Dasar-dasar Ekologi Salinitas sebagai Faktor Pembatas Abiotik PDF

Preview

Summary

ACARA 1 SALINITAS SEBAGAI FAKTOR PEMBATAS ABIOTIK I. TUJUAN 1. Mengetahui dampak salinitas pada pertumbuhan tanaman. 2. Mengetahui tanggapan beberapa macam tanaman terhadap tingkat salinitas yang berbeda. II. TINJAUAN PUSTAKA Salinitas didefinisikan sebagai adanya garam terlarut dalam konsentrasi ya...

Description

ACARA 1 SALINITAS SEBAGAI FAKTOR PEMBATAS ABIOTIK

I.

TUJUAN

1.

Mengetahui dampak salinitas pada pertumbuhan tanaman.

2.

Mengetahui tanggapan beberapa macam tanaman terhadap tingkat salinitas yang berbeda.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Salinitas didefinisikan sebagai adanya garam terlarut dalam konsentrasi yang berlebihan dalam larutan tanah. Satuan pengukuran salinitas adalah konduktivitas elektrik yang dilambangkan dengan decisiemens/m pada suhu 25 °C. Pengaruh utama salinitas adalah berkurangnya pertumbuhan daun yang menyebabkan berkurangnya fotosintesis tanaman. Salinitas mengurangi pertumbuhan dan hasil tanaman, pada kondisi terburuk dapat menyebabkan terjadinya gagal panen. Pada kondisi salin pertumbuhan dan perkembangan tanaman terhambat karena akumulasi berlebihan Na dan Cl dalam sitoplasma, menyebabkan perubahan metabolisme sel. Aktivitas enzim terhambat oleh garam. Kondisi tersebut juga mengakibatkan dehidrasi parsial sel dan hilangnya turgor sel karena berkurangnya potensial air di dalam sel. Berlebihnya Na dan Cl ekstraseluler juga mempengaruhi asimilasi nitrogen karena tampaknya langsung menghambat penyerapan nitrat (NO 3) yang merupakan ion penting untuk pertumbuhan tanaman (Yuniarti,2004). Toleransi terhadap salinitas adalah beragam, dengan spectrum yang luas diantara spesies tanaman mulai dari yang peka hingga yang cukup toleran. Spesies-spesies tanaman yang hanya mentoleransi konsentrasi garam rendah termasuk dalam kelompok tanaman glikofita, sedangkan spesies-spesies tanaman yang mentoleransi konsentrasi garam tinggi termasuk kelompok tanaman halofita (Sipayung, 2003). Stres biasa didefinisikan sebagai faktor yang mengganggu fungsi normal suatu organisme. Ada enam bentuk stres pada tanaman yaitu stres garam, stres suhu, stres air, stres radiasi, stres bahan kimia dan stres angin,tekanan dan bunyi. Stres garam termasuk stres bahan kimia yang meliputi garam, ion-ion gas, herbisida, insektisidan dan sebagainya (Kramer,1980). Stres garam terjadi dengan terdapatnya salinitas atau konsentrasi garam-garam terlarut yang berlebihan pada tanaman. Stres garam ini umumnya terjadi pada tanaman di tanah salin. Stres garam meningkat dengan meningkatnya konsentrasi garam hingga tingkat konsentrasi tertentu yang

dapat mengakibatkan kematian tanaman. Garam-garam yang menimbulkan stres tanaman antara lain NaCl, Na2SO4, CaCl2, MgSO4, MgCl

2

yang terlarut dalam air. Dalam tanah, garam-garam ini

mempengaruhi pH dan daya hantar listrik. Tanah salin memiliki pH < 8,5 dengan daya hantar listrik > 4 mmhos/cm (Haryadi dan Yahya, 1988). Tanah yang terkontaminasi garam dapat menyebabkan masalah, terjadi terutama pada tanah daerah kering, tak cukup curah hujan. Kandungan garan larut yang tinggi menyebabkan tanaman memerlukan tenaga yang lebih besar untuk menyerap air dalam larutan tanah. Tanah dengan kadar Na tinggi (>15%) (Sodik Soil) menyebabkan tanah terdispersi, dan permeabilitas turun bahkan menjai tidak permeabel atau tidak dapat meloloskan air. Pengairan tidak dapat menyebabkan akumulasi garam karena baik air permukaan maupun air tanah mengandung garam. Walaupun keracunan oleh kadar garam (NaCl) atau ion lain dapat terjadi, garam berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman karena pengaruh tekanan osmose. Kadar garam tinggi meningkat kakas (forse) mengikat air dalam tanah menyebabkan lebih sukar bagi tanaman untuk menyerap air. Selama periode kering, garam dalam tanah menjadi terpekatkan dan mampu mematikan tanaman karena tertarikya air dari tubuhnya (exosmosis). Garam dalam larutan tanah memaksa tanaman menggunakan energi lebih banyak untuk menyerap air dan mengeluarkan kelebihan ion garam dari tempat metabolisme aktif. Pada tanah yang lebih garaman, air diperlukan untuk mengencerkan garam dalam tubuh tanaman agar tidak mengganggunya. Garam biasanya merusak tanaman muda, tidak diperlukan saat perkecambahan, kadar garam tinggi, perkecambahan dapat berlangsung beberapa hari atau terhambat sama sekali (Suryanto, 1995). Kadar garam yang tinggi juga akan menghambat pertumbuhan kecambah atau perkecambahan benih, kualitas benih, produksi dan merusak jaringan tanaman. Salinitas berperan dalam menunda perkecambahan tetapi tidak menghalangi benih untuk berkecambah pada waktu-waktu selanjutnya (Shannon and Francois, 2001).

III. METODOLOGI

Praktikum Dasar-Dasar Ekologi acara I yang berjudul Salinitas sebagai Faktor Pembatas Abiotik dilaksanakan pada hari Kamis, tanggal 13 Maret 2014 pada pukul 13.30 WIB. Praktikum ini dilaksanakan di Laboratorium Ekologi Tanaman, Jurusan Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Bahan-bahan yang digunakan meliputi benih dari 3 macam tanaman yaitu kacang tunggak (Vigna unguiculata), padi (Oryza sativa), dan timun (Cucumis sativus), polybag, NaCl teknis, dan kertas label. Sedangkan alat-alat yang digunakan antara lain timbangan analitik, gelas ukur, erlenmeyer, alat pengaduk, peralatan tanam dan penggaris.

Praktikum ini dimulai dengan disiapkannya polybag yang diisi dengan tanah kurang lebih 3 Kg. Bila ada kerikil, sisa-sisa akar tanaman lain dan kotoran harus dihilangkan supaya tidak mengganggu pertumbuhan tanaman. Kemudian dipilih biji yang akan diamati dan 5 biji ditanam dalam polybag. Kemudian dilakukan penyiraman setiap hari dengan air biasa. Setelah berumur 1 minggu, dipilih bibit yang sehat, kemidian dijarangkan menjadi 2 tanaman/polybag. Kemudian larutan NaCl dengan konsentrasi 0 ppm, 2500 ppm dan 5000 ppm. Sebagai pembanding digunakan air aquadest. Masing-masing perlakuan diulang tiga kali (sesuai dengan jumlah kelompok dan satu golongan). Selanjutnya masing-masing konsentrasi larutan garam dituangkan pada tiap-tiap polybag sebagai perlakuan sampai kapasitas lapang. Volume tiap polybag harus sama. Tiap polybag harus diberi label sesuai perlakuan dan ulangannya. Pemberian larutan garam dilakukan setiap dua hari sekali sampai tujuh kali pemberian. Selang diantaranya tetap dilakukan penyiraman dengan air biasa dengan volume yang sama. Percobaan dilaksanakan sampai tanaman berumur 21 hari, kemudian dilakukan pemanenan. Usahakan akar jangan sampai rusak atau terpotong. Pengamatan yang dilakukan setiap hari sampai hari ke-21, meliputi tinggi tanaman dan jumlah daun setiap 2 hari sekali, berat segar dan panjang akar utama tanaman pada akhir pengamatan, abnormalitas tanaman dan berat kering tanaman pada akhir pengamatan juga. Pada akhir pengamatan, dari seluruh data yang terkumpul, dihitung rerata dari semua ulangan pada tiap perlakuan. Selanjutnya dibuat grafik tinggi tanaman pada masing-masing konsentrasi garam vs hari pengamatan untuk masing-masing tanaman, histogram panjang akar pada masing-masing konsentrasi garam vs hari pengamatan untuk masing-masing tanaman, grafik jumlah daun pada masing-masing tanaman dan histogram berat segar dan berat kering masing-masing tanaman pada berbagai konsentrasi.

IV. HASIL PENGAMATAN

PADI

Tinggi tanaman hari ke- (cm)

Perlakuan

9

11

13

15

17

19

21

0 ppm

10.22

15.22

17.64

20.98

22.46

24.43

26.02

2500 ppm

12.03

16.99

20.53

22.42

23.78

24.34

25.49

5000 ppm

10.56

15.40

18.18

19.83

22.64

23.91

24.73

K.TUNGGAK

Tinggi tanaman hari ke- (cm)

Perlakuan

9

11

13

15

17

19

21

0 ppm

15.28

17.09

19.06

21.70

23.43

24.82

26.05

2500 ppm

14.38

17.08

19.18

22.56

24.30

25.56

27.12

5000 ppm

16.04

18.61

19.71

MENTIMUN

22.06

23.88

25.18

26.51

Tinggi tanaman hari ke- (cm)

Perlakuan

9

11

13

15

17

19

21

0 ppm

9.96

11.23

12.63

15.46

18.05

19.68

21.62

2500 ppm

9.63

11.14

12.69

15.90

17.88

19.68

21.58

5000 ppm

9.28

12.19

13.82

15.86

17.00

19.47

20.83



Padi Jumlah daun hari ke- (cm) 9

11

13

15

17

19

21

1.67

2.25

2.83

2.92

3.08

3.33

3.58

0.24

0.09

7.81

1.83

2.17

2.67

2.83

3.00

3.50

3.50

0.26

0.11

6.31

1.83

2.17

2.33

3.00

3.00

3.25

3.42

0.25

0.04

6.28



BB(gram) BK(gram) PA(cm)

K.Tunggak Jumlah daun hari ke- (cm) 9

11

13

15

17

19

21

BB(gram) BK(gram) PA(cm)

2.42

3.75

4.75

5.58

6.25

7.20

7.28

6.93

1.11

18.94

2.33

3.58

4.50

5.83

6.42

7.17

7.50

7.65

1.29

21.96

2.00 

3.25

4.33

5.08

6.48

7.05

7.85

6.85

1.08

17.49

BB

BK

PA

Mentimun Jumlah daun hari ke9

11

13

15

17

19

21

(gram)

(gram)

(cm)

2.17

2.33

3.17

3.67

4.08

4.92

5.25

6.95

0.43

12.00

2.17

2.42

3.33

3.75

4.25

4.58

5.08

3.80

0.34

12.64

2.00

2.33

3.17

3.42

3.92

4.25

4.50

4.39

0.52

12.40

V. PEMBAHASAN

Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui dampak salinitas terhadap pertumbuhan tanaman dan mengetahui tanggapan berbagai macam tanaman pada tingkat salinitas yang berbeda. Pada praktikum ini, tanaman yang digunakan adalah padi, timun, dan kacang tunggak. Pengamatan yang dilakukan adalah panjang batang, panjang akar, jumlah daun, berat segar, dan berat kering. Perlakuannya adalah dengan menyiram tanaman dengan air garam 0 ppm, 2500 ppm, dan 5000 ppm setiap dua hari sekali. Seperti yang kita ketahui, salinitas adalah kadar garam yang terkandung di dalam tanah dan atau air. Setiap tanaman mempunyai ketahanan tersendiri dalam mengatasi salinitas dalam tanah. Pada umumnya, cekaman garam dapat mempengaruhi proses pertumbuhan, fotosintesis, metabolisme energi, lipid, dan sintesis protein. Pengaruh salinitas terhadap pertumbuhan tergantung pada beberapa faktor, antar lain jumlah garam yang ada di dalam tanah, jenis dan varietas dari tanaman, serta jumlah dan ketersediaan unsur hara dari dalam tanah. Garam-garam yang terlarut dalam tanah merupakan unsur penting dalam pertumbuhan tanaman, tetapi kadar garam yang berlebih pada tanaman bisa meracuni tanamana. Kadar

garam yang tinggi bisa menghambat perkecambahan benih, kualitas hasil, produksi, dan merusak jaringan tanaman. Kadar garam yang sangat tinggi dapat mempengaruhi fisiologis dan morfologis dalam hubungannya dalam kesediaan keseimbangan air dalam tubuh tanaman. Berdasarkan tingkat salinitasnya, tanaman memiliki 3 macam jenis, yaitu tanaman halofit, tanaman glikofit, dan tanaman euhalofit.

PANJANG TANAMAN (CM)

Grafik Panjang Tanaman Padi 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00

9

11

13

15

17

19

21

0 ppm

10,22

15,22

17,64

20,98

22,46

24,43

26,02

2500 ppm

12,03

16,99

20,53

22,42

23,78

24,34

25,49

5000 ppm

10,56

15,40

18,18

19,83

22,64

23,91

24,73

HARI KE 0 ppm

2500 ppm

5000 ppm

Grafik1.1. Panjang Tanaman Padi Dalam grafik di atas, dapat dilihat dari pertumbuhna rata-rata pada setiap perlakuan hampir berada pada tingkat yang sama, tetapi perbedaannya cukup membuat adanya jarak. Pada hari terakhir, tanaman yang paling tinggi adalah yang diberi perlakuan 0 ppm. Setelah itu diikuti oleh 25,49 yang diberi perlakuan 2500 ppm. Dan yang paling kecil adalah 24,73 cm dari perlakuan 5000 ppm.

Grafik Jumlah Daun Tanaman Padi JUMLAH DAUN

4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0

9

11

13

15

17

19

21

0 ppm

1,7

2,3

2,8

2,9

3,1

3,3

3,6

2500 ppm

1,8

2,2

2,7

2,8

3,0

3,5

3,5

5000 ppm

1,8

2,2

2,3

3,0

3,0

3,3

3,4

HARI KE 0 ppm

2500 ppm

5000 ppm

Grafik 1.2. Jumlah Daun Tanaman Padi Dalam grafik diatas dapat dilihat perbedaan jumlah rata-rata daun tanaman padi. Pada perlakuan 0 ppm terjadi pertumbuhan jumlah rata-rata daun yang maksimum yaitu berjumlah 3,6 helai daun. Lalu diikuti oleh perlakuan 2500 ppm yang berjumlah 3,5 helai daun. Dan yang terakhir pada perlakuan 5000 ppm yaitu 3,4 helai daun. Yang membedakan sedikit hanya besar angka di belakang koma saja.

0,25 0,20

0,24

0,11

0,12

0,26

0,15

0,15 0,10 0,05

0,00

BERAT (GRAM)

BERAT (GRAM)

0,30

BERAT KERING TANAMAN PADI 0,10

0,09

10,00

0,08 0,06

PANJANG AKAR TANAMAN PADI

0,04

0,04 0,02 0,00

PANJANG (CM)

BERAT SEGAR TANAMAN PADI

8,00

7,81 6,31

7,03

6,00 4,00 2,00

0,00

0 2500 5000 ppm ppm ppm

0 ppm 2500 5000 ppm ppm

0 2500 5000 ppm ppm ppm

PERLAKUAN

PERLAKUAN

PERLAKUAN

Grafik 1.3. Berat Segar, Berat Kering dan Panjang Akar Tanaman Padi Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa berat segar pada tanaman padi terjadi perbedaan yang sangat besar yaitu berat segar yang paling besar terdapat pada tanaman padi yang diberi perlakuan 2500ppm yaitu sebesar 0,26 gram. Kemudian diikuti oleh perlakuan 0 ppm yaitu 0,24 gram. Dan berat segar yang paling kecil diperoleh oleh perlakuan 5000 ppm yaitu sebesar 0,15 gram. Pada perlakuan 2500 memperoleh hasil yang paling besar yaitu sebesar 0.11 gram. Pada perlakuan 0 ppm memperoleh berat sebesar 0.,09 gram. Pada perlakuan 5000

ppm mengalami berat paling ringan yaitu sebesar 0,4 gram. Pada grafik panjang akar tanaman padi, panjang akar yang paling panjang didapat oleh perlakuan 0 ppm yaitu sebesar 7.81 cm. Kemudian 5000 ppm yaitu sebesar 7,03 cm. Panjang akar terpendek diperoleh oleh perlakuan 2500 ppm yaitu sebesar 6,31cm. Seperti yang kita ketahui , Padi merupakan tanaman halofit yang toleran terhadap salinitas. Pada konsentrasi yang tidak terlalu tinggi, justru padi akan tumbuh dengan baik. Karena garam dapat membantu proses pertumbuhan tanaman, Ion garam (Na) berguna untuk proses transfer dalam tanaman, tetapi dalam jumlah yang berlebih akan mengganggu proses pengambilan air dan garam mineral dalam tanah. Akan tetapi dalam grafik 1.1 ; 1.2 dan 1.3 terdapat banyak penyimpangan. Ada beberapa data yang sesuai dengan teori di atas yaitu data berat kering dan berat segar. Penyimpangan dalam data grafik tersebut mungkin terjadi karena adanya beberapa faktor diantaranya adalah kesalahan pada saat pengukuran dan penghitungan jumlah daun, ataupun terdapat faktor lain seperti unsur hara yang terkandung dalam media tanah.

PANJANG (CM)

Grafik Panjang Tanaman K.Tunggak 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00

9

11

13

15

17

19

21

0 ppm

15,28

17,09

19,06

21,70

23,43

24,82

26,05

2500 ppm

14,38

17,08

19,18

22,56

24,30

25,56

27,12

5000 ppm

16,04

18,61

19,71

22,06

23,88

25,18

26,51

HARI KE 0 ppm

2500 ppm

5000 ppm

Grafik 1.4. Tinggi Tanaman Kacang Tunggak Berdasarkan tabel di atas, perubahan tingginya dapat dikatakan cukup statis. Pertambahan panjang berkisar di angka 2 cm. Pada hari terakhir, tanaman tertinggi terdapat pada perlakuan 2500 ppm dengan 27,12 cm. Kemudian diikuti oleh perlakuan 5000 ppm dengan 26,51. Dan yang paling pendek terdapat pada perlakuan 0 ppm dengan 26,05 cm.

JUMLAH DAUN

Grafik Jumlah Daun Tanaman K.Tunggak 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00

9

11

13

15

17

19

21

0 ppm

2,42

3,75

4,75

5,58

6,25

7,20

7,28

2500 ppm

2,33

3,58

4,50

5,83

6,42

7,17

7,50

5000 ppm

2,00

3,25

4,33

5,08

6,48

7,05

7,85

HARI KE 0 ppm

2500 ppm

5000 ppm

Grafik 1.5. Jumlah Daun Kacang Tunggak Pada grafik di atas menunjukan peningkatan yanhg statis. Penambahan jumlah daun dari hari ke hari berkisar di angka 1. Jumlah daun paling banyak terdapat pada perlakuan 5000 ppm. Kemudian dilanjutkan dengan perlakuan 2500 ppm. Dan yang paling sedikit terdapat pada perlakuan 0 ppm.

7,65

6,93

6,85

1,35 1,30 1,25 1,20 1,15 1,10 1,05 1,00 0,95

PANJANG AKAR TANAMAN K.TUNGGAK 25,00

1,29

1,11

1,08

PANJANG (CM)

7,80 7,60 7,40 7,20 7,00 6,80 6,60 6,40

BERAT KERING TANAMAN K.TUNGGAK

BERAT (CM)

BERAT (GRAM)

BERAT SEGAR TANAMAN K.TUNGGAK

20,00

21,96