THE GROWTH AND NITRATE REDUCTASE ACTIVITY OF …...berasal dari jarak pagar. Jarak pagar (Jatropha...

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


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

)




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)




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)


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


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)



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.


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

)


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)



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;



0

1

2

3

4

5

6

7

0 200 400 600 800


Rata

-Rat

a Ra

sio

Pucu

k D

an A

kar

(g)


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;



0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 200 400 600 800


Rat

a-Ra

ta A

ktiv

itas

Nitr

at

Redu

ktas

e (u

mol

NO

/g/ja

m)


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-

THE GROWTH AND NITRATE REDUCTASE ACTIVITY OF …...berasal dari jarak pagar. Jarak pagar (Jatropha...

Documents

Transcript of THE GROWTH AND NITRATE REDUCTASE ACTIVITY OF …...berasal dari jarak pagar. Jarak pagar (Jatropha...