BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Padi merupakan salah

1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Padi merupakan salah satu tanaman pangan yang penting di dunia. Hampir
90% penduduk Asia menanam padi dan mengonsumsi beras (Khus and Brar,
2002). Di Indonesia, padi atau beras merupakan sumber makanan utama bagi
masyarakat. Konsumsi rata-rata beras pada tahun 2013 adalah 85,514 kg per
Kapita per tahun dengan jumlah produksi sebesar 71279709,00 ton dari luas
panen 13835252,00 hektar. Hal tersebut diharapkan mampu mencukupi
kebutuhan beras bagi penduduk indonesia yang pada tahun 2000-2010
mencapai angka 1,49 juta jiwa (Anonymous, 2013).
Berbagai varietas padi banyak ditanam di Indonesia termasuk padi hibrida.
Padi tersebut merupakan padi kualitas unggul yang diintroduksikan ke
Indonesia melalui program Revolusi Hijau pada akhir tahun 1960-an.
Akibatnya, terjadi peralihan budidaya dari tanaman padi lokal ke padi hibrida.
Hanya sebagian kecil petani yang menanam padi lokal, sehingga keberadaan
sumber daya genetik padi lokal semakin langka, bahkan hampir punah
(Kristamtini dan Purwaningsih, 2009).
Indonesia memiliki sumberdaya hayati yang sangat beranekaragam,
menyebabkan Indonesia memiliki berbagai varietas tanaman lokal termasuk
padi hitam, salah satunya dari Yogyakarta. Ada berbagai varietas padi hitam
lokal di Indonesia, antara lain Cempo Ireng, Pari Ireng, Jlitheng, Melik, padi
1
2
hitam NTT, dan padi hitam Magelang. Berbagai varietas padi tersebut
memiliki karakter morfologi yang berbeda. Cempo Ireng memiliki batang
tinggi yaitu lebih dari 130 cm sehingga mudah roboh jika terkena angin
kencang. Tanaman ini memiliki masa tanam yang panjang, yaitu 121 – 140
hari (Kristamtini et al., 2012).
Padi hitam menghasilkan beras hitam yang bermanfaat untuk kesehatan
karena memiliki kandungan protein, vitamin, mineral, dan antosianin yang
relatif tinggi (Ryu et al., 1998; Takashi et al., 2001; Suzuki et al., 2004).
Antosianin terdapat pada lapisan perikarp yang memberikan warna ungu
gelap (Ryu et al.,1998). Pigmen antosianin efektif untuk mengurangi
kolesterol dalam tubuh manusia (Lee et al., 2008).
Masalah yang sering dihadapi para petani dalam budidaya tanaman padi
adalah serangan serangga,salah satunya adalah wereng batang coklat
(Nilaparvata lugensStål) yang dapat berpengaruh terhadap hasil panen padi.
Wereng coklat merupakan salah satu serangga yang paling merusak tanaman
padi di Asia Timur dan Asia Tenggara. Serangga ini dapat merusak tanaman
padi dengan cara memakan langsung di bagian daun, yaitu dengan cara
memasukkan alat penghisap di mulutnya ke daun untuk membentuk saluran
makan (feeding tube) dan menghalangi floem menyalurkan hasil asimilasi.
Selain itu, wereng coklat dapat menularkan virus yang menyebabkan penyakit
kerdil hampa (ragged stunt) dan kerdil rumput (grassy stunt) (Senthil-Nathan
et al., 2009).
3
Wereng coklat dapat menyerang tanaman padi baik pada fase vegetatif
maupun pada fase generatif. Serangan wereng coklatpada fase vegetatif dapat
menyebabkan kerusakan tanaman dan penurunan hasil yang serius.
Keberadaan 1 sampai dengan 4 individu wereng coklatper batang pada saat
tillering selama 30 hari menyebabkan penurunan hasil 35% dan 77%.
Sedangkan keberadaan 1 samapai dengan 4 individu per batang pada saat
tanaman bunting selama 30 hari dapat menurunkan hasil 20% dan 37%.
Apabila populasi wereng coklat tinggi dan menyerang pada fase generatif
maka mengakibatkan terjadinya puso (tidak panen) (Nurbaeti et al., 2010).
Tumbuhan mengeluarkan berbagai macam senyawa volatil dari bunga,
buah, dan jaringan vegetatif. Hal ini memungkinkan tanaman untuk
berkomunikasi dengan lingkungannya, menarik polinator spesifik, dan
menjadikan tanaman tidak mudah terserang hama (Cheong et al., 2003).
Salah satu senyawa volatil yang dikeluarkan tanaman adalah metil jasmonat.
Metil jasmonat (MeJA) terlibat dalam berbagai proses perkembangan
tanaman, seperti perkecambahan biji, pertumbuhan akar, fertilitas tanaman,
pemasakan buah, dan senescene. Jasmonat juga terlibat dalam mekanisme
pertahanan sebagai respon terhadap kerusakan yang disebabkan oleh hama,
patogen, stres lingkungan, seperti kekeringan, temperatur yang rendah dan
salinitas (Cheong et al., 2003). MeJA disintesis dan diemisikan oleh tanaman
yang terluka (Meyer et al., 2003), oleh karena itu MeJA merupakan media
komunikasi antar
tanaman yang rusak. Jasmonat menginduksi senyawa
volatil yang telah terbukti mampu menarik arthropoda benefisial yang
4
berpotensi menguntungkan dalam produksi tanaman hortikultura (Rohwer et
al., 2008).
Resistensi tanaman terhadap serangga hama dapat ditingkatkan dengan
mengaplikasikan jasmonat (Halitschke dan Baldwin, 2006; van Poecke,
2007). Hasil penelitian Thaler et al.(2001) menunjukkan penurunan populasi
Frankliniella occidentalisdan aphid pada tanaman tomat yang diperlakukan
dengan asam jasmonat. Populasi M. persicae menurun pada tanaman tomat
yang diaplikasikan MeJA 5-10 mM (Boughton et al., 2006). Jasmonat
mungkin mempengaruhi kedatangan predator serangga hama. MeJA dan cisjasmone menarik serangga-serangga dari dua famili serangga parasitoid, yaitu
Braconidae dan Sarcophagidae pada tanaman Humulus lupulus L. (James,
2005).
Aplikasi
MeJA
melalui
akar
pada
Avena
sativadan
S.
Oleraceamembuat tanaman-tanaman tersebut resisten terhadap nematoda
(Soriano et al., 2004).
Senthil-Nathan et.al(2009), melakukan penelitian pada padi yang di
aplikasikan MeJA dan diinfestasi wereng coklat. Hasil dari penelitian tersebut
menunjukkan masa peletakan telur wereng coklat pada tanaman yang diberi
perlakuan MeJA lebih pendek jika dibanding dengan tanaman kontrol, yaitu 5
hari dan 9 hari. Selain itu, peletakan telur wereng coklat juga mengalami
penurunan sebesar 65% , sedangkan pada tanaman kontrol sebesar 84%.
Penelitian tersebut juga menunjukkan hasil rata-rata ketahanan hidup
(survival rate) wereng coklat pada tanaman padi yang diaplikasikan MeJA
mengalami penurunan secara cepat jika dibandingkan dengan tanaman
5
kontrol, dan indeks pertumbuhan populasi mengalami penurunan sebesar
60% jika dibanding tanaman kontrol, yaitu 80%.
Menurut hasil penelitian Cheng et al.,(2007),van Schie et al.,(2007) dan
Taniguchi et al., (2014), bahwa asam jasmonat meningkatkan regulasi
ekspresi dari beberapa terpene synthases (TPSs). Genom tanaman padi
mengandung sekitar 50 TPSs(Cheng et al., 2007). Linalol merupakan
monoterpen yang berperan penting dalam resistensi tanaman padi melawan
bakteri Xoo. Asam jasmonat meningkatkan regulasi ekspresi linanool
synthase dalam resistensi tanaman padi terhadap Xoo. Tanaman padi
transgenik yang mengekspresikan linalool synthase secara berlebihan
(overexpretion) menunjukkan resistensi yang lebih besar terhadap Xoo
(Taniguchi et al., 2014). Hasil berbagai penelitian tersebut menunjukkan
bahwa, jasmonat memiliki peran penting dalam respon pertahanan tanaman.
Jasmonat mempengaruhi morfologi dan fisiologi tanaman. Dari berbagai
hasil penelitian diperoleh respon yang berbeda pada setiap spesies tanaman.
Hasil penelitian Kim et al. (2005) menunjukkan aplikasi JA dengan
konsentrasi 5 – 10 mg l-1 meningkatkan pembentukan tuber pada Dioscorea
opposita Thunb. Aplikasi 1 mM JA dapat meningkatkan pertumbuhan pucuk
(shoot), jumlah buah, dan jumlah bunga pada Phaseolus lunatus L. (Heil,
2004). Hasil penelitian Janoudi dan Flore (2003), menunjukkan bahwa
aplikasi MeJA dapat mengurangi panjang batang, densitas kanopi, dan luas
area daun pada Malus bacata mandschuria. Pemberian theobroxide (senyawa
metabolit dari fungi Lasiodiploidia theobromaeyang strukturnya seperti
6
jasmonat) pada tanaman bayam (Spinacia oleraceaL.) dapat mengurangi
pembungaan dan pemanjangan batang (Kong et al., 2006).
Pertahanan secara struktural mungkin juga diinduksi oleh signal jasmonat.
Misalnya, jumlah dan densitas trikoma pada Arabidopsis dan tomat
meningkat setelah diperlakukan dengan jasmonat (Boughton et al., 2005).
Pada tanaman mutan S. lycopersicum yang memiliki gangguan dalam signal
jasmonat diketahui memiliki sedikit trikoma, dan kandungan terpenoid pada
trikoma glanduler lebih rendah (Li et al., 2004). MeJA menginduksi senyawa
fenolik dan struktur saluran resin yang merupakan respon pertahanan dari 16
spesies dari 5 famili gymnospermae (Franceschi et al., 2002; Hudgins et al.,
2003; 2004; Martin et al., 2002)
Berdasarkan hasil penelitian-penelitian tersebut, aplikasi metil jasmonat
diharapkan dapat meningkatkan resistensi tanaman padi cempo ireng terhadap
wereng coklat (Nilaparvata lugens Stål)dan dapat mempengaruhi morfologi
dan fisiologi tanaman padi cempo ireng.
1.2 Permasalahan
1.
Bagaimana pengaruh pemberian metil jasmonat terhadap pertumbuhan
padi Cempo Ireng?
2.
Bagaimana resistensi padi Cempo Ireng terhadap serangga wereng coklat
(Nilaparvata lugens Stål) setelah diaplikasikan metil jasmonat?
7
1.3 Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui pengaruh pemberian metil jasmonat terhadap
pertumbuhan padi Cempo Ireng
2. Untuk mengetahui resistensi padi Cempo Ireng terhadap serangga
wereng coklat (Nilaparvata lugens Stål) setelah diaplikasikan metil
jasmonat
1.4 Manfaat Penelitian
Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat diperoleh:
1. Informasi mengenai efek methyl jasmonat terhadap pertumbuhan padi
Cempo Ireng
2. Teknologi tepat guna aplikasi metil jasmonat untuk meningkatkan
resisitensi tanaman padi terhadap serangga wereng coklat.
1.5 Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup dalam penelitian ini meliputi:
1. Aspek fisiologis yang meliputi tinggi batang, jumlah anakan/tiller, jumlah
gabah isi, jumlah gabah hampa, jumlah tanaman yang rusak akibat wereng
coklat.
2. Aspek anatomi meliputi anatomi batang dan akar serta jumlah trikoma
daun
3. Aspek Biokimia meliputi peningkatan kadar antosianin dan klorofil