6 II. TINJAUAN PUSTAKA A. Tanaman Padi (Varietas Ciherang

II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Tanaman Padi (Varietas Ciherang)
Padi merupakan kebutuhan vital bagi manusia Indonesia sehari-hari,
disebabkan setiap hari orang mengkonsumsi nasi sebagai makanan pokok. Untuk
menjaga ketersediaan pangan, maka harus digiatkan penanaman padi varietas
unggul. Salah satu varietas unggul yakni padi Ciherang. Guna untuk meningkatkan
produksi dan produktivitas padi unggul varietas Ciherang maka penerapan
teknologi pemeliharaan harus dilaksanakan terutama pemupukan yang tepat, karena
tanaman padi khususnya varietas unggul Ciherang yang produktivitasnya tinggi
banyak menyerap unsur hara tanah (Jaelani et al 2014).
Pertumbuhan tanaman padi di bagi kedalam tiga fase yaitu pertama, fase
vegetatif (awal pertumbuhan sampai bakal malai atau primodia); kedua, fase
reproduktif (primodia sampai pembungaan); ketiga, fase pematangan (pembungaan
sampai gabah matang). Fase vegetatif merupakan fase pertumbuhan organ-organ
vegetatif seperti pertumbuhan jumlah anakan, tinggi tanaman, jumlah, bobot dan
luas daun. Fase reproduktif ditandai dengan memanjangnya beberapa ruas teratas
batang tanaman, berkurangnya jumlah anakan (matinya anakan tidak produktif),
munculnya daun bendera, bunting dan pembungaan. Inisiasi primodia malai
biasanya dimulai 30 hari sebelum heading dan waktunya hampir bersamaan dengan
pemanjangan ruas-ruas batang yang terus berlanjut sampai berbunga (IRRI 2007).
Padi juga memiliki karakteristik bentuk dan warna yang beragam, baik
tanaman maupun berasnya, tergantung dari varietasnya. Padi Ciherang memiliki
karakteristik umur tanamannya cukup singkat yaitu 116 hingga 125 hari, bentuk
tanaman tegak, tingginya mencapai 107 hingga 115 cm, menghasilkan anakan
produktif 14 hingga 17 batang, warna kaki hijau, warna batang hijau, warna daun
hijau, posisi daun tegak, bentuk gabah panjang ramping, warna gabah kuning
bersih, kerontokan sedang, kerebahan sedang, bobot 1000 butir 27 hingga 28 gram,
rata-rata produksi 5 hingga 8.5 ton/ha (Suprihatno et al 2010).
Padi varietas Ciherang memiliki keistimewaan antara lain kandungan
glikemik rendah yaitu 54. Beras dengan indeks glikemik rendah umumnya
6
7
beramilosa tinggi, tetapi untuk varietas Ciherang beramilosa sedang yaitu 23%
sehingga nasinya pulen dan cocok dikonsumsi oleh penderita diabetes dan banyak
diminati oleh konsumen, selain itu padi Ciherang ini tahan terhadap bakteri hawar
daun (HDB) strain III dan IV, tahan terhadap wereng coklat biotipe 2 dan 3
(Suprihatno et al 2010).
Penyebab pelandaian produksi padi sawah antara lain: ketidak terpaduan
pengelolaan lahan dan kurangnya kesadaran terhadap upaya pelestarian lahan dan
lingkungan, dan eksploitasi lahan sawah secara intensif dan terus menerus telah
berlangsung selama bertahun-tahun sehingga berdampak terhadap penurunan
tingkat kesuburan dan sifat fisik tanah. Pelandaian produksi padi terjadi karena
kurangnya ketersediaan teknologi spesifik lokasi dan tingkat adopsi teknologi
anjuran yang masih relatif rendah. Penerapan teknologi di tingkat petani umumnya
dari tahun ke tahun tidak berbeda, sehingga banyak komponen teknologi budidaya
padi sawah perlu diperbaiki (Suwono et al 2007).
B. Cekaman Kekeringan
Air merupakan pembatas utama untuk produksi tanaman di lahan kering.
Cekaman kekeringan sangat tidak diinginkan dalam budidaya tanaman karena dapat
menghambat pertumbuhan dan produksi tanaman (Kadir 2011). Tanaman dalam
proses hidupnya memerlukan sejumlah air dalam jumlah yang memadai untuk
digunakan sebagai komponen penyusun jaringan, menjamin kelangsungan proses
fisiologis dan metabolisme, serta berpengaruh terhadap pertumbuhan dan hasil
tanaman, sehingga tingkat ketersediaan air di dalam tanah merupakan faktor
esensial bagi pertumbuhan tanaman. Cekaman kekeringan (drought stress)
merupakan salah satu faktor pembatas pertumbuhan dan produktivitas tanaman
padi, karena pada umumnya budidaya tanaman padi dilakukan pada lahan basah,
sehingga memerlukan pasokan air yang banyak (Kusumastuti 2013).
Menurut Sinaga (2008) pada tahap pertumbuhan vegetatif, air digunakan oleh
tanaman untuk melangsungkan proses pembelahan sel yang terlihat dari
pertambahan tinggi tanaman, diameter, perbanyakan daun dan pertumbuhan akar.
Kekurangan air pada tanaman dapat mengakibatkan penurunan pertumbuhan secara
keseluruhan, dikarenakan fungsi pembuluh xylem dan floem menjadi melemah,
8
sehingga fotosintesis menjadi terganggu dan menyebabkan hasil fotosintesis
menurun (Surtinah 2004).
Jumlah air
yang terlalu banyak (menimbulkan genangan) sering
menimbulkan cekaman aerasi dan jumlahnya terlalu sedikit, sering menimbulkan
cekaman kekeringan. Batas atas air tersedia bagi tanaman diukur berdasarkan
kandungan lengas tanah jenuh dibiarkan bebas terdrainasi selama 2-3 hari
(Supriyanto 2013). Cekaman kekeringan selain mempengaruhi morfologi tanaman,
juga mempengaruhi hasil tanaman. Cekaman kekeringan yang sedikit saja sudah
cukup menyebabkan lambat atau berhentinya pembelahan dan pembesaran sel
(antara lain perluasan daun). Jika suatu tanaman mengalami cekaman air yang
semakin besar, diferensiasi organ-organ baru dan perluasan maupun pembesaran
organ yang telah ada merupakan bagian yang pertama kali menunjukkan respon.
Stres yang lebih lanjut akan menyebabkan berkurangnya laju fotosintesis (Khaerana
et al 2008).
Interval penyiraman nyata meningkatkan laju penurunan kadar lengas tanah,
sehingga jumlah air tanah yang dapat diserap tanaman menurun. Sementara
transpirasi terus berlangsung, hal ini mengakibatkan nilai kandungan air nisbi
(KAN) daun menurun. Penurunan kadar lengas tanah nyata mempengaruhi nilai
potensial air daun, Sementara transpirasi terus berlangsung, pasokan air dari air ke
daun berkurang seiring penurunan kadar lengas tanah (Setiawan et al 2012).
Cekaman kekeringan akan mengakibatkan menurunnya laju penyerapan air
oleh akar tanaman. Penurunan ini akan mengakibatkan gangguan pada
pertumbuhan tanaman, terutama pada jaringan yang sedang tumbuh Pertumbuhan
meliputi penambahan dalam massa kering, volume, panjang atau luas sel yang
dihasilkan dari interaksi proses-proses dalam tanaman melalui fotosintesis,
respirasi, transpor, hubungan air dan keseimbangan nutrien. Respon morfologi dan
fisiologi tanaman terhadap cekaman dan pola adaptasi tanaman pada lingkungan
berbeda sangat penting artinya terutama untuk kepentingan kultivasi dan prediksi
sifat-sifat responsif tanaman tersebut (Prihastanti 2010).
Menurut Maulida (2015), ada interaksi yang sangat nyata (Pvalue < 0.01)
antara cekaman kekeringan dengan dosis radiasi sinar gamma terhadap jumlah
9
gabah isi. Terjadi interaksi antara dosis radiasi sinar gamma 100 Gray dengan
cekaman kekeringan 75% kapasitas lapang yang mampu meningkatkan jumlah
gabah isi sebesar 38 per malai dan berat 100 biji sebesar 1.283 gram, sehingga
berdampak pada peningkatan berat gabah/rumpun sebesar 2.444 gram dan umur
panen yang lebih cepat yaitu 123 hari dibandingkan kontrol 124 hari. Sedangkan
pada kondisi kadar lengas 50% kapasitas lapang, perlakuan dosis radiasi sinar
gamma 100 Gray sampai 400 Gray tidak menunjukkan perbedaan yang nyata.
Selain dikarenakan sifat radiasi sinar gamma yang acak, merusak dan tidak dapat
di prediksi, pengaruh cekaman kekeringan yang serius juga menyebabkan
penurunan jumlah gabah isi.
C. Radiasi Sinar Gamma
Mutasi adalah terjadinya perubahan mendadak material genetik suatu
makhluk hidup yang diwariskan pada generasi berikutnya, tetapi perubahan genetik
itu bukan disebabkan oleh peristiwa rekombinasi. Pada pemuliaan tanaman, mutasi
induksi merupakan cara yang efektif untuk memperkaya plasma nutfah yang sudah
ada, dan untuk memperbaiki varietas. Untuk mendapatkan varietas yang benarbenar berbeda dengan varietas aslinya, pemuliaan tanaman secara persilangan akan
lebih efektif, sedangkan mutasi bisa digunakan untuk mendapatkan varietas unggul
dengan perbaikan beberapa sifat saja tanpa merubah sebagian besar sifat aslinya
(Sobrizal 2008).
Menurut Maulana et al (2013) tujuan mutasi adalah untuk memperbesar
variasi suatu tanaman yang dimutasi. Hal itu ditunjukkan misalnya oleh variasi
kandungan gizi atau morfologi dan penampilan tanaman. Semakin besar variasi,
seorang pemulia atau orang yang bekerja untuk merakit kultivar unggul, semakin
besar peluang untuk memilih tanaman yang dikehendaki. Melalui teknik
penyinaran (radiasi) dapat menghasilkan mutan atau tanaman yang mengalami
mutasi dengan sifat-sifat yang diharapkan setelah melalui serangkaian pengujian,
seleksi dan sertifikasi. Efek radiasi sinar gamma dapat menyebabkan perubahan
genetik di dalam sel somatik (mutasi somatik) dapat diturunkan dan dapat
menyebabkan terjadinya perubahan fenotip. Perubahan tersebut dapat terjadi secara
lokal pada tingkat sel atau kelompok sel sehingga individu dapat menjadi kimera.
10
Iradiasi dapat menginduksi perubahan struktur kromosom yaitu terjadi pematahan
kromosom.
Pengembangan teknologi nuklir dalam bidang pangan (iradiasi pangan) sudah
terbukti dapat membantu memecahkan berbagai masalah sanitasi pada bahan
pangan (Akrom et al 2014). Irradiasi adalah suatu teknik yang digunakan untuk
pemakaian energi radiasi secara sengaja dan terarah. Ada juga yang mengatakan
bahwa, irradiasi adalah teknik penggunaan energi untuk penyinaran bahan dengan
menggunakan sumber irradiasi buatan (Safitri dan Fitri 2010). Salah satu cara untuk
mendapatkan varietas baru adalah melalui mutasi induksi. Mutasi induksi dapat
dilakukan dengan menggunakan mutagen kimia dan mutagen fisik. Mutagen fisik
yang umum digunakan adalah energi sinar X, neutron dan sinar gamma. Sinar
gamma dapat menimbulkan perubahan sifat pada tanaman yaitu sifat genetik,
fisiologi dan morfologi (Soedarti et al 2011).
Induksi mutasi dapat terjadi secara alamiah atau melalui teknik kimia atau
fisik. Induksi mutasi secara kimia atau fisik juga dapat memperluas keragaman
genetik tanaman melalui perubahan susunan gen yang berasal dari tanaman itu
sendiri. Mutasi spontan (alamiah) tidak mampu memberikan keragaman genetik
secara cepat dan akurat. Untuk meningkatkan efektifitas iradiasi terhadap kultur
embrio somatik perlu ditentukan dosis optimum. Dosis yang terlalu rendah
menyebabkan berkurangnya mutan yang terbentuk sedangkan dosis yang terlalu
tinggi akan mematikan bahan yang dimutasi atau mengakibatkan sterilitas
(Hemon 2009).
Induksi mutasi pada padi untuk mendapatkan varietas unggul sudah banyak
dilakukan, diantaranya untuk mendapatkan mutan yang mempunyai sifat tahan
terhadap penyakit, umur genjah dan produktivitas lebih baik dari plasma nutfah asal
(Rahayu 2009). Mutasi adalah perubahan genetik baik sejumlah gen atau susunan
kromosom maupun gen tunggal. Secara molekuler, mutasi terjadi karena adanya
perubahan urutan (sequence) nukleotida DNA kromosom yang menyebabkan
terjadinya perubahan pada protein yang dihasilkan. Mutasi dapat terjadi pada setiap
bagian dan pertumbuhan tanaman, namun lebih sering terjadi pada bagian sel yang
aktif membelah, misalnya biji dan tanaman yang sedang tumbuh atau tunas (Suseno
11
1966; Devy dan Sastra 2006). Salah satu mutagen yang sering digunakan dalam
pemuliaan tanaman yaitu mutagen fisik dan mutagen fisik yang banyak
dimanfaatkan untuk meningkatkan keragaman genetik tanaman adalah sinar
gamma (BPTH 2006).
Menurut Maulida (2015) perlakuan dosis radiasi sinar gamma berpengaruh
nyata terhadap panjang akar. Dosis radiasi sinar gamma 100 sampai 400 Gray
mampu meningkatkan panjang akar tanaman padi Ciherang pada kondisi di bawah
kapasitas lapang sehingga air dan zat hara dari dalam tanah dapat diserap oleh akar
tanaman untuk proses metabolisme. Sedangkan cekaman kekeringan pada
pengaturan kadar lengas secara mandiri tidak memberikan pengaruh yang nyata
terhadap panjang akar. Interaksi antara keduanya juga memberikan pengaruh tidak
nyata terhadap panjang akar. Menurut Soeranto (2003) menyatakan bahwa radiasi
sinar gamma dapat menginduksi terjadinya mutasi pada setiap bagian dan
pertumbuhan tanaman terutama yang aktif membelah seperti akar rizoma.
Dalam rangka untuk mendapatkan tanaman yang memiliki produktivitas
tinggi baik kuantitas maupun kualitas perlu adanya program perbaikan tanaman.
Upaya-upaya untuk perbaikan tanaman dapat dilakukan melalui peningkatan
keragaman genetik, salah satunya dengan mutasi buatan. Mutasi buatan dengan
energi tinggi telah umum dilakukan untuk meningkatkan keragaman genetik. Salah
satu tipe radiasi yang bayak digunakan dalam pemuliaan tanaman adalah radiasi
sinar gamma yang dipancarkan dari isotop radioaktif atau reaktor nuklir. Sinar
gamma merupakan sinar elektromagnetik berenergi tinggi, apabila diperlakukan
pada jaringan tanaman dapat merusak sel, sehingga terjadi perubahan susunan gen
di dalam jaringan tersebut. Perubahan genetik tanaman dapat terlihat dari
penampilan sifat tanaman yang berbeda (mutan) (Astutik 2009). Sinar gamma
sering diaplikasikan karena memiliki kemampuan penetrasi yang jauh ke dalam
jaringan tanaman. Induksi mutasi diarahkan untuk mengubah satu atau beberapa
karakter penting yang menguntungkan tanaman. Teknik mutasi buatan umumnya
ditujukan untuk mengubah karakter tertentu dengan tetap mempertahankan
sebagian besar karakter aslinya. Untuk memaksimalkan identifikasi mutan, sistem
karakterisasi harus diprogram dengan baik (Yulianti et al 2010).