Upload
lamkiet
View
215
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
THE GROWTH AND NITRATE REDUCTASE ACTIVITY OF JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) IN DIFFERENT SOIL COMPOSITIONS AND
NPK FERTILIZER CONCENTRATIONS
Galuh Astri Pratiwi Department of Biology, Faculty of Mathematic and Natural Sciences
Sebelas Maret University, Surakarta
ABSTRACT
The aim of this research was to know the effect of different soil compositions and NPK fertilizer concentrations on growth and nitrate reductase activity of jarak pagar (Jatropha curcas L.). According to the aim of the research, the experiment used randomized complete block design with two factors consist are NPK fertilizer and soil composition with 3 replications. The first factor is NPK fertilizer with 4 different concentrate, they are 0 gr/cm2, 0,002 gr/cm2, 0,004 gr/cm2, and 0,006 gr/cm2 , and the other factor is soil composition with 4 different composition, they are soil, soil : sand (1 : 2), soil : sand (1 : 1), and soil : sand (2 : 1). The treatment is done in 8 weeks. The growth parameters observed were plant height, fresh biomass, dry biomass, Shoot-Root (S/R) ratio, nitrate reductase activity analyze, soil texture analyze, and NPK analyze in soil. The data obtained were analyzed by General Linear Model Univariate and followed by DMRT with 5% confident level. The result of this experiment showed that the combine of fertilizer and soil composition gave significantly different in height plant, fresh biomass, dry biomass, and Shoot-Root (S/R) ratio but it was not significantly different on nitrate reductase activity. The highest growth and nitrate reductase activity shown by the combination of NPK concentrate in 600 kg/ha with soil composition soil : sand (2 :1 ). Keywords : Jatropha curcas L., fertilizer concentration, soil composition, growth,
nitrate reductase activity
PENDAHULUAN
Peningkatan harga minyak mentah dunia yang relatif tinggi berakibat pada
peningkatan harga Bahan Bakar Minyak (BBM) di Indonesia yang secara
langsung sangat dirasakan dampaknya oleh masyarakat. Untuk mengurangi
dampak tersebut, perlu dikembangkan bahan bakar alternatif yang sesuai dengan
kondisi masyarakat dengan memanfaatkan sumber bahan baku minyak nabati
sebagai biodiesel.
2
Sumber bahan baku minyak nabati yang tersedia dan prospektif untuk
dikembangkan sebagai bahan baku biodiesel pada saat ini adalah biodiesel yang
berasal dari jarak pagar. Jarak pagar (Jatropha curcas L.) adalah tanaman yang
cepat tumbuh dan sangat toleran terhadap iklim tropis dan jenis tanah, sehingga
sesuai untuk dikembangkan sebagai tanaman konservasi selain itu, minyak dari
bijinya dapat digunakan sebagai bahan energi (Singh, 2005, Sudrajat, 2005).
Tanaman jarak pagar meskipun relatif mudah dibudidayakan, tetapi masih
jarang masyarakat yang membudidayakan tanaman ini secara luas sebagai basis
untuk bahan baku biodiesel, padahal lahan di Indonesia semakin lama akan
semakin berkurang, oleh karena itu diperlukan upaya untuk memanfaatkan lahan
yang semakin sempit itu sebagai tempat budidaya jarak pagar sebagai bahan baku
utama dari biodiesel. Salah satu aspek penting yang perlu diperhatikan dalam
budidaya tanaman adalah proses pertumbuhan. Pertumbuhan suatu tanaman
dipengaruhi oleh keadaan lingkungan tumbuhnya antara lain adalah ketersediaan
media tanam dan nutrisi hara yang diperlukan oleh tanaman.
Media tanam dalam hal ini tanah menurut Knoepp (2000) merupakan
media untuk pertumbuhan tanaman sedangkan menurut Islami dan Utomo (1995),
dalam hubungannya dengan kebutuhan hidup tanaman, tanah berfungsi sebagai
tunjangan mekanis sebagai tempat tanaman tegak dan tumbuh, penyedia unsur
hara dan air, lingkungan tempat akar di dalam tanah melakukan aktivitas
fisiologis. Kondisi fisik tanah sangat penting bagi tumbuhan yang hidup di
atasnya, dan kondisi fisik tanah ini sangat ditentukan oleh tekstur dan struktur
tanah.
Tekstur tanah ditentukan oleh ukuran partikel-partikel yang membangun
tanah (Anggarwulan dan Solichatun, 2001), sedangkan struktur tanah akan
mempengaruhi pertumbuhan tanaman lewat pengaruhnya terhadap perkembangan
akar tanaman. Tanaman jarak pagar dalam pertumbuhannya juga dipengaruhi oleh
tekstur dan struktur media tanam yang akan digunakan. Menurut Pelayanan
Informasi Jarak Pagar Nasional (2005), media tanam untuk jarak pagar tidak
memerlukan tanah yang subur, tetapi tanah dengan struktur yang ringan serta
memiliki tekstur tanah dengan komposisi tanah mengandung lempung dan pasir.
3
Tanaman dalam proses pertumbuhannya memerlukan nutrisi mutlak 16
macam unsur hara yang dikenal dengan unsur hara essensial. Secara garis besar,
unsur hara essensial dapat dibedakan menjadi unsur hara makro yang dibutuhkan
oleh tumbuhan dalam jumlah yang besar (unsur hara C, H, O, N, P, K, Ca, S, dan
Mg) dan unsur hara mikro yang dibutuhkan oleh tumbuhan dalam jumlah yang
kecil (unsur hara Fe, Na, Zn, Mn, B, Cu, dan Cl) (Anggarwulan dan Solichatun,
2001). Salah satu cara untuk meningkatkan unsur hara di dalam tanah adalah
melalui pemupukan.
Respon tanaman terhadap penggunaan pupuk akan meningkat jika
penggunaan pupuk dilakukan secara tepat (Madauna, 2003). Dosis pupuk yang
diperlukan untuk setiap tanaman berbeda-beda, untuk tanaman jarak pagar
menurut Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan adalah 150 kg SP-36,
50 kg Urea, dan 30 kg KCl per hektar, sedangkan menurut Pelayanan Informasi
Jarak Pagar Nasional (2005), dosis pupuk untuk tanaman jarak pagar per hektar
adalah 200 kg urea, 100 kg TSP, dan 50 kg KCl, akan tetapi masih jarang
penggunaan pupuk majemuk untuk tanaman jarak pagar. Oleh karena itu pada
penelitian ini digunakan pupuk majemuk NPK dalam bentuk butiran dengan
kandungan 15% N, 15% P2O5 dan 15% K2O. Pupuk NPK diduga mampu
menyediakan kebutuhan unsur hara N,P, dan K bagi tanaman.
Ketersediaan nutrisi terutama unsur hara N akan mempengaruhi aktivitas
nitrat reduktase (Armendaris, dkk, 1991). Nitrat reduktase merupakan enzim yang
memiliki peranan penting dalam rantai reduksi nitrat menjadi amonium yang
berguna dalam pembentukan asam amino, protein, dan senyawa-senyawa lain
yang mengandung unsur nitrogen (N).
Berdasarkan latar belakang tersebut, maka perlu diadakan penelitian
tentang penggunaan pupuk NPK dan komposisi media tanam pada tanaman jarak
pagar. Kegiatan ini dilakukan sebagai upaya untuk mempelajari pengaruh
konsentrasi pupuk NPK dan komposisi media tanam terhadap pertumbuhan dan
aktivitas nitrat reduktase tanaman jarak pagar, sehingga dapat digunakan sebagai
acuan dalam tehnik budidayanya.
4
BAHAN DAN METODE
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah stek batang Jatropha
curcas L., tanah dan pasir sebagai media untuk menanam, pupuk NPK, dan air
ledeng untuk menyirami, KNO3, aquades, Sulphanilamide, N-Naphthylethyne
diamine, HCl 2N, buffer fosfat dengan pH 7,5, NaOH 1N, H2O2 pekat, Amonium
asetat 1 N, LiCL, H2O2 , H2SO4 0,1N, butiran Zn, campuran garam K2SO4 dan
CuSO4 (20:1), indikator MR, NaOH 45%, NaOH 0,1N, larutan Bray I/II,
amonium hepta Molybdat, larutan standart P 10 ppm.
Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah polybag dengan ukuran
10,5x12x15x1cm3, timbangan analitik, hands sprayer, oven, penggaris, dan
ayakan 2x2x1cm2 untuk mengayak tanah, tabung reaksi, gelas beker, seperangkat
spektrofotometri UV-Visible Shimadzu 1601, pipet tetes, tabung film gelap, pH
meter, hot plate, erlenmeyer, gelas ukur, tabung Kjeldhal, destilator, tabung
destilasi, buret, AAS, kertas saring, alat pemipet.
Persiapan media tanam
Media tanam yang terdiri dari tanah dan campuran tanah dan pasir dengan
perbandingan (1 : 2), tanah : pasir (1 : 1), dan tanah : pasir (2 : 1) dipersiapkan dan
kemudian dimasukkan ke dalam polybag sampai 1,75 kg media tanam dalam tiap
polybag. Polybag diberi lubang pada bagian bawah untuk aerasi.
Penyiapan stek batang
Cabang pohon dipilih yang kuat dan berdiameter ± 1 cm, kemudian ± 40
cm dan daun-daun yang melekat pada stek batang dipatahkan untuk mengurangi
transpirasi.
Penanaman
Polybag diisi dengan media tanam sampai 0,25 bagian. Stek batang yang
telah ditentukan dipotong sepanjang ± 15 cm cm dari apikal dan dimasukkan ke
dalam polybag dengan hati-hati. Media tanam ditambahkan pada polybag sampai
0,75 bagian.
5
Perlakuan
Pupuk NPK ditimbang sesuai dosis yang diinginkan. Pemupukan
dilakukan 7 hari setelah masa tanam dengan cara ditaburkan pada sekeliling
tanaman. Pemupukan dilakukan seminggu sekali.
Pemeliharaan
Pemeliharaan tanaman dilakukan dengan disiram sehari dua kali, yaitu
pada waktu pagi dan sore hari dengan handsprayer, dimulai dari saat tanam
sampai pada akhir percobaan.
Pengambilan Data Pertumbuhan
Penghitungan tinggi tanaman setiap 1 minggu sekali dimulai minggu ke-0
semenjak perlakuan selama 8 minggu. Pengukuran tinggi tanaman dilakukan
dengan mengukur tinggi tanaman diukur mulai dari pangkal batang yang berada
pada permukaan tanah sampai pada ujung daun tertinggi. Berat basah tanaman
diukur dengan penimbangan semua tanaman pada akhir perlakuan. Berat kering
tanaman diukur dengan mengeringkan semua bagian tanaman dengan cara dioven
pada suhu 600C sampai kering kemudian ditimbang. Rasio pucuk dan akar diukur
dengan mengeringkan bagian pucuk dan akar dari tanaman kemudian dihitung
rasio.
Aktivitas Nitrat Reduktase
Penghitungan aktivitas nitrat reduktase dilakukan pada akhor penelitian
dengan cara daun ke-3 dari pucuk tanaman diiris kecil-kecil sebanyak 500 mg,
dan dimasukkan ke dalam tabung film gelap yang telah diisi 5 ml larutan buffer
fosfat dengan pH 7,5. Setelah 24 jam perendaman,larutan diganti dengan buffer
yang baru dan ditambahkan 1 ml KNO3 sebagai substrat dan dilakukan inkubasi
selama 2 jam. Reagen pewarna terdiri dari 0,2 ml 1% sulphanilamida dalam 3N
HCl dan 0,2 ml 0,02% N-Naphthylethyna diamina disiapkan dalam tabung reaksi.
Setelah inkubasi selama 2 jam 0,1 ml nitrat diambil dari tabung gelap dan
dimasukkan ke dalam tabung reaksi reagen pewarna dan ditunggu reaksi warna
NO2- menjadi merah muda. Setelah terjadi perubahan warna, kemudian
ditambahkan 2,5 ml aquades dan dipindahkan dalam kuvet spektrofotometer, dan
6
diamati absorbansinya pada panjang gelombang 540 nm. Cara menghitung
aktivitas nitrat reduktase adalah sebagai berikut:
Absorbansi Sampel 1000 1 50
Absorbansi Standar BB WI 1000
Dengan:
Absorbansi standar : 0,0142
BB : berat basah sampel (mg)
WI : waktu inkubasi (jam)
Satuan : umol NO2-/g/jam
(Hartiko dalam Listyawati, 1994)
Analisa Data
Data dianalisis dengan menggunakan General Linear Model Univariate
untuk mengetahui pengaruh perlakuan terhadap pertumbuhan tanaman,
dilanjutkan uji DMRT pada taraf 5% untuk mengetahui beda nyata diantara
perlakuan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tinggi Tanaman
Hasil analisis sidik ragam tinggi tanaman Jatropha curcas L ditunjukkan
pada Tabel 1 di bawah ini.
Tabel 1. Data pengaruh penggunaan pupuk dan komposisi media terhadap tinggi tanaman J. curcas L. (cm)
Konsentrasi Pupuk NPK
Komposisi Media Tanam Po P1 P2 P3
Rerata
Mo 19.33a 22.17abc 22.50abcd 24.67cde 19,23k M1 19.83ab 23.00abcde 25.17cde 25.50cde 19,79l M2 22.67abcd 23.50bcde 25.50cde 26.17cde 19,78l M3 23.33abcde 23.67bcde 26.50de 27.00e 21,23m
Rerata 18,56p 19,781q 20,56r 21,25s Keterangan : * Angka yang diikuti huruf yang sama pada baris dan kolom yang
sama menunjukkan tidak ada beda nyata pada uji DMRT pada taraf 5%
* P0: Konsentrasi pupuk 0 kg/ha; P1: Konsentrasi pupuk 200 kg/ha; P2: Konsentrasi pupuk 400 kg/ha; P3: Konsentrasi pupuk 600 kg/ha.
7
* M0: Komposisi media tanah : pasir 1:0; M1: Komposisi media tanah : pasir 1:2; M2: Komposisi media tanah : pasir 1:1; M3: Komposisi media tanah:pasir 2:1.
Komposisi Media 1:0
0
5
10
15
20
25
30
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Minggu Ke-
Rat
a-Rat
a Ti
nggi
Tan
aman
(cm
)
Konsentrasi 0 kg/ha
Konsentrasi 200 kg/haKonsentrasi 400 kg/haKonsentrasi 600 kg/ha
Gambar 1. Grafik pengaruh penggunaan pupuk dan komposisi media terhadap
tinggi tanaman J. curcas L. (cm) dengan komposisi media tanah 1:0
Media 1:1
0
5
10
15
20
25
30
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Minggu Ke-
Rata
-Rat
a Ti
nggi
Tan
aman
(c
m)
Konsentrasi 0 kg/haKonsentrasi 200 kg/haKonsentrasi 400 kg/haKonsentrasi 600 kg/ha
Gambar 2. Grafik pengaruh penggunaan pupuk dan komposisi media terhadap
tinggi tanaman J. curcas L. (cm) dengan komposisi media tanah dan pasir 1:1
Komposisi 1:2
05
1015202530
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Minggu Ke-
Rat
a-R
ata
Ting
gi
Tana
man
(cm
)
Konsentrasi 0 kg/haKonsentrasi 200 kg/haKonsentrasi 400 kg/haKonsentrasi 600 kg/ha
Gambar 3. Grafik pengaruh penggunaan pupuk dan komposisi media terhadap
tinggi tanaman J. curcas L. (cm) dengan komposisi media tanah dan pasir 1:2
8
Media 2:1
0
5
10
15
20
25
30
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Minggu Ke-
Rata
-Rat
a Ti
nggi
Tan
aman
(c
m)
Konsentrasi 0 kg/haKonsentrasi 200 kg/haKonsentrasi 400 kg/haKonsentrasi 600 kg/ha
Gambar 4. Grafik pengaruh penggunaan pupuk dan komposisi media terhadap
tinggi tanaman J. curcas L. (cm) dengan komposisi media tanah dan pasir 2:1
Pada Tabel 1 dan Gambar 1 sampai Gambar 4 menunjukkan pemberian
pupuk NPK dan adanya variasi komposisi media berpengaruh terhadap tinggi
tanaman selama 8 MST (Masa Setelah Tanam). Pada minggu pertama, tinggi
tanaman relatif hampir sama, kemudian semakin meningkat pada semua
perlakuan. Pada akhir perlakuan, tinggi tanaman paling optimal dihasilkan dari
perlakuan dengan pemberian pupuk NPK pada konsentrasi 600 kg/ha dengan
menggunakan media campuran tanah dan pasir 2:1.
Pada Tabel 1 menunjukkan bahwa pada media 1:0 memiliki tinggi
tanaman yang paling rendah. Hal ini dikarenakan proses nitrifikasi tanaman
terhambat karena adanya sistem aerasi yang kurang memadai (Engelstad, 1985).
Pada tanah lempung dengan aerasi yang kurang baik, apabila terjadi kelebihan
unsur N dalam bentuk NH4+ maka terakumulasi menjadi racun amoniak yang
dapat berbahaya bagi tanaman dan dapat menghambat pertumbuhan tanaman
(Deibert, 2000).
Pada tanah dengan penambahan pasir menunjukkan kalau tinggi tanaman
mengalami peningkatan. Hal ini kemungkinan disebabkan dengan adanya
peningkatan partikel pasir di dalam tanah menyebabkan peningkatan tingkat
aerasi dalam media tanam yang juga berpengaruh pada tingkat penyerapan hara
oleh tanaman.
9
Pada tanah dengan komposisi media tanah dan pasir 2:1, menunjukkan
hasil yang paling tinggi. Hal ini disebabkan karena sistem aerasi yang memadai
dan jumlah nitrogen yang cukup banyak. Aerasi yang memadai akan
menyebabkan proses nitrifikasi ammonium menjadi nitrat tidak terhambat.
Semakin meningkatnya jumlah ammonium, maka jumlah nitrat yang dihasilkan
untuk akan semakin banyak dan aktivitas nitrat reduktase meningkat. Peningkatan
aktivitas nitrat reduktase akan menyebabkan peningkatan redukasi nitrat menjadi
ammonium yang berguna dalam pembentukan asam amino, protein, dan senyawa-
senyawa lain yang berperan penting dalam proses pertumbuhan tanaman (Levitt,
1980)
Pada dua komposisi media tanah dan pasir yang lain yaitu 1:1 dan 1:2,
tinggi tanaman mengalami penurunan seiring peningkatan penambahan pasir.
Jumlah unsur hara dalam tanah juga mengalami penurunan seiring peningkatan
jumlah pasir dalam tanah. Hal ini kemungkinan disebabkan unsur hara mengalami
pelindian bersama air tanah. Pasir yang dicampurkan ke dalam media
menyebabkan kemampuan menahan air menurun, sehingga air dalam media
tanam akan mudah lewat.
Berat Basah Hasil analisis sidik ragam berat basah tanaman Jatropha curcas L
ditunjukkan pada Tabel 2 di bawah ini.
Tabel 2. Data pengaruh penggunaan pupuk dan komposisi media terhadap berat basah J. curcas L (g)
Konsentrasi Pupuk NPK
Komposisi Media Tanam
Po P1 P2 P3
Rerata
Mo 37,87 39,53 35,17 43,33 38,98pq M1 29,90 32,23 32,80 33,70 32,12p M2 32,37 33,40 34,47 35,23 33,87pq M3 39,57 39,67 44,07 51,40 43,68q
Rerata 34,95 36,21 36,58 40.69 Keterangan : * Angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama
menunjukkan tidak ada beda nyata pada uji DMRT pada taraf 5% * P0: Konsentrasi pupuk 0 kg/ha; P1: Konsentrasi pupuk 200 kg/ha;
P2: Konsentrasi pupuk 400 kg/ha; P3: Konsentrasi pupuk 600 kg/ha.
10
* M0: Komposisi media tanah : pasir 1:0; M1: Komposisi media tanah : pasir 1:2; M2: Komposisi media tanah : pasir 1:1; M3: Komposisi media tanah:pasir 2:1.
0
10
20
30
40
50
60
0 200 400 600 800
Konsentrasi Pupuk (kg/ha)
Rata
-Rat
a Be
rat B
asah
(g)
Media 1:0Media 1:2Media 1:1Media 2:1
Gambar 5. Grafik pengaruh komposisi media dan konsentrasi pupuk terhadap
berat basah J. curcas (g)
Dari hasil analisis sidik ragam (GLM Univariate) pada Tabel 2 di atas
diketahui bahwa perlakuan komposisi media menunjukkan pengaruh yang nyata
terhadap pertumbuhan tanaman. Ramlan (2003) menyatakan jika hubungan antara
kondisi lahan dengan respon tanaman dalam upaya pengelolaan lahan akan
meningkatkan tingkat produktifitas lahan. Pada Tabel 2 menunjukkan bahwa
komposisi media tanah dan pasir 2:1 menunjukkan nilai berat basah yang paling
tinggi
Tanah yang digunakan pada penelitian ini berdasarkan analisa tekstur
tanah merupakan jenis tanah lempung dengan kandungan lempung 53,14%, debu
22,30%, dan pasir 24,56%. Tanah lempung memiliki butiran tanah yang halus
dengan ukuran < 0,002 mm, sehingga memiliki kemampuan untuk menahan air
yang besar, tetapi sistem aerasi yang buruk (Foth, 1991). Adanya sistem aerasi
yang buruk pada tanah lempung menyebabkan pergerakan udara di dalam tanah
sangat lambat, sehingga tanah akan kekurangan udara dan akan berpengaruh pada
penyerapan hara di dalam tanah oleh tumbuhan.
Dari hasil analisis sidik ragam (GLM Univariate) pada Tabel 2 di atas
diketahui bahwa perlakuan konsentrasi pupuk menunjukkan pengaruh yang tidak
signifikan terhadap pertumbuhan. Meskipun tidak signifikan namun dari Tabel 2
11
dan Gambar 5 menunjukkan peningkatan konsentrasi pupuk menyebabkan
peningkatan pertumbuhan tanaman dengan pertumbuhan yang paling tinggi pada
pemberian pupuk dengan konsentrasi 600 kg/ha. Hal ini sesuai dengan penelitian
yang dilakukan oleh Kamsurya, dkk (2002) yang menunjukkan bahwa pemberian
pemupukan nyata meningkatkan semua variabel pertumbuhan pada tanaman padi.
Dari hasil analisis sidik ragam (GLM Univariate) pada Tabel 2 diketahui
bahwa perlakuan interaksi media tanam dan pupuk memberikan pengaruh yang
tidak signifikan terhadap berat basah yang dihasilkan. Adanya pengaruh yang
tidak signifikan dari perlakuan kombinasi media tanam dan pupuk terhadap berat
basah yang dihasilkan tersebut diduga disebabkan karena kombinasi media tanam
dan pupuk belum optimal mempengaruhi berat basah.
Menurut Salisbury dan Ross (1995), berat basah tanaman selain
dipengaruhi oleh unsur hara juga dipengaruhi oleh kadar air jaringan. Dari analisis
sidik ragam pada Tabel 2 dan Gambar 5 menunjukkan bahwa berat basah tanaman
tertinggi pada komposisi media tanah dan pasir 2:1, kemudian berturut-turut pada
komposisi 1:0, 1:1, dan 1:2. Kadar air yang masuk ke dalam jaringan dipengaruhi
oleh tekstur tanah.
Tekstur tanah yang lebih sedikit mengandung partikel pasir
memungkinkan bagi tanaman untuk menyerap air lebih banyak, dibandingkan
dengan tanah lempung yang lebih banyak mengandung partikel pasir di dalamnya.
Peningkatan ketersediaan air akan mengakibatkan semakin banyak air yang dapat
diserap sehingga meningkatkan kandungan air di dalam sel tumbuhan,
ketersediaan air yang cukup akan meningkatkan proses fotosintesis. Proses
fotosintesis yang meningkat akan meningkatkan jumlah asimilat yang terbentuk
oleh tanaman sehingga akan semakin berpengaruh pada berat basah tanaman yang
semakin meningkat pula (Salisbury dan Ross, 1995).
Berat Kering
Berat kering tanaman mencerminkan akumulasi senyawa organik yang
berhasil disintesis tanaman dari senyawa anorganik, terutama air dan
karbondioksida. Unsur hara yang telah diserap akar memberikan kontribusi
terhadap pertambahan berat kering tanaman. Berat kering tanaman merupakan
12
akibat efisiensi penyerapan dan pemanfaatan radiasi matahari oleh tajuk tanaman
(Kastono dkk., 2005). Hasil analisis sidik ragam berat kering tanaman Jatropha
curcas L ditunjukkan pada Tabel 3 di bawah ini.
Tabel 3. Data pengaruh penggunaan pupuk dan komposisi media terhadap berat kering J.curcas L. (g)
Konsentrasi Pupuk NPK
Komposisi Media Tanam
Po P1 P2 P3
Rerata
Mo 4,58 5,30 5,62 6,89 5.60p M1 5,44 5,94 6,32 6,94 6,16pq M2 5,61 6,45 6,92 7,50 6.62q M3 5,92 6,76 7,27 7,77 6.92q
Rerata 5,39k 6,11kl 6,53lm 7,27m Keterangan : * Angka yang diikuti huruf yang sama pada baris dan kolom yang
sama menunjukkan tidak ada beda nyata pada uji DMRT pada taraf 5%
* P0: Konsentrasi pupuk 0 kg/ha; P1: Konsentrasi pupuk 200 kg/ha; P2: Konsentrasi pupuk 400 kg/ha; P3: Konsentrasi pupuk 600 kg/ha.
* M0: Komposisi media tanah : pasir 1:0; M1: Komposisi media tanah : pasir 1:2; M2: Komposisi media tanah : pasir 1:1; M3: Komposisi media tanah:pasir 2:1.
Dari hasil analisis sidik ragam (GLM Linear) pada Tabel 6 diketahui
bahwa interaksi antara pupuk dan media tanam memberikan pengaruh yang tidak
signifikan terhadap berat kering yang dihasilkan. Adanya pengaruh yang tidak
signifikan dari perlakuan pupuk dan media tanam yang diberikan belum optimal
dalam mempengaruhi perubahan berat kering tanaman. Pertumbuhan tanaman erat
kaitannya dengan pembelahan sel yang berarti peningkatan dalam jumlah sel.
Sedangkan pembesaran sel erat kaitannya dengan ukuran sel. Pertumbuhan dan
perkembangan sel erat kaitannya dengan peningkatan berat kering (Gardner et al.,
1991). Berat kering tanaman yang konstan akan tejadi ketika jumlah sel yang
terbentuk semakin banyak dan diimbangi dengan ukuran sel yang semakin kecil
(Wijayati dkk., 2005).
13
0123456789
0 200 400 600 800
Konsentrasi Pupuk (Kg/ha)
Rata
-Rat
a Be
rat K
erin
g (g
)
Media 1:0Media 1:2Media 1:1Media 2:1
Gambar 6. Grafik pengaruh komposisi media dan konsentrasi pupuk
terhadap berat kering J. curcas (g)
Berdasarkan rerata berat kering yang dihasilkan, semua perlakuan
interaksi antara pupuk dan media tanam menunjukkan rerata yang lebih tinggi
dibanding dengan kontrol, dengan berat kering tertinggi pada kombinasi pupuk
600 kg/ha dan media tanam dengan komposisi tanah dan pasir 2:1 (Tabel 6 dan
Gambar 7). Adanya hasil rerata berat kering yang lebih tinggi dibanding kontrol
tersebut diduga disebabkan karena pupuk dan media tanam dapat menyebabkan
pembelahan sel dan pembesaran sel (Gardner et al., 1991). Pertumbuhan berkaitan
dengan pertambahan volume dan jumlah sel, pembentukan protoplasma,
pertambahan berat dan selanjutnya terjadi pertambahan berat kering. Hal ini
diduga dengan adanya unsur hara yang terdapat di dalam tanah dan dengan
penambahan pupuk NPK dapat mempengaruhi metabolisme RNA yang berperan
dalam sintesis protein melalui proses transkripsi molekul RNA. Kenaikan sintesis
protein sebagai sumber tenaga dapat digunakan untuk pertumbuhan, sehingga
dapat meningkatkan berat kering tanaman.
Rasio Pucuk Dan Akar
Tajuk dan akar pada pertumbuhan tanaman memegang peranan yang sama
penting. Tajuk berfungsi untuk menyediakan karbohidrat melalui proses
fotosintesis, sedangkan akar berfungsi untuk menyediakan unsur hara dan air yang
diperlukan dalam proses metabolisme tanaman (Sitompul dan Guritno, 1995).
Rasio tajuk dan akar berfungsi untuk mengetahui sejauh mana tingkat
pertumbuhan bagian tajuk tanaman berupa daun, batang, maupun organ
14
reproduktif dengan alokasi hasil fotosintasis untuk pertumbuhan akar
(Cahyaningsih, 2003). Hasil analisis sidik ragam rasio pucuk dan akar tanaman
Jatropha curcas L ditunjukkan pada Tabel 4 di bawah ini.
Tabel 4. Data pengaruh penggunaan pupuk dan komposisi media terhadap rasio pucuk dan akar J.curcas L (gram)
Konsentrasi Pupuk NPK
Komposisi Media Tanam
Po P1 P2 P3
Rerata
Mo 2,51 3,76 4,19 4,99 3,86 M1 3,59 3,94 4,42 5,03 4,25 M2 4,07 4,31 4,79 5,12 4,58 M3 4,59 4,35 5,75 6,34 5,26
Rerata 3,69 4,09 4,79 5.37 Keterangan : * P0: Konsentrasi pupuk 0 kg/ha; P1: Konsentrasi pupuk 200 kg/ha;
P2: Konsentrasi pupuk 400 kg/ha; P3: Konsentrasi pupuk 600 kg/ha.
* M0: Komposisi media tanah : pasir 1:0; M1: Komposisi media tanah : pasir 1:2; M2: Komposisi media tanah : pasir 1:1; M3: Komposisi media tanah:pasir 2:1.
0
1
2
3
4
5
6
7
0 200 400 600 800
Konsentrasi Pupuk (kg/ha)
Rata
-Rat
a Ra
sio
Pucu
k D
an A
kar
(g)
Media 1:0Media 1:2Media 1:1Media 2:1
Gambar 7. Grafik pengaruh komposisi media dan konsentrasi pupuk
terhadap rasio tajuk dan akar J. curcas (g) Dari Tabel 7 dan Grafik 7 diketahui bahwa semua perlakuan interaksi
antara komposisi media dan konsentrasi pupuk menunjukkan pengaruh yang tidak
signifikan terhadap pertumbuhan tanaman. Meskipun demikian, dari Tabel 7 dan
Gambar 7 nampak jika rasio pucuk akar semakin meningkat seiring peningkatan
konsentrasi pupuk. Nilai rasio tertinggi diperoleh pada kombinasi perlakuan
konsentrasi pupuk 600 kg/ha dan komposisi media 2:1. Hal ini sesuai dengan
15
penelitian yang dilakukan oleh Cahyaningsih (2003) yang menunjukkan bahwa
peningkatan pemberian pemupukan akan meningkatkan rasio tajuk dan akar pada
tanaman padi (Oryza sativa).
Widiastuti, dkk (2003) menyatakan bahwa rasio pucuk dan akar,
dipengaruhi pemupukan. Pemupukan meningkatkan secara nyata rasio pucuk dan
akar. Hal ini disebabkan terdapat kecenderungan pemupukan meningkatkan bobot
kering pucuk dan menurunkan bobot kering akar. Pertumbuhan akar yang tinggi
pada tanaman yang tidak dipupuk menunjukkan bahwa tanaman menderita
kekurangan hara P sehingga terjadi aliran fotosintat ke bagian bawah tanaman
(akar). Walaupun demikian kadar dan serapan hara P tajuk antara tanaman yang
tidak dipupuk berbeda nyata dibandingkan dengan yang dipupuk. Perlakuan tanpa
pemupukan cenderung meningkatkan perakaran namun tidak mampu
meningkatkan serapan hara tajuk khususnya P. Berbeda dengan P, kadar dan
serapan N tajuk nyata lebih tinggi dengan pemupukan. Tingginya kadar dan
serapan N pada perlakuan pemupukan menunjukkan bahwa luasnya perakaran
tidak berpengaruh terhadap serapan hara N yang relatif mobil dibandingkan
dengan P. Peningkatan pertumbuhan tanaman bagian atas kemungkinan
disebabkan pertumbuhan akar yang lebih baik.
Shuman dan Wilkinson (1994) menyatakan bahwa efisiensi fosfor dalam
tanaman berhubungan dengan rasio S/R dan arus hara. Efisiensi rendah
berhubungan dengan arus yang rendah dan rasio S/R yang rendah. Pengambilan
fosfor juga dapat dipengaruhi oleh hara tanaman yang lain, misalnya peningkatan
rasio N/P akan meningkatkan pengambilan fosfor pada kadar nitrogen yang
rendah. Kekurangan fosfor akan menurunkan transport energi dari kloroplas ke
bagian tanaman yang lain. Hal ini dapat menghambat pertumbuhan tajuk.
Aktivitas Nitrat Reduktase
Nitrat Reduktase merupakan enzim yang penting dalam rantai reduksi
nitrat menjadi amonium yang berguna dalam pembentukan asam amino, protein
dan senyawa-senyawa lain yang mengandung unsur N (Levitt, 1980). Aktivitas
nitrat reduktase terbesar terjadi di daun yang sedang berkembang penuh, tidak
16
terlalu tua dan tidak terlalu muda. Hasil analisis aktivitas nitrat reduktase
ditunjukkan pada Tabel 5 di bawah ini.
Tabel 8. Data pengaruh konsentrasi pupuk dan komposisi media terhadap aktivitas nitrat reduktase tanaman J.curcas L (µmol NO2
-/g/jam) Konsentrasi Pupuk NPK
Komposisi
Media Tanam Po P1 P2 P3
Rerata
Mo 4047,07 4393,67 5232,16 5276,17 4737,27 M1 4214,90 4684,31 5635,56 5626,52 5040,32 M2 4835,09 5169,96 5675,64 5910,68 5397,84 M3 5347,10 5575,48 5868,31 6091,20 5720,75
Rerata 4611,27 4955,86 5602,92 5726,14q Keterangan : * P0: Konsentrasi pupuk 0 kg/ha; P1: Konsentrasi pupuk 200 kg/ha;
P2: Konsentrasi pupuk 400 kg/ha; P3: Konsentrasi pupuk 600 kg/ha.
* M0: Komposisi media tanah : pasir 1:0; M1: Komposisi media tanah : pasir 1:2; M2: Komposisi media tanah : pasir 1:1; M3: Komposisi media tanah:pasir 2:1.
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 200 400 600 800
Konsentrasi Pupuk (kg/ha)
Rat
a-Ra
ta A
ktiv
itas
Nitr
at
Redu
ktas
e (u
mol
NO
/g/ja
m)
Media 1:0Media 1:2Media 1:1Media 2:1
Gambar 9. Grafik pengaruh komposisi media dan pupuk terhadap aktivitas
nitrat reduktase J. Curcas L. (µmol NO2-/g/jam)
Pada penelitian ini menggunakan tanah lempung yang memiliki
kemampuan menahan air yang baik tetapi sistem aerasi yang buruk dan sebagai
campuran komposisi media digunakan pasir. Kemampuan menahan air dari
partikel pasir buruk tetapi memiliki aerasi yang baik (Hopkins, 1999) sehingga
dengan adanya campuran tanah lempung dan pasir akan diperoleh tanah dengan
kemampuan menahan air dan aerasi yang baik, sehingga proses nitrifikasi
berlangsung tanpa hambatan (Serraj, dkk., 1999). Pemberian pupuk NPK 600
kg/ha menunjukkan hasil aktivitas nitrat reduktase paling tinggi. Hal ini sesuai
17
dengan Planchett (2004) dan Yamasaki dan Sakihama (2000), yang menyatakan
bahwa aktivitas nitrat reduktase pada daun tanaman Nicotiana tabacum semakin
meningkat seiring peningkatan kandungan nitrat pada tanaman.
Pada tanah dengan komposisi 1:0 memiliki nilai aktivitas nitrat reduktase
yang rendah meskipun memiliki kandungan unsur N tanah paling tinggi. Hal ini
kemungkinan dikarenakan pada media tanam ini memiliki sistem aerasi yang
kurang memadai, sehingga proses nitrifikasi mengalami penghambatan.
Nitrifikasi yang terhambat menyebabkan ammonium akan terakumulasi di dalam
tanah yang kekurangan oksigen karena adanya aerasi yang kurang memadai.
Ammonium terakumulasi dalam keadaan anaerob akan menjadi amoniak yang
bersifat berbahaya bagi pertumbuhan tanaman (Deibert, 2000).
Pada perlakuan pemberian komposisi media 2:1, aktivitas nitrat reduktase
paling tinggi, hal ini disebabkan karena sistem aerasi yang memadai dan jumlah
nitrogen yang cukup banyak. Aerasi yang memadai akan menyebabkan
ammonium akan mengalami nitrifikasi dan menjadi nitrat. Semakin meningkatnya
jumlah ammonium, maka jumlah nitrat yang dihasilkan dan akan diserap oleh
tumbuhan akan semakin banyak dan aktivitas nitrat reduktase meningkat.
Pada dua komposisi media yang lain yaitu 1:1 dan 1:2, aktivitas nitrat
reduktase mengalami penurunan seiring peningkatan penambahan pasir. Jumlah
unsur hara N dalam tanah juga mengalami penurunan seiring peningkatan jumlah
pasir dalam tanah. Hal ini kemungkinan dikarenakan unsur hara mengalami
pelindian bersama tanah. Pasir yang dicampurkan ke dalam media menyebabkan
kemampuan menahan air menurun, sehingga air dalam media tanam akan mudah
lewat dengan membawa nitrat, karena N-nitrat memiliki tingkat kelarutan yang
tinggi (Engelstad, 1997).
Peningkatan kadar nitrogen akan meningkatkan proses reduksi nitrat yang
terjadi dalam dua reaksi yang berbeda. Reaksi pertama dikatalisis oleh nitrat
reduktase (NR), enzim yang akan mengangkut dua elektron dari NADH atau
NADPH dan akan menghasilkan nitrit. Tingkat nitrit yang tinggi akan
meningkatkan aktivitas nitrat reduktase. Reaksi kedua dari keseluruhan proses
18
reduksi nitrat adalah pengubahan nitrit menjadi ammonium (NH4+) (Oaks, 1999
dalam Planchett, 2004).
Semua NH4+ pertama-tama diubah menjadi gugus amina dari glutamin dan
membentuk asam glutamat, asam aspartat, dan asparagin. Glutamin dibentuk
dengan penambahan satu gugus NH2 dan NH4+ ke gugus karboksil terjauh dari
karbon alfa asam glutamat dan terbentuk ikatan amida. Enzim yang diperlukan
adalah glutamin sintase. Hidrolisis ATP menjadi ADP dan Pi sangat penting
untuk reaksi berikutnya, karena reaksi ini membutuhkan asam glutamat sebagai
reaktan, harus terdapat mekanisme untuk menyediakannya oleh reaksi yang
dikatalisis oleh glutamat sintase. Glutamat sintase mengangkut gugus amida dari
glutamin ke karbon karbonil asam α-ketoglutarat, sehingga terbentuk dua molekul
asam glutamat. Proses ini membutuhkan pereduksi yang mampu menyumbang
dua elektron yaitu feredoksin di kloroplas dan NADH atau NADPH di proplastid.
Glutamat dapat diubah menjadi asam amino, protein, dan senyawa-senyawa lain
yang mengandung N yang berperan penting dalam proses pertumbuhan generatif
dan vegetatif tumbuhan (Salisbury dan Ross, 1995).
Kesimpulan
1. Pemberian konsentrasi pupuk dan komposisi media tanam yang berbeda
meningkatkan pertumbuhan tanaman Jatropha curcas L. dengan hasil
tertinggi pada konsentrasi pupuk 600 kg/ha dengan komposisi media tanam
tanah dan pasir 2:1. Interaksi antara konsentrasi pupuk dan komposisi media
tanam yang berbeda memberikan pengaruh yang signifikan pada tinggi
tanaman Jatropha curcas L.
2. Pemberian konsentrasi pupuk dan komposisi media tanam yang berbeda
meningkatkan aktivitas nitrat reduktase tanaman Jatropha curcas L. dengan
hasil tertinggi pada konsentrasi pupuk 600 kg/ha dengan komposisi media
tanam tanah dan pasir 2:1
19
DAFTAR PUSTAKA
Anggarwulan, E. dan Solichatun. 2001. Fisiologi Tumbuhan. Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam UNS, Surakarta
Armendaris, A., S.D. Woejono, H. Hartiko. 1991. Aktivitas Enzim Nitrat
Reduktase dan Korelasinya Terhadap Sifat Pertumbuhan Tanaman Kakao (Teobroma caccao L.). Ilmu Pertanian Fakultas Pertanian UGM 4 (6): 299-305
Cahyaningsih. 2003. Analisis Pertumbuhan Tanaman Padi (Oriza sativa L.) Pada
Dosis Pupuk yang Berbeda. Skripsi. Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret. Surakarta
Deibert, E., 2000. Fertilizer Application With Small Grain Seed On Planting.
NDSU Extension Service. http://www.NDSU.com [14 Januari 2008] Engelstad, O. P. 1997. Teknologi dan Penggunaan Pupuk (diterjemahkan oleh
Goenadi, D. H.). UGM Press, Yogyakarta Foth, H. D. 1991. Dasar-Dasar Ilmu Tanah (diterjemahkan oleh Purbayanti, E.
D., Lukiwati, D. R., Trimulatsih, R.). UGM Press, Yogyakarta Gardner, F.P., Pearce, R.B. dan Mitchell, R.I. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya
(diterjemahkan oleh Herawati Susilo). UI Press. Jakarta Hopkins, W.G. 1999. Introduction to Plant Physiology. John Willey and sons. Inc.
New York Islami, T. dan W.H. Utomo. 1995. Hubungan Tanah, Air, dan Tanaman. IKIP
Semarang Press. Semarang Kamsurya, M.Y., H. T. Sebayang, dan B. Guritno. 2002. Pengaruh Pemupukan
Nitrogen Pada Lahan Tanpa Olah Tanah Dengan Herbisida Glifosat Terhadap Pertumbuhan Gulma dan Hasil Beberapa Varietas Padi Sawah. Biosain 2 (2): 55-68
Kastono, D., H. Sawitri, dan Siswandono. 2005. Pengaruh Nomor Ruas Setek Dan
Dosis Pupuk Urea Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Kumis Kucing. Ilmu Pertanian 12 (1): 56-64
Knoepp, J. D., D. C. Coleman, D. A. Crossely Jr., dan James S. Clark. 2000.
Biological Indices of Soil Quality: an Ecosystem Case Study of Their Use. Forest Ecology And Management 138: 357-368
Levitt, J. 1980. Responses of Plant to Enviromental Stresses. Vol II. Academic
Press, New York
20
Listyawati, S. 1994. Pengaruh Radiasi Sinar Gamma Co-60 Terhadap Aktifitas
Nitrat Reduktase Dan Struktur Anatomi Brassica campastris. Linn. Skripsi. UGM, Yogyakarta
Madauna, I.. 2003. ”Pengaruh Pemupukan Fosfor Terhadap Hasil dan Mutu Fisiologis Benih Jagung (Zea mays. L)”. J. Agroland.. 10 (2): 139-144
Pelayanan Informasi Jarak Pagar Nasional. 2005. Cara Tanam Jarak Pagar.
http://www.jarakpagar.com/asp/pagar0.asp [ 7 Mei 2007 ] Planchett, E. 2004. Nitrite Oxide Production By Tobacco Plants And Cell
Cultures Under Normal Conditions And Under Stress. Disertasi. Bayerischen Julius-Maximilians-Universität Würzburg. Jerman
Ramlan. 2003.Evaluasi Kesesuaian Lahan Untuk Tanaman Kakao (Theobroma
cacao L.) Di Kecamatan Bunta Kabupaten Banggai. J. Agroland 10(3):246-253
Salisbury, F.B dan C.W. Ross. 1995. Fisiologi Tanaman Jilid 1. Penerbit ITB,
Bandung Serraj, R., R. T. Sinclair, C. L. Purcell. 1999. Symbiotic N2 Fixation Response to
Drought. Experimental Botany 50 (331): 143-155 Shuman, L. M., dan R. E. Wilkinson. 1994. Plant-Environmental Interaction:
Mineral Nutrition. Marcel Deekker. Inc. New York Singh. G, 2005. ”Jatropha Biodiesel the Fuel Of The Future ”. Minenvis. 46: 8-18 Sudradjat, R. 2005. ”Teknologi Pembuatan Biodisel dari Minyak Biji Tanaman
Jarak Pagar”. Jurnal Penelitian Hasil Hutan 23 (1) : 53-68 Sitompul, M. S. dan B. Guritno, 1995. Analisis Pertumbuhan Tanaman. UGM
Press. Yogyakarta Widiastuti, H., E. Guhardja, N. Sukarno, L. K. Darusman, D. H. Goenadi, S.
Smith, 2003. Arsitektur akar bibit kelapa sawit yang diinokulasi beberapa cendawan mikoriza arbuskula. Menara Perkebunan 71(1), 28-43
Wijayati, A., Solichatun, dan Sugiyarto. 2005. “Pengaruh Asam Indol Asetat
terhadap Pertumbuhan, Jumlah dan Diameter Sel Sekretori Rimpang Tanaman Kunyit (Curcuma domestica Val.)”. Biofarmasi. 3(1):16-21.
Yamasaki H, Y. Sakihama Y. 2000. Simultaneous Production of Nitric Oxide and
Peroxynitrite by Plant Nitrate Reductase: in vitro evidence for the NR-dependent formation of active nitrogen species. FEBS Letters 468: 89-