Info Teknologi » Kedelai Toleran, Salah Satu Solusi Atasi Kendala Salinitas

Salinitas menjadi salah satu ancaman bagi keberlanjutan pertanian hampir semua negara di dunia termasuk di Indonesia. Lebih dari 800 juta ha lahan pertanian di dunia telah dipengaruhi oleh garam (tanah salin dan sodik) atau lebih dari 6% luas lahan di dunia. Permasalahan salinitas pada lahan pertanian di Indonesia harus segera mendapatkan perhatian serius, mengingat di beberapa daerah lahan pertanian dilaporkan terjadi peningkatan kadar garam menjadi > 4 dS/m.

Cekaman salinitas mengakibatkan pertumbuhan tanaman terganggu. Tanaman kedelai dikategorikan peka salinitas dengan ambang batas salinitas sebesar 5,0 dS/m (Chinusamy et al. 2005). Genotipe kedelai dengan sifat toleran terhadap salinitas merupakan harapan bagi pengembangan tanaman kedelai di tanah salin, karena hingga saat ini belum tersedia varietas kedelai toleran salinitas.

Pengaruh Salinitas terhadap Hasil Biji

Serangkaian penelitian telah dilakukan di rumah kaca dan di lapang guna mendapatkan informasi toleransi genotipe kedelai terhadap cekaman salinitas. Pengujian sebelas genotipe kedelai (3 varietas dan 8 galur harapan) terhadap empat tingkat salinitas tanah yaitu S1 (0,5 dS/m), S2 (5,8 dS/m), S3 (8,4 dS/m), dan S4 (12,2 dS/m) yang dilakukan di rumah kaca pada 2013 terjadi penurunan hasil 50% pada tingkat salinitas (DHL tanah) sebesar 7,01 dS/m (Gambar 1).

Gambar 1. Regresi bobot kering 11 genotipe kedelai dengan kadar DHL tanah, Balitkabi 2013.

Gambar 1. Regresi bobot kering 11 genotipe kedelai dengan kadar DHL tanah, Balitkabi 2013.

Tingkat toleransi terhadap cekaman salinitas dari sebelas genotip kedelai pada empat tingkat salinitas tanah (0,5-12,2 dS/m) ditentukan menggunakan beberapa kriteria toleransi salinitas. Kriteria salinitas kritis dengan penurunan hasil 50% umum digunakan oleh pemulia tanaman untuk mengukur daya hasil suatu genotip tanaman, tetapi pada penelitian ini digunakan hingga 66% penurunan hasil.Hal ini dilakukan dengan pertimbangan akan diperoleh genotipe kedelai dengan tingkat toleransi terhadap salinitas di atas 10,00 dS/m. Genotip IAC 100/Burangrang//Malabar-10-kp-21-50 dan Argopuro//IAC 100 toleran hingga kadar salinitas 12,2 dS/m berdasarkan penurunan bobot biji 66% (Tabel 1).

Tabel 1. Bobot biji dan penurunan bobot biji beberapa genotip kedelai pada berbagai tingkat salinitas tanah. Balitkabi. 2013

Genotip Bobot Biji (g)

pada 0,5 dS/m

Penurunan Bobot Biji (%)

terhadap kontrol (0,5 dS/m)

 5,8 dS/m 8,4 dS/m 12,2 dS/m
Wilis  8,7  37,9 75,9 93,1
Tanggamus 7,4 39,2 89,2 100,0
Gema 7,6 47,4  71,1 85,5
LK/3474-403 8,3 56,6  92,8 96,4
SU-7-1014 8,3 31,3  51,8 83,1
MLG 2805-962 7,4 44,6  77,0 87,8
MLG 3474-991 7,6 56,6  77,6 90,8
AC100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50 7,1 26,8  52,1 66,2
IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-30-75 8,7 40,2  69,0 80,5
Argomulyo//IAC100-10-KP-40-120 7,9 26,6  55,7 73,4
Argopuro//IAC100 8,2 25,6  53,7 65,9

Pengaruh Salinitas terhadap Indeks Kepekaan Cekaman

Indeks Kepekaan Cekaman (IKC) banyak dimanfaatkan oleh para pemulia tanaman untuk menentukan kriteria toleransi terhadap cekaman dari sejumlah genotip yang diuji. Terjadi peningkatan Indeks Kepekaan Cekaman (IKC) dengan semakin beratnya tingkat cekaman salinitas pada semua genotip (Tabel 2).Berdasarkan kriteria indeks kepekaan cekaman dapat digolongkan menjadi : toleran hingga 12,2 dS/m adalah genotip IAC 100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50, Argomulyo/IAC100-10-KP-40-120 dan Argopuro// IAC 100; toleran hingga 8,4 dS/m adalah genotip SU-7-1014, toleran hingga 5,8 dS/m yaitu genotipIAC Wilis, Tanggamus, Gema, MLG 2805-962, IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-30-75, MLG 3474-991, LK/3474-403.

Tabel 2. Indeks Kepekaan Cekaman (IKC) salinitas sebelas genotip kedelai

Genotip IKC 2 IKC 3 IKC 4
Wilis  0,98  1,09  1,11
Tanggamus 1,11 1,28 1,19
Gema 1,18 1,02 1,02
LK/3474-403 1,41 1,33 1,15
SU-7-1014 0,78 0,74 0,99
MLG 2805-962 1,15 1,11 1,05
MLG 3474-991 1,41 1,12 1,08
AC100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50 0,67 0,75 0,79
IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-30-75 1,01 0,99 0,96
Argomulyo//IAC100-10-KP-40-120 0,66 0,80 0,87
Argopuro//IAC100 0,64 0,77 0,78

IKC2=Indeks Kepekaan Cekaman (IKC) pada salinitas 5,8 dS/m, IKC3= IKC pada salinitas
8
,4 dS/m, IKC4= IKC pada salinitas 12,2 dS/m

Pengaruh Salinitas terhadap Skor Keracunan Visual

Skor keracunan garam secara visual, dapat juga digunakan untuk menilai tingkat toleransi salinitas pada genotipe tanaman (Tabel 3). Kriteria skor keracunan visual seperti Pantalone et al. (1997) yaitu : (1) = tidak ada gejala klorosis, (2) gejala ringan (25% daun klorosis), (3)= gejala sedang (50% daun klorosis dan nekrosis) dan (4)=klorosis parah (75% daun terlihat klorosis dan nekrosis parah) dan 5= tanaman mati (daun terlihat nekrosis parah). Penilaian skor : toleran jika skor ≤ 2,0 dan peka jika skor ≥ 3,0

Berdasarkan skor keracunan visual : toleran hingga salinitas 12.2 dS/m yaitu IAC100/Burangrang//Malabar 10 KP-21-50 dan Argopuro//IAC100; toleran hingga salinitas 8.4 dS/m adalah SU-7-1014, Argomulyo//IAC100-10-KP-40-120; toleran salinitas (5.8 < 8.4 dS/m) Wilis, Tanggamus, LK/3474-403, MLG 2805-962, MLG 3474-991, IAC100/Burangrang//Malabar 10 KP-31-75; toleran hingga salinitas 5.8 dS/m adalah varietas Gema

Tabel 3. Skor keracunan visual sebelas genotip kedelai pada beberapa tingkat salinitas tanah pada 42 HSP.

Genotip Skor keracunan visual pada salinitas
 0,5

dS/m

5,8

dS/m

8,4

dS/m

12,2

dS/m

Wilis 1.00 k  1.43 i-k  2.03 e-i 3.40 bc
Tanggamus 1.00 k  1.77 f-j 3.07cd 3.83 ab
Gema  1.00 k  2.20 e-h 3.83 ab 4.33a
LK/3474-403  1.00 k  1.87 f-j 3.40 bc 4.00 ab
SU-7-1014  1.00 k  1.53 h-k 1.57 g-k 3.40 bc
MLG 2805-962  1.00 k  1.33 i-k 2.43 d-f 4.00 ab
MLG 3474-991  1.00 k  1.33 i-k 2.60 de 1.87 f-j
AC100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50  1.00 k  1.17 jk 1.33 i-k 1.87 f-j
IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-30-75 1.00 k 1.30 jk 2.26 e-g 4.23 a
Argomulyo//IAC100-10-KP-40-120  1.00 k  1.17 jk 1.83 f-j 3.67 a-c
Argopuro//IAC100  1.00 k  1.00 k 1.23 jk 1.80 f-j

Angka yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% uji DMRT; notasi a-d sesuai huruf pada urutan abjad yaitu abcd, HSP= Hari Setelah Perlakuan.

Rangkuman dari ketiga kriteria berdasarkan persentase kehilangan hasil sebesar < 66%, Indeks Kepekaan Cekaman < 0,95 dan skor keracunan visual < 2,0 sebelas genotip kedelai yang diuji dapat dikelompokkan menjadi : (1) toleran pada salinitas tanah 0,5-5,8 dS/m yaitu varietas/genotip Wilis, Tanggamus, Gema, LK/3474-403, MLG 3474-991, IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-30-75, MLG 2805-962, (2) toleran hingga salinitas 8,4 dS/m yaitu genotip SU-7-1014 dan Argomulyo//IAC100-10-KP-40-120 serta (3) toleran hingga salinitas 12,2 dS/m yaitu: IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50 dan Argopuro//IAC100 (Tabel 4).

Tabel 4. Toleransi salinitas sebelas genotip kedelai menggunakan kriteria penurunan hasil biji, Indeks Kepekaan Cekaman dan skor keracunan visual. Balitkabi. 2013

Genotip Penurunan

Hasil Biji

Indeks

Kepekaan Cekaman

Skor

Keracunan Visual

  Toleran Hingga Salinitas Tanah
Wilis  5,8 dS/m  5,8 dS/m  5,8 dS/m
Tanggamus  5,8 dS/m  5,8 dS/m  5,8 dS/m
Gema  5,8 dS/m  5,8 dS/m  5,8 dS/m
LK/3474-403  5,8 dS/m  5,8 dS/m  5,8 dS/m
MLG 3474-991  5,8 dS/m  5,8 dS/m  5,8 dS/m
IAC100/Burangrang//Malabar-10KP-30-75  5,8 dS/m  5,8 dS/m  5,8 dS/m
MLG 2805-962  5,8 dS/m  5,8 dS/m  5,8 dS/m
SU-7-1014  8,4 dS/m   8,4 dS/m   8,4 dS/m
Argomulyo//IAC100-10-KP-40-120  8,4 dS/m  12,2 dS/m  8,4 dS/m
IAC100/BUrangrang//Malabar-10KP-21-50  12,2 dS/m   12,2 dS/m   12,2 dS/m
Argopuro//IAC100  12,2 dS/m   12,2 dS/m   12,2 dS/m

Dua genotipe kedelai yang terindikasi toleran salinitas (IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50 dan Argopuro//IAC100) kemudian diuji menggunakan lima tingkat salinitas (DHL 1,5; 6,6; 10,9, 13,4; dan 15,6 dS/m). Hasil pengujian di rumah kaca genotip kedelai terindikasi toleran cekaman salinitas (IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50 dan Argopuro//IAC100) mempunyai karakter :

  1. Morfologi : trikoma daun lebih panjang dan rapat, dengan stomata daun membuka lebih lebar pada tingkat salinitas tanah >5,80 dS/m, daun lebih luas dan lebih hijau dengan kondisi daun normal/sehat serta tidak menunjukkan gejala keracunan garam seperti : daun menguning/klorosis, tepi daun menggulung ke atas dan mengering dimulai daun yang paling tua, pada keracunan garam yang parah daun lebih muda mengalami klorosis, penghambatan pertumbuhan, tanaman layu bahkan kematian tanaman.

  2. Fisiologi : mampu menjaga kadar air tanaman tetap tinggi, mengakumulasi ion K+ pada jaringan tanaman lebih banyak sebaliknya akumulasi Na+ dan Cl baik di dalam akar maupun di daun lebih sedikit, mempunyai rasio K+/Na+ di dalam akar maupun daun lebih tinggi, mempunyai kadar klorofil daun lebih tinggi, kebocoran elektrolit daun dan kadar prolin lebih sedikit.

  3. Agronomi : biomasa tanaman lebih tinggi, jumlah polong isi lebih banyak, jumlah polong hampa lebih sedikit serta jumlah biji dan bobot biji lebih tinggi.

Mekanisme ketahanan terhadap cekaman salinitas pada tanaman kedelai tergolong toleran yaitu melalui : (a) kemampuan mengatur keseimbangan osmotik dengan menjaga kadar air tanaman tetap tinggi melalui penurunan ukuran daun serta pengaturan pembukaan stomata daun, (b) Kemampuan mengatur keseimbangan ion dengan peningkatan akumulasi ion K+ tanaman baik pada akar maupun daun, peningkatan rasio K+/Na+ baik di dalam akar maupun daun, (c) pembatasan akumulasi ion toksik Na+ dan Cl- pada tanaman termasuk kemungkinan pengeluaran ion toksik melalui trikoma daun sehingga dapat memperkecil konsentrasi ion toksik pada tanaman genotipe IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50 dan Argopuro//IAC100 tumbuh normal meskipun dalam kondisi kadar salinitas tertinggi 15,6 dS/m (Gambar 2a dan 2b).

Gambar 2a. Empat genotipe  kedelai dari kiri ke kanan Wilis (V1), Tanggamus (V2), IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50 (V3), dan Argopuro//IAC100 (V4) pada DHL 15,6 dS/m umur 65 HST. Balitkabi. 2014

Gambar 2a. Empat genotipe kedelai dari kiri ke kanan Wilis (V1), Tanggamus (V2), IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50 (V3), dan Argopuro//IAC100 (V4) pada DHL 15,6 dS/m umur 65 HST. Balitkabi. 2014

Gambar 2b.  Dua genotipe IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50 dan Argopuro//IAC100 daun hijau normal dan varietas Wilis dan Tanggamus daun menggulung, kering dan klorosis pada DHL 15,6 dS/m umur 70 HST. Balitkabi. 2014

Gambar 2b. Dua genotipe IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50 dan Argopuro//IAC100 daun hijau normal dan varietas Wilis dan Tanggamus daun menggulung, kering dan klorosis pada DHL 15,6 dS/m umur 70 HST. Balitkabi. 2014

Keragaan Hasil Biji Kedelai di Tanah Salin

Pengujian dua genotipe kedelai terindikasi toleran (IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50 dan Argopuro//IAC100) dan dua varietas terindikasi peka salinitas (Wilis dan Tanggamus) juga dilakukan di tanah salin Kec. Brondong Kabupaten Lamongan, Jawa Timur, pada MK 2014. Lokasi penelitian berjarak kurang lebih 150-200m dari tambak garam dengan DHL antara 6,0->14,0 dS/m. Petani biasa menanam padi satu kali pada musim penghujan setelah itu lahan diberokan menunggu musim hujan tahun berikutnya. Tingginya kadar garam di lahan ini serta tidak tersedianya pengairan teknis menjadi kendala petani untuk mengusahakan lahan mereka. Dari hasil penelitian yang menggunakan genotip kedelai toleran salinitas IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50 dan Argopuro//IAC100 kedua genotipe ini mampu tumbuh lebih baik dan menghasilkan biji lebih tinggi 112-295% dibandingkan genotip peka cekaman salinitas seperti Wilis dan Tanggamus (Tabel 5). Keragaan tanaman di lapang seperti terlihat pada (Gambar 4 dan 5).

Konsistensi produksi biji per tanaman masing-masing genotip kedelai dari ketiga penelitian dua di rumah kaca dan satu di lapang terlihat dari (Gambar 3). Genotip yang terindikasi toleran salinitas tetap menunjukkan hasil biji yang tinggi baik di rumah kaca maupun di tanah salin asli di lapang. Khususnya genotip Argopuro//IAC100 dapat menghasilkan bobot biji hingga 1,09 t/ha pada pengujian dengan ameliorasi 5 t/ha gipsum di tanah salin di Lamongan (DHL > 11 dS/m) tahun 2016. Demikian pula penelitian tahun 2017 genotip Argopuro//IAC100 di tanah salin Lamongan (DHL >10 dS/m) pemupukan 46 kg/ha N dikombinasikan dengan 108 kg/ha P2O5 menghasilkan bobot biji hingga 1513 kg/ha. Hal ini menunjukkan bahwa dua genotip tersebut layak dipertimbangkan sebagai kandidat varietas toleran salinitas dalam perakitan varietas kedelai toleran salinitas.

Tabel 5. Pengaruh genotip terhadap bobot kering biji pertanaman,100 biji

dan biji per hektar tanaman kedelai di tanaman salin

Genotip Bobot kering Biji
Pertanaman

(g)

100 biji

(g)

Per hektar

(g)

Wilis 0,65 b 3.85 b 132,48 b
Tanggamus 0,50 b 3,88 b 93,51 b
IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50 `,59 a 9,57 a 281,74 a
Argopuro//IAC100 1,71 a 10,28 a 368,75 a

Angka sekolom yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf nyata 5% menurut uji DMRT

Gambar 3. Hubungan antara bobot kering genotip kedelai (Wilis, Tanggamus, IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50, Argopuro //IAC100) dengan lokasi penelitian di rumah kaca 1, 2 dan lapang. Balitkabi dan Lamongan. 2013-2014

Gambar 3. Hubungan antara bobot kering genotip kedelai (Wilis, Tanggamus, IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50, Argopuro //IAC100) dengan lokasi penelitian di rumah kaca 1, 2 dan lapang. Balitkabi dan Lamongan. 2013-2014

ambar 4. Keragaan varietas Wilis dan Tanggamus (peka salinitas) dan genotipe IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50 dan Argopuro//IAC100 (toleran salinitas) saat umur 45 hst di tanah salin Lamongan. 2013

Gambar 4. Keragaan varietas Wilis dan Tanggamus (peka salinitas) dan genotipe
IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50 dan Argopuro//IAC100 (toleran salinitas) saat
umur 45 hst di tanah salin Lamongan. 2013

Gambar 6. Keragaan genotipe toleran salinitas IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-30-75 dan Argopuro//IAC100 daun berwarna hijau dan varietas peka salinitas Wilis dan Tanggamus dengan daun berwarna kekuningan pada 70 HST. Lamongan 2013

Gambar 5. Keragaan genotipe toleran salinitas IAC100/Burangrang//Malabar-10-KP-21-50 dan Argopuro//IAC100 daun berwarna hijau dan varietas peka salinitas Wilis dan Tanggamus dengan daun berwarna kekuningan pada 70 HST.

Runik Dyah Purwaningrahayu