PERKECAMBAHAN DAN PERTUMBUHAN GULMA …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

PERKECAMBAHAN DAN PERTUMBUHAN GULMA BAYAM DURI

(Amaranthus spinosus L.) PADA PEMBERIAN EKSTRAK KIRINYUH

(Chromolaena odorata (L.) R. M. King & H.E. Rob.)

Skripsi

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

guna memperoleh gelar Sarjana Sains

Oleh :

Erna Susilowati

NIM. M0408058

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012


commit to user

ii


commit to user

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri

dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar

kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat

yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu

dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Apabila di kemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar

kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau dan atau dicabut.

Surakarta, Juli 2012

Erna Susilowati

M0408080


commit to user

iv

PERKECAMBAHAN DAN PERTUMBUHAN GULMA BAYAM DURI

(Amaranthus spinosus L.) PADA PEMBERIAN EKSTRAK KIRINYUH

(Chromolaena odorata (L.) R. M. King & H.E. Rob.)

ERNA SUSILOWATI

Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Sebelas Maret, Surakarta

ABSTRAK

Tumbuhan kirinyuh diduga memiliki potensi untuk digunakan sebagai

bioherbisida berdasarkan senyawa alelopati yang dihasilkan. Kirinyuh

mengandung senyawa terpen, fenol dan alkaloid. Penelitian ini bertujuan untuk

mengetahui pengaruh ekstrak tumbuhan kirinyuh (Chromolaena odorata (L). R.

M. King & H.E. Rob) terhadap perkecambahan dan pertumbuhan gulma bayam

duri (Amaranthus spinosus L).

Penelitian disusun dalam Rancangan Acak lengkap (RAL) dengan perlakuan 2

faktor yaitu sumber ekstrak (ekstrak daun tua dan akar) dan variasi konsentrasi

ekstrak (0%, 25%, 50%, 75%, 100%) dengan variabel yang diukur yaitu

perkecambahan meliputi persentase perkecambahan, waktu perkecambahan, dan

pertumbuhan meliputi tinggi tanaman, berat basah, berat kering, panjang akar,

rasio akar tajuk, kadar klorofil dan karotenoid bayam duri. Data dianalisis dengan

ANAVA, apabila terdapat beda nyata antar perlakuan diuji lanjut dengan DMRT

pada taraf kepercayaan 5%.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian ekstrak daun tua dan akar

kirinyuh berpengaruh secara nyata terhadap perkecambahan dan pertumbuhan

bayam duri. Penghambatan perkecambahan tertinggi pada konsentrasi 100%.

Semakin tinggi konsentrasi ekstrak kirinyuh, semakin meningkat penghambatan

perkecambahan bayam duri. Semua parameter pertumbuhan bayam duri (tinggi

tanaman, berat basah, berat kering, panjang akar, rasio akar tajuk, kadar klorofil

dan karotenoid) kecuali luas daun dipengaruhi pemberian ekstrak daun tua dan

akar kirinyuh. Ekstrak daun tua lebih menghambat perkecambahan dan

pertumbuhan dibandingkan ekstrak akar.

Kata kunci : Amaranthus spinosus, Chromolaena odorata, perkecambahan dan

pertumbuhan.


commit to user

v

SEED GERMINATION AND GROWTH OF Amaranthus spinosus L.

WEED

WITH Chromolaena odorata (L.) R. M. King & H.E. Rob.

EXTRACTS TREATMENT

ERNA SUSILOWATI

Department of Biology, Faculty of Mathematic and Natural Sciences

Sebelas Maret University, Surakarta

ABSTRACT

Kirinyuh plants are considered has a potention as a bioherbicide, based on it’s

allelopathy agent. Kirinyuh containing allelochemichal compounds such as

terpene, phenols and alkaloids. The aim of this research was to study the effects of

allelochemichal compounds from Chromolaena odorata (L). R. M. King & H.E.

Rob. as an inhibitor of Amaranthus spinosus L. growth.

The research was arranged on completely randomized design with two factor

combination. The first was the source of extract (old leaves and roots) and the

second was the concentration extract (0%, 25%, 50%, 75%, 100%) with

germination parameters such as germination percentage, time of germination and

growth parameters such as plant height, fresh weight, dry weight, root length,

shoot-root ratio, chlorophyll and carotenoid levels were measured. Data were

analyzed by ANAVA, then continoused with DMRT (5%) test.

The results showed that the treatment stunted the germination and growth of A.

spinosus. Increasing extract concentration of C. odorata given the higher level of

germination and growth inhibition. All parameters (plant height, fresh weight, dry

weight, root length, shoot-root ratio, chlorophyll and carotenoid levels) except

leaf area growth stunted A. spinosus graded. Older leaves C. odorata more

inhibited germination and growth A. spinosus than roots extract.

Keyword : Amaranthus spinosus, Chromolaena odorata, germination and

growth.


commit to user

vi

MOTTO

Konsentrasikan pikiran Anda pada sesuatu yang Anda lakukan, karena sinar

matahari juga tidak dapat membakar sebelum difokuskan

(Alexander Graham Bell)

Harapan adalah jembatan yang menghubungkan antara satu doa dengan doa-

doamu yang berikutnya. Bersabarlah dalam harapan baikmu,

karena sebuah harapan adalah tali kehidupan

yang menghubungkanmu dengan Tuhan

(Mario Teguh)

Man jadda wa jada

Siapa yang bersungguh-sungguh, dia akan berhasil

(pepatah Arab)


commit to user

vii

PERSEMBAHAN

This is dedicated to :

Father and mother for their constant support and unconditional love.

Thank you for teaching us what parental love is all about.

You’re my everything. Allah SWT will bless you richly.

My friends, especially at Department of Biology.

You’re amazing. Thank you very much for your support and prayers.

Let our friendship improve as time advances.

My beloved: dhanti, zulfia, yeni, uno, endang, rumi, ira,

ainun, cicit, nita, reni, ardita , septi, mona, indah,

laily, gangsar, kade and my little brother

You.

Thank you for putting a smile on my face.


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya

sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Perkecambahan dan

Pertumbuhan Gulma Bayam Duri (Amaranthus spinosus L.) Pada Pemberian

Ekstrak Kirinyuh (Chromolaena odorata (L.) R. M. King & H.E. Rob.)”. Skripsi

ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana

Sains di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas

Maret.

Dalam penulisan skripsi ini tentunya tak lepas dari bantuan, bimbingan

dan dukungan berbagai pihak, sehingga penulis tidak lupa menyampaikan terima

kasih kepada :

Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc. (Hons)., Ph.D. selaku Dekan

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret

Surakarta yang telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan skripsi.

Dr. Agung Budiharjo, M.Si. selaku Ketua Jurusan Biologi Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta

yang telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan skripsi ini.

Dra. Endang Anggarwulan, M.Si. dan Prof. Dr. Sugiyarto, M. Si. selaku

pembimbing I dan II yang telah memberikan saran dan sumbangan pemikiran

kepada penulis selama pelaksanaan penelitian sampai penyusunan skripsi ini.

Widya Mudyantini, M.Si. dan Suratman, M. Si. selaku penelaah I dan II

yang telah memberikan banyak saran dan masukan kepada penulis.


commit to user

ix

Kepala dan Staff Laboratorium Pusat, Sub Laboratorium Biologi

Universitas Sebelas Maret yang telah banyak membantu dalam pelaksanaan

penelitian.

Sahabat-sahabat Biologi 2008 dan berbagai pihak yang banyak

memberikan bantuan kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini kurang sempurna, untuk itu segala

pendapat, saran dan kritik senantiasa penulis harapkan untuk perbaikan lebih

lanjut. Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis, pembaca dan

untuk perkembangan ilmu pengetahuan di bidang biologi.

Surakarta, September 2012

Penulis


commit to user

x

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ............................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................ ii

HALAMAN PERNYATAAN ................................................................ iii

ABSTRAK .............................................................................................. iv

ABSTRACT ............................................................................................ v

HALAMAN MOTTO ............................................................................. vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................. vii

KATA PENGANTAR ............................................................................ viii

DAFTAR ISI ........................................................................................... x

DAFTAR TABEL ................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR .............................................................................. xiii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................... xiv

BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................ 1

A. Latar Belakang ............................................................................. 1

B. Perumusan Masalah ...................................................................... 4

C. Tujuan Penelitian .......................................................................... 4

D. Manfaat Penelitian ....................................................................... 5

BAB II. LANDASAN TEORI ...................................................................... 6

A. Tinjauan pustaka .......................................................................... 6

1. Chromolaena odorata (L.) R. M. King & H.E. Rob. ............ 6

2. Alelopati ................................................................................. 10

3. Gulma ..................................................................................... 19


commit to user

xi

4. Bayam Duri (Amaranthus spinosus L.) .................................. 21

5. Perkecambahan Biji................................................................ 24

6. Pertumbuhan........................................................................... 26

7. Klorofil dan Karotenoid ......................................................... 28

B. Kerangka Pemikiran .................................................................... 34

C. Hipotesis ...................................................................................... 36

BAB III. METODE PENELITIAN............................................................... 37

A. Waktu dan Tempat Penelitian .................................................... 37

B. Alat dan Bahan ........................................................................... 37

1. Alat ......................................................................................... 37

2. Bahan ..................................................................................... 37

C. Rancangan Percobaan................................................................. 38

D. Cara Kerja Penelitian ................................................................. 39

1. Tahap Persiapan ..................................................................... 39

2. Tahap Perlakuan ..................................................................... 41

3. Tahap Pengamatan ................................................................. 41

E. Analisis Data ............................................................................... 44

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................... ...... 45

A. Perkecambahan Biji ............................................................. ...... 45

B. Pertumbuhan......................................................................... ...... 47

1. Tinggi tanaman ................................................................. ...... 47

2. Berat Basah ...................................................................... ...... 50

3. Berat Kering ..................................................................... ...... 52


commit to user

xii

4. Panjang Akar .................................................................... ...... 55

5. Luas Daun............................................................................... 57

7. Rasio Akar Tajuk ............................................................. ...... 58

8. Kadar Klorofil dan Karotenoid ........................................ ...... 60

9. Potensi Alelopati Kirinyuh..................................................... 63

BAB V. PENUTUP ................................................................................. ...... 66

A. Kesimpulan .......................................................................... ...... 66

B. Saran ..................................................................................... ...... 66

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................. ...... 68

LAMPIRAN ............................................................................................ ...... 75


commit to user

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Kombinasi perlakuan sumber ekstrak dan variasi konsentrasi.

Tabel 2. Pengaruh pemberian ekstrak kirinyuh terhadap rata-rata

persentase perkecambahan (%) biji bayam duri. ......................

Tabel 3. Pengaruh waktu dan konsentrasi ekstrak kirinyuh terhadap

waktu perkecambahan biji bayam duri .....................................

Tabel 4. Rata-rata tinggi tanaman bayam duri pada variasi konsentrasi

ekstrak kirinyuh (cm)................................................................

Tabel 5. Rata-rata berat basah bayam duri pada variasi konsentrasi

ekstrak kirinyuh (g). .................................................................

Tabel 6. Rata-rata berat kering bayam duri pada variasi konsentrasi

ekstrak kirinyuh (g). .................................................................

Tabel 7. Rata-rata panjang akar bayam duri pada variasi konsentrasi

ekstrak kirinyuh (cm)................................................................

Tabel 8. Rata-rata luas daun bayam duri pada variasi konsentrasi

ekstrak kirinyuh (cm2)..............................................................

Tabel 9. Rata-rata rasio akar tajuk bayam duri pada variasi konsentrasi

ekstrak kirinyuh. .......................................................................

Tabel11. Rata-rata kadar klorofil bayam duri pada variasi konsentrasi

ekstrak kirinyuh (mg/l).. ...........................................................

Tabel10.Rata-rata kadar karotenoid bayam duri pada variasi

konsentrasi ekstrak kirinyuh (µmol).. .......................................

38

45

47

48

51

53

55

57

59

60

62


commit to user

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Kirinyuh {Chromolaena odorata (L.) R. M. King & H.E.

Rob.}...........................................................................

Gambar 2. Bayam Duri .........................................................................

Gambar 3. Struktur molekul klorofil. ....................................................

Gambar 4. Bagan biosintesis klorofil ....................................................

Gambar 5. Kerangka Pemikiran ............................................................

Gambar 6. Persentase perkecambahan biji bayam duri selama 9 hari

setelah pemberian ekstrak kirinyuh pada berbagai

konsentrasi. ..........................................................................

Gambar 7. Pengaruh pemberian ekstrak daun tua kirinyuh pada

berbagai konsentrasi terhadap tinggi tanaman bayam duri. .

Gambar 8. Pengaruh pemberian ekstrak akar kirinyuh pada berbagai

konsentrasi terhadap tinggi tanaman bayam duri. ...............

Gambar 9. Pengaruh pemberian ekstrak kirinyuh pada berbagai

konsentrasi terhadap berat basah bayam duri......................


konsentrasi terhadap berat kering bayam duri .....................


konsentrasi terhadap tinggi tanaman bayam duri ................


konsentrasi terhadap rasio akar tajuk bayam duri ................

Gambar 13. Pengaruh pemberian ekstrak kirinyuh terhadap kadar

klorofil bayam duri. .............................................................

Gambar 14. Pengaruh pemberian ekstrak kirinyuh terhadap kadar

karotenoid bayam duri .........................................................

Gambar 15. Mekanisme alelopati ............................................................

6

21

29

32

35

46

49

49

51

53

55

59

61

63

64


commit to user

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Hasil ANAVA dan uji DMRT persentase

perkecambahan biji bayam duri dengan perlakuan variasi

konsentrasi ekstrak daun tua dan akar kirinyuh. .............

Lampiran 2. Hasil ANAVA dan uji DMRT pengaruh waktu dan

konsentrasi ekstrak daun tua dan akar kirinyuh terhadap

perkecambahan biji bayam duri. .....................................

Lampiran 3. Hasil ANAVA dan uji DMRT tinggi tanaman biji bayam

duri dengan perlakuan variasi konsentrasi ekstrak daun

tua dan akar kirinyuh. ......................................................

Lampiran 4. Hasil ANAVA dan uji DMRT berat basah bayam duri

dengan perlakuan variasi konsentrasi ekstrak daun tua

dan akar kirinyuh.............................................................

Lampiran 5. Hasil ANAVA dan uji DMRT berat kering bayam duri



Lampiran 6. Hasil ANAVA dan uji DMRT panjang akar bayam duri



Lampiran 7. Hasil ANAVA dan uji DMRT luas daun bayam duri



Lampiran 8. Hasil ANAVA dan uji DMRT rasio akar tajuk bayam

duri dengan perlakuan variasi konsentrasi ekstrak daun

tua dan akar kirinyuh.......................................................

Lampiran 9. Hasil uji DMRT kadar klorofil tanaman bayam duri


dan akar kirinyuh..............................................................

Lampiran 10. Hasil uji DMRT kadar karotenoid tanaman bayam duri



Lampiran 11. Tanaman bayam duri yang berumur 30 hari dengan

perlakuan variasi konsentrasi ekstrak daun tua dan akar

kirinyuh. ..........................................................................

75

77

79

81

83

85

87

88

90

91

92


commit to user

xvi

Lampiran 12. Riwayat hidup penulis ...................................................

93


commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Gulma adalah tanaman penggangu yang tumbuh di sekitar tanaman

budidaya. Apabila tidak dikendalikan, gulma akan menimbulkan persaingan

dengan tanaman budidaya yang dapat menyebabkan gangguan pertumbuhan

tanaman dan penurunan hasil tanaman budidaya karena persaingan dengan gulma

berkisar 25-50% (Sundaru et al, 1976). Untuk mengatasi masalah yang

ditimbulkan gulma, maka perlu dilakukan pengendalian sebelum menimbulkan

persaingan dengan tanaman budidaya.

Ada beberapa cara pengendalian gulma, namun yang umum dilakukan

yaitu dengan cara manual dan kimiawi dengan herbisida sintetis. Pengendalian

gulma dalam tanaman budidaya sampai saat ini hanya dilakukan dengan

pengendalian manual yang memiliki banyak kelemahan seperti membutuhkan

tenaga kerja lebih banyak terutama pada lahan yang luas dengan populasi gulma

yang tinggi, harus dilakukan lebih dari satu kali karena pengendalian manual

tidak mematikan gulma, sehingga biaya produksi semakin meningkat (Januwati &

Yusron, 2005). Pengendalian gulma secara manual membutuhkan waktu kurang

lebih 15 hari kerja untuk luasan satu hektar. Hal ini mendorong petani

menggunakan herbisida sintetis yang lebih cepat dan mudah penggunaannya.

Pengendalian secara kimia juga memiliki pengaruh negatif antara lain jenis

herbisida yang sifatnya tidak selektif, selain mematikan gulma juga dapat


commit to user

2

mematikan tanaman budidaya, adanya residu herbisida yang ditinggalkan dalam

tanah dapat menyebabkan tanaman menjadi keracunan bahkan mati (Anwar,

2002).

Oleh karena itu perlu dicari alternatif pengendalian gulma yang ramah

lingkungan dengan penggunaan bioherbisida. Bioherbisida merupakan

pengendalian gulma secara biologis yaitu suatu cara pengendalian gulma dengan

menggunakan organisme hidup misalnya tumbuhan. Tumbuhan yang diduga

memiliki potensi untuk digunakan sebagai bioherbisida dengan prinsip alelokemi

adalah tumbuhan kirinyuh yang merupakan gulma invasive. Menurut Hadi et al.

(2000), dalam ekstrak daun terdapat 66% senyawa monoterpen dan 28%

sesquiterpen. Selain itu, kirinyuh juga mengandung 11-17% α-pinene, 12,5-24,8%

cymene, serta 10,6% thymyl acetate. Sejumlah sesquiterpen laktone diketahui

sebagai senyawa metabolit sekunder dari tanaman ini (Chen & Leather, 1990).

Menurut Muller (1965), terpen yang mudah menguap mampu menghambat

pembelahan sel pada tanaman.

Disamping bermanfaat sebagai bahan untuk pupuk organik dan

biopestisida, ternyata kirinyuh mengeluarkan alelokemi yang apabila tidak

dikelola dengan baik akan merugikan tanaman budidaya. Sebaliknya potensi

alelopati ini dapat dimanfaatkan sebagai pengendali gulma. Alelopati merupakan

sebuah fenomena yang berupa bentuk interaksi antara makhluk hidup yang satu

dengan makhluk hidup lainnya melalui senyawa kimia. Menurut Odum (1971),

alelopati merupakan suatu peristiwa dimana suatu individu tumbuhan yang

menghasilkan zat kimia dan dapat menghambat pertumbuhan jenis yang lain yang


commit to user

3

tumbuh bersaing dengan tumbuhan tersebut. Tanaman yang memiliki sifat

alelopati akan menghambat pertumbuhan tanaman lain merupakan akibat adanya

suatu senyawa kimia tertentu yang terdapat pada suatu jenis tanaman.

Senyawa alelokemi dapat menyebabkan gangguan atau hambatan pada

perbanyakan dan perpanjangan sel, aktivitas giberelin dan Indole Acetid Acid

(IAA), penyerapan hara, laju fotosintesis, respirasi, pembukaan mulut daun,

sintesis protein, aktivitas enzim tertentu dan lain-lain. Selain itu Salampessy

(1998) & Tetelay (2003) menyatakan bahwa hambatan alelokemi dapat pula

berbentuk pengurangan dan kelambatan perkecambahan biji, penahanan

pertumbuhan tanaman, gangguan sistem perakaran, klorosis, layu, bahkan

kematian tanaman.

Darana (2006) menunjukkan bahwa ekstrak daun kirinyuh dapat

menghambat pertumbuhan gulma di perkebunan teh. Ekstrak daun kirinyuh pada

konsentrasi 20% maupun ekstrak daun salira mulai konsentrasi 10%

menghasilkan penekanan yang lebih baik dan berbeda nyata dibandingkan

perlakuan herbisida sintetis pembanding maupun penyiangan mekanis. Hal ini

sejalan dengan hasil penelitian pemanfaatan kirinyuh sebagai pupuk organik, yang

dapat memberikan peningkatan pertumbuhan dan hasil tanaman tanaman

budidaya.

Gulma yang menyerang tanaman budidaya di antaranya bayam duri

(Amaranthus spinosus L.). Bayam duri merupakan gulma yang keberadaannya

dapat mengganggu tanaman budidaya sehingga pertumbuhan tanaman budidaya

akan terhambat. Contoh tanaman budidaya yang diganggu adalah jagung (Zea


commit to user

4

mays), Glicine max (kedelai), ketela rambat (Ipomoea batatas), kakao

(Theobroma cacao) , kacang tanah (Arachis hypogaea) dan tomat (Lycopersicum

esculentum).

Berdasarkan uraian di atas, maka penelitian ini mengenai pengaruh ekstrak

tanaman kirinyuh yang berpotensi mengandung senyawa alelokemi terhadap

gulma bayam duri menarik umtuk dilakukan. Dalam penelitian ini akan dipelajari

tentang pengaruh ekstrak daun tua dan akar kirinyuh. dengan berbagai konsentrasi

terhadap perkecambahan dan pertumbuhan bayam duri.

B. Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut:

1. Bagaimana pengaruh pemberian ekstrak daun tua dan akar kirinyuh terhadap

perkecambahan biji bayam duri ?

2. Bagaimana pengaruh pemberian ekstrak daun tua dan akar kirinyuh terhadap

pertumbuhan bayam duri ?

C. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk :

1. Mengkaji pengaruh pemberian ekstrak daun tua dan akar kirinyuh terhadap

perkecambahan biji bayam duri.

2. Mengkaji pengaruh pemberian ekstrak daun tua dan akar kirinyuh terhadap

pertumbuhan bayam duri.


commit to user

5

D. Manfaat Penelitian

Dengan adanya penelitian ini, diharapkan mampu memberikan informasi

kepada masyarakat mengenai pengaruh pemberian ekstrak kirinyuh yang

mempunyai potensi sebagai alelopati terhadap gulma bayam duri sehingga dapat

digunakan sebagai bioherbisida yang ramah lingkungan.


commit to user

6

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

1. Kirinyuh (Chromolaena odorata (L.) R. M. King & H.E. Rob.)

a. Klasifikasi

Klasifikasi Chromolaena odorata menurut Steenis (2005)

adalah sebagai berikut :

Divisio : Spermatophyta

Classis : Dicotyledoneae

Sub Classis : Asteridae

Ordo : Asterales

Familia : Asteraceae

Genus : Chromolaena

Species : Chromolaena odorata (L.) R. M. King & H.E. Rob.

b. Sinonim, Basionim dan Nama Daerah

Sinonim dari C. odorata adalah Eupatorium conyzoides Vahl.,

Eupatorium brachiatum Sw. ex Wikstr., Eupatorium atriplicifolium Vahl.,

Osmia odorata (L.) Schultz-Bip., Eupatorium affine Hook. & Arn.,

Eupatorium brachiatum Wikstr, Eupatorium clematitis D. C., Eupatorium

conyzoides M. Vahl., Eupatorium divergens Less., Eupatorium floribundum

Kunth, Eupatorium graciliflorum D. C., Eupatorium sabeanum Buckley,

Eupatorium stigmatosum Meyen & Walp., Osmia conyzoides Schultz.-Bip.,

http://www.plantamor.com/index.php?plantsearch=Asteraceae

http://www.plantamor.com/index.php?plantsearch=Chromolaena


commit to user

7

Osmia divergens (Less.) Schultz-Bip., Osmia floribunda (Kunth) Schultz-Bip.,

Osmia graciliflora (D. C.) Schultz-Bip., Osmiaodorata (L.) Schultz-Bip.

Basionim dari C. odorata adalah Eupatorium odoratum L. (Chakraborty,

2011). Nama daerah untuk kirinyuh yaitu tekelan (Indonesia), kiriyuh (Sunda)

dan Jack in the bush (Inggris) (plantamor.com, 2011).

c. Deskripsi Morfologis

Tumbuhan ini merupakan perdu yang tumbuh tegak dan bercabang

banyak. Kirinyuh memiliki akar tunggang. Tinggi tumbuhan berkisar antara 2-

6 m. Diameter batang sekitar 2 cm. Daun tunggal, berhadapan, bulat telur, tepi

bergerigi, ujung dan pangkal runcing, permukaan berbulu halus pertulangan

menyirip, berwarna hijau muda dengan panjang 4-5 cm dan lebar 1-1,5 cm,

serta bertangkai pendek. Bunga majemuk, malai, tumbuh di ujung batang,

kelopak bentuk lonceng dan mahkota bunga berbentuk jarum. Buah kecil,

berbulu coklat kehitaman dengan biji berbentuk jarum, kecil dan berwarna

hitam (Heyne, 1987).

Gambar 1: Kirinyuh (Chromolaena odorata (L.) R. M. King & H.E. Rob.)

(Dokumentasi Penulis, 2012).


commit to user

8

d. Asal, Distribusi, Habitat dan Ekologi

Kirinyuh termasuk ke dalam gulma native (asli) Amerika tepatnya

Florida (USA) hingga Argentina Utara. Meskipun asli dari Amerika Utara

hingga Amerika Tengah, kirinyuh menyebar pula ke daerah tropis melalui

bagian barat, tengah dan selatan Afrika melewati India, Sri Langka,

Bangladesh, Laos, Cambodia, Thailand, China Selatan, Taiwan, Indonesia,

Timor, Papua New Guinea (PNG), Guam (Vaisakh et al., 2012).

Kirinyuh sangat cepat tumbuh dan berkembang biak membentuk

komunitas rapat, sehingga dapat menghalangi tumbuhnya tumbuhan lain

melalui persaingan. Gulma ini tidak memerlukan kondisi yang ekstrim, dapat

tumbuh subur di daerah tropis dan dapat menyebar ke tempat-tempat lain

hampir di seluruh dunia karena kemampuannya menyebar sangat mudah dan

cepat. Hal itu terjadi karena biji dari kirinyuh ringan dan mudah menempel

pada segala sesuatu yang mengenainya karena adanya rambut-rambut halus

pada tumbuhan tersebut. Menurut FAO (2006), kirinyuh dapat tumbuh pada

ketinggian 1.000-2.800 m dari permukaan laut (dpl), tetapi di Indonesia banyak

ditemukan di dataran rendah (0-500 m dpl) seperti di perkebunan-perkebunan

karet dan kelapa serta padang penggembalaan. Pengamatan Yadav dan Tripathi

(1981 dalam Prawiradiputra, 2007) menunjukkan bahwa pada komunitas yang

rapat, kepadatan tanaman bisa mencapai 36 tanaman dewasa per m2 ditambah

dengan tidak kurang dari 1.300 kecambah, padahal setiap tanaman dewasa

masih berpotensi untuk menghasilkan tunas. Gulma C. odorata sangat cepat


commit to user

9

tumbuh dan berkembang biak, membentuk komunitas yang rapat sehingga

dapat menghalangi tumbuhnya tumbuhan lain melalui persaingan.

e. Kandungan Kimia dan Manfaat

Menurut Hadi et al. (2000), bahwa dalam ekstrak daun kirinyuh

terdapat 66% senyawa monoterpen dan 28% sesquiterpen. Selain itu, kirinyuh

juga mengandung 11-17% α-pinene, 12,5-24,8% cymene, serta 10,6% thymyl

acetate. Sejumlah sesquiterpen laktone diketahui sebagai metabolit sekunder

dari tanaman ini (Chen & Leather, 1990). Kandungan lain dari rumput kirinyuh

yaitu asam fenolik dan alkaloid (Djurdjevic et al., 2004). Beberapa kelas dari

flavonoid dapat diisolasi dari ekstrak rumput kirinyuh sementara asam fenol

yang ditemukan yaitu protocatechuic, p-hydroxybenzoic, p-coumaric, ferulic

dan asam vanilic. Komponen flavonoid aglikon yang bersifat lipofil ditemukan

pada kirinyuh yaitu flavanon, flavonols, flavones dan kalkon. Kirinyuh juga

mengandung asam amino dalam konsentrasi tinggi (Phang et al., 2001).

Skreening awal dari ekstrak rumput kirinyuh memberikan reaksi positif untuk

alkaloid, flavonoid, tanin, 4-hydroxybenzoic acid dan glycoside (Alisi et al.,

2011).

Biomassa kirinyuh mempunyai kandungan hara cukup tinggi yaitu

2.45% nitrogen, 0.26 & phospor, 50.40 % karbon dan 20.82 C/N (Kastono,

2005). Berdasarkan penelitian Chakraborty (2011), terdapat berbagai manfaat

dan kegunaan rumput kirinyuh dalam bidang farmasi antara lain sebagai

antioksidan, antigonor, antimalaria, analgesic, antiinflamatory, antipyretic,

antipasmodic, antifungi, antimikrobial, dan aktivitas antimicrobacterial.


commit to user

10

2. Alelopati

a. Pengertian

Rice (1995), Inderjit & Keating (1999) dan Singh et al. (2003)

mendefinisikan alelopati sebagai pengaruh langsung maupun tidak langsung

dari suatu tumbuhan terhadap tumbuhan lainnya, baik yang bersifat positif

maupun negatif melalui pelepasan senyawa kimia ke lingkungannnya.

Alelopati yaitu pengeluaran senyawa kimiawi oleh gulma yang beracun dan

mengganggu pertumbuhan tanaman di sekitarnya. Beberapa spesies gulma

menyaingi tanaman budidaya dengan mengeluarkan senyawa dan zat-zat

beracun dari akarnya (root exudates) atau dari pembusukan bagian

vegetatifnya. Bagi gulma yang mengeluarkan senyawa alelokemi mempunyai

kemampuan bersaing yang lebih hebat sehingga pertumbuhan tanaman pokok

lebih terhambat dan hasilnya semakin menurun (Anonim, 2007).

Tumbuh-tumbuhan juga dapat bersaing antar sesamanya dengan

interaksi biokimiawi, yaitu salah satu tumbuhan mengeluarkan senyawa

beracun ke lingkungan sekitarnya dan dapat mengakibatkan gangguan

pertumbuhan tumbuhan yang ada di sekitarnya. Interaksi biokimiawi antara

gulma dan tanaman budidaya antara lain menyebabkan gangguan

perkecambahan biji, kecambah menjadi abnormal seperti pertumbuhan

memanjang akar terhambat, perubahan susunan sel-sel akar dan lain

sebagainya. Alelopati yang terjadi di alam dibedakan atas dua jenis, yaitu

alelopati yang sebenarnya dan alelopati yang fungsional. Alelopati yang

sebenarnya adalah pelepasan senyawa beracun dari tumbuhan ke lingkungan


commit to user

11

sekitarnya dalam bentuk senyawa asli yang dihasilkannya, sedangkan alelopati

yang fungsional adalah pelepasan senyawa kimia oleh tumbuhan ke lingkungan

sekitarnya yang bersifat racun setelah mengalami perubahan yang disebabkan

oleh mikroba tanah. Senyawa kimia yang mempunyai potensi sebagai alelopati

dapat ditemukan pada seluruh jaringan seperti daun, batang, akar, rhizome,

buah dan biji (Rice, 1979).

Alelopati merupakan produk tumbuhan sekunder yang terbagi menjadi

tiga golongan yaitu gas yang dilepas oleh bagian tumbuhan di atas tanah,

eksudat dari akar, dan eksudat dari bagian tumbuhan di atas akar, senyawa

tersebut adalah fenolik, terpenoida dan alkaloida, yang mudah menguap.

Substansi ini dapat menghalau serangga atau menghambat pertumbuhan dari

tumbuh-tumbuhan yang bersaing (Moenandir, 1993a).

b. Sumber Senyawa Alelopati

Senyawa-senyawa kimia yang mempunyai potensi alelopati dapat

ditemukan di semua jaringan tumbuhan termasuk daun, batang, akar, rizoma,

umbi, bunga, buah, dan biji (Sastroutomo, 1995). Senyawa-senyawa alelopati

dapat dilepaskan dari jaringan-jaringan tumbuhan dalam berbagai cara

termasuk melalui :

1. Penguapan

Senyawa alelokemi ada yang dilepaskan melalui penguapan. Beberapa

genus tumbuhan yang melepaskan senyawa alelokemi melalui penguapan

adalah Artemisia, Eucalyptus, dan Salvia. Senyawa kimianya termasuk ke

dalam golongan terpenoid (Sastroutomo, 1995).


commit to user

12

2. Eksudat Akar

Banyak terdapat senyawa kimia yang dapat dilepaskan oleh akar tumbuhan

(eksudat akar), yang kebanyakan berasal dari asam-asam benzoat, sinamat,

dan fenolat (Sastroutomo, 1995). Akar kirinyuh melepaskan senyawa

alelopati berupa fenol, alkaloid dan terpen (Chakraborty, 2011).

3. Pencucian

Sejumlah senyawa kimia dapat tercuci dari bagian-bagian tumbuhan yang

berada di atas permukaan tanah oleh air hujan atau tetesan embun. Hasil

cucian daun tumbuhan Crysanthemum sangat beracun, sehingga tidak ada

jenis tumbuhan lain yang dapat hidup di bawah naungan tumbuhan ini

(Sastroutomo, 1995).

4. Pembusukan Organ Tumbuhan

Setelah tumbuhan atau bagian-bagian organnya mati, senyawa-senyawa

kimia yang mudah larut dapat tercuci dengan cepat. Sel-sel pada bagian-

bagian organ yang mati akan kehilangan permeabilitas membrannya dan

dengan mudah senyawa-senyawa kimia yang ada di dalamnya dilepaskan.

Tumbuhan yang masih hidup dapat mengeluarkan senyawa alelokemi

lewat organ yang berada di atas tanah maupun yang di bawah tanah.

Demikian juga tumbuhan yang sudah matipun dapat melepaskan senyawa

alelokemi lewat organ yang berada di atas tanah maupun yang di bawah

tanah (Sastroutomo, 1995). Alang-alang (Imperata cyndrica) dan teki

(Cyperus rotundus) yang masih hidup mengeluarkan senyawa alelokemi

lewat organ di bawah tanah, jika sudah mati baik organ yang berada di


commit to user

13

atas tanah maupun yang di bawah tanah sama-sama dapat melepaskan

senyawa alelokemi.

c. Pengaruh Alelopati dan Faktor yang Mempengaruhi Produktivitas Alelopati

Menurut Anonim (2007), beberapa pengaruh alelopati terhadap

aktivitas tumbuhan antara lain :

1. Senyawa alelokemi dapat menghambat penyerapan hara yaitu dengan

menurunkan kecepatan penyerapan ion-ion oleh tumbuhan.

2. Beberapa alelokemi menghambat pembelahan sel-sel akar tumbuhan.

3. Beberapa alelokemi dapat menghambat pertumbuhan yaitu dengan

mempengaruhi pembesaran sel tumbuhan.

4. Beberapa senyawa alelokemi memberikan pengaruh menghambat respirasi

akar.

5. Senyawa alelokemi memberikan pengaruh menghambat sintesis protein.

6. Beberapa senyawa alelokemi dapat menurunkan daya permeabilitas

membran pada sel tumbuhan.

7. Senyawa alelokemi dapat menghambat aktivitas enzim

Dalam Sastroutomo (1983) disebutkan bahwa faktor-faktor yang

mempengaruhi produk senyawa alelokemi adalah ;

1. Kualitas, intensitas dan lamanya penyinaran.

Tanaman tembakau (Nicotiana tobaccum) yang diberi penyinaran cahaya

merah pada sore atau malam hari menghasilkan lebih banyak alkaloid dan

sedikit fenolat jika dibandingkan dengan yang tidak diberi penyinaran

tersebut. Adanya hari panjang bagi beberapa tumbuhan juga akan


commit to user

14

meningkatkan kandungan asam fenolat dan terpen. Bunga matahari

(Helianthus anuus) bila diberi sinar ultraviolet juga menghasilkan lebih

banyak skopolin dan asam klorogenat.

2. Kekurangan Unsur Hara

Beberapa spesies yang kekurangan magnesium atau kalium, menyebabkan

berkurangnya asam klorogenat meskipun pada spesies lain yang kekurangan

unsur boron, kalsium, magnesium, fosfor, sulfur dan kalium justru akan

meningkatkan konsentrasi asam klorogenat dan skopolin.

3. Stres Air

Stres air pada bunga matahari meningkatkan konsentrasi asam klorogenat,

dan asam isoklorogenat pada akar batang dan daun. Kombinasi antara

faktor-faktor stres itu sendiri juga meningkatkan konsentrasi senyawa

alelokemi tersebar tidak merata dalam tumbuh-tumbuhan.

4. Genetika

Faktor genetik berperan dalam menentukan jumlah penghambat yang

dihasilkan oleh jumlah tanaman. Spesies yang sama tumbuh bersama-sama

memungkinkan mempunyai efek alelopati yang berbeda.

Pada suatu agroekosistem, senyawa alelokemi dapat dihasilkan

oleh gulma, tanaman pangan, dan hortikultura (semusim), tanaman berkayu,

residu dari tanaman dan gulma, serta mikroorganisme. Alelopati dari

tanaman dan gulma dapat dikeluarkan dalam bentuk eksudat dari akar dan

serbuk sari, luruhan organ (decomposition), senyawa yang menguap

(volatile) dari daun, batang, dan akar, serta melalui pencucian (leaching)


commit to user

15

dari organ bagian luar (Reigosa et al. 2000; Qasem & Foy 2001). Banyak

spesies gulma menimbulkan kerugian dalam budidaya tanaman yang

berakibat pada berkurangnya jumlah dan kualitas hasil panen. Rice (1984)

mencatat 59 spesies gulma yang memiliki potensi alelopati. Inderjit &

Keating (1999) melaporkan hingga 112 spesies, bahkan Qasem &Foy

(2001) menambahkannya hingga 239 spesies. Selain itu, Qasem & Foy

(2001) mencatat 64 spesies gulma yang bersifat alelopati terhadap gulma

lain, 25 spesies gulma yang bersifat autotoxic dan 51 spesies gulma aktif

sebagai antifungi atau antibakteri. Jenis gulma yang memberikan pengaruh

negatif alelopati pada tanaman berkontribusi pada berkurangnya jumlah dan

kualitas panen tanaman budidaya melalui alelopati dan juga kompetisi

sarana tumbuh.

Djurdjevic et al. (2004) melaporkan potensi alelopati senyawa

fenolik dari gulma Allium ursinum dari umbi, daun, dan tanah dari ekstrak

air dan senyawa atsirinya. Qasem & Foy (2001) mencatat senyawa

alelokemi yang dikeluarkan oleh 75 spesies gulma yang telah dilaporkan

antara lain: ageratokromena dan turunannya, monoterpen serta diterpen dari

babandotan (Ageratum conyzoides), seskuiterpen dan tanin katekol dari teki

(Cyperus rotundus), fenolik, vanilik, p-kumarat, asam siringat, skopolin,

skopoletin, klorogenat, asam isoklorogenat dari alang-alang (Imperata

cylindrica), dan senyawa fenolik dari tembelekn (Lantana camara).

Senyawa alelokemi yang mempunyai pengaruh terhadap penekanan

pertumbuhan gulma sangat potensial dipergunakan sebagai agen


commit to user

16

pengendalian gulma secara biologi. Termasuk dalam upaya ini antara lain

penggunaan varietas yang memiliki potensi menekan pertumbuhan gulma

seperti yang dilaporkan pada padi, mentimun, serta pemanfaatan serasah

sebagai mulsa (Weston, 1996; Dilday et al., 1998; Barker & Bhowmik,

2001; Bhowmik & Inderjit, 2003; Singh et al., 2003).

Senyawa alelokemi dari tumbuhan atau mikroorganisme yang

berpengaruh sebagai herbisida sangat memberikan insentif bagi kesehatan

dan kelestarian lingkungan (Macias et al., 2001; Singh et al., 2003).

Beberapa senyawa alami yang telah diuji sebagai herbisida adalah

sinmetilin, toksin yang dikeluarkan Alternaria alternata (Bhowmik &

Inderjit 2003). Efikasi formulasi cairan dari ekstrak umbi teki telah

dilakukan terhadap pertumbuhan kecambah gulma putri malu (Mimosa

invisa) dan bintinu (Melochia corchorifolia) (Setyowati & Suprijono 2000).

Herbisida dari senyawa alelopati yang sudah dikomersialkan antara lain

organofosforus (bialafos dan fosfontrisin yang diperoleh dari isolat bakteri),

triketon (leptospermona yang diperoleh dari tumbuhan (Leptospermum

scoparium) dan sinmetilin) (Vyvyan, 2002).

d. Penggolongan Senyawa Alelopati

Rice (1984) menambahkan senyawa alelokemi dibagi menjadi

empat kelompok berdasarkan tipe tumbuhan yang memproduksi dan

dipengaruhi, yaitu :

1. Kolin : dihasilkan tumbuhan tinggi dan mempengaruhi tumbuhan tinggi

2. Fitonsid : dihasilkan tumbuhan tinggi dan mempengaruhi organisme


commit to user

17

3. Marasmin: dihasilkan mikroorganisme dan mempengaruhi tumbuhan

tinggi

4. Antibiotik: dihasilkan mikroorganisme dan mempengaruhi tumbuhan

tinggi

Duke dalam Moenandir (1993b) telah menggolongkan beberapa zat

yang dapat bertindak sebagai alelopati antara lain:

1. Asam organik dan aldehida

Asam malat dan sitrat yang merupakan cairan buah dan tanaman secara

umum dapat menghambat perkecambahan. Misalnya asam trikarboksilat

dari cantel (Sorghum bicolor) bersifat racun pada tanamannya.

2. Gas-gas beracun

Sianogenesis merupakan suatu reaksi hidrolisis yang membebaskan

gugus HCN. Sianida menghambat perkecambahan biji-biji dan

pertumbuhan akar. Demikian halnya dengan gas NH3 yang dapat

menghambat perkecambahan.

3. Lakton tak jenuh sederhana

Asam parasorbat dari buah Sorbus ancuparia merupakan lakton

sederhana yang dapat menghambat pertumbuhan ginseng peru gingseng

peru (Lepidium).

4. Kumarin

Kumarin berupa lakton dari asam o-hidroksisinamat adalah penghambat

perkecambahan biji yang sering dihasilkan dari biji legum dan serealia.


commit to user

18

5. Flavonoida

Florizina (6-glukosida dari floretin) yang berasal dari akar apel (Malus

sylvestris) merupakan golongan flavonoida yang bertindak sebagai

penghambat. Flavonoida ini dikenal sebagai penghambat dari akar

kecambah biji apel dan perkembangan biji pada umumnya serta bakteri

nitrifikasi.

6. Alkaloida

Biji-biji yang berkecambah dari tanaman tembakau (Nicotiana tobacum),

kopi (Coffea arabica), dan kakao (Theobroma cacao) dapat dihambat

oleh senyawa alelokemi yang termasuk dalam golongan alkaloida,

kokain, kafein, lekinin, khinkhoin dan kodein.

7. Tanin

Tanin yang mudah terhidrolisis merupakan senyawa alelokemi yang

menghambat perkecambahan biji, bakteri nitrifikasi dan fiksasi nitrogen.

8. Kinon

Juglon (5-hidroksinaftakinon) berasal dari sawi hitam (Juglans nigra)

sangat beracun pada tanaman tomat (Lycopersicum esculentum) dan apel

(Malus sylvestris). Senyawa alelopati itu dapat berasal dari akar, kulit,

kayu, daun dan buahnya.

9. Asam aromatik

Beberapa zat kimia tergolong pada senyawa alelokemi, yang berasal dari

residu tanaman dalam tanah seperti jagung, sorghum, dan gandum

mengeluarkan racun tanah berupa asam vanilat, siringat dan p-


commit to user

19

hidroksibenzoat. Turunan asam sinamat adalah asam khlorogenik, p-

kumarat, ferulat dan kafeat. Gugusan ini mungkin keturunan dari

fenilalanil asam amino aromatik atau tirosin lewat lintasan jalur shikimat.

Buah persik (Prunus persica) yang telah membusuk bagian-bagian

tanamannya menghasilkan benzalhida.

10. Terpenoida dan steroida

Spesies Salvia menghasilkan zat penghambat dari gugusan ini seperti

kamfer dan sineola α-pinene dan β-pinene, sedangkan gugusan steroida

seperti konifer digitoksigenin dan strofantidin merupakan racun bagi

kegiatan anti mikroba.

3. Gulma

Menurut Mangoensoekarjo (1983) gulma adalah tumbuhan pengganggu

yang mempunyai nilai negatif apabila tumbuhan tersebut merugikan manusia baik

secara langsung maupun tidak langsung dan sebaliknya tumbuhan dikatakan

memiliki nilai positif apabila mempunyai daya guna manusia. Kehadiran gulma di

sekitar tanaman budidaya tidak dapat dihindarkan, terutama apabila lahan

pertanaman tersebut tak dikendalikan. Sebagai tumbuhan, gulma juga

memerlukan persyaratan tumbuh seperti halnya tanaman lainnya, misalnya

kebutuhan akan cahaya, nutrisi, air, gas CO2 dan gas lainnya. Persyaratan tumbuh

yang sama atau hampir sama bagi gulma dan tanaman dapat mengakibatkan

adanya asosiasi gulma di sekitar tanaman budidaya. Gulma yang berasosiasi ini


commit to user

20

akan saling memperebutkan bahan-bahan yang dibutuhkannya apalagi bila

jumlahnya sangat terbatas bagi keduanya (Moenandir, 1993a).

Pengendalian gulma pada dasarnya dapat dilakukan dengan berbagai

teknik pengendalian termasuk pengendalian secara manual (tenaga manusia

dilengkapi dengan peralatan kecil), memanfaatkan tanaman penutup tanah

(leguminous cover crop), mekanis, ekologis, solarisasi, biologis dan menggunakan

bahan kimia (herbisida). Masing-masing teknik pengendalian tersebut memiliki

kelebihan dan kekurangan. Kekurangan dari masing-masing teknik pengendalian

dapat ditekan dengan menerapkan konsep pengendalian gulma secara terpadu

(integrated weed management) yaitu memadukan cara-cara pengendalian yang

cocok satu sama lain (Moenandir, 1993c).

Penggunaan herbisida sintetis sejauh ini memberikan dampak positif

berupa pengendalian gulma dan peningkatan produksi pertanian dan perkebunan.

Namun di lain pihak, penggunaan herbisida secara terus menerus selama 30 tahun

terakhir ini juga berakibat negatif bagi lingkungan. Terjadinya keracunan pada

organisme nontarget, polusi sumber-sumber air dan kerusakan tanah, juga

keracunan akibat residu herbisida pada produk pertanian, merupakan contoh

dampak negatif penggunaan herbisida kimiawi (Moenandir, 1993c).

Selain itu pemakaian herbisida buatan menyebabkan kualitas tanah

menurun, tanaman tidak akan bertahan lama, menimbulkan polusi dan terjadi

aktivitas mutagen. Berdasarkan timbulnya beberapa kerugian ini, maka dicari

solusi alternatif untuk pengendalian gulma secara alami yaitu dengan alelopati

yang mempelajari interaksi biokimia anatara tanaman, meliputi pengaruh positif


commit to user

21

dan negatifnya. Dengan memakai konsep alelopati ini maka akan diperoleh

alternatif lain dalam strategi pengelolaan gulma yang tepat (Macias, 1995).

4. Bayam Duri (Amaranthus spinosus L.)

a. Klasifikasi

Menurut Tjitrosoepomo (1994) tanaman bayam duri dalam taksonomi

tumbuhan dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

Divisio : Spermatophyta

Subdivisio : Angiospermae

Classis : Dicotyledoneae

Ordo : Caryophyllales

Familia : Amaranthaceae

Genus : Amaranthus

Species : Amaranthus spinosus L.

b. Nama Daerah

Bayam duri (Indonesia), bayem cucuk, podo maduri (Bugis), spiny

amaranth (Inggris), uray, orai (Pilipina), Le xian cai (Cina), bayem eri, bayem

raja, bayem roda, bayem cikron (Jawa), senggang cucuk (Sunda), bayam keruai

(Lampung), ternyak duri, ternyak lakek (Madura), podo maduri (Bugis),

Thorny amaranthus (Inggris) (plantamor.com, 2011).

c. Morfologi

Bayam duri merupakan herba semusim dan tingginya mencapai 50-80

cm. Tumbuhan ini memiliki akar tunggang. Batang basah, berduri seringkali


commit to user

22

bercabang banyak, berbentuk bulat dan licin. Daun berupa daun tunggal,

berwarna kehijauan, bentuk bundar telur memanjang (ovalis), panjang 1.5 cm-

6.0 cm dan lebar 0.5 cm-9.0 cm. Tata letak daun yang berselang-seling dengan

bagian daun yang tidak lengkap, pada ujung daun bayam terdapat ujung daun

yang terbelah. Bunga pada bayam adalah bunga yang tidak lengkap. Bunga

dalam tukal yang rapat, bentuk bulir atau bercabang pada pangkalnya. Bulir

ujung sebagian besar jantan, tidak berduri menempel, mula-mula naik lalu

menggantung. Tukal betina dengan 2 duri (prophylla) lurus yang lancip, dan

menjauhi batang. Buah bulat memanjang dengan tutup yang rontok dan berbiji.

Biji kecil-kecil dan berwarna hitam (Steenis, 2005).

Gambar 2: Bayam duri (Amaranthus spinosus L) (Dokumentasi Penulis, 2012).

d. Persyaratan Tumbuh

Tanaman bayam dapat tumbuh sepanjang tahun baik di dataran rendah

maupun di dataran tinggi. Pertumbuhan yang baik terdapat pada tanah yang

subur dan agak terbuka dengan pH tanah antara 6-7. Bayam duri dapat tumbuh


commit to user

23

baik di tempat-tempat yang cukup mendapat sinar matahari dengan suhu udara

antara 25-35°C. Tumbuhan ini banyak tumbuh liar di kebun-kebun, tepi jalan,

tanah kosong dari dataran rendah sampai dengan ketinggian 1.400 m dpl.

Tumbuhan ini dapat dikembangbiakkan melalui bijinya yang berbentuk bulat,

kecil dan berwarna hitam (Rukmana, 1994).

Tanaman bayam sangat toleran terhadap besarnya perubahan keadaan

iklim (Nazaruddin, 1994). Keadaan angin yang terlalu kencang dapat merusak

tanaman bayam khususnya untuk bayam yang sudah tinggi (Rukmana, 1994).

Pada tanah yang tandus dan liat, bayam masih dapat hidup dan tumbuh dengan

baik (Rismunandar, 1967).

e. Kandungan Kimia dan Manfaat

Bayam duri mengandung asam fenol, flavonoid dan betacyanin.

Kandungan senyawa asam fenol berupa derivat hydroxycinnamates yaitu asam

caffeoylquinic. Asam coumaroylquinic, asam feroluquinic. Untuk kandungan

senyawa flavonoidnya yaitu diglikosida quercetin 3-O-rutinoside dan

kaemferol, sedangkan kandungan betacyaninnya yaitu amaranthine,

isoamaranthine, isobetanin, dan betanin. Daun bayam duri mengandung

derivatif antrikuinon, cardiac glikosida dan saponin (Stinzing et al., 2004). A.

spinosus merupakan gulma yang biasa tumbuh di pekarangan dan lahan

kosong. Bayam duri biasa menyerang tanaman budidaya kakao, jagung,

kedelai, kacang tanah, dan ketela rambat (Moenandir, 1993a, Moenandir,

1993b).


commit to user

24

5. Perkecambahan Benih

Biji tumbuh-tumbuhan mempunyai empat bagian yang sangat penting

untuk kelangsungan hidupnya, meliputi (1) kulit biji, yang merupakan

pembungkus atau pelapis biji, (2) embrio, yang merupakan bakal tanaman, (3)

cadangan makanan pada bakal tanaman sampai menjadi bakal tanaman yang dapat

berfotosintesis sendiri, (4) enzim dan hormon yang akan digunakan untuk

menguraikan cadangan makanan dan menyusun jaringan baru selama

perkecambahan (Gardner et al., 1985).

Perkecambahan merupakan suatu rangkaian proses yang kompleks dari

perubahan-perubahan morfologi, fisiologi dan biokimia. Perkecambahan terjadi

saat keluarnya radikula melalui pelapis biji sampai terbentuknya organ-organ

utama (akar dan daun) yang dapat mendukung kehidupan tanaman lebih lanjut.

Jadi perkecambahan adalah proses munculnya radikula dan plumula dari benih.

Menurut Lakitan (1996), tahapan perkecambahan meliputi :

1. Imbibisi, yaitu proses penyerapan air yang dilakukan oleh kulit benih

sehingga benih tampak mengembang dan kulit biji menjadi permeabel

terhadap oksigen dan karbondioksida (CO2)

2. Perombakan cadangan makanan di dalam endosperm, yang dilakukan oleh

enzim. Bahan-bahan utama yang dirombak adalah karbohidrat, protein, dan

lemak.

3. Tersedianya bahan-bahan tersebut memungkinkan adanya translokasi

makanan ke titik tumbuh.


commit to user

25

4. Titik tumbuh tempat tumbuhnya radikel dan plumula mulai melakukan

pembelahan dan pembesaran sel.

5. Munculnya radikula dan plumula dari kulit benih.

Pada tumbuhan, zat pati tidak langsung digunakan tetapi dirombak

dahulu menjadi bentuk yang sederhana yaitu gula. Enzim yang berperan dalam

perombakan tersebut adalah α-amilase dan ß-amilase, enzim tersebut terdapat

pada biji dalam jumlah kecil sehingga harus disintesis untuk mengubah pati

menjadi gula yang dibutuhkan selama proses perkecambahan. Dalam proses

metabolisme karbohidrat, amilopektin dan amilum dihidrolisis oleh enzim α-

amilase dan ß-amilase mejadi glukosa. Tahap selanjutnya adalah glikolisis,

pemecahan glukosa menjadi asam piruvat, dalam reaksi beruntun menuju siklus

Kreb. Dalam mitokondria akan terjadi pembebasan karbondioksida dan

menghasilkan energi dalam bentuk ATP (Rahayu, 2003). Hasil penelitian

Heberland (1987), selain terjadi hidrolisis amilum, pada perkecambahan juga

terjadi pembongkaran lemak oleh enzim lipase menjadi asam lemak dan gliserol

serta perombakan protein oleh enzim protease menjadi peptida dan asam amino.

Peptida selanjutnya akan dirombak oleh peptidase menjadi asam amino. Pada biji

yang mulai berkecambah, radikula muncul pertama kemudian diikuti oleh

plumula. Radikula tumbuh memanjang menjadi akar dan plumula tumbuh menjadi

batang dan daun (Heberland, 1987).

Faktor-faktor yang mempengaruhi perkecambahan dapat dibedakan

menjadi dua yaitu faktor dalam dan faktor luar. Menurut Sutopo (1985) faktor

dalam meliputi:


commit to user

26

a. Tingkat Kemasakan Benih

Benih yang dipanen sebelum tingkat kemasakan fisiologi tercapai viabilitasnya

rendah dan tidak mampu berkecambah, maka pertumbuhan selanjutnya tidak

sebaik pertumbuhan biji yang sudah masak.

b. Ukuran Benih

Pada jaringan penyimpanannya, benih memiliki karbohidrat, lemak, protein

dan mineral. Benih yang lebih besar dari satu jenis tumbuhan akan

mengandung cadangan makanan lebih banyak sehingga kecambah yang

dihasilkan lebih besar.

c. Dormansi

Suatu benih dikatakan dorman jika benih tersebut sebenarnya viable tetapi

tidak mampu berkecambah meskipun lingkungan memenuhi syarat untuk

memenuhi syarat untuk pertumbuhannya.

6. Pertumbuhan

Pertumbuhan adalah proses dalam kehidupan tanaman yang

mengakibatkan perubahan ukuran tanaman semakin besar dan juga yang

menentukan hasil tanaman. Pertambahan ukuran tubuh tanaman secara

keseluruhan merupakan hasil dari pertambahan ukuran bagian-bagian (organ-

organ) tanaman akibat dari pertambahan jaringan sel yang dihasilkan oleh

penambahan ukuran sel. Jumlah sel yang semakin banyak atau ruang (volume)

sel yang semakin besar membutuhkan semakin banyak bahan-bahan sel yang

disintesis menggunakan substrat yang sesuai. Pertumbuhan berfungsi sebagai


commit to user

27

proses yang mengolah masukan substrat tersebut menghasilkan produk

pertumbuhan (Sitompul dan Guritno, 1995).

Pertumbuhan dapat dievaluasi dengan pengukuran massa, panjang atau

berat, luas permukaan atau volume. Pertumbuhan biasanya diikuti dengan

perubahan bentuk permukaan. Banyak ahli biologi yang menyatakan pertumbuhan

sebagai peningkatan ukuran yang tidak dapat balik. Pertumbuhan dibatasi pada

sel hidup dan disertai dengan proses metabolik yang meliputi sintesis

makromolekul seperti asam nukleat, protein, lipid dan polisakarida (Noggle &

Fritz, 1983). Pertumbuhan dapat diukur dengan berbagai cara, misalnya dengan

pengukuran tinggi tanaman, ukuran daun (panjang, lebar, dan luas permukaan),

berat basah dan berat kering tanaman atau bagian-bagian yang terpisah seperti

akar, batang, daun dan buah, jumlah sel dalam jaringan dan organ serta

konsentrasi dari senyawa khusus (misalnya asam nukleat dan nitrogen terlarut)

pada jaringan dan organ (Noggle & Fritz, 1983).

Pertumbuhan tanaman sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan.

Gardner et al. (1991) menambahkan pertumbuhan dipengaruhi faktor internal

(genetik) dan faktor eksternal (lingkungan) yang dikelompokkan sebagai berikut:

1. Faktor Internal

a. Ketahanan terhadap tekanan iklim, tanah dan biologis

b. Laju fotosintetik

c. Respirasi

d. Pembagian hasil asimilasi dan N

e. Klorofil, karoten dan kandungan pigmen lainnya


commit to user

28

f. Tipe dan letak meristem

g. Kapasitas untuk menyimpan cadangan makanan

h. Aktivitas enzim

i. Pengaruh langsung gen (misalnya heterosis dan epistasis)

j. Differensiasi

2. Faktor Eksternal

a. Iklim: cahaya, temperatur, air, panjang hari, angin dan gas (CO2, O2, N2,

SO2, NO2, Fl, Cl dan O3. Gas-gas ini seringkali merupakan polutan

atmosfer (kecuali untuk gas pertama) dan konsentrasinya dapat cukup

tinggi untuk menghambat pertumbuhan.

b. Biologis: gulma, organisme penyebab penyakit, serangga, nematoda,

macam-macam tipe herbivora dan mikroorganisme tanah seperti bakteri

pemfiksasi N2 dan bakteri denitrifikasi serta mikorhiza.

c. Edafik (tanah): tekstur, struktur, bahan organik, kapasitas pertukaran

kation, kejenuhan basa dan ketersediaan nutrien serta pH. Secara

keseluruhan enam belas unsur diperlukan oleh tanaman.

7. Klorofil dan Karotenoid

Klorofil merupakan pigmen utama yang berperan dalam reaksi fotokimia

pada pusat reaksi fotosintesis. Fungsi utama klorofil di dalam perangkat

fotosintesis diantaranya sebagai penyerap cahaya, pentransfer energi eksitasi ke

pusat reaksi dan pemisah muatan pada membran fotosintetik (Schaber et al., 1984;

Limantara et al., 1998; Scheer, 2006).


commit to user

29

Struktur molekul klorofil dapat dilihat sebagai berikut:

Gambar 3. Struktur molekul klorofil (Salisbury & Ross, 1995).

Keberadaan molekul klorofil di dalam perangkat fotosintesis ternyata

mampu memproduksi energi secara efisien dengan meminimalisasi energi yang

hilang. Penyerapan energi yang tinggi selama proses fotosintesis disebabkan oleh

adanya tahapan eksitasi klorofil yang relatif lama (≤ 10-8 detik). Semakin lama

tahapan eksitasi single klorofil, semakin besar konversi energi elektronik dari

tingkatan dasar ke tingkatan tereksitasi triplet dapat terjadi. Kelebihan energi pada

tingkatan tereksitasi triple memberi peluang klorofil untuk mentransfer energinya

ke molekul oksigen di sekitarnya. Reaksi ini memproduksi singlet oksigen reaktif

(reactive oxygen spesies/ROS) yang bersifat merusak (Agostiano et al., 2003;

Limantara et al., 2006).

Klorofil terdapat dalam kloroplas, tertanam dalam membran tilakoid.

Selain klorofil, membran tilakoid mengandung pigmen lain penyerap cahaya yang

secara bersama-sama disebut pigmen lengkap. Pigmen lengkap ini meliputi


commit to user

30

bermacam-macam karotenoid yang mungkin berwarna kuning, merah atau ungu.

Ada dua jenis karotenoid yaitu karoten hidrokarbon murni dan xantofil yang

mengandung O2. Keempat pigmen ini terdapat pada tanaman hijau dengan

proporsi yang relatif sama kecuali beberapa bentuk bakteri, klorofil terdapat pada

semua organisme fotosintetik.

Secara kimia klorofil mengandung satu inti porfirin, terdiri dari empat

cincin pirol tersubstitusi, satu diantaranya (cincin IV) tereduksi (Gambar 3).

Klorofil a juga mempunyai cincin kelima yang bukan merupakan pirol. Sifat lima

cincin porfirin turunan yang khas ini disebut feoporfirin. Klorofil a juga

mempunyai rantai sisi isoprenoid panjang yang terdiri dari fitol alkohol yang

teresterifikasi dengan gugus karboksil substituen pada cincin IV. Unsur-unsur

Mg2+

yang terdapat di tengah-tengah cincin porfirin terikat pada unsur N dari

masing-masing cincin pirol. Sistem lima cincin dengan warna gelap yang

membentuk cincin yang lebih besar mengelilingi Mg membantu molekul tersebut

dengan daya penyerap cahaya. Mg mengaktifkan pembentukan agregat klorofil

yang memudahkan penangkapan cahaya dan rantai sisi hidrofobik yang panjang

tidak hanya menempatkan tetapi juga mengarahkan molekul klorofil pada lipida

membran ganda (Lehninger, 1991).

Semua klorofil dan sebagian besar atau semua karotenoid melekat di

dalam tilakoid dan menempel dengan ikatan nonkovalen pada molekul protein

(Salisburry & Ross, 1995). Klorofil adalah molekul amfifilik. Rantai fitol

hidrokarbonnya sangat hidofobik sedangkan sebagian dari cincin porfirin tempat

gugus C=O bersifat hidrofilik. Cincin fitol dan sebagian dari cincin porfirin


commit to user

31

terbenam dalam dwilapis lipid dengan sisa cincin porfirin yang mencuat ke atas.

Karotenoid sangat hidrofobik dan diduga terbenam seluruhnya dalam dwilapis

lipid (Kimball, 1994).

Menurut Dwijoseputro (1994) pembentukan klorofil dipengaruhi oleh :

a. Faktor Pembawaan

Pembentukan klorofil seperti halnya dengan pembentukan pigmen-pigmen lain

pada hewan dan manusia yang dibawa oleh gen-gen tertentu di dalam

kromosom. Apabila gen ini tidak ada, maka tanaman akan tampak putih atau

albino.

b. Cahaya

Tanaman yang ditumbuhkan dalam tempat gelap mengandung protoklorofil

yang mirip dengan klorofil a, hanya protoklorofil kurang dua atom H daripada

klorofil a. Reduksi protoklorofil menjadi klorofil a memerlukan cahaya.

Apabila cahaya terlalu banyak maka akan berpengaruh buruk terhadap klorofil.

Larutan klorofil yang dihadapkan pada cahaya kuat tampak berkurang

hijaunya.

c. Oksigen

Kecambah yang ditumbuhkan di tempat gelap dan kemudian diberi cahaya

tidak mampu membentuk klorofil jika tidak diberikan oksigen.

d. Karbohidrat

Karbohidrat terutama dalam bentuk gula sangat membantu pembentukan

klorofil pada daun-daun yang mengalami etiolasi.


commit to user

32

e. Unsur N, Mg, Fe, Mn, Cu dan Zn

Kekurangan salah satu unsur atau zat N, Mg, Fe, Mn, Cu dan Zn akan

mengakibatkan terjadinya klorosis pada tumbuhan.

f. Air

Kekurangan air akan mengakibatkan disintegrasi klorofil seperti terjadi pada

rumput dan pohon-pohon di musim kering.

g. Suhu

Suhu antara 3-48°C merupakan kondisi yang baik untuk pertumbuhan klorofil

pada sebagian besar tanaman. Sementara suhu yang paling baik untuk

pertumbuhan klorofil yaitu pada rentang suhu 26-30°C.

Biosintesis klorofil dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Bagan biosintesis klorofil (Taiz dan Zeiger, 1998).

Membran tilakoid mengandung pigmen lain penyerap cahaya yang secara

bersama-sama disebut pigmen pelengkap. Pigmen pelengkap ini meliputi

bermacam-macam karotenoid yang mungkin berwarna kuning, merah atau ungu.

Karotenoid yang paling penting adalah karotenoid-β dan karotenoid kuning yaitu


commit to user

33

xantofil. Pigmen karotenoid menyerap cahaya pada panjang gelombang berbeda

dengan yang diserap oleh klorofil dan karenanya merupakan penerima cahaya

yang saling melengkapi (Lehninger, 1991).

Karotenoid merupakan sekelompok molekul-molekul yang tersebar

secara luas di alam yang memberikan warna yang terang pada tanaman, buah-

buahan serta sayur-sayuran. Lima jenis karotenoid yang utama adalah:

1. Karoten : (a) karoten terdapat pada wortel; (b) karoten terdapat pada sayuran

yang berwarna kuning-oranye dan hijau tua, serta buah-buahan.

2. Likopen terdapat pada tomat.

3. Lutein terdapat pada sayur-sayuran yang berdaun hijau tua.

4. Zeaksantin terdapat pada sayur-sayuran yang berdaun hijau tua.

5. Kriptoksantin terdapat pada buah jaruk (Salisbury & Ross, 1995).

Gambar 4. Bagan biosintesis karotenoid (Britton, 2004).

Biosintesis karotenoid dipengaruhi oleh pH, aktifitas enzim, cahaya,

oksidasi dan air. Suhu optimum untuk biosintesis karotenoid sekitar 30°C,


commit to user

34

sedangkan pH optimum yang dibutuhkan adalah 7,4 (Salisbury & Ross, 1995).

Karotenoid memiliki fungsi yang terbatas. Fungsi yang paling diketahui yaitu

fotosintesis. Keberadaan karotenoid dalam membran tilakoid yaitu menyerap

cahaya selain cahaya yang diserap klorofil a. Karotenoid menyerap cahaya dengan

panjang gelombang yang rendah (450 nm) kemudian ditransfer ke panjang

gelombang yang lebih tinggi (680 nm) dan kemudian melewati molekul klorofil di

sebelahnya. Beberapa karotenoid memiliki fungsi penting dalam melindungi

klorofil dari kerusakan proses cahaya yang disebut photobleaching. Fungsi lain

karotenoid dalam tanaman yaitu pewarnaan petala pada buah yang dapat berfungsi

sebagai antraktan untuk merangsang polinasi dan persebaran biji (Lea & Leegood,

1993).

B. Kerangka Pemikiran

Kirinyuh mengandung senyawa aktif yang memiliki potensi alelopati.

Kandungan senyawa kimia tersebut di antaranya senyawa monoterpen,

sesquiterpen, α-pinene, cymene, thymyl acetate, asam fenolik, tanin, 4-

hydroxybenzoic acid, glycoside dan alkaloid. Asam fenol yang ditemukan yaitu

protocatechuic, p-hydroxybenzoic, p-coumaric, ferulic dan asam vanilic.

Komponen flavonoid aglikon yang bersifat lipofil ditemukan pada rumput

kirinyuh yaitu flavanon, flavonols, flavones dan kalkon. Senyawa-senyawa

tersebut tersebar di seluruh bagian tanaman antara lain daun tua dan akar. Pada

konsentrasi tertentu senyawa alelopati ang dilepas dari tumbuhan tersebut akan

berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkecambahan tanaman gulma.


commit to user

35

Pengaruh senyawa alelokemi terhadap pertumbuhan akan ditunjukkan antara lain

pada tinggi tanaman, panjang akar, berat segar, berat kering, luas daun, rasio akar-

tajuk, kadar klorofil dan kadar karotenoid. Ekstrak akan berpengaruh negatif

terhadap perkecambahan dan pertumbuhan bayam duri sehingga diharapkan

ekstrak rumput kirinyuh dapat dijadikan bioherbisida yang ramah lingkungan bagi

gulma bayam duri. Kerangka berpikir tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 5. Diagram alir kerangka pemikiran

Kirinyuh (Chromolaena odorata (L.) R. M. King & H. E. Rob.)

Daun tua Akar

Variasi konsentrasi

alelokemi

Pertumbuhan

A. spinosus terhambat

Tinggi

tanama

n

Berat

basah

Berat

kering

Panjang

akar

Rasio

akar-tajuk

Luas

daun

Perkecambahan biji A.

spinosus terhambat

Senyawa alelopati yaitu terpen, alkaloid,

fenol, flavonoid dan asam amino

Bioherbisida


commit to user

36

C. Hipotesis

1. Ekstrak daun tua dan akar kirinyuh menghambat perkecambahan biji bayam

duri.

2. Ekstrak daun tua dan akar kirinyuh menghambat pertumbuhan bayam duri.


commit to user

37

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan selama lima bulan yaitu mulai bulan Januari 2012

sampai dengan bulan Mei 2012 di Laboratorium Jurusan Biologi FMIPA UNS

dan Sub Lab Biologi Laboratorium Pusat MIPA UNS.

B. Alat dan Bahan

1. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi, gayung, polibag,

ember, oven, bejana maserasi, sprayer, masker, pipet, sarung tangan, gelas ukur,

gelas beker, erlenmeyer, kertas saring Whatman No. 42, alat penyaring, cawan

petri, timbangan analitik, spektrofotometer UV-Vis, kuvet, tabung reaksi, cawan,

mortal, porselin, pisau, alat tulis, kertas milimeter, kertas label, penggaris dan alat

tulis.

2. Bahan

Bahan yang diperlukan dalam penelitian ini adalah tanaman kirinyuh

(Chromolaena odorata (L.) R. M. King & H.E. Rob.) yang didapat dari

Sukoharjo, bayam duri (Amaranthus spinosus L.) yang didapat dari Sukoharjo,

media tanah, pupuk, kapas, aquades, kompos dan air. Bahan kimia yang

diperlukan untuk analisis kandungan klorofil dan karotenoid adalah aseton 80%.


commit to user

38

C. Rancangan Percobaan

Percobaan ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) yang terdiri

dari dua faktor dengan perlakuan sebagai berikut :

1. Pertama yaitu sumber ekstrak kirinyuh meliputi :

E1 = Ekstrak daun tua

E2 = Ekstrak akar

2. Kedua yaitu konsentrasi ekstrak meliputi:

K1 = 0% (kontrol)

K2 = 25% ekstrak

K3 = 50% ekstrak

K4 = 75% ekstrak

K5 = 100% ekstrak

Masing-masing perlakuan dengan enam ulangan. Kombinasi perlakuan yang

diperoleh adalah sebagai berikut :

Tabel 1. Kombinasi perlakuan sumber ekstrak dan variasi konsentrasi

E1K1 : Ekstrak daun tua kirinyuh dengan konsentrasi 0%




K

E K1 K2 K3 K4 K5

E1 E1K1 E1K2 E1K3 E1K4 E1K5

E2 E2K1 E2K2 E2K3 E2K4 E2K5


commit to user

39


E2K1 : Ekstrak akar kirinyuh dengan konsentrasi 0%





C. Cara Kerja Penelitian

1. Tahap Persiapan

a. Persiapan Media Tanam

Media yang digunakan yaitu tanah yang dicampur dengan kompos.

Perbandingan yang digunakan yang digunakan yaitu 2:1 untuk tanah dan

kompos. Tanah dan kompos selanjutnya dimasukkan ke dalam polibag

sebagai media tanam. Tanah yang digunakan diperoleh dari daerah

Sukoharjo.

b. Persiapan Ekstrak

Tumbuhan kirinyuh yang digunakan diambil dari daerah

Sukoharjo. Akar dan daun tua (daun urutan ke 5-10 dari pucuk) kirinyuh

diambil dan dikeringanginkan di tempat terbuka selama 24 jam di tempat

yang terbuka dan tidak terkena sinar matahari secara langsung. Bahan

selanjutnya dicuci bersih dan ditiriskan. Akar dan daun dibuat dalam

bentuk serbuk dengan menggunakan mesin blender.


commit to user

40

Pembuatan ekstrak berdasarkan pada metode Suwal (2010) yang

dimodifikasi yaitu 10 gram serbuk direndam dalam 100 ml aquades dan

dimaserasi menggunakan pelarut aquades selama 24 jam dalam bejana

tertutup kemudian ekstrak disaring. Konsentrasi ekstrak yang diperoleh

dalam prosedur ini adalah 100%. Jadi konsentrasi 100% dalam penelitian

ini adalah 10 gram serbuk dalam 100 ml aquades (b/v).

Ekstrak diencerkan dengan aquades sehingga diperoleh konsentrasi

ekstrak sesuai perlakuan. Tingkatan konsentrasi ekstrak yang digunakan

adalah 0%, 25%, 50%, 75% dan 100%.

c. Persiapan Biji Bayam Duri

Biji diperoleh dari daerah Sukoharjo. Biji bayam duri dipilih yang

memiliki kualitas baik sehingga potensi berkecambah yang lebih baik.

d. Pengujian Perkecambahan

Pengujian perkecambahan dilakukan dengan cawan plastik.

Sebanyak 30 cawan plastik disiapkan. Masing-masing cawan plastik terdiri

atas 10 biji bayam duri yang dilapisi dengan kapas. Setiap cawan plastik

dibasahi dengan ekstrak rumput kirinyuh sebanyak 5 ml dengan konsentrasi

yang telah ditentukan.

e. Penanaman Bayam Duri

Tanah dan kompos didiamkan, dicampur menjadi satu, kemudian

dimasukkan ke dalam polibag maing-masing sebanyak 1 kg. Benih yang

digunakan diambil dari daerah Sukoharjo. Tanaman bayam duri disiram air

secara teratur setiap 1 hari sekali.


commit to user

41

2. Tahap Perlakuan

Dalam pengujian perkecambahan, masing-masing ekstrak cair rumput

kirinyuh diberikan pada biji bayam duri sesaat setelah penanaman hingga hari

ke-9. Ekstrak diberikan sebanyak 5 ml untuk setiap pemberian perlakuan

(Teteki, 2010). Untuk pengujian pertumbuhan, ekstrak diberikan dengan cara

menyiramkan ke sekeliling tanaman. Pemberian ekstrak dilakukan setelah

tanaman uji berumur 2 minggu. Selang pemberian ekstrak adalah tiap 2 hari

sekali selama 1 bulan. Pemberian masing-masing ekstrak rumput kirinyuh pada

setiap tanaman sebanyak 10 ml (Teteki, 2010).

3. Tahap Pengamatan

Variabel yang diamati dalam pengujian perkecambahan meliputi

persentase perkecambahan (%) dengan menghitung banyaknya biji yang

mampu berkecambah. Pertumbuhan tanaman bayam duri diamati selama 4

minggu setelah pemberian ekstrak. Parameter pertumbuhan yang diamati

antara lain adalah :

1. Pengamatan Perkecambahan

a. Persentase Perkecambahan (germination percentage)

Persentase perkecambahan menunjukkan jumlah kecambah

normal yang dihasilkan biji pada lingkungan tertentu dalam jangka waktu

yang ditetapkan. Pengamatan dilakukan selama 9 hari setelah tanam. Biji

dihitung yang berkecambah yaitu biji yang sudah muncul radikulanya.

(Sutopo, 2004).

%perkecambahan = jumlah kecambah normal yang dihasilkan X 100%

jumlah biji yang diuji


commit to user

42

b. Waktu Perkecambahan

Waktu perkecambahan ditentukan pada hari saat biji mulai

berkecambah. Perkecambahan biji ditandai dengan munculnya radikula

(akar embrionik) yang memanjang keluar menembus kulit biji.

2. Pengamatan Pertumbuhan

a. Tinggi Tanaman

Tinggi tanaman diukur mulai dari pangkal batang yang berada di

atas permukaan tanah hingga ujung daun tertinggi. Pengukuran dilakukan

setiap 7 hari sampai pada minggu keempat setelah pemberian ekstrak

selesai dilakukan.

b. Berat Basah

Analisis berat basah dilakukan saat panen yaitu ketika tanaman

berumur 4 minggu setelah pemberian ekstrak selesai dilakukan, dengan

cara membersihkan tanaman dari sisa-sisa tanah yang melekat pada akar

kemudian ditimbang beratnya.

c. Berat Kering

Analisis berat kering dilakukan saat panen yaitu ketika tanaman

berumur 4 minggu setelah pemberian ekstrak selesai dilakukan, dengan

cara membersihkan tanaman dari sisa-sisa tanah yang melekat pada akar

kemudian dimasukkan ke dalam kantong kertas untuk dioven pada suhu

60°C selama 4-5 hari sampai tercapai berat konstan.


commit to user

43

d. Panjang Akar

Panjang akar diukur dari akar primer hingga pangkal akar.

Pengukuran panjang akar dilakukan setelah tanaman berumur 4 minggu

dan pemberian ekstrak selesai dilakukan

e. Luas Daun

Pengukuran luas daun dilakukan 4 minggu setelah pemberian

ekstrak dan berdasarkan pada metode gravimetri yaitu dengan

membandingkan berat daun total dengan berat suatu sampel daun yang

diketahui luasnya. Bila sampel daun diambil dari sejumlah daun maka

luas daun dapat ditaksir dengan :

LD = Wr x LK

Wt

Dimana : LD : Luas daun (cm2)

Wr : Berat kertas replikasi daun (gram)

Wt : Berat total kertas (gram)

LK : Luas total kertas (cm2)

f. Rasio Akar-Tajuk (Root-Shoot Ratio)

Rasio akar dan tajuk dilakukan dengan cara membandingkan

antara berat kering akar dan pucuk. Pengukuran dilakukan setelah 4

minggu pemberian ekstrak dilakukan.

g. Kadar Klorofil dan Karotenoid

Pengikuran kadar klorofil total dan karotenoid bayam duri

dilakukan menurut Hendry & Grime (1993) adalah sebagai berikut : daun

bayam duri yang telah membentang sempurna diambil 0,1 gram


commit to user

44

kemudian potongan daun tersebut dihancurkan dalam mortar dan

kemudian ditambahkan 10 ml aseton 80%. Larutan didiamkan beberapa

saat sehingga klorofil larut, lalu disaring dengan kertas saring Whatman

No. 42 supaya sisa daunnya tertinggal. Selanjutnya, 3 ml filtrat

dimasukkan ke dalam kuvet kemudian dimasukkan ke spektrofotometer.

Absorbansi (A) diukur pada panjang gelombang 450 nm, 645 nm dan

663 nm. Kadar klorofil a diukur pada panjang gelombang 663 nm,

klorofil b pada 450 nm dan karotenoid pada 645 nm.

Kadar klorofil dan karotenoid dihitung dengan rumus sebagai

berikut :

Klorofil total = 8,02 (A.663) + 20,2 (A.645) mg/l

Karotenoid = {(A480 : (0,114x A663)-(0,638xA645)}x3x1000µmol

112,5 x 100

D. Analisis Data

Data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan Analisis Variansi

(ANAVA) untuk mengetahui pengaruh perlakuan terhadap variabel yang diukur.

Jika terdapat beda nyata di antara perlakuan dilanjutkan dengan uji DMRT

(Duncan Multiple Range Test) pada taraf uji 5%.


commit to user

45

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Perkecambahan Biji

Pengujian persentase perkecambahan perlu dilakukan untuk menentukan

potensi kecambah maksimum dari suatu biji. Adanya alelokemi secara tidak

langsung akan mempengaruhi kecepatan penyerapan air oleh biji. Konsentrasi

alelokemi yang lebih tinggi daripada konsentrasi air di luar biji akan

menyebabkan air yang masuk ke dalam biji berkurang atau sama sekali tidak

masuk. Berkurang atau tidak masuknya air ke dalam biji mengakibatkan tidak

atau kurang terjadi rehydration di dalam biji, sehingga menyebabkan tidak terjadi

atau berkurang sempurnanya proses perkecambahan (Kamil, 1979).

Tabel 2. Pengaruh pemberian ekstrak kirinyuh terhadap rata-rata persentase

perkecambahan (%) biji bayam duri.

Sumber

ekstrak

Konsentrasi ekstrak (%)

0 25 50 75 100

Daun tua 100.00e 83.33

d 63.33

c 26.67

b 0.00

a

Akar 100.00e 86.67

d 60.00

c 36.67

b 3.33

a

Keterangan : Angka yang diikuti huruf yang sama (dalam baris yang sama) menunjukkan tidak

beda nyata dengan taraf uji 5%.

Hasil analisis sidik ragam terhadap persentase perkecambahan biji bayam

duri menunjukkan hasil yang berbeda nyata (p < 0.05) dan di antara masing-

masing variasi konsentrasi tersebut yakni 25%, 50%, 75% dan 100% terdapat

pengaruh signifikan (Lampiran 1). Pemberian ekstrak kirinyuh menyebabkan

terjadinya penurunan persentase perkecambahan biji (Tabel 2). Semakin tinggi

konsentrasi ekstrak, maka persentase perkecambahan semakin menurun. Hal ini


commit to user

46

sesuai dengan penelitian Suwal (2010), bahwa pemberian ekstrak kirinyuh mampu

menurunkan perkecambahan tanaman barnyard grass pada konsentrasi ekstrak

2%, 4%, 8% dan 10%. Kontrol menunjukkan presentase perkecambahan paling

tinggi karena tidak diberi perlakuan sehingga tidak ada senyawa yang

menghambat perkecambahan biji bayam duri. Pada konsentrasi 25%, 50%, 75%

dan 100% menghasilkan perkecambahan yang lebih rendah dibandingkan kontrol.

Hal ini sejalan dengan penelitian bahwa hambatan alelopati dapat pula berbentuk

pengurangan dan kelambatan perkecambahan biji, penahanan pertumbuhan

tanaman, gangguan sistem perakaran, klorosis, layu, bahkan kematian tanaman.

Ekstrak daun tua kirinyuh lebih menghambat perkecambahan biji bayam duri

secara maksimal dibandingkan dengan akar karena akumulasi senyawa alelopati

kirinyuh terdapat pada organ daun (Hadi et al., 2000).

Gambar 6. Persentase perkecambahan biji bayam duri selama 9 hari setelah

pemberian ekstrak kirinyuh pada berbagai konsentrasi.

Parameter lain yang diukur yaitu waktu perkecambahan. Berdasarkan

analisis sidik ragam diketahui bahwa ekstrak daun tua kirinyuh berpengaruh nyata


commit to user

47

terhadap lamanya waktu perkecambahan biji bayam duri sedangkan ekstrak akar

tidak berpengaruh secara signifikan (Tabel 3, Lampiran 2).

Tabel 3. Pengaruh waktu dan konsentrasi ekstrak kirinyuh terhadap waktu

perkecambahan biji bayam duri.

Sumber

ekstrak


0 25 50 75 100

Daun tua 1.67a 2.00

a 2.00

a 3.67

b 4.00

b

Akar 1.67a 1.67

a 2.00

a 2.00

a 2.00

a



Alelopati mampu menurunkan perkecambahan biji dan memperlambat

waktu untuk berkecambah karena alelopati mengakibatkan hambatan aktivitas

enzim-enzim yang melakukan degradasi cadangan makanan dalam biji sehingga

energi tumbuh yang dihasilkan sangat rendah dan dalam waktu lebih lama yang

selanjutnya menurunkan potensi perkecambahan. Menurut Sastroutomo (1991)

bahwa mekanisme alelopati antara lain menghambat aktivitas enzim, bahkan

menurut Fitter & Hay (1991), alelopati dapat menyebabkan terjadinya degradasi

enzim dari dinding sel, sehingga aktivitas enzim menjadi terhambat atau mungkin

menjadi tidak berfungsi. Hambatan fungsi enzim A amilase dan B amilase pada

degradasi karbohidrat, enzim protease pada degradasi protein, enzim lipase pada

degradasi lipida dalam biji menyebabkan energi tumbuh yang dihasilkan selama

proses perkecambahan menjadi sangat sedikit dan lambat, sehingga proses

perkecambahan menurun yang dicerminkan pada penurunan persentase

perkecambahan dan meningkatnya lama waktu untuk berkecambah.


commit to user

48

B. Pertumbuhan

1. Tinggi Tanaman

Salah satu parameter pertumbuhan yang diamati adalah tinggi tanaman

yang merupakan indikator pertumbuhan yang paling mudah diukur. Tinggi batang

merupakan ukuran tumbuhan yang sering diamati baik sebagai indikator

pertumbuhan maupun sebagai parameter yang digunakan untuk mengukur

pengaruh lingkungan atau perlakuan yang diterapkan (Sitompul & Guritno, 1995).

Hasil analisis sidik ragam pada Tabel 4 menunjukkan bahwa pada

pemberian ekstrak kirinyuh terdapat beda nyata antara bayam duri kontrol dengan

bayam duri yang diberi ekstrak kirinyuh konsentrasi 25%, 50%, 75% dan 100%

(Lampiran 4). Penghambatan tinggi tanaman terdapat pada pemberian ekstrak

kirinyuh 100%. Pada pemberian ekstrak daun tua dan akar terjadi penurunan

tinggi tanaman seiring naiknya konsentrasi ekstrak. Semakin tinggi konsentrasi

pemberian ekstrak maka tinggi tanaman akan menurun. Hal ini sejalan dengan

penelitian Palapa (2009), bahwa semakin tinggi konsentrasi ekstrak rumput teki

dan alang-alang yang berpotensi sebagai bioherbisida yaitu 15%, 30%, 45% dan

60%, mampu menurunkan rata-rata tinggi tanaman bayam duri.

Tabel 4. Rata-rata tinggi tanaman bayam duri pada variasi konsentrasi ekstrak

kirinyuh (cm).

Sumber

ekstrak


0 25 50 75 100

Daun tua 48.75e 36.17

d 23.83

c 15.42

b 13.67

a

Akar 48.75e 42.08

d 28.58

c 21.33

b 14.67

a




commit to user

49

Gambar 7. Pengaruh pemberian ekstrak daun tua kirinyuh pada berbagai

konsentrasi terhadap tinggi tanaman bayam duri.

Gambar 8. Pengaruh pemberian ekstrak akar kirinyuh pada berbagai konsentrasi

terhadap tinggi tanaman bayam duri.

Gambar 7 dan 8 merupakan grafik rata-rata tinggi tanaman bayam duri

yang diukur selama 30 hari. Berdasarkan grafik di atas dapat diketahui bahwa

tinggi tanaman bayam duri mengalami kenaikan di setiap minggu. Kenaikan

tinggi tanaman paling signifikan terlihat pada tanaman kontrol (tanpa perlakuan).

Pada parameter ini, ekstrak daun tua lebih berpengaruh kuat dalam penghambatan

tinggi bayam duri.


commit to user

50

Pertumbuhan memanjang dari batang merupakan akibat pemanjangan

dari sel-sel penyusunnya. Proses pemanjangan tersebut dipengaruhi oleh aktivitas

hormon pertumbuhan yaitu auksin, giberelin, dan sitokinin (Sitompul & Guritno,

1995). Pada tanaman C. odorata ditemukan adanya senyawa asam fenolik

(Djurdjevic et al., 2004). Menurut Rice (1984), menyatakan bahwa senyawa

fenolik yang tinggi akan menguraikan senyawa IAA menjadi IAA oksidase

sehingga fungsi IAA sebagai pemanjangan sel tidak berlangsung sebagaimana

mestinya. Menurut Terzi (2008), menurunnya pertumbuhan dapat disebabkan oleh

senyawa alelokemi yang meningkatkan sintesis hormon ABA yang menghambat

pertumbuhan atau mencegah terbentuknya hormon pertumbuhan. Hal ini sesuai

dengan penelitian Prawesti (2009), senyawa dari Tridax procumbens yaitu fenol

dapat menghambat tinggi tanaman pada Amaranthus hybridus.

Adanya senyawa alelopati dapat berpengaruh pada proses sintesis

protein, pigmen, senyawa karbon lain dan aktivitas beberapa fitohormon.

Sebagian atau seluruh hambatan yang disebabkan oleh alelokemi akan bermuara

pada terganggunya pembelahan dan pembesaran sel yang akhirnya menghambat

pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan sasaran (Einhellig, 1996).

2. Berat Basah

Pertambahan massa sering ditentukan dengan memanen seluruh

tumbuhan atau bagian yang diinginkan dan menimbangnya cepat-cepat sebelum

air terlalu banyak menguap dari bahan tersebut (Salisbury & Ross, 1995). Berat

segar menggambarkan kandungan air dan kelembapan tanaman. Sekitar 500 gram


commit to user

51

atau 1 % bagian air ini menjadi bagian terpadu dari tanaman dan sisanya hilang

melalui stomata pada daun selama penyerapan karbondioksida (Foth, 1994).

Tabel 5. Rata-rata berat basah bayam duri pada variasi konsentrasi ekstrak

kirinyuh (g).

Sumber

ekstrak


0 25 50 75 100

Daun tua 11.34e 6.05

d 2.43

c 1.54

b 0.47

a

Akar 11.34d 6.57

c 5.01

b 4.49

b 3.35

a



Hasil analisis sidik ragam terhadap berat basah bayam duri

menunjukkan adanya beda nyata (p < 0.05) baik pada perlakuan dengan ekstrak

daun tua maupun akar (Lampiran 5). Berat basah akan menurun seiring dengan

kenaikan konsentrasi ekstrak (Tabel 5, Gambar 9).

Gambar 9. Pengaruh pemberian ekstrak kirinyuh pada berbagai konsentrasi

terhadap berat basah bayam duri.

Pengaruh alelokemi dalam menurunkan nilai berat basah adalah dengan

menurunkan kecepatan penyerapan ion dari dalam tanah Sastroutomo (1990)

melaporkan bahwa, beberapa senyawa golongan fenol dapat menghambat

pengikatan kalium oleh tumbuhan. Kalium merupakan unsur makronutrien yang


commit to user

52

dibutuhkan tumbuhan dalam jumlah banyak. Kalium berfungsi untuk proses

fotosintesis dan pengangkutan hasil asimilasi. Kekurangan kalium akan

menyebabkan batang tumbuhan menjadi tidak kuat dan pendek-pendek. Hal ini

akan menyebabkan berat basah akan berkurang (Susandru, 2012). Apabila salah

satu ion terhambat penyerapannya maka metabolisme tumbuhan akan terhambat,

sehingga menyebabkan turunnya produk tumbuhan misalnya bagian vegetatif

tumbuhan.

3. Berat Kering

Menurut Lakitan (1996) berat kering tumbuhan menggambarkan

akumulasi senyawa organik yang berhasil disintesis tumbuhan dari senyawa

anorganik terutama air dan CO2. Pertambahan berat kering tumbuhan berasal dari

unsur hara yang telah terserap oleh akar. Unsur hara ini digunakan dalam proses

sintesis senyawa organik. Berat kering tumbuhan merupakan parameter yang

sering digunakan untuk menggambarkan dan mempelajari pertumbuhan tumbuhan

karena mudah diukur dan merupakan integrasi dari hampir semua peristiwa yang

dialami tumbuhan. Pengeringan dimaksudkan untuk menghilangkan semua

kandungan air bahan dan menghentikan aktivitas metabolisme (Sitompul &

Guritno, 1995).

Berat kering sebagai hasil representasi dari berat basah tanaman,

merupakan kondisi tanaman yang menyatakan besarnya akumulasi bahan organik

yang terkandung dalam tanaman tanpa kadar air. Hasil berat kering tanaman

adalah keseimbangan antara pengambilan CO2 (fotosintesis) dan pengeluaran CO2

(respirasi). Fotosintesis mengakibatkan meningkatnya berat kering tanaman


commit to user

53

karena pengambilan CO2, sedangkan proses katabolisme respirasi menyebabkan

pengeluaran CO2 dan mengurangi berat kering (Gardner et al., 1991).

Tabel 6. Rata-rata berat kering bayam duri pada variasi konsentrasi ekstrak

kirinyuh (g).

Sumber

ekstrak


0 25 50 75 100

Daun tua 48.75e 36.17

d 23.83

c 15.42

b 13.67

a

Akar 48.75e 42.08

d 28.58

c 21.33

b 14.67

a



Hasil uji ANAVA dengan taraf uji 5% pada penelitian ini menunjukkan

pemberian ekstrak daun tua dan akar kirinyuh pada berbagai konsentrasi

memberikan pengaruh berbeda nyata antara masing-masing perlakuan terhadap

berat kering tanaman bayam duri (Tabel 6, Lampiran 5). Pemberian ekstrak daun

tua dan akar kirinyuh menurunkan berat kering bayam duri secara signifikan

(Gambar 10).

Berat kering mencerminkan status nutrisi tanaman karena tergantung

dari laju fotosintesis dan respirasi. Tujuan pengeringan yang sebenarnya adalah

untuk menghentikan aktivitas metabolisme (Sitompul & Guritno, 1995).


terhadap berat kering bayam duri.


commit to user

54

Penurunan berat kering terjadi karena adanya gangguan aktivitas

metabolisme tanaman. Ekstrak kirinyuh menyebabkan penurunan kemampuan

tanaman menyerap hara. Pemberian karena ekstrak kirinyuh melalui tanah akan

mempengaruhi penyerapan hara oleh akar tanaman. Penyusun utama senyawa dari

bayam duri berupa karbon, hidrogen dan oksigen sehingga dalam tanaman bayam

duri hara yang diserap sebagian besar berupa karbon, hidrogen dan oksigen selain

unsur essensial yang lain. Karbon, hidrogen, dan oksigen yang digabungkan

dalam reaksi fotosintesis menyusun 90% atau lebih bahan kering (Foth, 1994).

Unsur hara yang mengalami hambatan dalam proses penyerapannya

adalah makronutrien yang merupakan unsur hara yang diperlukan tumbuhan

dalam jumlah banyak. Unsur hara makro terdiri atas natrium (N), phospor (P) dan

kalium (K). Salah satu makronutrien yang terhambat penyerapannya adalah unsur

natrium (N). Fungsi N dalam tumbuhan yaitu untuk merangsang pertumbuhan

tanaman secara keseluruhan dan merangsang pertumbuhan vegetatif seperti daun

(Susandri, 2012). Senyawa pada ekstrak kirinyuh yang terlalu banyak masuk ke

dalam tubuh tumbuhan menyebabkan metabolisme tumbuhan akan terganggu

akibat toksisitas ekstrak.

Selain itu, alelokemia secara tidak langsung dapat berpengaruh pada

tanaman dengan menghambat mikroorganisme di dalam tanah yang berperan

dalam fiksasi nitrogen (Rice, 1984). Hal ini menyebabkan tanaman kekurangan

nitrogen. Menurut Gardner (1991), nitrogen merupakan bahan penting penyusun

asam amino, amida, nukleotida dan nukleoprotein serta essensial untuk

pembelahan sel dan pertumbuhan sehingga defisiensi nitrogen dapat mengganggu


commit to user

55

pertumbuhan, menyebabkan tanaman kerdil dan berkurangnya hasil panen berat

kering.

4. Panjang Akar

Dalam proses pertumbuhan, akar memegang peranan yang sangat

penting. Di samping berfungsi sebagai organ tumbuhan yang menopang agar

tumbuhan dapat berdiri tegak, sehingga dapat melaksanakan aktivitas fisiologi

yang baik, akar merupakan organ utama tumbuhan yang berperan dalam absorbsi

hara dan air. Akar tumbuhan juga aktif melakukan sejumlah metabolisme,

terutama respirasi dan sintesis berbagai senyawa anorganik.

Tabel 7. Rata-rata panjang akar bayam duri pada variasi konsentrasi ekstrak

kirinyuh (cm).

Sumber

ekstrak


0 25 50 75 100

Daun tua 17.25e 12.41

c 9.12

b 6.28

b 5.12

a

Akar 17.25c 13.07

b 12.25

b 11.25

b 6.41

a


beda nyata dengan tingkat kepercayaan 95%.


terhadap panjang akar tanaman bayam duri.


commit to user

56

Hasil analisis sidik ragam panjang akar menunjukkan bahwa pemberian

ekstrak kirinyuh berpengaruh nyata terhadap panjang akar bayam duri.

Kandungan senyawa fenol pada ekstrak kirinyuh dapat mengganggu pemanjangan

dan pertumbuhan sel (Tabel 7, Lampiran 6). Berdasarkan Gambar 11 dapat

diketahui bahwa panjang akar bayam duri semakin tereduksi seiring penambahan

konsentrasi ekstrak. Menurut Klepper (2006), senyawa yang dikeluarkan oleh

gulma yang bersifat alelopati mengeluarkan senyawa fenol dan mempunyai bau

yang khas dengan rumus kimia C6H6OH. Pengaruh fenol ini menyebabkan akar

tanaman memendek, menebal, sukar ditembus hara sehingga tanaman menjadi

pendek, kerdil, kurus, dan lama-lama menjadi kering. Menurut Harbone (1994),

gugus fenol sangat reaktif dengan protein membentuk protein kompleks. Hal ini

mengakibatkan penghambatan sejumlah kerja enzim, sehingga proses

metabolisme di dalam sel menjadi terhambat. Respirasi akar menjadi terhambat

sehingga energi untuk penyerapan mineral dan air menjadi berkurang.

Menurut Terzi (2008), menurunnya pertumbuhan dapat disebabkan oleh

senyawa alelokemi yang meningkatkan sintesis hormon ABA. Tiga efek utama

meningkatnya ABA dalam tumbuhan adalah berefek pada membran plasma sel

akar, menghambat sintesis protein dan pengaktifkan serta penonaktifkan gen

tertentu secara khas (Salisbury & Ross, 1995). Hal ini sejalan dengan penelitian

Hejj et al. (1993) bahwa penggunaan senyawa alelokemi yang merupakan

golongan fenol dapat menghambat pertambahan panjang akar pada kedelai dan

bibit jagung.


commit to user

57

5. Luas Daun

Secara umum, daun dipandang sebagai organ produsen fotosintesis

utama sekalipun proses fotosintesis dapat berlangsung pada bagian lain dari

tumbuhan dengan sumbangan yang berarti pada saat tertentu. Oleh karena itu,

pengamatan daun sangat diperlukan selain sebagai indikator pertumbuhan juga

sebagai data penunjang untuk menjelaskan proses pertumbuhan yang terjadi

seperti pada pembentukan biomassa tumbuhan. Luas daun tumbuhan digunakan

sebagai parameter pertumbuhan karena fungsinya sebagai penerima cahaya dan

alat fotosintesis (Sitompul dan Guritno, 1995).

Tabel 8. Rata-rata luas daun bayam duri pada variasi konsentrasi ekstrak kirinyuh

(cm2).

Sumber

ekstrak


0 25 50 75 100

Daun tua 0.13a 0.35

a 0.32

a 0.39

a 0.38

a

Akar 0.13a 0.04

a 0.04

a 0.12

a 0.08

a



Hasil analisis sidik ragam luas daun menunjukkkan bahwa pemberian

ekstrak kirinyuh tidak memberikan pengaruh nyata terhadap luas daun bayam duri

(Tabel 8, Lampiran 7). Hal ini berarti bahwa pemberian ekstrak daun tua dan akar

kirinyuh tidak memberikan pengaruh yang nyata pada luas permukaan tanaman

uji. Berdasarkan tabel tersebut dapat diketahui bahwa pemberian konsentrasi

ekstrak akar kirinyuh konsentrasi 25%, 50%, 75% dan 100% menurunkan luas

permukaan daun bayam duri meskipun tidak signifikan.


commit to user

58

Peningkatan indeks luas permukaan daun cenderung meningkatkan

kecepatan pertumbuhan. Peningkatan kecepatan pertumbuhan pada akhirnya akan

mencapai suatu titik yang akan terjadi penaungan tumbuhan oleh daun yang luas

permukaannya semakin meningkat tersebut. Hal ini akan mengurangi kecepatan

asimilasi bersih sehingga menyebabkan penurunan pertumbuhan (Fitter & Hay,

1981).

6. Rasio Akar-Tajuk

Homeostasis akar dan tajuk merupakan upaya organ tanaman

mempertahankan keseimbangan fisiologis, sehingga masing-masing organ dapat

melaksanakan fungsinya dengan normal. Tanaman yang mempunyai rasio akar

pucuk tinggi dengan produksi biomassa total besar pada tanah yang subur secara

tidak langsung menujukkan bahwa akar yang relatif sedikit cenderung cukup

untuk mendukung pertumbuhan tanaman yang relatif besar dalam pengendalian

air dan unsur hara (Sitompul & Guritno, 1995).

Hasil analisis sidik ragam yang dilanjutkan uji DMRT (Lampiran 8)

menunjukkan beda nyata pada peningkatan rasio akar pucuk bayam duri akibat

pemberian ekstrak daun tua dan akar kirinyuh. Rasio akar tajuk terendah

ditunjukkan pada konsentrasi 0% sedangkan tertinggi pada konsentrasi 100%.

Kenaikan rasio akar tajuk terjadi seiring peningkatan konsentrasi ekstrak. Nilai

rasio akar tajuk bervariasi setiap konsentrasi.


commit to user

59

Tabel 9. Rata-rata rasio akar tajuk bayam duri pada variasi konsentrasi ekstrak

kirinyuh.

Sumber

ekstrak


0 25 50 75 100

Daun tua 6.58a 8.46

b 10.71

c 11.69

d 12.09

e

Akar 6.58a 6.91

a 7.61

b 8.43

c 8.49

c



Rasio akar tajuk umumnya akan meningkat dengan kondisi rendahnya

suplai nitrogen, air, temperatur tanah dan air. Tanaman dalam keadaan stress

sering mengalokasikan hasil fotosintesinya lebih besar ke organ-organ dalam

tanah dibandingkan saat keaadaan lingkungan normal (Fitter dan Hay, 1998). Hal

itulah yang menyebabkan rasio akar tajuk semakin meningkat seiring

meningkatnya konsentrasi ekstrak yang diberikan (Tabel 9, Gambar 12).

Berat kering tajuk lebih besar dibandingkan akar karena penggunaan

fotosintat lebih digunakan untuk perkembangan tajuk daripada perkembangan

akar. Penyerapan garam mineral sebagian dikendalikan oleh tajuk. Tajuk

memasok karbohidrat melalui floem yang digunakan akar untuk melakukan

respirasi menghasilkan ATP (Salisbury & Ross, 1995).


terhadap rasio akar tajuk bayam duri.


commit to user

60

7. Kadar Klorofil dan Karotenoid

Klorofil adalah zat warna hijau daun yang terdapat di dalam kloroplas

yang berfungsi untuk menangkap cahaya matahari sebagai energi untuk memulai

proses fotosintesis. Klorofil terdapat dalam kloroplas dan memanfaatkan

cahaya yang diserap sebagai energi untuk reaksi-reaksi cahaya dalam proses

fotosintesis. Fotosintesis merupakan proses yang penting bagi kelangsungan hidup

tumbuhan. Dalam proses fotosintesis tanaman membutuhkan klorofil. Senyawa ini

disintesis pada daun untuk menangkap cahaya matahari. Klorofil pada tumbuhan

ada dua macam, yaitu klorofil a dan klorofil b. Perbedaan kecil antara struktur

kedua klorofil pada sel keduanya terikat pada protein (Agostiano, 2003).

Klorofil berfungsi sebagai senyawa pigmen penerima cahaya dengan

berbagai panjang gelombang tertentu. Gelombang ini dapat menyebabkan

elektron pada klorofil tereksitasi dari tingkat energi tertentu dan akan diterima

oleh molekul penerima elektron atau aseptor elektron. Fungsi krolofil pada

tanaman adalah menyerap energi dari sinar matahari untuk digunakan dalam

proses fotosintetis yaitu suatu proses biokimia dimana tanaman mensintesis

karbohidrat (gula menjadi pati), dari gas karbon dioksida dan air dengan bantuan

sinar matahari.

Tabel 10. Rata-rata kadar klorofil bayam duri pada variasi konsentrasi ekstrak

kirinyuh (mg/l).

Sumber

ekstrak


0 25 50 75 100

Daun tua 4.01b 2.92

a 2.92

a 2.90

a 2.53

a

Akar 3.27b 2.9

b 2.20

a 2.04

a 1.65

a



http://id.wikipedia.org/wiki/Cahaya


commit to user

61

Analisis sidik ragam menunjukkan bahwa pengaruh pemberian ekstrak

kirinyuh menunjukkan beda nyata (Tabel 10, Lampiran 9). Pada pemberian

ekstrak daun tua dan akar pada konsentrasi 25%, 50%, 75% dan 100% terlihat

berbeda nyata dengan perlakuan kontrol. Akan tetapi masing-masing konsentrasi

ini tidak saling berbeda nyata. Kadar klorofil semakin menurun seiring dengan

penambahan konsentrasi ekstrak daun tua maupun akar (Gambar 14). Pemberian

ekstrak kirinyuh menghambat penyerapan hara yang berpengaruh pada sintesis

klorofil. Menurut Ibrahim et al (1986), senyawa fenol dapat menurunkan kadar

klorofil dengan menghambat penyerapan hara N, P, K, Fe dan Mo. Fe merupakan

prekusor untuk sintesis klorofil. Apabila unsur hara Fe yang diserap terbatas,

maka klorofil tidak akan terbentuk. Mg merupakan pusat molekul klorofil yang

membentuk chelat-Mg dalam kloroplas. Metabolisme nitrogen dan protein juga

tergantung pada Mg. Fe sebenarnya bukan bagian dari molekul klorofil, namun

diperlukan untuk pembentukan ultrastruktur kloroplas.

Gambar 13. Pengaruh pemberian ekstrak kirinyuh terhadap kadar klorofil bayam

duri.


commit to user

62

Pembentukan klorofil juga banyak dipengaruhi oleh faktor genetik,

cahaya, kandungan O2, N, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn karbohidrat dan air

(Dwidjoseputro, 1994). Pembentukan klorofil terhambat mengakibatkan aktivitas

fotosintesis menurun dan metabolisme primer juga tertekan.

Pembentukan klorofil melibatkan siklus asam sitrat dan asam amino.

Gabungan antara asam sitrat dan asam amino tersebut akan menghasilkan asam

amino levulinat sebagai senyawa antara pembentukan klorofil. Jika asam amino

yang merupakan prekursor pembentuk klorofil menurun maka akan terjadi reduksi

pembentukan klorofil. Berkurangnya asam amino tersebut mungkin karena

adanya pengurangan oleh suatu zat tertentu, misalnya enzim (Lakitan, 1996).

Menurut Kristanto (2006) alelopati menyebabkan penurunan permeabilitas

membran sel dan aktivitas enzim yang keduanya mengakibatkan penurunan

penyerapan unsur hara.

Tabel 11. Rata-rata kadar karotenoid bayam duri pada variasi konsentrasi ekstrak

kirinyuh.

Sumber

ekstrak


0 25 50 75 100

Daun tua 3.63b 1.61

a 1.60

a 1.45

a 1.42

a

Akar 3.63b 2.90

b 2.20

a 2.20

a 1.60

a


beda nyata dengan tingkat kepercayaan 95%.

Hasil sidik ragam menyatakan bahwa pengaruh pemberian ekstrak daun

tua dan akar kirinyuh berbeda nyata (Lampiran 10). Pada Tabel 11 ditunjukkan

bahwa semakin tinggi variasi konsentrasi ekstrak daun tua dan akar kirinyuh maka

kadar karotenoid semakin menurun jumlahnya. Hasil tersebut juga dapat dilihat

pada gambar berikut:


commit to user

63

Gambar 14. Pengaruh pemberian ekstrak kirinyuh terhadap kadar karotenoid

bayam duri.

Pengaruh pemberian ekstrak kirinyuh terhadap penurunan kadar

karotenoid disebabkan karena unsur hara pembentuk karotenoid seperti unsur Fe

berkurang jumlahnya karena akar hanya dapat menyerap unsur hara dalam jumlah

terbatas akibat interaksinya dengan senyawa alelokemi. Fe diperlukan dalam

pembentukan ultrastruktur kloroplas. Karotenoid disintesis salah satunya melalui

jalur glikolisis yang membutuhkan beberapa unsur hara penting. Apabila unsur

hara tidak terpenuhi maka proses pembentukan karotenoid menjadi terganggu.

8. Potensi Alelopati Kirinyuh dan Hubungannya Terhadap

Perkecambahan dan Pertumbuhan

Berdasarkan hasil pengamatan, perhitungan dan analisis data didapatkan

bahwa pengaruh ekstrak daun tua dan akar kirinyuh terhadap perkecambahan,

pertumbuhan, kadar klorofil dan karotenoid gulma bayam duri, didapatkan hasil

bahwa ekstrak kirinyuh menunjukkan adanya efek penghambatan walaupun salah

satu parameter pertumbuhan yaitu luas daun tidak menunjukkan adanya pengaruh


commit to user

64

nyata akibat pemberian ekstrak kirinyuh. Semakin tinggi konsentrasi ekstrak daun

tua dan akar kirinyuh, maka efek penghambatan akan semakin besar.

Penghambatan akibat pemberian ekstrak kirinyuh disebabkan oleh

adanya akumulasi senyawa kimia kirinyuh yang berupa fenol, alkaloid, terpen di

dalam tanah. Senyawa kimia tersebut menghalangi penyerapan unsur hara dan

mineral oleh akar, sehingga absorbsi tidak berjalan dengan maksimal. Larutan

ekstrak mengganggu permeabilitas membran sel akibat adanya senyawa fenol

yang berikatan dengan protein membentuk kompleks protein. Hal ini

menyebabkan sel mengalami keracunan yang mengakibatkan inaktivasi enzim

yang berperan dalam reaksi. Hal ini sejalan dengan penelitian Hui Li (2010)

bahwa senyawa fenol dapat menghambat transpor asam amino dan sintesis

protein. Senyawa fenolik akan mengurangi integritas DNA dan RNA jika bereaksi

dengan senyawa kimia lainnya dan bukan pada single substance.

Gambar 15. Mekanisme alelopati (Hui Li, 2010).


commit to user

65

Pemberian ekstrak juga akan mengakibatkan gangguan osmotik pada sel-

sel akar, sehingga kemampuan akar dalam menyerap hara terganggu. Hara dan air

diperlukan tumbuhan untuk melakukan reaksi biokimia khususnya fotosintetik

(Salisburry & Ross, 1995). Hara mineral berikut senyawa kimia selanjutnya

diangkut menuju organ fotosintesis daun melalui berkas pengangkut xilem dan

floem. Pada organ fotosintesis proses penghambatan diawali di membran plasma

dengan terjadinya kekacauan struktur, modifikasi saluran membran, atau

hilangnya fungsi enzim ATP-ase. Hal ini akan berpengaruh terhadap penyerapan

dan konsentrasi ion dan air yang kemudian mempengaruhi pembukaan stomata

dan proses fotosintesis. Hambatan berikutnya mungkin terjadi dalam proses

sintesis protein, protein, pigmen dan senyawa karbon lain serta aktivitas beberapa

fitohormon. Sebagian atau seluruh hambatan tersebut kemudian berakibat pada

terganggunya pembelahan dan pembesaran sel yang akhirnya menghambat

pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan sasaran (Rahayu, 2001).

Menurut Streibig et al. (2002 ), bahwa fenol yang merupakan hasil

lindihan, ekstrak atau eksudasi menurunkan kandungan klorofil daun,

menghambat transport elektron, transfer energi dan penerimaan elektron sehingga

menyebabkan hambatan reaksi-reaksi fotosintesis. Kemampuan fotosintesis yang

menurun akan diikuti penurunan laju pertumbuhan relatif yang mencerminkan

laju akumulasi bahan kering tanaman sehingga akan terlihat pada penurunan

produksi bahan kering.


commit to user

66

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Ekstrak kirinyuh mampu menghambat perkecambahan biji bayam duri.

Semakin tinggi pemberian konsentrasi ekstrak, persentase perkecambahan

akan semakin menurun. Penurunan persentase perkecambahan tertinggi

akibat pemberian ekstrak daun tua 100% dengan nilai persentase

perkecambahan 0%.

2. Ekstrak daun tua dan akar kirinyuh menghambat pertumbuhan tinggi

tanaman, berat basah, berat kering dan panjang akar bayam duri secara

signifikan sedangkan pada parameter luas daun tidak menunjukkan pengaruh

signifikan. Pada rasio akar tajuk terjadi peningkatan nilai seiring dengan

peningkatan konsentrasi ekstrak. Pemberian ekstrak daun tua dan akar

kirinyuh menunjukkan penghambatan secara signifikan terhadap kadar

klorofil dan karotenoid bayam duri. Semakin tinggi konsentrasi pemberian

ekstrak daun tua dan akar kirinyuh maka kadar klorofil dan karotenoid

semakin menurun. Konsentrasi optimal untuk penghambatan perkecambahan

dan pertumbuhan bayam duri yaitu antara 50%-75%.

B. Saran

Diharapkan adanya penelitian lebih lanjut mengenai potensi alelopati

ekstrak kirinyuh dengan kisaran konsentrasi yang lebih sempit agar diperoleh


commit to user

67

konsentrasi optimal ekstrak dalam penghambatan pertumbuhan gulma bayam duri

dan tidak mengganggu tanaman budidaya.

PERKECAMBAHAN DAN PERTUMBUHAN GULMA …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to...

Documents

Transcript of PERKECAMBAHAN DAN PERTUMBUHAN GULMA …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to...