Karakter Morfofisiologi Padi Gogo Toleran Cekaman Kekeringan pada Olah Tanah Konservasi dan Pemberian Mikoriza

Abstract

Drought causes decrease of harvest in the production of rice. In addition,other factors such as dry land, poor soil, and lack of drought tolerant varieties also contribute to the cause. The use of drought tolerant varieties is one of the alternatives in the face of current climate change conditions. Plant responses to drought stress can be analyzed through the identification of keycharacters which contribute to the tolerance of drought stress. Plant responses to drought stress vary depending on their ability to adapt in the environment to sustain life. This study consisted of three experimental units to obtaindrought tolerant rice varieties. First experiment was aimed at finding drought tolerant upland rice varietieswith an effective filtering technique based on plant early growth response (vegetative). To obtain the data, completely randomized design (CRD) using triple replications 2 factors factorial; variety and PEG 6000 concentration experimental design was used. Rice varieties used in this research were Limboto, Situ, Situbagendit, Towuti, Ciapus, Inpago 4, Inpago 7, Inpago 8, Inpago 6, Inpago 5, Inpago 9, Inpari 33, Inpari 6 Jete, Batutegi and Sintanur. The PEG (Polyetilene Glycol) 6000 concentrationswere 0%, 20% and 25%. The results showed that variables contributed to the determination of drought tolerant rice varieties based on stress sensitivity indexed value. Research found that the most tolerant varieties were Ciapus, Inpago 4 and Inpago 8. They had longger roots compared with other varieties. Of Moderate varietieswere Inpago 5, Situbagendit, Towuti and Inpago 7 varieties, while the susceptible varieties include Inpari 33, Inpari 6 Jete and Sintanur. Based on this early phase testing method, further test need to be done to ensure consistency of the results. 20% of PEG 6000 concentrationis applicable to detect drought-tolerant varieties ofplumuladry weight, root dry weight, root plumula ratio, root and plumulaindex. Plumula variable length, root length, plumula length tolerance index and root tolerance index were characters used to determine drought-tolerant rice varieties during the early vegetative phase. Second experiment was intended to identify morfophisiology characters and yield of drought tolerant upland rice varieties. The experiment was conducted in a plastic house in North Aceh from February to June 2015. The study design was split plot design using triple replications two research factors; drought stress and 10 upland rice varieties. Drought stress (C) consisted of C1 : 20% of field capacity, C2: 40% of field capacity C3: 60% of field capacity and C4: 80% of field capacity (control). Upland rice varieties used in this design were subdivided into 3 groups; 3 tolerant (Ciapus, Inpago 4, Inpago 8), 4 moderate (Inpago 5, Situbagendit, Inpago 7, Towuti), and 3 susceptible (Inpari 6 Jete, Inpari 33 and Sintanur ) varieties. Third study was formulated to determine the effect of tillage and mycorrhizae fertilizing on growth and yield of upland rice in drought stress conditions. The experimentsused Split Plot design using three research factors. The first and main grid factor was Mycorrhizae (M) consisting of M0 (without Mycorrhizae) and M1 (with Mycorrhizae). The second or sub grid factor was soil processing (T) consisting of T0 (without land processing) and T1 (1 time land processing). The third or sub of sub grid factor were varieties (V), tolerant, moderate, and susceptible varieties. Screening results using 20% of PEG 6000 concentration proved that ciapus, inpago 4 and inpago 8 varieties were tolerant to drought stress. Morfophisiology characters changes were visiblas the results of the experiment. At C1 (drought stress 20%), slow of growth height, decrease of leave size, leave size index, rapid flowering, decrease in net assimilation rate, relative growth rate, and decrease inchlorophyll content of the leave. On the other hand, C1 improve the accummulation of proline.Changes to the yields can be observed in a decrease percentage of number of panicles per hill, the decline in grain weight per panicle, 1000 grain weight, harvest index and increased of empty grain. Yields productionof Inpago 4 on 20% of drought rate (C1) was 5.9 ton per ha, while on normal circumstances, 40% (C2) was 6.6 ton per ha, ± 10% gap. Specific characteristics were observed in tolerant varieties inpago 4 and inpago 8 treated under tillage (T1) and mycorrhizael (M1) fertilizing. Adapting with drought stress, they increase root length, root dry weight, root canopy ratio, net assimilation rate, relative growth rate, proline content of the leave, chlorophyll content of the leaves, and root infection. As the results, yields increased up 7.5 tons per Ha.

Kekeringan menyebabkan terjadinya penurunan produksi padi. Selain lahan kering pada umumnya kondisi tanah juga miskin hara dan kandungan bahan organiknya rendah serta kurangnya ketersediaan varietas toleran terhadap cekaman kekeringan yang sesuai dengan kondisi spesifik lokasi. Penggunaan varietas yang toleran terhadap cekaman kekeringan merupakan salah satu alternatif dalam menghadapi kondisi perubahan iklim saat ini. Respon tanaman terhadap cekaman kekeringan dapat dianalisis melalui identifikasi karakter-karakter yang berperan penting dalam toleransi terhadap cekaman kekeringan. Respon tanaman terhadap cekaman kekeringan bervariasi tergantung adaptasi varietas tanaman dengan lingkungan tumbuh dalam mempertahankan air untuk mempertahankan hidupnya. Penelitian ini terdiri dari tiga unit percobaan untuk mendapatkan varietas padi toleran cekaman kekeringan. Percobaan I bertujuan mendapatkan varietas padi gogo toleran terhadap cekaman kekeringan dengan teknik penyaringan yang efektif berdasarkan tanggap pertumbuhan awal tanaman (vegetatif). Rancangan percobaan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola faktorial dengan 2 faktor perlakuan yaitu varietas dan konsentrasi PEG 6000 dengan tiga ulangan. Varietas yang di gunakan adalah Limboto, Situ Patenggang, Situbagendit, Towuti, Ciapus, Inpago 4, Inpago 7, Inpago 8, Inpago 6, Inpago 5, Inpago 9, Inpari 33,Inpari 6 Jete, Batutegi dan Sintanur. Konsentrasi PEG (Polyetilene Glikol) 6000 yaitu 0%, 20% dan 25%. Hasil penelitian menunjukkan peubah-peubah berkontribusi dalam penentuan varietas toleran terhadap cekaman kekeringan berdasarkan nilai indeks sensitifitas maka varietas paling toleran adalah varietas Ciapus, Inpago 4 dan Inpago 8 memiliki panjang akar lebih tinggi dibandingkan varietas lainnya. Varietas kelompok moderat adalah varietas Inpago 5, Situbagendit, Towuti dan Inpago 7 sedangkan kelompok varietas peka meliputi Inpari 33, Inpari 6 Jete dan Sintanur. Berdasarkan hal tersebut metode pengujian yang dilakukan pada tingkat laboratorium (fase awal) dapat dilanjutkan kepada pengujian lapangan untuk menyetarakan konsistensi hasil penelitian apakah konsistensi dengan pengujian di lapangan. Konsentrasi 20% PEG 6000 dapat digunakan untuk mendeteksi varietas yang toleran cekaman kekeringan terhadap bobot kering plumula, bobot kering akar, ratio plumula akar, indeks plumula dan indeks akar. Peubah panjang plumula, panjang akar, indeks toleransi panjang plumula dan indeks toleransi akar merupakan karakter untuk pendugaan varietas padi toleran kekeringan pada fase awal vegetatif pada hasil skrining menggunakan senyawa PEG 6000 dengan konsentrasi 20%. Penelitian II bertujuan untuk mengidentifikasi karakter morfofisiologi dan hasil varietas padi gogo toleran cekaman kekeringan. Penelitian dilaksanakan di rumah plastik di Aceh Utara pada bulan Februari sampai bulan Juni 2015. Rancangan penelitian adalah rancangan petak terpisah (Split-Plot) dengan tiga ulangan dengan dua faktor perlakuan yaitu Faktor Pertama adalah cekaman kekeringan (C) yang terdiri atas 4 taraf yaitu C1 : 20% kapasitas lapang, C2 : 40% kapasitas lapang C3 : 60% kapasitas lapang dan C4 : 80 % kapasitas lapang (kontrol). Faktor Kedua adalah 10 varietas padi gogo terdiri atas 3 kelompok varietas (hasil dari penelitian pertama skrining dengan PEG 6000) yaitu (kelompok varietas toleran) yang terdiri dari Ciapus, Inpago 4, Inpago 8. (kelompok varietas moderat) yang terdiri dari Inpago 5, Situbagendit, Inpago 7, Towuti dan (kelompok varietas peka) yang terdiri dari Inpari 6 Jete, Inpari 33 dan Sintanur. Penelitian III bertujuan mengetahui pengaruh pengolahan tanah dan pupuk mikoriza terhadap pertumbuhan dan hasil padi gogo pada kondisi cekaman kekeringan. Percobaan di lapangan menggunakan rancangan Split Split Plot (Petak-Petak Terpisah) terdiri dari 3 faktor yaitu : Faktor pertama sebagai Petak Utama Mikoriza (M) yang terdiri dari M0: (Tanpa Mikoriza) dan M1 : (Pemberian Mikoriza). Faktor kedua sebagai Anak Petak adalah Pengolahan Tanah (T) yang terdiri dari T0 : (Tanpa Olah Tanah) dan T1 : (Olah Tanah Satu Kali). Faktor ketiga sebagai Anak- Anak Petak adalah Varietas (V) yang terdiri dari tiga kelompok varietas yaitu kelompok varietas Toleran (varietas Ciapus, varietas inpago 4 dan varietas inpago 8) kelompok varietas moderat meliputi (varietas inpago 5, varietas situbagendit, varietas inpago 7 dan varietas towuti) dan kelompok varietas peka adalah (varietas inpari 6 jete, varietas inpari 33 dan varietas sintanur). Hasil penelitian varietas ciapus, varietas inpago 4 dan varietas inpago 8 adalah varietas toleran kekeringan hasil skrining menggunakan PEG 6000 pada konsentrasi 20% . Terjadi perubahan karakter morfofisiologi dan hasil akibat dari cekaman kekeringan pada kapasitas lapang 20% (C1) yaitu terhambatnya pertumbuhan tinggi tanaman, menurunnya luas daun, indeks luas daun, cepatnya pembungaan, penurunan laju asimilasi bersih, laju tumbuh relatif dan menurunnya kandungan klorofil daun. Tetapi cekaman kekeringan kapasitas lapang 20% (C1) meningkatkan akumulasi prolina. Perubahan terhadap hasil yaitu menurunnya persentase jumlah malai per rumpun, menurunya bobot gabah per rumpun, berat 1000 butir, indeks panen dan dapat meningkatnya gabah hampa. Produksi pada cekaman kekeringan 20% (C1) 5.9 ton/ha sedangkan keadaan normal 40% (C2) 6.6 ton/ha selesih ±10% pada varietas Inpago 4. Pengolahan tanah (T1) dan pemberian pupuk mikoriza (M1) pada varietas toleran Inpago 4 dan varietas Inpago 8 menunjukkan mekanisme penghindaran terhadap cekaman kekeringan dengan cara meningkatkan panjang akar, bobot kering akar, ratio tajuk akar, laju asimilasi bersih, laju tumbuh relatif, kandungan prolina daun, kandungan klorofil daun, infeksi akar dan dapat meningkatkan produksi 7.5 ton per ha.