan secara konsisten. Beberapa gulma yang diuji
10
memiliki sensitivitas yang berbeda-beda, meskipun demikian larutan ekstrak daun
adalah yang paling menghambat terhadap spesies gulma.
Penurunan perkecambahan kemungkinan disebabkan oleh penghambatan
dalam pengambilan oksigen di dalam biji, yang penting pada proses oksidatif untuk
menyediakan bahan makanan (Murphy and Noland, 1982), dan/atau karena
penghambatan pembelahan sel dan perpanjangan sel (Anaya and Pelayo-Benavides,
1997).
Peran potensial dari abscisic acid (ABA) dalam perkecambahan juga diteliti
karena pada kondisi stress terlihat adanya peningkatan taraf ABA pada beberapa
tanaman yang diketahui akan menghambat perkecambahan pada konsentrasi tepat
(Zeevaart, 1977).
Aliotta (1998) melaporkan bahwa hampir seluruh jaringan hidup dari biji
mengalami perubahan selama proses penghambatan. Perkecambahan biji terhambat
dengan kehadiran alelo-kimia yang menyebabkan akumulasi malic acid dan aktivitas
glycosidase terlibat dalam mengenduran dinding sel terhambat. Kalita dan Dey (1998)
juga melaporkan tentang pengaruh alelopat terhadap empat gulma perusak (Ageratum
conyzoides, Borreria lipsida, Cynodon dactylon and Cyperus rotundus) dalam pertanaman
padi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas penghambatan lebih tinggi pada
ekstrak tajuk dibanding ekstrak akar dengan meningkatnya konsentrasi. Wardle et al.
(1992) melaporkan penurunan secara nyata terhadap panjang radikel dan hipokotil M.
bimueronata
terlihat
dengan
meningkatnya
konsentrasi.
Penelitian
ini
mendemonstrasikan respon tergantung pada konsentrasi (a rate-dependent response) dan
menunjukkan bahwa ekstrak daun tanaman bunga matahari mengandung bahan
penghambat yang paling tinggi (inhibitory materials).
KESIMPULAN
Dalam percobaan di cawan Petri, penggunaan larutan ekstrak dari bagian tanaman yang
berbeda menunjukkan bahwa bunga matahari mengandung bahan penghambat pada
tingkat yang berbeda pada organ yang berbeda.
Ekstrak daun nyata menghambat
perkecambahan, pertumbuhan tajuk dan akar pada semua tanaman yang diuji yang
lebih tinggi dibanding ekstrak akar dan batang. Penghambatan yang paling tinggi
terjadi pada Ludwigia octovalvis (LO). Derajat penghambatan secara berurutan adalah
11
gulma Ludwigia octovalvis (LO) > Rottboellia cochinchinensis (RC) > Echinochloa glabrescens
(EG) > tanaman padi (Oryza sativa L.). Tidak ada penghambatan terjadi pada kacang
hijau (Vigna radiata L.). Dapat disimpulkan bahwa daun dari tanaman bunga matahari
efektif untuk mengendalikan gulma
Ludwigia octovalvis, Rottboellia. Cochinchinensis,
dengan tanpa menimbulkan kerusakan pada tanaman kacang hijau, serta sedikit
penghambatan pada tanaman padi.
DAFTAR PUSTAKA
ABEYSEKERA, S.K. M.M.A. 1992. comparative study on agronomic characters and
allelopathic activity of common sunflower (Helianthus annuus L.) and wild
sunflower (Tithonia diversifolia (Herm SL.) Gray). MS Thesis . University of
the Philippines at Los Baños. Philippines. 71p.
ALIOTTA, G. 1998. Localization of action site(s) of allelochemicals in seeds:
Implications for weed control. In Abstracts. Allelopathy Journal 6(2).pp
281-282.
ANAYA, A.L. and H.R. PELAYO-BENAVIDES. 1997. Allelopathic potential of
Mirabilis jalapa L. (Nyctaginaceae): Effects on germination, growth and
cell division of some plants. Allelopathy Journal 4: 57-68.
BATISH, D.R., H.P. SINGH and R.K. KOHLI. 2001. Allelopathy as a tool for
sustainable weed management. The Proceeding of the 18th Asian-Pacific
Weed Science Society Conference. May 28- June 2, 2001. Beijing, P.R. China.
pp. 168-173.
CRUZ-ORTEGA, R., A.L. ANAYA, B.E. HERNANDEZ-BAUTISTA and G. LAGUNAHERNANDEZ. 1998. Effects of allelochemicals stress produced by Sicyos
deppei on seedling root ultrastrucutre of Phaseolus vulgaris and Cucurbita
ficifolia. Journal of Chemical Ecology 24:2039-2057.
DHARMARAJ, G. 1998a. Allelopathic influence of sunflower on field crops.
abstracts. Allelopathy Journal 6(1).pp.103.
In
HWANG, S.J., D.H. SHIN and K.U. KIM. 1997. Identification of biologically active
substance from lilac (Syringa vulgaris L.). Korean Journal of Weed Science
17: 334-344.
IRONS, M.S. and C.V. BURNSIDE. 1982. Competitive and allelopathic effects of
sunflower. Weed Science 30:372-377.
KOEPPE, D. E., L. M. ROHRBAUGH, E. L. RICE and S.H. WENDER. 1970. Tissue age
and caffeoylquinic acid concentrations in sunflower, Phytochemistry 9:297301.
KOHLI, R.K. and PARIANA. 1992. Allelopathic impact of sunflower on crops. In
Proceedings. National Symposium Allelopathy in Agroecosystems.
12
TAURO, P. and S.S. NARWAL (eds). Hisar India : Indian Society of
Allelopathy. pp. 29-30.
NARWAL, S.S., YADAVA, S. and S. GUPTA. 1999a. Allelopathic effects of sunflower
on succeeding summer crops. 1. Field studies and bioassays. Allelopathy
Journal 6:35-48.
REHMAN, A. 1998. Allelopathic potential of Parthenium hysterophorus Linn. On
germination, growth and dry matter production in Cassis sophera Linn.
Bionature 18(1): 17-20.
RICE, E.L. and S.K. PANCHOLY. 1973. Inhibition of nitrification by climax ecosystems
II. Additional evidence and possible role of tannins. American Journal of
Botany 60:691-720.
RICE, E.L.. 1984. Allelopathy (second edition). Academic Press, Orlando. p. 29-30.
SAJJAN, A.S. and B.D. BIRADAR. 1998. Allelopathic effect of Cassia sericea on seed and
seedling parameters in rabi sorghum. World Weeds 5: 81-83.
SCHON, M.K. and F.A. EINHELLIG. 1982. Allelopathic effects of cultivated sunflower
on grain sorghum. Botanical Gazette. 143: 505-510.
SPRING, O. and A. HAGER. 1982. Inhibition of elongation growth by two
sesquiterpene lactones isolated from Helianthus annuus. Peredovick.
Pergamon. Phytochemistry, 21 : 2551-2553.
TIWARI, J. P., S.P. KURCHANIA, C.S. BHALLA and N.R. PARADKAR. 1998. Studies
on allelopathic effects of Cassia tora on Parthenium hysterophorus. In
Abstracts. Allelopathy Journal 6(2).pp.292.
TONGMA, S., K. KOBAYASHI and K. USUI. 1997. Effect of water extracts from
Mexican sunflower [Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray] on germination
and growth of tested plants. Journal of Weed Science and Technology 42:
373-378.
VISALAKSHI, M. and K.K.V. SARMA. 1998. Allelopathic potential of five weedy
species of Cassia on nodulation and dry matter production of Arachis
hypogaea L. In Abstracts. Allelopathy Journal. 6(2).pp 289.
WARDLE, D. A., K.J. NICHOLSON and M. AHMED. 1992. Comparison of osmotic
and allelopathy effects of grass leaf extracts on grass seed germination and
radicle elongation. Plant and soil 140: 315-319.
WILSON, R.E. and E.L. RICE. 1968. Allelopathy as expressed by Helianthus annus and
its role in old-field succession. Bulletin of the Torrey Botanical Club. 95:
432-448.
ZEEVAART, J.A.D. 1977. Sites of abscisic acid synthesis and metabolism in Ricinus
communis L. Plant Physiol. 59: 788-791.
13
PADA PERKECAMBAHAN GULMA DAN TANAMAN BUDIDAYA
Mohammad Cholid
Balai Penelitian Tanaman Tembakau dan Serat
ABSTRAK
Bunga matahari (Helianthus annuus L.) memiliki sifat alelopati terhadap tanaman, tetapi
sedikit informasi mengenai penghambatan/simulasi pada beberapa gulma utama dan
tanaman budidaya. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi pengaruh larutan ekstrak dari
berbagai bagian tanaman bunga matahari, dan konsentrasi larutan ekstrak dari daun
bunga matahari terhadap perkecambahan gulma Rottboellia cochinchinensis (Lour)W.D.
Clayton, Echinochloa glabrescens Munro ex Hook.f., dan Ludwigia octovalvis (Jacq.) Raven,
serta tanaman kacang hijau (Vigna radiata L.), dan padi (Oryza sativa L.). Penelitian ini
terdiri dari 2 set kegiatan yaitu: (1) mengevaluasi pengaruh larutan ekstrak dari
berbagai bagian tanaman bunga matahari; dan (2) konsentrasi larutan ekstrak dari daun
bunga matahari. Rancangan Percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak
Lengkap (RAL) faktorial, dengan 3 ulangan. Perlakuan percobaan pengaruh larutan
ekstrak dari berbagai bagian tanaman bunga matahari terdiri dari dua faktor. Faktor
pertama adalah spesies tanaman/gulma yaitu: padi, kacang hijau, Rottboellia.
Cochinchinensis, Echinochloa glabrescens, dan Ludwigia octovalvis. Faktor kedua adalah
larutan ekstrak pada berbagai bagian tanaman bunga matahari yaitu: air (kontrol), akar,
batang, dan daun. Perlakuan percobaan konsentrasi larutan ekstrak dari daun bunga
matahari juga terdiri dari dua faktor. Faktor pertama adalah spesies tanaman dan gulma
yaitu seperti pada percobaan (1). Faktor kedua adalah konsentrasi larutan ekstrak daun
bunga matahari yaitu: 0 (g/ml) (air destilasi), 3,125x10-2 (g/ml), 6,250x10-2 (g/ml),
12,500x10-2 (g/ml). Hasil percobaan pengaruh larutan ekstrak dari berbagai bagian
tanaman bunga matahari menunjukkan bahwa larutan ekstrak daun bunga matahari
menghambat perkecambahan, pertumbuhan tunas dan akar dari semua tanaman yang
diuji. Derajat penghambatan secara berurutan yaitu Ludwigia octovalvis, Rottboellia.
Cochinchinensis, Echinochloa glabrescens dan padi, sedang pada kacang hijau tidak terjadi
penghambatan. Hasil percobaan konsentrasi larutan ekstrak dari daun bunga matahari
menunjukkan perkecambahan, pertumbuhan tunas dan akar akan menurun dengan
meningkatkan konsentrasi. Perkecambahan, pertumbuhan tunas dan akar padi lebih
sensitif terhadap larutan ekstrak daun bunga matahari dibanding kacang hijau. Diantara
spesies gulma, Ludwigia octovalvis perkecambahan dan pertumbuhan paling terhambat
diikuti oleh Echinochloa glabrescens, Rottboellia. Cochinchinensis. Dapat disimpulkan
bahwa daun dari tanaman bunga matahari efektif untuk mengendalikan gulma
Ludwigia octovalvis, Rottboellia. Cochinchinensis, dengan tanpa menimbulkan kerusakan
pada tanaman kacang hijau, serta sedikit penghambatan pada tanaman padi.
Kata kunci : Alelopati, Helianthus annuus L, tanaman, gulma
1
THE EFFECT OF AQUEOUS EXTRACTS OF COMMON SUNFLOWER ( Helianthus
annuus L.) ON GERMINATION SELECTED WEEDS AND CROP SPECIES
Common sunflower (Helianthus annuus L.) were found to release allelochemicals,
but few information about allelopathic effect of sunflower on major weeds and crops.
Therefore this study took into consideration the allelopathic effects of common
sunflower through aqueous extract on seed germination of selected weeds and crops.
The study aimed to evaluate the effect of aqueous extracts of common sunflower
(Helianthus annuus L.) plant parts and the leaf aqueous extracts concentration on the seed
germination of itchgrass [Rottboellia. cochinchinensis (Lour)W.D. Clayton], barnyardgrass
(Echinochloa glabrescens Munro ex Hook.f.), water purslane [Ludwigia octovalvis (Jacq.)
Raven], mungbean (Vigna radiata L.), and rice (Oryza sativa L.). There were two series
research activities viz. (1) the effect of aqueous extracts of common sunflower
(Helianthus annuus L.) plant parts and (2) the effect of concentration of aqueous extracts
of common sunflower (Helianthus annuus L.) leaves. Treatments were replicated three
times in a factorial completely randomized design. On study of effect of different parts
of common sunflower plant insisted two factors viz. The first factor were species of
crops/weeds: rice, mungbean, itchgrass, barnyardgrass, and water purslane. The Second
factor were aqueous extracts of common sunflower plant part: kontrol (distilled water),
root, stem, and leaf. On study of concentration of aqueous extracts insisted two factors
viz. the first factor were species of crops/weeds: rice, mungbean, itchgrass,
barnyardgrass, water purslane. The Second factor were concentration of aqueous extract
of sunflower leaves: 0 (g/ml) (distilled water), 3,125x10-2 (g/ml), 6,250x10-2 (g/ml),
12,500x10-2 (g/ml). In the Petri dish experiment, using aqueous extracts of different plant
parts of common sunflower indicated that common sunflower may contain different
levels of inhibitory substances in the different organs of the plant. Results indicated that
leaf extracts of common sunflower significantly reduced germination, and shoot and
root growth of all test species, most severely affected was water purslane. The inhibition
was in the order of water purslane > itchgrass > barnyardgrass > rice. No inhibition was
observed in mungbean. There were significant differences among germination, the
shoot and root lengths of test plant at different concentrations of leaf extracts.
Germination, shoot and root length of test plant tended to decrease at increasing
concentrations of leaf extracts. Rice germination and seedling growth were more
sensitive to common sunflower leaf extracts at all concentration levels than those of
mungbean. Among the weed species, water purslane was the most inhibited, followed
by barnyardgrass, and itchgrass. Leaf extracts inhibited the germination and seedling
growth of the crop species much less than those of the weed species. Root was more
sensitive than shoot in all test species. Suggesting that the leaf extract affected more the
root which is in contact with the leaf extract, than the shoot where contact with the leaf
extract was not that much. It may be inferred that common sunflower leaves extract may
be used for effective itchgrass and water purslane kontrols, without damaging
mungbean and less damaging in rice plants. It may be inferred that common sunflower
leaves may be used for effective itchgrass and water purslane kontrols, without
damaging mungbean and less damaging in rice plants.
Key word: Allelopathic, Helianthus annuus L, crops, weeds
2
PENDAHULUAN
Pertanian modern umumnya berorientasi target dan komersil, sehingga dalam
rangka mencapai target produksi tinggi, sejumlah besar herbisida sintetik digunakan
untuk mengendalikan gulma (Batish et Al., 2001). Peningkatan penggunaan herbisida
sintetik menjadi ancaman serius terhadap manusia, ternak, dan lingkungan. Produk
kimia sintetik mungkin telah disaring dengan baik agar penggunaannya aman pada
tanaman tetapi degradasi dari produk bahan kimia ini diserap oleh tanah dan menetap
untuk jangka waktu yang lama. Dalam rangka mempertahankan agro-ekosistem secara
berkelanjutan perlu dicarikan alternative pengelolaan gulma yang ramah terhadap
lingkungan.
Alelopati adalah interaksi secara biokimia antar organisma. Rice (1984)
mendefinisikan alelopati sebagai gangguan antar tumbuhan dimana senyawa kimia
yang dilepaskan oleh satu spesies tumbuhan menghambat atau merangsang
pertumbuhan dari tumbuhan lain. Alelokimia dilaporkan menghambat: (1) pembelahan
sel dan pemanjangan sel; (2) aktivitas induksi hormone terutama oleh auxins dan
gibberellins; ( 3) Aktivitas mediasi-enzim oleh sulfhydryl dan phenyllaninelyase (PAL);
(4) pengambilan mineral; (5) fotosintesis dan respirasi; (6) pembukaan stomata; ( 7)
sintesa protein dan berubah lipid dan metabolisme asam organik; dan ( 8) mengubah
permeabilitas membran (Rice, 1984). Bahan-kimia alami yang bersifat phytotoxic dari
tumbuhan dapat dimanfaatkan sebagai agrokimia untuk mengendalikan gulma (Batish
et al., 2001). Penerapan alelopati dalam sistem pengelolaan gulma dapat dilakukan
dengan memanfaatkan tanaman yang memiliki alelopat dalam rotasi tanaman, yang
diaplikasikan dalam bentuk mulsa dan/atau sebagai tanaman penutup tanah untuk
menekan gulma.
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa bunga matahari mempunyai sifat
alelopati terhadap beberapa spesies tumbuhan. Serbuk daun dan residu kering bunga
matahari yang yang dicampur dalam tanah, akan menurunkan pertumbuhan gandum,
kedelai dan bunga matahari sendiri (Irons and Burnside, 1982). Larutan ekstrak dari
daun bunga matahari menghambat pertumbuhan dari kecambah sorghum melalui
penurunan potensial air daun dan ketahanan difusi
(Schon and Einhelig, 1982).
3
Germacranolide yang diisolasi dari bunga matahari dapat menhambat pertumbuhan
dari koleoptil oat (Spring and Hager, 1982).
Sifat penghambatan ini telah diuji terhadap beberapa spesies gulma yaitu
jajagoan (Echinochloa colona L.) (Abeysekara, 1992), Trianthema portulacastrum L.,
Parthenium hysterophorus L, dan Amaranthus viridis L. (Dharamraj, 1998), tetapi belum
diuji pada beberapa gulma utama, sehingga pengujian lebih lanjut terhadap gulma
utama dan tanaman pokok perlu dilakukan.
Penelitian ini bertujuan untuk (1) mengevaluasi pengaruh larutan ekstrak dari
berbagai bagian tanaman bunga matahari terhadap perkecambahan gulma Rottboellia
cochinchinensis (Lour)W.D. Clayton, Echinochloa glabrescens Munro ex Hook.f., Ludwigia
octovalvis (Jacq.) Raven, serta tanaman pokok kacang hijau (Vigna radiata L.), dan padi
(Oryza sativa L.). (2) mengevaluasi pengaruh konsentrasi larutan ekstrak dari daun
bunga matahari terhadap perkecambahan
Rottboellia cochinchinensis (Lour)W.D.
Clayton, Echinochloa glabrescens Munro ex Hook.f., Ludwigia octovalvis (Jacq.) Raven,
kacang hijau dan padi.
METODOLOGI
Peneltian ini terdiri dari 2 set kegiatan yaitu: (1) mengevaluasi pengaruh larutan
ekstrak dari berbagai bagian tanaman bunga matahari; dan (2) konsentrasi larutan
ekstrak dari daun bunga matahari. Rancangan Percobaan yang digunakan adalah
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial, dengan 3 ulangan. Perlakuan percobaan
pengaruh larutan ekstrak dari berbagai bagian tanaman bunga matahari terdiri dari dua
faktor. Faktor pertama adalah spesies tanaman/gulma yaitu: padi, kacang hijau,
Rottboellia. Cochinchinensis (RC), Echinochloa glabrescens (EG), dan Ludwigia octovalvi (LO)s.
Faktor kedua adalah larutan ekstrak pada berbagai bagian tanaman bunga matahari
yaitu: air (kontrol), akar, batang, dan daun.
Perlakuan percobaan konsentrasi larutan ekstrak dari daun bunga matahari
terdiri dari dua faktor. Faktor pertama adalah spesies tanaman dan gulma yaitu seperti
pada percobaan (1). Faktor kedua adalah konsentrasi larutan ekstrak daun bunga
matahari yaitu: 0 (g/ml) (air destilasi), 3,125x10-2 (g/ml), 6,250x10-2 (g/ml), 12,500x10-2
(g/ml).
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Larutan ekstrak dari berbagai bagian tanaman bunga matahari
Benih dari spesies yang akan digunakan dalam penelitian ini diuji viabilitas dan
perkecambahan, secara keseluruhan memiliki perkecambahan berkisar antara 75 hingga
100%.
Pengaruh larutan ekstrak dari berbagai bagian tanaman bunga matahari
terhadap perkecambahan benih padi, kacang hijau, Rottboellia cochinchinensis (RC),
Echinochloa glabrescen (EG), Ludwigia octovalvis (LO) disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Pengaruh larutan ekstrak dari berbagai bagian tanaman bunga matahari
terhadap perkecambahan benih padi, kacang hijau, RC, EG dan LO.
BAGIAN
TANAMAN
Kontrol
Akar
Batang
Daun
Padi
96.67a
90.00ab
70.00bc
63.33c
K. hijau
100.00a
93.33ab
86.67b
83.33b
PERKECAMBAHAN (%)
RC
EG
75.00a
91.67a
55.00a
75.00b
26.67b
51.67c
11.67b
21.67d
LO
81.67a
75.00a
36.67b
1.67c
Angka yang diikuti dengan huruf yang sama pada setiap kolom tidak berbeda nyata pada BNT 1%.
Numbers followed by the same letters in each column are not significantly different at 1% LSD.
Persen perkecambahan yang paling tinggi terdapat pada perlakuan kontrol yaitu
menggunakan air distilasi yaitu 96.67% (padi), 100% (kacang hijau), 75% (RC), 91% (EG),
dan 81.67% (LO). Derajat penghambatan dari larutan ekstrak bunga matahari meningkat
dari akar, batang dan daun-daun. Perkecambahan padi di dalam ekstrak daun adalah
yang paling rendah (63.33%), tetapi tidak berbeda nyata dengan ekstrak batang.
Perkecambahan kacang hijau paling rendah (83.33%) terjadi dalam media larutan
ekstrak daun tetapi tidak berbeda nyata dari ekstrak batang dan akar.
Pola perkecambahan pada gulma yang diuji serupa dengan kedua tanaman
pokok, walaupun derajat penghambatannya terhadap gulma lebih tinggi (Gambar 1).
Pola perkecambahan RC adalah seperti EG dan LO, walaupun tidak berbeda disbanding
ekstrak batang. Perkecambahan kedua spesies gulma (EG dan LO) sangat terhambat di
dalam larutan ekstrak daun (21.67% dan 1.67%) (Tabel 1). Perkecambahan EG sangat
terhambat oleh larutan ekstrak berbagai bagian tanaman bunga matahari dengan
derajad penghambatan secara berurutan daun>batang>akar.
Ekstrak daun memiliki pengaruh penghambatan yang paling tinggi terhadap
perkecambahan semua tanaman yang diuji. Hasil ini sesuai dengan Tiwari et al. (1998),
5
yang melaporkan bahwa ekstrak daun dan seluruh organ tanaman terbukti lebih
menghambat dibanding biji dan batang. Visalakshi dan Sarma (1997) juga melaporkan
bahwa larutan ekstrak dari Parthenium hysterophorus Linn. menghambat perkecambahan
dan pertumbuhan awal kecambah
kacang merah/kidney bean.
Lambatnya laju
perubahan dari pati menjadi gula dan protein menjadi asam amino di dalam kotiledon
dari kecambah yang diuji berhubungan dengan penghambatan terhadap aktivitas
amylase dan protease pada ujung akar tanaman (larutan ekstrak 1% w/v) lebih tebal,
dengan warna kecoklatan dibanding kontrol. Pada sel ujung akar dari tanaman yang
diperlakukan menunjukkan tidak berbentuk (amorphous) dan tidak aktif (tidak ada
pembelahan) inti sel, mitokondria dan reticulum indoplasma (Cruz-Ortega et al., 1998).
Seperti yang disajikan pada Gambar 1 dan 2, perkecambahan dari benih padi,
kacang hijau, RC, EG dan LO berkurang dengan derajat penurunan yang berbeda
tergantung dari ekstrak bagian tanaman bunga matahari.
Gambar 1. Perkecambahan benih padi dan kacang hijau dalam larutan ekstrak dari
bagian tanaman bunga matahari.
6
Gambar 2. Perkecambahan biji RC, EG dan LO dalam larutan ekstrak dari
bagian tanaman bunga matahari.
Konsentrasi dari larutan ekstrak daun bunga matahari
Pengaruh konsentrasi larutan ekstrak daun bunga matahari terhadap
perkecambahan benih padi, kacang hijau, RC, EG dan LO disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Pengaruh konsentrasi larutan ekstrak daun tanaman bunga matahari
terhadap perkecambahan benih padi, kacang hijau, RC, EG dan LO.
KONSENTRASI
(g/ml)
PERKECAMBAHAN (%)
Padi
K. hijau
RC
EG
LO
0
96.67a
96.67a
73.33a
88.33a
80.00a
3,125x10-2
53.33b
86.67ab
55.00a
75.00b
31.67b
6,250x10-2
36.67b
83.33ab
33.33b
21.67c
3.33c
12,500x10-2
0.00c
73.33b
11.67c
0.00d
0.00c
Angka yang diikuti dengan huruf yang sama pada setiap kolom tidak berbeda nyata pada LSD 1%.
Numbers followed by the same letters in each column are not significantly different at 1% LSD.
Seperti yang terlihat pada Tabel 2, Persentase perkecambahan cenderung
menurun dengan meningkatnya konsentrasi dari ekstrak daun bunga matahari
terhadap semua tanaman yang diuji. Persentase perkecambahan yang lebih rendah
terjadi pada konsentrasi ekstrak daun bunga matahari yang lebih tinggi.
7
Perkecambahan benih padi terhambat pada konsentrasi 3,125x10-2 (g/ml),
sementara perkecambahan benih kacang hijau terhambat pada konsentrasi 12,500x10-2
(g/ml). Pada konsentrasi 12,500x10-2 (g/ml), perkecambahan benih padi terhambat
total, sedang perkecambahan benih kacang hijau sedikit terhambat (73,33%). Diantara
kedua spesies tanaman, kacang hijau kurang sensitive dibanding padi terhadap
perbedaan konsentrasi dari larutan ekstrak daun bunga matahari. Perkecambahan biji
RC, EG dan LO sangat terhambat pada konsentrasi 12,500x10-2 (g/ml), berbeda secara
nyata dari konsentrasi yang lain ( 0, 3,125x10-2, dan 6,250x10-2).
EG dan LO pada konsentrasi 12,500x10-2 (g/ml) ekstrak daun bunga matahari
tidak berkecambah. Pola perkecambahan LO serupa dengan RC dan EG, tetapi derajad
perkecambahan lebih rendah dibanding RC dan EG.
Diantara spesies gulma, LO
merupakan spesies yang paling sensitive terhadap perlakuan ekstrak daun, diikuti
dengan EG dan RC.
Penghambatan perkecambahan tertinggi diamati pada konsentrasi daun ekstrak
yang paling tinggi 12,500x10-2 (g/ml), diikuti oleh konsentrasi 6,250x10-2 (g/ml) dan
3,125x10-2 (g/ml) (Gambar 4). Temuan ini mengindikasikan terjadinya peningkatan
aktivitas penghambatan dari ekstrak daun bunga matahari dengan peningkatan
konsentrasinya.
Larutan ekstrak daun bunga matahari menghambat penuh
perkecambahan (100%) terhadap LO, EG dan padi pada konsentrasi tertinggi 12,500x10-2
(g/ml). Penghambatan perkecambahan kacang hijau paling rendah dalam larutan
ekstrak daun bunga matahari pada semua tingkatan konsentrasi.
Diantara semua tanaman yang diuji, LO merupakan spesies yang paling rentan
terhadap hambatan pertumbuhan oleh larutan ekstrak daun bunga matahati pada
semua tingkatan konsentrasi. Ekstrak daun pada konsentrasi 6,250x10-2 (g/ml) terbukti
mengganggu perkecambahan dari tanaman yang diuji kecuali kacang hijau. Spesies
tanaman pokok memiliki sensitivitas lebih rendah terhadap tingkat konsentrasi larutan
daun bunga matahari dibanding spesies gulma.
Gambar 3 dan 4 menunjukkan
pengaruh ekstrak daun bunga matahari terhadap padi, kacang hijau, RC, EG dan LO.
8
Gambar 3. Perkecambahan benih padi dan kacang hijau pada berbagai tingkatan
konsentrasi larutan ekstrak daun bunga matahari.
Gambar 4. Perkecambahan biji RC, EG dan LO pada pada berbagai tingkatan konsentrasi
larutan ekstrak daun bunga matahari.
Narwal et al. (1999a) juga melaporkan bahwa larutan ekstrak dari batang dan
daun bunga matahari menghambat perkecambahan dan pertumbuhan lanjut kecambah
dari tanaman seperti clusterbean, cowpea, greengram, sunflower, sorghum, pearl-millet,
and jagung, sehingga mengindikasikan kehadiran fitotoksik allelo-kimia dari tanaman
bunga matahari. Kohli and Pariana (1992), Dharamraj et al. (1998), and Tongma et al.
(1997) juga melaporkan efek merusak dari ekstrak tanaman bunga matahari terhadap
9
tanaman. Aktivitas penghambatan ekstrak air dari daun dan batang Tithonia diversifolia
[Hemsl.] A.Gray terhadap pertumbuhan kecambah shorgum adalah serupa, tetapi lebih
tinggi dibanding aktivitas ekstrak air yang berasal dari akar. Derajad penghambatan
terhadap pertumbuhan tanaman bervariasi tergantung dari spesies tanaman. Tidak ada
perbedaan aktivitas fitotoksik antara ekstrak dari daun yang hijau dengan daun yang
tua/rontok (Tongma et al., 1997).
Ekstrak daun lebih fitoksik dibanding ekstrak bagian tanaman lainnya, ini terjadi
sebagai mana dilaporkan: Sajjan et al. (1998) menemukan bahwa larutan ekstrak daun
Cassia sericea menurunkan perkecambahan , panjang tajuk dan akar serta indek vigor
pada winter sorghum dibanding ekstrak yang berasal dari tajuk dan akar. Bioassay
dari padi, lettuce, Echinochloa crus-galli, Digitaria sanguinalis and Cyperus amuricus
menunjukkan bahwa larutan ekstrak dari daun lilac menghambat perkecambahan biji
dan pertumbuhan akar D. sanguinalis and lettuce (Hwang et al., 1997).
Derajat penghambatan tergantung dari konsentrasi ekstrak. Kehadiran senyawa
penghambat seperti parthenin, caffeic acid dan p-coumaric pada konsentrasi lebih tinggi
di dalam daun Parthenium hysterophorus Linn., menjadi alasan perubahan perilaku dari
ekstrak (Rehman, 1998).
Identifikasi dari senyawa kimia penghambat di dalam bunga matahari dilakukan
oleh Dharamraj (1998).
Hubungan antara p-coumaric, p-hydroxybenzoic, syringic,
vanillic, acid allelochemicals dan umur ontogenik dari bunga matahari (Helianthus
annuus L.). Asam fenolik dideteksi dalam asam dan alkaline hydrolysates dari ekstrak
air dan hidrolisis langsung dari residu sisa ekstrak air. Ferulic, p-coumaric, syringic,
chlorogenic, vanillic acid, neochlorogenic, p-hydroxysbenzoic acid dan caffeoxyquinic
acids dideteksi terdapat pada residu bunga matahari pada berbagai konsentrasi. Hasil
ini menunjukkan bahwa fenolik ini berperan dalam penghambatan pada kondisi alami
dan berpotensi sebagai allelo-kimia (allelochemicals)
Besar kemungkinan bahwa pengaruh alelopat dari bunga matahari disebabkan
oleh phenolic acids yang berhubungan dengan alelo-kimia, dimana dalam jumlah yang
cukup memberikan pengaruh penghambatan (Koeppe et al., 1970; Wilson and Rice,
1968). Serupa dengan penemuan Rice dan Panchoy (1973) yang menunjukkan bahwa
daun merupakan sumber penghambatan secara konsisten. Beberapa gulma yang diuji
10
memiliki sensitivitas yang berbeda-beda, meskipun demikian larutan ekstrak daun
adalah yang paling menghambat terhadap spesies gulma.
Penurunan perkecambahan kemungkinan disebabkan oleh penghambatan
dalam pengambilan oksigen di dalam biji, yang penting pada proses oksidatif untuk
menyediakan bahan makanan (Murphy and Noland, 1982), dan/atau karena
penghambatan pembelahan sel dan perpanjangan sel (Anaya and Pelayo-Benavides,
1997).
Peran potensial dari abscisic acid (ABA) dalam perkecambahan juga diteliti
karena pada kondisi stress terlihat adanya peningkatan taraf ABA pada beberapa
tanaman yang diketahui akan menghambat perkecambahan pada konsentrasi tepat
(Zeevaart, 1977).
Aliotta (1998) melaporkan bahwa hampir seluruh jaringan hidup dari biji
mengalami perubahan selama proses penghambatan. Perkecambahan biji terhambat
dengan kehadiran alelo-kimia yang menyebabkan akumulasi malic acid dan aktivitas
glycosidase terlibat dalam mengenduran dinding sel terhambat. Kalita dan Dey (1998)
juga melaporkan tentang pengaruh alelopat terhadap empat gulma perusak (Ageratum
conyzoides, Borreria lipsida, Cynodon dactylon and Cyperus rotundus) dalam pertanaman
padi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas penghambatan lebih tinggi pada
ekstrak tajuk dibanding ekstrak akar dengan meningkatnya konsentrasi. Wardle et al.
(1992) melaporkan penurunan secara nyata terhadap panjang radikel dan hipokotil M.
bimueronata
terlihat
dengan
meningkatnya
konsentrasi.
Penelitian
ini
mendemonstrasikan respon tergantung pada konsentrasi (a rate-dependent response) dan
menunjukkan bahwa ekstrak daun tanaman bunga matahari mengandung bahan
penghambat yang paling tinggi (inhibitory materials).
KESIMPULAN
Dalam percobaan di cawan Petri, penggunaan larutan ekstrak dari bagian tanaman yang
berbeda menunjukkan bahwa bunga matahari mengandung bahan penghambat pada
tingkat yang berbeda pada organ yang berbeda.
Ekstrak daun nyata menghambat
perkecambahan, pertumbuhan tajuk dan akar pada semua tanaman yang diuji yang
lebih tinggi dibanding ekstrak akar dan batang. Penghambatan yang paling tinggi
terjadi pada Ludwigia octovalvis (LO). Derajat penghambatan secara berurutan adalah
11
gulma Ludwigia octovalvis (LO) > Rottboellia cochinchinensis (RC) > Echinochloa glabrescens
(EG) > tanaman padi (Oryza sativa L.). Tidak ada penghambatan terjadi pada kacang
hijau (Vigna radiata L.). Dapat disimpulkan bahwa daun dari tanaman bunga matahari
efektif untuk mengendalikan gulma
Ludwigia octovalvis, Rottboellia. Cochinchinensis,
dengan tanpa menimbulkan kerusakan pada tanaman kacang hijau, serta sedikit
penghambatan pada tanaman padi.
DAFTAR PUSTAKA
ABEYSEKERA, S.K. M.M.A. 1992. comparative study on agronomic characters and
allelopathic activity of common sunflower (Helianthus annuus L.) and wild
sunflower (Tithonia diversifolia (Herm SL.) Gray). MS Thesis . University of
the Philippines at Los Baños. Philippines. 71p.
ALIOTTA, G. 1998. Localization of action site(s) of allelochemicals in seeds:
Implications for weed control. In Abstracts. Allelopathy Journal 6(2).pp
281-282.
ANAYA, A.L. and H.R. PELAYO-BENAVIDES. 1997. Allelopathic potential of
Mirabilis jalapa L. (Nyctaginaceae): Effects on germination, growth and
cell division of some plants. Allelopathy Journal 4: 57-68.
BATISH, D.R., H.P. SINGH and R.K. KOHLI. 2001. Allelopathy as a tool for
sustainable weed management. The Proceeding of the 18th Asian-Pacific
Weed Science Society Conference. May 28- June 2, 2001. Beijing, P.R. China.
pp. 168-173.
CRUZ-ORTEGA, R., A.L. ANAYA, B.E. HERNANDEZ-BAUTISTA and G. LAGUNAHERNANDEZ. 1998. Effects of allelochemicals stress produced by Sicyos
deppei on seedling root ultrastrucutre of Phaseolus vulgaris and Cucurbita
ficifolia. Journal of Chemical Ecology 24:2039-2057.
DHARMARAJ, G. 1998a. Allelopathic influence of sunflower on field crops.
abstracts. Allelopathy Journal 6(1).pp.103.
In
HWANG, S.J., D.H. SHIN and K.U. KIM. 1997. Identification of biologically active
substance from lilac (Syringa vulgaris L.). Korean Journal of Weed Science
17: 334-344.
IRONS, M.S. and C.V. BURNSIDE. 1982. Competitive and allelopathic effects of
sunflower. Weed Science 30:372-377.
KOEPPE, D. E., L. M. ROHRBAUGH, E. L. RICE and S.H. WENDER. 1970. Tissue age
and caffeoylquinic acid concentrations in sunflower, Phytochemistry 9:297301.
KOHLI, R.K. and PARIANA. 1992. Allelopathic impact of sunflower on crops. In
Proceedings. National Symposium Allelopathy in Agroecosystems.
12
TAURO, P. and S.S. NARWAL (eds). Hisar India : Indian Society of
Allelopathy. pp. 29-30.
NARWAL, S.S., YADAVA, S. and S. GUPTA. 1999a. Allelopathic effects of sunflower
on succeeding summer crops. 1. Field studies and bioassays. Allelopathy
Journal 6:35-48.
REHMAN, A. 1998. Allelopathic potential of Parthenium hysterophorus Linn. On
germination, growth and dry matter production in Cassis sophera Linn.
Bionature 18(1): 17-20.
RICE, E.L. and S.K. PANCHOLY. 1973. Inhibition of nitrification by climax ecosystems
II. Additional evidence and possible role of tannins. American Journal of
Botany 60:691-720.
RICE, E.L.. 1984. Allelopathy (second edition). Academic Press, Orlando. p. 29-30.
SAJJAN, A.S. and B.D. BIRADAR. 1998. Allelopathic effect of Cassia sericea on seed and
seedling parameters in rabi sorghum. World Weeds 5: 81-83.
SCHON, M.K. and F.A. EINHELLIG. 1982. Allelopathic effects of cultivated sunflower
on grain sorghum. Botanical Gazette. 143: 505-510.
SPRING, O. and A. HAGER. 1982. Inhibition of elongation growth by two
sesquiterpene lactones isolated from Helianthus annuus. Peredovick.
Pergamon. Phytochemistry, 21 : 2551-2553.
TIWARI, J. P., S.P. KURCHANIA, C.S. BHALLA and N.R. PARADKAR. 1998. Studies
on allelopathic effects of Cassia tora on Parthenium hysterophorus. In
Abstracts. Allelopathy Journal 6(2).pp.292.
TONGMA, S., K. KOBAYASHI and K. USUI. 1997. Effect of water extracts from
Mexican sunflower [Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray] on germination
and growth of tested plants. Journal of Weed Science and Technology 42:
373-378.
VISALAKSHI, M. and K.K.V. SARMA. 1998. Allelopathic potential of five weedy
species of Cassia on nodulation and dry matter production of Arachis
hypogaea L. In Abstracts. Allelopathy Journal. 6(2).pp 289.
WARDLE, D. A., K.J. NICHOLSON and M. AHMED. 1992. Comparison of osmotic
and allelopathy effects of grass leaf extracts on grass seed germination and
radicle elongation. Plant and soil 140: 315-319.
WILSON, R.E. and E.L. RICE. 1968. Allelopathy as expressed by Helianthus annus and
its role in old-field succession. Bulletin of the Torrey Botanical Club. 95:
432-448.
ZEEVAART, J.A.D. 1977. Sites of abscisic acid synthesis and metabolism in Ricinus
communis L. Plant Physiol. 59: 788-791.
13