Pengaruh Ekstrak Tanaman Kacang Hijau

BioSMART
Volume 6, Nomor 1
Halaman: 24-28
ISSN: 1411-321X
April 2004
Pengaruh Ekstrak Tanaman Kacang Hijau [Vigna radiata (L.) Wilczek.] terhadap
Pertumbuhan dan Nodulasi Tanaman Kedelai [Glycine max (L.) Merr.]
Effect of mung bean plant extract [Vigna radiata (L.) Wilczek.] on growth and nodulation of
soybean [Glycine max (L.) Merr.]
DYAH AMALIA FITRI, SOLICHATUN♥, WIDYA MUDYANTINI
Jurusan Biologi FMIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta 57126
Diterima: 6 Agustus 2003. Disetujui: 5 Desember 2003
ABSTRACT
The objectives of this research were to study the effect of mungbean water extract from various plant parts on growth and nodulation of
soybean. Mungbean [Vigna radiata (L.) Wilczek.] was known as a crop plant, which possessed allelopathic potential. Allelochemicals
in plant body were distributed at least to leaves, stems and roots. The released of allelochemicals into the environment could affect the
life of microorganism and other plants around it for example soybean [Glycine max (L.) Merr.] and its microsimbiont. The research was
conducted at green house. The completely randomized design with two variables was used in this study. The first variable was various
plant parts as the water extract source with 3 elements (leaves, stems, roots). The second variable was concentration of water extract
with 4 rates of concentration (0%, 25%, 50%, 100%). Plants height was observed every 3 days. Plants wet weight, dry weight, leaf area,
shoot-root ratio, and also number of nodules, nodules wet weight, nodules dry weight, and percentage of effective nodules and
nitrogenase activity were measured on 37 days after harvesting time. Acetylene Reduction Assay was utilized to measure nitrogenase
activity. Data collected were analyzed using analysis of variance (ANOVA) and followed by DMRT with 5% of confidence levels. The
result of the research indicated that water extract of various mungbean plant parts showed no significant influences on growth and
nodulation of soybean neither stimulatory nor inhibitory effect.
Keywords: allelopathy, growth, nodulation, Vigna radiata, Glycine max.
PENDAHULUAN
Di Indonesia, kedelai merupakan tanaman bahan pangan utama kedua setelah tanaman padi. Produksi nasional
tanaman ini sangat rendah, sehingga tidak mampu memenuhi kebutuhan yang cenderung meningkat terus. Salah
satu alternatif untuk meningkatkan produksi kedelai adalah
memanfaatkan secara optimal potensi lahan-lahan yang ada
dengan pola tanam yang efisien seperti tumpang sari atau
rotasi yang tepat. Sistem pertanian selalu melibatkan alelopati (Einhellig, 1995). Rice dalam Sastroutomo (1990),
Einhellig (1995) dan Dilday et al.(1998) mendefinisikan
alelopati sebagai setiap pengaruh langsung atau tidak langsung, yang merugikan atau menguntungkan oleh suatu tumbuhan (juga mikroorganisme) terhadap tumbuhan lain melalui pelepasan produksi senyawa kimianya ke lingkungan.
Alelopati disebabkan oleh alelokemi yaitu metabolit sekunder yang dipindahkan melalui tanah dari tumbuhan inang
ke tumbuhan target di sekitarnya (Putnam dan Tang, 1986).
Sumber alelokemi yang memasuki agroekosistem bisa
berasal dari tanaman budidaya, gulma atau mikroorganisme
yang terlibat dalam dekomposisi (Einhellig, 1995).
♥ Alamat korespondensi:
Jl. Ir. Sutami 36A Surakarta 57126
Tel. & Fax.: +62-271-663375.
e-mail: [email protected]
Senyawa kimia dengan potensi alelopati terdapat nyata di
semua jaringan tumbuhan termasuk daun, bunga, buah,
batang, akar, rhizoma serta biji dan kadarnya bervariasi di
antara organ tumbuhan karena dipengaruhi periode perkembangan organ tumbuhan tersebut (Sastroutomo, 1990).
Alelopati suatu tanaman dapat mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tanaman lain. Alelopati terjadi
pada beberapa tanaman budidaya yang ditanam secara
rotasi (Roth et al., 2000). Kacang hijau termasuk tanaman
budidaya yang mempunyai aktivitas alelopati. Tanaman
kacang hijau mengeluarkan metabolit yang merugikan
pertumbuhan tanaman kacang hijau yang ditanam di area
tanam yang sama pada periode berikutnya (Waller et al.,
1995). Tanaman legum seperti kedelai bersimbiosis dengan
bakteri Rhizobium sehingga terbentuk bintil akar. Aktivitas
alelokemi terhadap pertumbuhan tumbuhan sering tidak
langsung yaitu dengan menghambat pertumbuhan mikrobia
simbion (Einhellig, 1995). Kedelai seperti halnya kacang
hijau juga bersimbiosis dengan mikroorganisme
membentuk bintil akar. Alelopati mungkin saja terjadi di
antara tanaman kacang hijau dan kedelai tersebut. Oleh
karena itu perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui
pengaruh yang dapat terjadi antara tanaman kacang hijau
dan kedelai. Tujuan yang ingin dicapai melalui penelitian
ini adalah mempelajari pengaruh ekstrak cair dari berbagai
organ tanaman kacang hijau (daun, batang dan akar)
terhadap pertumbuhan dan nodulasi tanaman kedelai.
 2004 Jurusan Biologi FMIPA UNS Surakarta
FITRI dkk. – Pengaruh ekstrak Vigna radiata pada Glycine max
25
BAHAN DAN METODE
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bahan dan alat
Bahan berupa benih kacang hijau dan kedelai varietas
lokal, legin/inokulum untuk kedelai, gas asetilen, air, tanah
untuk media tanam jenis regosol dan pupuk. Peralatan yang
digunakan antara lain: polibag, dry mill, gelas ukur, neraca
elektrik, timbangan, mistar/kertas millimeter, oven, tabung
venoject, alat suntik, alat kromatografi gas Hitachi 263.
Berat basah, berat kering, rasio tajuk-akar, tinggi tanaman
dan luas daun
Biomassa tanaman merupakan ukuran paling sering
digunakan untuk mempelajari pertumbuhan karena taksiran
biomassa (berat) tanaman relatif mudah diukur dan merupakan integrasi dari hampir semua peristiwa yang dialami
tanaman sebelumnya. Berat kering total tanaman merupakan akibat dari penimbunan hasil bersih asimilasi CO2
sepanjang musim pertumbuhannya. Dari berat kering dapat
diketahui hasil fotosintesis yang terdapat pada tanaman.
Tinggi tanaman menjadi indikator pertumbuhan maupun
sebagai parameter yang digunakan untuk mengukur
pengaruh lingkungan atau perlakuan yang diterapkan. Daun
secara umum dipandang sebagai organ produsen fotosintat
utama. Pengamatan daun perlu dilakukan selain sebagai
indikator pertumbuhan juga sebagai data penunjang yang
menjelaskan proses pertumbuhan yang terjadi seperti pada
pembentukan biomassa tanaman (Gardner et al., 1991;
Sitompul dan Guritno, 1995). Tabel 1. menunjukkan
pengaruh pemberian ekstrak tanaman kacang hijau
terhadap pertumbuhan tanaman kedelai setelah perlakuan.
Rancangan percobaan.
Penelitian berupa pengujian ekstrak cair berbagai organ
tanaman kacang hijau terhadap pertumbuhan tanaman
kedelai. Penelitian menggunakan Rancangan Acak
Lengkap (Completely Randomized Design) pola faktorial
dengan 2 faktor. Faktor pertama adalah bagian tanaman
kacang hijau sebagai sumber ekstrak (B) terdiri dari 3 taraf
yaitu bagian daun (B1), batang (B2), dan akar (B3). Faktor
kedua adalah konsentrasi ekstrak (K) terdiri dari 4 taraf
yaitu konsentrasi 0% (K0, kontrol), 25% (K1), 50% (K2),
100% (K3). Masing-masing perlakuan dengan 5 ulangan.
Cara kerja
Benih kacang hijau ditanam dalam polibag yang berisi
1 kg tanah yang telah diberi pupuk. Penyiraman dilakukan
tiap 3 hari sekali dengan air mendekati kapasitas lapang.
Metode penyiapan ekstrak dilakukan mengikuti metode
Waller et al (1995) dan Solichatun (2000) yang
dimodifikasi. Tanaman kacang hijau umur 30 hari diambil
bagian daun, batang dan akar, kemudian dimasukkan dalam
oven suhu 60 0C selama 48 jam lalu digiling. Bahan
direndam aquades dengan perbandingan 5 gram bahan
dalam 100 ml (5 % w/v). Ekstrak yang terbentuk disaring
dengan kertas saring dan diencerkan dengan aquades
menjadi konsentrasi 25%, 50% dan 100% sedangkan untuk
konsentrasi 0% digunakan aquades saja.
Polibag untuk media tanam kedelai diisi dengan 2 kg
tanah dan diberi pupuk organik. Benih kedelai diinokulasi
dengan legin untuk kedelai. Tiap pot ditanami 3 benih
kedelai pada kedalaman ± 3 cm dari permukaan tanah.
Setelah 9 hari dilakukan penjarangan sehingga setiap pot
berisi satu tanaman yang mempunyai tinggi relatif sama
dan tumbuh baik. Pemberian ekstrak dilakukan setelah
tanaman mulai berumur 9 hari dan setiap 3 hari sekali.
Ekstrak diberikan 5 ml per pot untuk setiap perlakuan.
Penyiangan gulma dilakukan secara manual. Setelah umur
37 hari dilakukan pemanenan dan pengukuran parameter.
Parameter penelitian meliputi: Parameter pertumbuhan
(berat basah total tanaman, berat kering total tanaman,
tinggi tanaman, rasio tajuk-akar (S-R), dan luas daun)dan
parameter nodulasi (jumlah bintil akar, berat basah bintil
akar total, berat kering bintil akar total, persentase bintil
akar efektif, dan aktivitas nitrogenase).
Analisis data
Data yang diperoleh diuji dengan analisis sidik ragam
(ANAVA) untuk mengetahui pengaruh diantara perlakuan
dilanjutkan dengan uji beda nyata Duncan Multiple Range
Test (DMRT) taraf uji 5 %.
Tabel 1. Pengaruh pemberian ekstrak tanaman kacang hijau
terhadap pertumbuhan tanaman kedelai.
Berat
basah
(g)
Kontrol
17,204
Daun 25%
19,044
Daun 50%
16,643
Daun 100% 16,449
Batang 25% 17,174
Batang 50% 16,494
Batang 100% 16,273
Akar 25%
13,843
Akar 50%
16,028
Akar 100%
14,458
Perlakuan
Berat
kering
(g)
4,842
5,216a
4,785
4,574
5,165
4,647
4,558
3,793
4,871
4,059
Tinggi
(cm)
Rasio
S-R
122,32
121,38
119,36
124,16
123,20
134,00
127,16
114,80
124,02
118,86
1,666
2,212
1,959
1,791
1,552
2,447
2,239
2,355
1,815
2,705
Luas
daun
(cm2)
569,56
669,98
592,56
551,42
522,64
535,66
543,87
617,06
616,73
547,05
Analisis varian terhadap berat basah dan berat kering
tanaman kedelai menunjukkan tidak ada beda nyata yang
diakibatkan oleh perlakuan. Pertumbuhan adalah
pertambahan ukuran. Pertambahan massa dapat ditentukan
dengan mengukur berat segar dan berat kering tanaman
(Salisbury dan Ross, 1995). Setiap tanaman tampaknya
memperoleh masukan substrat yang hampir sama besar
untuk diasimilasi menghasilkan produk pertumbuhan.
Perbedaan perlakuan baik jenis maupun konsentrasi ekstrak
tampaknya tidak mempengaruhi proses fotosintesis yang
berlangsung pada tiap tanaman percobaan sehingga tidak
mengganggu proses pertumbuhan tanaman kedelai.
Analisis varian terhadap tinggi akhir tanaman
menunjukkan tidak ada beda nyata yang disebabkan oleh
perlakuan sedangkan Analisis varian terhadap pertambahan
tinggi menunjukkan pertambahan tinggi semua tanaman
tiap interval waktu yang signifikan. Semua perlakuan
tumbuh normal dengan membentuk kurva sigmoid.
Perlakuan dengan variasi sumber ekstrak dan konsentrasi
tidak mempengaruhi kurva pertumbuhan secara nyata.
26
B i o S M A R T Vol. 6, No. 1, April 2004, hal. 24-28
Analisis varian terhadap rasio S-R menunjukkan tidak
ada beda nyata yang disebabkan oleh perlakuan. Hal ini
menunjukkan bahwa tanaman kedelai mendapatkan cukup
air dan nitrogen yang akan digunakan untuk metabolisme
tanaman. Menurut Fitter dan Hay (1998) rasio S-R
menurun dengan rendahnya suplai air, rendahnya suplai
nitrogen, oksigen tanah dan temperatur tanah. Penggunaan
fotosintat lebih digunakan untuk perkembangan tajuk
daripada perkembangan akar. Sedangkan luas daun
tanaman menunjukkan tidak ada beda nyata yang
disebabkan oleh perlakuan. Adanya senyawa alelopati
kacang hijau tidak mempengaruhi pertumbuhan dan
perkembangan daun secara nyata.
aktivitas bakteroid dalam bintil akar.
Bintil akar mengandung kompleks enzim nitrogenase
yang akan mereduksi N di udara menjadi bentuk yang
tersedia untuk tanaman. Enzim nitrogenase terkandung
dalam bintil akar yang efektif terlihat dari ciri warna merah
pada korteks bintil akar yang menandakan adanya aktivitas
nitrogenase. Analisis varian terhadap aktivitas nitrogenase
menunjukkan tidak ada beda nyata yang disebabkan oleh
perlakuan. Besarnya aktivitas nitrogenase bintil akar tiap
tanaman tidak terpengaruh oleh variasi sumber ekstrak dan
konsentrasi.
Pembahasan
Penelitian menunjukkan alelokemi kacang hijau tidak
Jumlah, berat basah, berat kering bintil akar, persentase bintil mempengaruhi pertumbuhan dan nodulasi tanaman kedelai
secara nyata. Ada beberapa kemungkinan yang dapat
akar efektif dan aktivitas nitrogenase
Tanaman kedelai dapat membentuk bintil akar sebagai menyebabkan tidak nyatanya penghambatan pertumbuhan
hasil interaksinya dengan bakteri Rhizobium. Pengaruh dan nodulasi tanaman kedelai oleh ekstrak tanaman kacang
pemberian ekstrak tanaman kacang hijau terhadap nodulasi hijau antara lain pengaruh dari dalam tanaman itu sendiri,
pengaruh lingkungan dan adanya detoksifikasi atau
tanaman kedelai dapat dilihat pada Tabel 2.
memang kacang hijau tidak memberi pengaruh alelopati
Tabel 2. Pengaruh pemberian ekstrak tanaman kacang hijau
terhadap tanaman kedelai.
terhadap parameter nodulasi tanaman kedelai.
Tidak nyatanya penghambatan maupun peningkatan
alelopati kacang hijau terhadap pertumbuhan dan nodulasi
Aktivitas kedelai dapat terjadi karena rendahnya alelokemi yang
Persentase
Jumlah Berat
nitrogenase
Berat
dihasilkan. Tidak adanya atau lemahnya daya hambat suatu
bintil akar
Perlakuan bintil basah
kering (g)
(µmol/jam
efektif (%)
akar
(g)
alelokemi tanaman terhadap tanaman lain dapat dipenga/ tnm)
ruhi oleh beberapa faktor antara lain konsentrasi zat pengab
b
a
a
a
Kontrol
28,4
0,363
0,0887
88,36
35,519
hambat, jenis tanaman yang menghasilkannya, jenis tanamab
ab
a
a
a
Daun 25%
38,2
0,465
0,1021
88,70
51,336
an yang mengalami penghambatan, keadaan lingkungan
Daun 50%
24,0 b 0,333 b 0,0753 a
95,92 a
32,439 a
saat interaksi, dan lama penghambatan bersama tanaman
a
b
a
a
a
Daun 100% 46,6
0,369
0,0927
91,64
41,483
yang dihambat (Panbiru dalam Ngangi, 1992). Sedangkan
Batang 25% 29,0 ab 0,581ab 0,0825 a
90,32 a
46,975 a
konsentrasi zat penghambat atau produksi alelokemi suatu
Batang 50% 26,8 ab 0,562 ab 0,1057 a
88,16 a
41,336 a
tanaman juga dipengaruhi beberapa faktor lingkungan
Batang 100% 27,0 ab 0,335 b 0,0958 a
91,24 a
34,265 a
antara lain potensial air, suhu, penyinaran, kelembaban
Akar 25%
31,4 ab 0,349 b 0,0955 a
75,82 a
27,847 a
tanah dan nutrien hara; serta faktor dari tanaman itu sendiri
Akar 50%
41,0 ab 0,795 a 0,1144 a
74,64 a
26,686 a
Akar 100% 32,4 ab 0,251 b 0,0786 a
86,24 a
35,119 a
yaitu umur dan jenis jaringan (Sastroutomo, 1990).
Keterangan: angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom
Tanaman kacang hijau untuk percobaan ditumbuhkan
yang sama menunjukkan tidak beda nyata pada uji DMRT 5%.
di rumah kaca dalam kondisi lingkungan yang optimal
untuk pertumbuhannya. Penyiraman secara teratur bertuSemua tanaman kedelai tampak membentuk bintil akar. juan agar tanaman tidak mengalami kekurangan air begitu
Terlihat ada beda nyata pada jumlah bintil akar total. Bintil juga dengan pemupukan untuk menyediakan nutrisi yang
akar yang terbentuk bisa saja bintil akar efektif atau non mencukupi bagi pertumbuhannya. Hal ini dapat membatasi
efektif. Analisis varian terhadap persentase bintil akar kualitas dan kuantitas alelokemi yang dihasilkan tanaman
efektif menunjukkan tidak ada beda nyata yang disebabkan kacang hijau. Menurut Sastroutomo (1990) alelokemi lebih
oleh perlakuan. Jenis sumber ekstrak dan konsentrasi tidak banyak dihasilkan dalam keadaan tanaman mengalami
mempengaruhi jumlah bintil akar efektif. Walaupun begitu gangguan kekeringan dan kekurangan hara. Tidak adanya
terlihat persentase bintil akar efektif yang terbentuk cukup faktor cekaman selama percobaan menyebabkan tanaman
besar ini karena inokulasi legin yang efektif. Perlakuan tidak membentuk flavonoid, yang merupakan alelokemi,
tidak mempengaruhi aktivitas kehidupan bakteri Rhizobium secara khusus sehingga kuantitas dan kualitasnya rendah.
dalam tanah sehingga bakteri tersebut tetap mampu hidup
Umur jaringan tanaman kacang hijau juga
dalam tanah yang telah diberi perlakuan.
mempengaruhi produksi senyawa alelopati yang
Bintil akar sebagaimana tanaman juga mengalami dikandung. Bagian-bagian tanaman kacang hijau yaitu
pertumbuhan dan perkembangan. Bintil akar pada tanaman daun, batang dan akar mempunyai potensi kandungan
mempunyai kandungan air dan bahan organik untuk flavonoid. Tetapi akumulasi flavonoid lebih tinggi pada
mendukung kehidupan bakteri mikrosimbion. Pada Tabel 2 jaringan yang spesifik serta kuantitas dan kualitasnya
terlihat ada beda nyata pada berat basah bintil akar tanaman bervariasi antara satu organ dengan organ yang lain,
kedelai tetapi berat keringnya tidak ada beda nyata yang tergantung dari tahap perkembangan organ, umur tanaman
disebabkan oleh perlakuan. Bintil akar setiap perlakuan dan kondisi saat tumbuh serta akumulasi flavonoid tersebut
tampaknya memperoleh hasil asimilasi yang hampir sama. dapat berbeda-beda tiap musim (Chaves dan Escudero,
Perlakuan tidak mempengaruhi proses fotosintesis dan
FITRI dkk. – Pengaruh ekstrak Vigna radiata pada Glycine max
1999). Tanaman kacang hijau yang digunakan sebagai
ekstrak diambil saat puncak fase vegetatifnya yaitu ketika
akan memasuki fase reproduksi. Hal ini didasarkan pada
pertumbuhan vegetatif kacang hijau akan terhenti atau
menurun ketika memasuki fase reproduksi karena substrat
pertumbuhan lebih digunakan untuk perkembangan organ
reproduksi. Hal ini sejalan dengan pernyataan Chaves dan
Escudero (1999) bahwa kandungan flavonoid Citrus
aurantium mencapai kadar tertinggi pada tahap awal
pertumbuhan daunnya dan menurun secara berangsurangsur seiring pertumbuhan daun. Tetapi hasil penelitian
menunjukkan bahwa fase vegetatif kacang hijau tidak
memperlihatkan pengaruh alelopati yang nyata terhadap
pertumbuhan dan nodulasi kedelai. Sehingga mungkin saja
senyawa alelopati kacang hijau belum terakumulasi
maksimal pada saat fase vegetatif.
Tidak adanya pengaruh penghambatan maupun
peningkatan alelopati kacang hijau terhadap tanaman
kedelai mungkin juga disebabkan oleh faktor dari media
tanam serta faktor pertahanan dari tanaman kedelai.
Senyawa kimia yang dihasilkan tumbuhan dilepas ke
lingkungan melalui proses dekomposisi residu tumbuhan,
pelindian, penguapan atau sebagai konstituen eksudat akar.
Tumbuhan lain lalu menyerap alelokemi dan turunannya
dan sering timbul penghambatan pertumbuhan yang nyata
kecuali terjadi detoksifikasi (Schulz dan Friebe, 1999).
Pada penelitian ini mungkin saja terjadi detoksifikasi baik
oleh lingkungan maupun tanaman kedelai.
Detoksifikasi oleh lingkungan dapat terjadi pada media
tanam kedelai. Banyak senyawa alelopati yang dilepas ke
tanah tetapi hanya sedikit yang dapat diserap tanaman
karena dipengaruhi berbagai faktor abiotik (misalnya hara,
suhu tanah, kelembaban tanah) dan biotik (misalnya
mikroorganisme) tanah yang dapat meningkatkan toksisitas
atau justru mendetoksifikasi alelokemi (Foy, 1999; Schulz
dan Friebe, 1999). Begitu juga terhadap alelokemi kacang
hijau pada media tanam kedelai. Salah satu detoksifikasi
lingkungan terhadap alelokemi kacang hijau adalah melalui
pengairan pada media tanam kedelai. Flavonoid merupakan
senyawa yang larut dalam air. Penyiraman yang berdekatan
dengan waktu pemberian ekstrak mungkin saja menyebabkan terjadinya pelindian senyawa tersebut dalam tanah.
Sebelum tanaman sempat menyerap semua alelokemi
dalam ekstrak, senyawa tersebut sudah terlindi oleh
penyiraman sehingga konsentrasi alelokemi dalam tanah
tidak cukup toksik untuk menyebabkan penghambatan.
Menurut Chou (1986) tanah sawah dengan drainase air
yang kurang menunjukkan adanya fitotoksitas yang cukup
signifikan tingginya dan jumlah fitotoksin yang cukup
tinggi dibandingkan dengan tanah dengan drainase air yang
cukup. Hal ini karena penggenangan tanah dapat merubah
kuantitas dan kualitas molekul organik (Foy,1999). Del
Moral dan Muller dalam Dakshini et al.(1999) juga
melaporkan bahwa degradasi dan dekomposisi alelokemi
yang berupa senyawa fenolik lebih terhambat di
lingkungan yang kering/semi kering daripada di lingkungan
berhumus. Kondisi media tanam kedelai yang cukup air
mungkin menyebabkan alelokemi kacang hijau mengalami
perubahan kualitas dan kuantitas sehingga berkurang
toksisitasnya terhadap tanaman kedelai.
27
Adanya substansi lain pada tanah juga mempengaruhi
kualitas dan kuantitas senyawa alelopati. Substansi
fitotoksik dapat berikatan dengan mineral atau senyawa
organik lain untuk menurunkan derajat fitotoksitasnya.
Alelokemi kacang hijau mungkin saja mengalami
perubahan setelah dilepas ke lingkungan karena terlibat
dalam proses degradasi, konjugasi, dan reaksi polimerisasi
dengan senyawa fenol lain dan substansi non fenol (Dalton,
1999). Beberapa senyawa dapat terjerap pada permukaan
partikel tanah dan sebagian lainnya tetap bebas dalam
larutan tanah. Mineral tanah dan enzim menjadi katalisator
untuk mengoksidasi senyawa fenol. Senyawa fenol dapat
berikatan antara lain dengan Al, Fe, dan Mn. Unsur Cu2+,
Mn2+ dan Fe3+ oksida membantu transformasi dan
degradasi senyawa fenol sehingga dapat menunda atau
mengurangi toksisitasnya (Dalton, 1999; Dakshini et al.,
1999; Inderjit dan Dakshini,1999).
Bahan organik tanah juga menunda atau mengurangi
toksisitas alelokemi kacang hijau. Bahan organik tanah dapat melapisi molekul fenol sehingga mencegah toksisitasnya. Menurut Chou (1986) asam humat adalah substansi
alami yang dapat mempolimerasi sejumlah senyawa kimia
termasuk asam amino, flavonoid dan terpenoid sehingga
menjaga kondisi tanah tetap subur. Adanya bahan organik
dan anorganik tanah misalnya dalam pupuk pada media
tanam kedelai mungkin saja membantu mengurangi derajat
toksisitas alelokemi kacang hijau.
Tidak adanya pengaruh penghambatan maupun
pemacuan alelokemi kacang hijau terhadap tanaman
kedelai mungkin juga karena faktor pertahanan dari
tanaman kedelai. Tekanan lingkungan akan menimbulkan
respon tanaman misalnya respon fisiologis atau morfologis
(Fitter dan Hay, 1998). Tanaman kedelai mempunyai
sistem pertahanan secara morfologis maupun fisiologis
terhadap gangguan eksternal. Kemampuan tumbuhan untuk
melawan peningkatan konsentrasi alelokemi di lingkungan
sekitarnya disebut toleransi alelopatik (Grodzinski dalam
Schulz dan Friebe, 1999). Struktur dan morfologi tumbuhan membantu peningkatan toleransi terhadap alelokemi.
Adaptasi morfologi didasarkan pada penghambatan atau
pencegahan masuknya senyawa berbahaya ke dalam tubuh
tumbuhan misalnya adanya lignin (Schulz dan Friebe,
1999). Lignifikasi pada dinding sel mesofil dapat membantu mencegah adanya oksidasi oleh stresor. Peningkatan
lignin dan produk fenol lainnya meningkatkan permeabilitas dan kekuatan mekanik dinding sel (Booker dan Miller,
1998). Tanaman kedelai mungkin meningkatkan lignifikasi
dinding sel sebagai respon adanya induksi eksternal berupa
alelokemi kacang hijau. Adanya lignin pada dinding sel
tanaman kedelai membantu mencegah masuknya molekul
toksik seperti alelokemi kacang hijau.
Sistem pertahanan fisiologis tanaman kedelai dapat
berupa kemampuan untuk mendetoksifikasi senyawa toksik
yang masuk ke tubuh tanaman. Tumbuhan mempunyai
kemampuan khusus untuk mengatasi pengaruh senyawa
alelokemi yang terserap (Schulz dan Friebe, 1999).
Tumbuhan mampu mendetoksifikasi molekul berbahaya
seperti herbisida dengan absorbsi dan konversi menjadi
senyawa yang tidak aktif diikuti dengan penyimpanan
molekul tersebut ke dalam vakuola atau ekskresi ke
28
B i o S M A R T Vol. 6, No. 1, April 2004, hal. 24-28
lingkungan (Schulz dan Friebe, 1999).
Tanaman kedelai mempunyai sistem pertahanan dengan
produksi senyawa pertahanan (defence chemical). Kedelai
mengekskresi daidzein, genistein dan gliseolin yang
termasuk senyawa fenilpropanoid pada proses nodulasi.
Pada kedelai produksi senyawa fenilpropanoid merupakan
reaksi pertahanan tanaman secara biokimia (Lindermayr et
al., 2002). Kedelai juga memproduksi antara lain daidzin,
genistin, glisinol, gliseofuran, isoformononetin, hidroksifaseolin, faseolin dan ononin sebagai senyawa pertahanan
(Bisby et al., 1994; Reichling, 1999). Senyawa-senyawa
tersebut terakumulasi pada bagian-bagian tanaman seperti
kotiledon, akar, biji dan daun. Sintesis fenilpropanoid
dipengaruhi proses perkembangan tumbuhan dan isyarat
lingkungan misalnya stres (Booker dan Miller, 1998).
Penyinaran, pelukaan, elisitor Phytophtora sojae serta ozon
dapat menginduksi fenilpropanoid pada kedelai (Graham
dan Graham, 1996; Booker dan Miller, 1998). Tanaman
kedelai mungkin saja memberikan respon pertahanan
terhadap alelokemi kacang hijau dengan mengekskresikan
senyawa pertahanan yang menekan pengaruh alelokemi.
Kacang hijau mungkin juga tidak memberi pengaruh
alelopati terhadap tanaman kedelai. Menurut Panbiru dalam
Ngangi (1992) alelokemi tertentu tidak selalu menimbulkan
hambatan pada semua jenis tanaman tetapi mungkin hanya
pada tanaman tertentu saja. Misalnya Juglon, yaitu
senyawa toksik yang dihasilkan oleh pohon walnut hitam
(Juglans nigra) dapat mematikan beberapa herba dikotil
tetapi tidak efektif terhadap semak Rubus fruticosus dan
rumput Poa pratensis (Fitter dan Hay, 1998). Daun kering
Eucalyptus menghambat pertumbuhan, nodulasi dan total
nitrogen pada Glycine wightii, Desmodium intortum dan
Galactia striata tetapi tidak berpengaruh terhadap Panicum
maximum (Alves et al., 1999). Alelokemi tanaman kacang
hijau memang dapat menghambat tanaman kacang hijau
serta perkecambahan lettuce tetapi mungkin tidak cukup
toksik untuk menghambat pertumbuhan tanaman kedelai.
KESIMPULAN
Ekstrak cair dari berbagai organ tanaman kacang hijau
yaitu akar, batang daun tidak mempengaruhi pertumbuhan
tanaman kedelai secara nyata baik pengaruh penghambatan
maupun peningkatan. Ekstrak cair dari berbagai organ
tanaman kacang hijau yaitu akar, batang daun tidak
mempengaruhi nodulasi tanaman kedelai secara nyata baik
pengaruh penghambatan maupun peningkatan.
DAFTAR PUSTAKA
Alves, P.L.C.A., Toledo, R.E.B., and Gusman, A.B. 1999. Allelopathyc
potential of Eucalytus spp. In Narwal, S.S. (ed.). Allelopathy Update
vol 2 Basic Applied Aspects. New Hampsire: Science Publishers Inc.
Bisby, F.A., Buckingham, J., and Harborne, J.B. (eds.). 1994.
Phytochemical Dictionary of the Leguminosae vol 1: Plants and Their
Constituents. London: Chapman and Hall.
Booker, F.L., and Miller, J.E. 1998. Phenylpropanoid metabolism and
phenolic composition of soybean [Glycine max (L.) Merr.] leaves
following exposure to ozone. Journal of Experimental Botany 324:
1191-1202.
Chaves, N. and Escudero, J.C. 1999. Variation of flavonoid synthesis
induced by ecological factors. In Inderjit, K.M.M. Dakshini, and C.L.
Foy (eds.). Principles and Practices in Plant Ecology Allelochemical
Interactions. Boca Raton: CRC Press.
Chou, C.H. 1986. The role of allelopathy in subtropical agroecosystems in
Taiwan. In Putnam, A.R. and C.S. Tang (eds.). The Science of
Allelopathy. New York: John Wiley & Sons.
Dakshini, K.M.M., Inderjit, and Foy, C.L. 1999. Allelopathy: one
component in a multifacetet approach to ecology. In Inderjit, K.M.M.
Dakshini, and C.L. Foy (eds.). Principles and Practices in Plant
Ecology Allelochemical Interactions. Boca Raton: CRC Press..
Dalton, B.R. 1999. The occurrence and behavior of plant phenolic acids in
soil environment and their potential involvement in allelochemical
interference interactions: methodological limitations in establishing
conclusive proof of allelopathy. In Inderjit, K.M.M. Dakshini, and
C.L. Foy (eds.). Principles and Practices in Plant Ecology
Allelochemical Interactions. Boca Raton: CRC Press.
Dilday, R.H., W.G. Yan, K.A.K. Moldenhauer, and K.A. Gravois. 1998.
Allelopathic activitiy in rice for controlling major aquatic weeds. In
Olofsdotter, M. (ed.). Allelopathy in Rice. Manila: International Rice
Research Institute..
Einhellig, F.A. 1995. Allelopathy current status and future goals. In
Inderjit, K.M.M. Dakshini, and F.A. Einhellig (eds.). Allelopathy
Organism, Processes and Applications. Iowa: ACS Symposium
Series 582.
Fitter, A.H. dan Hay, R.K.M. 1998. Fisiologi Lingkungan Tanaman
Penerjemah: Andayani, S. dan Purbayanti.Yogyakarta: Gadjah Mada
University Press.
Foy, C. L 1999. How to make bioassays for allelopathy more relevant to
field conditions with particular reference to cropland weeds. In
Inderjit, K.M.M. Dakshini, and C.L. Foy (eds.). Principles and
Practices in Plant Ecology Allelochemical Interactions. Boca Raton:
CRC Press.
Gardner, F.P., Pearce, R.B., dan Mitchell, R.I. 1991. Fisiologi Tanaman
Budidaya [diterjemahkan oleh Herawati Susilo]. Jakarta: UI Press.
Graham, T.L, and Graham, M.G. 1996. Signaling in soybean
phenylpropanoid responses dissection of primary, secondary, and
conditioning effects of light, wounding, and elicitor treatments. Plant
Physiology 110: 1123-1133.
Inderjit and Dakshini, K.M.M. 1999. Bioassays for allelopathy:
interactions of soil organic and inorganic constituents. In Inderjit,
K.M.M. Dakshini, and C.L. Foy (eds.). Principles and Practices in
Plant Ecology Allelochemical Interactions. Boca Raton: CRC Press.
Lindermayr, C., B. Mollërs, J. Fliegmann, A. Uhlmann, F. Lottspeich, H.
Meimberg, and J. Ebel. 2002. Divergent members of soybean
(Glycine max L.) 4-coumarate:coenzyme a ligase family primary
structures, catalytic properties, and differential expression. European
Journal of Biochemistry 269: 1304-1315.
Ngangi, J. 1992. Pengaruh Alelopati Teki (Cyperus rotundus) terhadap
Nodulasi, Fiksasi Nitrogen dan Pertumbuhan Tanaman Kedelai
[Glycine max (L) Merr]. Yogyakarta: Program Pasca Sarjana UGM.
Putnam, A.R and C.S Tang (eds.). 1986. The Science of Allelopathy. New
York: John Wiley & Sons.
Reichling, J. 1999. Plant-microbe interactions and secondary metabolites
with antiviral, antibacterial and antifungal properties. In Wink, M.
(ed.). Annual Plant Reviews vol 3 Functions of Plant Secondary
Metabolites and Their Exploitation in Biotechnology. Sheffield:
Sheffield Academic Press.
Roth, C.M., J.P. Shroyer, and G.M. Paulsen. 2000. Allelopathy of
sorghum on wheat under several tillage systems. Agronomy Journal
92: 855-860.
Salisbury, F.B. dan Ross, C.W. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 3
Penerjemah: Lukman, D.R. dan Sumaryono. Bandung: Penerbit ITB.
Sastroutomo, S.S. 1990. Ekologi Gulma. Jakarta: P.T. Gramedia.
Schulz, M. and Friebe, A. 1999. Detoxification of allelochemicals in
higher plants and enzymes involved. In Inderjit, K.M.M. Dakshini,
and C.L. Foy (eds.). Principles and Practices in Plant Ecology
Allelochemical Interactions. Boca Raton: CRC Press.
Sitompul, S.M dan Guritno, B. 1995. Analisis Pertumbuhan Tanaman.
Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
Solichatun. 2000. Alelopati ekstrak kacang hijau [Vigna radiata (L.)
Wilczek] terhadap perkecambahan kedelai [Glycine max (L.) Merr].
BioSMART. 2: 28-32.
Waller, G.R., Cheng, C.S., Chou, C., Kim, D., Yang, C. F., Huang, S.C.,
and Lin, Y.F. 1995. Allelopathic activity of naturally occuring
compounds from mungbeans (Vigna radiata) and their surrounding
soil. In Inderjit, K.M.M. Dakshini, and F.A. Einhellig (eds.).
Allelopathy Organism, Processes and Applications. Iowa: ACS
Symposium Series 582. pp: 242-259.