BIOMA, Desember2010ISSN: 1410-8801 Vol. 12, No. 2, Hal. 35-39 Kandungan Klorofil Dan PertumbuhanSemai Kakao (Theobroma cacao L.) Pada Perlakuan Cekaman Kekeringan Yang Berbeda Erma Prihastanti Laboratorium Biologi dan Struktur Fungsi Tumbuhan FMIPA Undip Email : eprihast@yahoo.co.id Abstract Drought stress will result in decreasing the rate of water absorption by plant roots. This decrease will result in disturbances in plant growth, especially in a growing network includes the addition of Growth in dry mass, volume, lengthorareaofcellsresultingfromtheinteractionofprocessesinplantsthroughphotosynthesis,respiration, transport,waterrelationsandnutrientbalance.Morphologicalandphysiologicalresponsesofplantsagainststress and patterns of plant adaptation to different environments is very important especially for the purposes of cultivation and theprediction of thepropertiesofresponsiveplanttersebut. Purposeof thisresearchis toexaminechanges in contentklorofilaandb,andgrowth(numberofleavesandplantheight)cocoaseedlingageof12monthsat different water stress.The study was conducted in the village of Plana Banyumas, Central Java Province, which lasted from January 2007toJune2008.Cacaotreeusedwas12monthsinwhichthecocoabeansusedforseedingofhybridclones derivedfromcocoapodsfromthevillageofO,oKulawiDonggalaDistrictofCentralSulawesi.Cocoaseedlings weregiventhreetreatmentsofwaterstressthatsoilwatercontent75%,50%and25%.Observationsofvariable chlorophyllaandb,numberofleavesandplantheightafteronemonthandtwomonthsofstress.The results showed drought effect on leaf chlorophyll content of seedlings of cocoa, where the plants grown on soil water content of 50% have chlorophyll a and b are lower than those grown on soil water content 75%. The growth of cocoaseedlingsarebestwhenplantedwithsoilwatercontent75%,becausethesoilmoisturecontentof50%and 25% of the number of leaves and plant height decreased Key words: drought stress, chlorophyll a and b, the growth of seedlings, Theobroma cacao L. Abstrak Cekaman kekeringan akan mengakibatkan menurunnya laju penyerapan air oleh akar tanaman. Penurunan ini akanmengakibatkangangguanpadapertumbuhantanaman,terutamapadajaringanyangsedangtumbuh Pertumbuhan meliputi penambahan dalam massa kering, volume, panjang atau luas sel yang dihasilkan dari interaksiproses-prosesdalamtanamanmelaluifotosintesis,respirasi,transpor,hubunganairdankeseimbangannutrien. Responmorfologidanfisiologitanamanterhadapcekamandanpolaadaptasitanamanpadalingkunganberbeda sangatpentingartinyaterutamauntukkepentingankultivasidanprediksisifat-sifatresponsiftanamantersebut. Tujuan penelitian ini adalah mengkaji perubahan kandungan klorofil a dan b, serta pertumbuhan(jumlah daun dan tinggi tanaman) semai kakao umur 12 bulan pada cekaman air yang berbeda. PenelitiandilakukandiDesaPlanaKabupatenBanyumasPropinsiJawaTengah,yangberlangsungmulai bulan Januari 2007 sampai dengan Juni 2008. Tanaman kakao yang digunakan berumur 12 bulan dimana biji kakao yangdigunakanuntuksemaiberupaklonhibridaberasaldaribuahkakaodariDesaO,oKecamatanKulawi KabupatenDonggalaSulawesiTengah.Semaikakaodiberitigaperlakuancekamanairyaitukandunganairtanah 75%,50%dan25%.Pengamatanvariabelberupakandunganklorofiladanb,jumlahdaunsertatinggitanamandilakukan setelah satu bulan dan dua bulan pemberian cekaman. Hasilpenelitianmenunjukkancekamankekeringanberpengaruhterhadapkandunganklorofildaunsemai kakao, dimanatanaman yang ditumbuhkan pada kandungan air tanah50% mempunyai kandungan klorofil a dan b lebihrendahdaripadayangditumbuhkanpadakandunganairtanah75%.Pertumbuhansemaikakaopalingbaik apabila di tanam dengan kandungan air tanah 75%, karena pada kandungan air tanah 50% dan 25 % jumlah daun dan tinggi tanamannya menurun. Key words: cekaman kekeringan, kandungan klorofil a dan b, pertumbuhan semai, Theobroma kakao L. BIOMA, Desember2010ISSN: 1410-8801 Vol. 12, No. 2, Hal. 35-39 PENDAHULUAN Tanaman selalu berhadapan dengan berbagai macamcekamanbiotikmaupunabiotikseperti rendahatautingginyasuhu,garam,kekeringan, banjir,panas,bahanoksidatifdanlogamberat (MahajandanTuteja,2005;Achuoetal.,2006; Jaleeletal.,2007).Cekamanairpalingumum sebagaipembatasuntukpertumbuhanvegetasi (Kozlowski et al. 1991). Cekaman kekeringan atau drought stress dapat terjadi karena beberapa hal yaitu:(1)tingginyakecepatanevaporasiyang melebihipersediaanairtanahkeakaryangakan mengakibatkan penurunan potensial air, (2) adanya senyawayang bersifat osmotik, sepertipada tanah garam,yangdapatmenurunkanpengambilanair sehinggaterjadipenurunanpotensialosmosisdan tidakcukupnyapengambilanairolehtanaman yangdiserapdaritanah(Borges,2003).Cekaman kekeringanakanmengakibatkanrendahnyalaju penyerapanairolehakartanaman. Ketidakseimbanganantarapenyerapanairoleh akardankehilanganairakibattransipirasi membuattanamanmenjadilayu.Tanamandapat mengalamidefisitairpadakondisilingkungan tertentu.Defisitairberartiterjadipenurunan gradienpotensialairantaratanah-akar-daun-atmosfer,sehinggalajutransporairdanhara menurun(TaizdanZeiger,2002).Penurunanini akanmengakibatkangangguanpadapertumbuhan tanaman,terutamapadajaringanyangsedang tumbuh(KramerdanBoyer,1995).Halini biasanyaterjadipadatanahyangkekuranganair, sehinggagradienpotensialairditanahdanakar menurun.Pertumbuhanmeliputipenambahandalam massakering,volume,panjangatauluasselyang dihasilkandariinteraksiproses-prosesdalam tanamanmelaluifotosintesis,respirasi,transpor, hubunganairdankeseimbangannutrien(Lambers etal.1998).Pertumbuhanselmempunyaidua komponenyaitu(1)pembelahansel,dan(2) perluasan sel. Perluasan sel tergantung pada turgor sel(tekananhidrostatik)selamaberadadiatas ambangkritis,padakondisidibawahcekaman kekeringandimanapotensialairsellebihrendah, menyebabkanperluasandariperkembangansel terbatas dan menyebabkan pertumbuhanmenurun (Lambersetal.,1998).Tergantungjenisspesies dantingkatkeparahandarikekeringan, pengurangan dalam fotosintesis dapat pula diamati padapenguranganluasdaun,rontokdaunatau penundaanpertumbuhandanperkembangandaun (Jones,1992).Padakeadaannormalaparatus fotosintetiktermasukklorofilmengalami kerusakan,degredasidanperbaikan.Respon morfologi dan fisiologi tanaman terhadap cekaman danpolaadaptasitanamanpadalingkungan berbedasangatpentingartinyaterutamauntuk kepentingankultivasidanprediksisifat-sifat responsiftanamantersebut.Tujuanpenelitianini adalahmengkajiperubahankandunganklorofia danb, serta pertumbuhan (jumlah daun dan tinggi tanaman)semaikakaoumur12bulanpada cekaman air yang berbeda. BAHAN DAN METODE PenelitiandilakukandiDesaPlana Kabupaten Banyumas Propinsi Jawa Tengah, yang berlangsungJanuari2007sampaidenganJuni 2008 ( Gambar 1). Gambar1.Lokasipenelitianpengaruhcekaman kekeringanpadasemaikakaoumur12 bulan Untuk mendapatkan tanaman kakao umur 12 bulandilakukanpenyemaianbijikakaoterlebih dahulu.Bijikakaoyangdigunakanmerupakan klon hibrida berasal dari buah kakao dari Desa Oo Kecamatan Kulawi Kabupaten Donggala Sulawesi Tengah. Sebanyak36 tanaman kakao berumur 12 bulanditumbuhkanpadamediatanahdalam polibag berukuran 30 cmx 30 cm x 45 cm.Mediaterdiridaricampurantanahdanpupukkandang denganperbandingan3:1.Setiappolibag mempunyai berat media 12 kg. Ada tiga perlakuan cekamanairyaitukandunganairtanahdalam penelitian75%,50%dan25%.Semuatanaman pada penelitian inidiberi naungan paranet 50%. Kandungan Khlorofil dan Pertumbuhan Semai KakaoVariabelyangdiukurdaripercobaansemai kakao umur 12 bulanadalah kandungan klorofil a, klorofilbyangdiukurpadapemberiancekaman selamasatudanduabulan.Dataklorofiladanb dariperlakuancekamanpadakandunganair25% tidakdiukurkarenasebagiandaunsudahmulai menguning(senesen).Pengukuranklorofildaun kakaodigunakanspektrofotometerdan penghitungankandunganklorofildaun menggunakan rumus sebagai berikut : Klorofil a (g cm-2)= [(12.7. A663 - 2.7.A645).0.025]/ area (cm2) Klorofil b (g cm-2)= [(22,9. A645 - 4,7.A663).0,025]/ area (cm2) Pengamatanjumlahdaundantinggi tanamankakaodiamatisetelahperlakuan cekamanselamaduabulan.Datayangdiperoleh dianalisisdenganprogramSAS(Shapiro-Wilk Statistic). HASIL DAN PEMBAHASAN 1.Kandungan klorofil a dan b daun kakao Hasilanalisisstatistikmenunjukkan perlakuankandunganairtanahdan lamacekaman berpengaruhsignifikanterhadapkandungan klorofiladanb(p>0.01)daunsemaikakao. Nampakbahwaperlakuancekamanselamasatu bulanpadasemaikakaoumur12bulandengan kandunganairtanah50%mempunyaikandungan klorofil a (4.18 g/cm2) dan b (1.76 g/cm2)lebih rendahjikadibandingperlakuanairtanah75%( klorofil a 6.09 g/cm2 dan klorofil b 2.49 g/cm2). Perlakuan cekaman selama dua bulan ternyata juga meningkatkanjumlahklorofiladanbdaunsemai kakao.Semaikakaodengankandunganairtanah 50%mempunyaikandunganklorofila(20.50 g/cm2)danb(8.69g/cm2)lebihrendahjika dibandingperlakuanairtanah75%(klorofila 29.00g/cm2danklorofilb12.30g/cm2) (Gambar 2 dan Gambar 3).Menurut Sircelj et al., (1999)kekeringanmenyebabkanperbedaan responfisiologidanbiokimiapadatanaman. PenelitiankonsentrasiklorofilApadadaunBeta vulgarisL.meningkatpadaperlakuancekaman dengan kapasitas lapang 60% dan cenderung turun padakapasitaslapang40%danpadakapasitas lapang80%dihasilkankonsentrasiklorofilA tertinggi (Hessein et.al., 2008). Gambar 2.Kandungan Klorofil a tanaman kakao umur 12bulanyangdibericekamanairdengan kandunganair tanah50%dan75%selama satu bulan dan dua bulan Gambar 3. Kandungan Klorofil btanaman kakao umur 12bulanyangdibericekamanairdengan kandunganairtanah50%dan75%selama satu bulan dan dua bulan. Diitinjaudarikenaikanjumlahklorofilselamaduabulancekamanpadasemaikakao menunjukkanklorofil a pada kandungan air tanah 50%naik4.9kalidanklorofilb4.5kali sedangkanpadakandunganairtanah75%klorofilanaik4.76kalidanklorofilb4.9kali. Semaikakaopadakondisiairtanah50%masih dapatmelakukanmetabolismepembentukan klorofilamaupunklorofilbmeskipunjumlahnya lebihrendahdibandingklorofilpadakandungan air tanah 75%. Pembentukan klorofil akan optimal apabilakondisilingkunganmampumendukung prosesfisiologi,sepertiketersediaanair.Diantara pengaruhkekeringanyanglainadalah meningkatkankandunganReactiveOxygen Species(ROS)yangdapatmenyebabkan kerusakansel.PeningkatanROSberpengaruh terhadapmetabolismetanamandenganberbagai carayaitu:menstimulasibiosintesaatau degaradasiberbagaimolekul-molekulpenting (Sircelj et al., 1999) Erma Prihastanti 2. Jumlah daundan tinggi tanaman kakao Hasilanalisisstatistikmenunjukkan perlakuankandunganairtanahberpengaruh signifikanterhadapjumlahdaundantinggi tanamankakao(p>0.01).(Gambar4danGambar 5).Perlakuancekamanpadakandunganairtanah 75%dan50%mempunyaijumlahdaunlebih banyakdibandingperlakuankandunganairtanah25%. Pertumbuhan daun semai kakao pada kondisi kandunganairtanah25%hampirtidak berkembangsebagianmengalamisenesensidan kemudiangugur.Nampaknyasemaikakaopada kandunganairtanah25%telahmengalami cekamankekeringanberat.Cekamankekeringan hebat dapat mengurangi fisiologi stomata (Nogus, 1998)danmenekanpertumbuhanselsehingga akan mengurangi pertumbuhan tanaman (Hong-Bo etal.,2008).Kekuranganairdisebabkandari periodekekeringansebentarataulamadapat mengurangiproduksidankualitasbahankering. Pertumbuhandaun berhenti secara cepat pada saat permulaanterjadinyakekuranganairdanhalitu juga memacu terjadinya senesensi daun (Franket al.,1996). Gambar4.Jumlahdauntanamankakaoumur12bulan yangdibericekamanairdengankandungan airtanah50%dan75%selamaduabulan cekaman. Gambar 5.Tinggitanaman kakao umur 12 bulanyang dibericekamanairdengankandunganair tanah50%dan75%selamaduabulan cekaman. Pertumbuhantinggisemaikakaojuga menurunseiringdenganmenurunnyakandungan airtanah.Pertumbuhansangatpekaterhadap cekamanair(TaizdanZeiger,2002).Hasilpanen dapat sangat menurun pada kekeringan sedang, hal inidisebabkankarenacekamanairakan menurunkanaktifitasfotosintesismelalui3 mekanismeyaitu:(1) luas permukaanfotosintesis, (2)menutupnyastomata,dan(3)berkurangnya aktifitasprotoplasmayangtelahmengalami dehidrasi(IslamidanUtomo,1995).Menurut Amin et al., (2009) kekeringan juga menyebabkan penurunanlajupertumbuhandaunHibiscus esculentsL.PenelitianHesseinetal.,(2008)pada BetavulgarisLmenunjukkanbahwaketersediaan airyangrendahsalahsatupenyebabutama menurunnyahasilsepertimenurunnyatinggi tanaman, jumlah daun hijau, panjang dan diameter akardanseluruhbagiantanamanmeskipuntidak signifikan. KESIMPULAN Cekamankekeringanberpengaruhterhadap kandunganklorofildaunsemaikakao,dimanatanamanyangditumbuhkanpadakandunganair tanah50% mempunyai kandungan klorofil a dan b lebihrendahdaripadayangditumbuhkanpada kandunganairtanah75%.Pertumbuhansemai kakaopalingbaikapabiladitanamdengan kandungan air tanah 75%, karena pada kandungan airtanah 50%dan25 %jumlahdaundantinggi tanamannya menurun. DAFTAR PUSTAKA Achuo,E.A.,E.Prinseh,M.Hofte,2006. Influence of drought, salt stress and abscisic acidontheresistanceoftomatotoBotrytis cinereaandOidiumneolycopersici.Plant Pathol., 55: 178-186. Amin,B.G.Mahleghah,H.M.R.Mahmood,M. Hossein.2009.EvaluationofInteraction Effect of Drought Stress With Ascorbate and Salicylic Acid on Some of Physiological and BiochemicalParametersinOkra(Hibiscus esculentusL.).ResearchJournalof Biological Sciences. 4(4):380-387. Borges R. 2003. How soybeans respond to drought stress.IssuesinAgriculture. www.uwex.edu/ces/ag/issues/drought2003/sKandungan Khlorofil dan Pertumbuhan Semai Kakaooybeansrespondstress.html-16k-Kamis09 Maret 2006. Frank,A.B.,S.Bittman,A.Douglas,Johnson, A.B.Frank.1996.WaterRelationsofCool-SeasonGrasses.Agronomymonographno 34. Hong-Bo,S.,C.Li-ye,C.A.Jaleel,Z.Chang-Xing. 2008.Water-deficitstress-induced anatomicalchangersinhigherplants. C.R.Biologies 331:215-225.Hessein,M.M.,O.M.Kassab,O.M.,A.A.Abo Ellil.2008.EvaluatingWaterStress InfluenceonGrowthandPhotosynthetic PigmentsofTwoSugarBeetVarieties. ResearchJournalofAgricultureand Biological Sciences, 4(6): 936-941. Islami,T.,W.H.Utomo.1995.HubunganTanah, AirdanTanaman.IKIPSemarangPress. Hal.215-240. Jaleel,C.A.,P.Manivannan,B.Sankar,A. Kishorekumar,R. Gopi. 2007. Water deficit stressmitigationbycalciumchloridein Catharanthusroseus:Effectsonoxidative stress,prolinemetabolismandindole alkaloidaccumulation.ColloidsSurf.B: Biointerf., 60: 110-116.JonesH.G.1992.Plantsandmicroclimate,2nd edition.CambridgeUniversityPress. Cambridge. KozlowskiT.T.,P.J.Kramer,S.G.Pallardy.1991. ThePhysiologicalEcologicalofWoody Plants. Academic Press. San Diego. 390 p. KramerPJ,J.S.Boyer.1995.WaterRelationsof PlantsandSoils.SanDiego:Academic Press. LambersH,F.S.Chapin,T.L.Pons.1998.Plant PhysiologicalEcology.Springer-Verlag. New York. Mahajan,S.,N.Tuteja,2005.Cold,salinityand droughtstresses:Anoverview.Arch. Biochem. Biophys., 444: 139-158.NogusS.,D.J.Allen,J.I.LMorison,N.R. Baker.1998.Ultraviolet-BRadiationEffects onWater Relations, LeafDevelopment, and PhotosynthesisinDroughtedPeaPlants Plant Physiol.117(1): 173181 Sircelj,H.F.Batic,F.Stampar.1999.Effectsof DroughtStressonPigment,AscorbicAcid and Free Amino Acids Content in Leaves of Two Apple Tree Cultivars. Phyton (Austria) Specialissue:"PlantPhysiology"Vol.39 Fasc. 3 (97)-(100) 30. 11.Taiz,L.,E.Zeiger.2002. PlantPhysiology.Third Edition.SinauerAssociateInc.Publisher Sunderland, Massachusetts. 667 p.