ZAT ALLELOPATI

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Adanya persaingan gulma dapat mengurangi kemampuan tanaman untuk berproduksi. Persaingan atau kompetisi antara gulma dan tanaman yang kita usahakan di dalam menyerap unsur-unsur hara dan air dari dalam tanah, dan penerimaan cahaya matahari untuk proses fotosintesis, menimbulkan kerugian-kerugian dalam produksi baik kualitas dan kuantitas. Yang paling diperebutkan antara pertanaman dan gulma adalah unsur nitrogen, dan karena nitrogen dibutuhkan dalam jumlah yang banyak, maka ini lebih cepat habis terpakai. Gulma menyerap lebih banyak unsur hara daripada pertanaman. Pada bobot kering yang sama, gulma mengandung kadar nitrogen dua kali lebih banyak daripada jagung; fosfat 1,5 kali lebih banyak; kalium 3,5 kali lebih banyak; kalsium 7,5 kali lebih banyak dan magnesium lebih dari 3 kali. Dapat dikatakan bahwa gulma lebih banyak membutuhkan unsur hara daripada tanaman yang dikelola manusia.

Alang-alang, tumbuhan yang sering diabaikan, tetapi sangat berkhasiat untuk panas dalam, sariawan, bahkan asam urat. Alang-alang juga berguna untuk pelembut kulit; peluruh air seni, pembersih darah, penambah nafsu makan, penghenti perdarahan. Di samping itu dapat digunakan pula dalam upaya pengobatan penyakit kelamin (kencing nanah, kencing darah, raja singa), penyakit ginjal, luka, demam, tekanan darah tinggi dan penyakit syaraf. Semua bagian tumbuhan digunakan sebagai pakan hewan, bahan kertas, dan untuk pengobatan kurap. Alang-alang berefek sebagai diuretika, artinya menyebabkan pengeluaran urin. Alang-alang sangat membantu dalam membersihkan ginjal dan mengeluarkan batu ginjal.

Beberapa species gulma menyaingi tanaman dengan mengeluarkan senyawa dan zat-zat beracun dari akarnya (root exudates atau lechates) atau dari pembusukan bagian vegetatifnya. Bagi gulma yang mengeluarkan allelopat mempunyai kemampuan bersaing yang lebih hebat sehingga pertumbuhan tanaman pokok lebih terhambat, dan hasilnya semakin menurun. Di samping itu kemiripan gulma dengan tanaman juga mempunyai arti penting. Masing-masing pertanaman memiliki asosiasi gulma tertentu dan gulma yang lebih berbahaya adalah yang mirip dengan pertanamannnya. Sebagai contoh Echinochloa crusgalli lebih mampu bersaing terhadap padi jika dibandingkan dengan gulma lainnya.

Allelopati merupakan efek yang merusak dari pelepasan senyawa-senyawa kimia organik oleh satu jenis tertentu tanaman pada saat perkecambahan, pertumbuhan atau metabolisme terhadap jenis tanaman lain yang berbeda. Secara umum alelopati selalu dikaitkan dengan maslah gangguan yang ditimbulkan gulma yang tumbuh bersama-sama dengan tanaman pangan, dengan keracunan yang ditimbulkan akibat penggunaan mulsa pada beberapa jenis pertanaman, dengan beberapa jenis rotasi tanaman, dan pada regenarasi hutan.

Untuk dapat mewujudkan pemanfaatan alelopati tersebut terlebih dahulu harus dilakukan sejumlah penelitian, antara lain tentang :

1. Tanaman yang membentuk alelokimia bagi gulma atau patogen : meliputi organ pembentuk, faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan, fisiologi pelepasan alelokimia, dosis aktif, organisme sasaran, dan lain-lain.

2. Alelokimia yang dibentuk oleh suatu jenis tumbuhan : golongan senyawa; teknik identifikasi, isolasi, dan karakterisasi; mekanisme aktivitas; faktor-faktor yang mempengaruhi isolasi dan aktivitas; teknik modifikasi untuk formulasi menjadi pestisida, dan lain-lain

3. Sifat genetis alelopati : sumber keragaman karakter alelopati, marker (morfologi, biokimia atau DNA) karakter alelopati, keragaman yang terdapat secara alamiah, mekanisme ekspresi, gen pengendali, metode seleksi dan identifikasi yang sesuai, teknik rekayasa genetika yang memungkinkan, dan sebagainya.

Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum Ekologi Hutan dengan judul Pengaruh Allelopati Beberapa Jenis Tanaman Terhadap Perkecambahan adalah untuk mempelajari pengaruh allelopati dari beberapa jenis tanaman terhadap perkecambahan atau pertumbuhan pohon-pohon hutan.

TINJAUAN PUSTAKA

Tumbuh-tumbuhan juga dapat bersaing antar sesamanya secara interaksi biokimiawi, yaitu salah satu tumbuhan mengeluarkan senyawa beracun ke lingkungan sekitarnya dan dapat mengakibatkan gangguan pertumbuhan tumbuhan yang ada di dekatnya. Interaksi biokimiawi antara gulma dan pertanamanan antara lain menyebabkan gangguan perkecambahan biji, kecambah jadi abnormal, pertumbuhan memanjang akar terhambat, perubahan susunan sel-sel akar dan lain sebagainya (Hamilton dan King, 1988).

Beberapa species gulma menyaingi pertanaman dengan mengeluarkan senyawa beracun dari akarnya (root exudates atau lechates) atau dari pembusukan bagian vegetatifnya. Persaingan yang timbul akibat dikeluarkannya zat yang meracuni tumbuhan lain disebut alelopati dan zat kimianya disebut alelopat. Umumnya senyawa yang dikeluarkan adalah dari golongan fenol (Ewusia, 1990).

Tidak semua gulma mengeluarkan senyawa beracun. Spesies gulma yang diketahui mengeluarkan senyawa racun adalah alang-alang (Imperata cylinarica), grinting (Cynodon dactylon), teki (Cyperus rotundus), Agropyron intermedium, Salvia lenocophyela dan lain-lain. Apabila gulma mengeluarkan senyawa beracun maka nilai persaingan totalnya dirumuskan sebagai berikut :

TCV = CVN + CVW + CVL + AV

dimana TCV = total competition value, CVN = competition value of nutrient, CVW = competition value of water, CVL = competition value of light, dan AV = allelopathic value. Nilai persaingan total yang disebabkan oleh gulma yang mengeluarkan alelopat terhadap tanaman pokok merupakan penggabungan dari nilai persaingan untuk hara + nilai persaingan untuk air + nilai persaingan untuk cahaya + nilai alelopati (Resosoedarmo, 1986).

Secara umum alelopati selalu dikaitkan dengan masalah gangguan yang ditimbulkan gulma yang tumbuh bersama-sama dengan tanaman pangan, dengan keracunan yang ditimbulkan akibat penggunaan mulsa pada beberapa jenis pertanaman, dengan beberapa jenis rotasi tanaman, dan pada regenarasi hutan. Kuantitas dan kualitas senyawa alelopati yang dikeluarkan oleh gulma antara lain dipengaruhi kerapatan gulma, macam gulma, saat kemunculan gulma, lama keberadaan gulma, habitus gulma, kecepatan tumbuh gulma, dan jalur fotosintesis gulma (Indriyanto, 2006).

Tumbuhan yang masih hidup dapat mengeluarkan senyawa alelopati lewat organ yang berada di atas tanah maupun yang di bawah tanah. Demikian juga tumbuhan yang sudah matipun dapat melepaskan senyawa alelopati lewat organ yang berada di atas tanah maupun yang di bawah tanah. Alang-alang (Imperata cyndrica) dan teki (Cyperus rotundus) yang masih hidup mengeluarkan senyawa alelopati lewat organ di bawah tanah, jika sudah mati baik organ yang berada di atas tanah maupun yang di bawah tanah dapat melepaskan senyawa alelopati (Heddy, dkk., 1986).

Penelitian pengaruh ekstrak daun Pinus merkusii, terhadap perkecambahan dan pertumbuhan vegetatif Glvcine, max telah dilakukan di laboratorium ekofisiologi dan rumah kaca Jurusan Biologi Institut Teknologi Bandung, pada bulan Oktober 1989 sampai Februari 1990. Kandungan bioaktif daun Pinus merkusii, diekstrak dengan pelarut air, etanol dan aseton, untuk diperlakukan kepada biji Glycine max, yang sedang berkecambah dan tanaman Glycine max yang sedang dalam fase pertumbuhan vegetatif. Ekstrak air, ekstrak etanol dan ekstrak aseton dibuat menjadi konsentrasi 0; 250; 500; 750 dan 1000 ppm. Percobaan dilakukan dengan rancangan acak lengkap faktorial dengan tiga kali ulangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ekstrak daun Pinus merkusii tidak mempengaruhi persentase perkecambahan dan faktor-faktor pertumbuhan Glvcine max. Satu-satunya parameter yang terpengaruh adalah panjang radikula kecambah Glycine max (Odum, 1993).

Telah banyak bukti yang menunjukkan bahwa senyawa alelopati dapat menghambat pertumbuhan tanaman. Laporan yang paling awal diketahui mengenai hal ini ialah bahwa pada tanah-tanah bekas ditumbuhi Agropyron repens, pertumbuhan gandum, oat, alfalfa, dan barli sangat terhambat. Alang-alang menghambat pertumbuhan tanaman jagung dan ini telah dibuktikan dengan menggunakan percobaan pot-pot bertingkat di rumah kaca di Bogor. Mengingat unsur hara, air dan cahaya bukan merupakan pembatas utama, maka diduga bahwa alang-alang merupakan senyawa beracun yang dapat mempengaruhi pertumbuhan jagung. Tumbuhan yang telah mati dan sisa-sisa tumbuhan yang dibenamkan ke dalam tanah juga dapat menghambat pertumbuhan jagung dimana semakin tinggi konsentrasi ekstrak organ tubuh alang-alang, semakin besar pengaruh negatifnya terhadap pertumbuhan kecambah padi gogo (Setiadi, 1983).

Beberapa pengaruh alelopati terhadap aktivitas tumbuhan antara lain :

1. Senyawa alelopati dapat menghambat penyerapan hara yaitu dengan menurunkan kecepatan penyerapan ion-ion oleh tumbuhan.

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

3. Beberapa alelopat dapat menghambat pertumbuhan yaitu dengan mempengaruhi pembesaran sel tumbuhan.

4. Beberapa senyawa alelopati memberikan pengaruh menghambat respirasi akar.

5. Senyawa alelopati memberikan pengaruh menghambat sintesis protein.

6. Beberapa senyawa alelopati dapat menurunkan daya permeabilitas membran pada sel tumbuhan.

7. Senyawa alelopati dapat menghambat aktivitas enzim

(Soemarwoto, 1983).

Fenomena alelopati mencakup semua tipe interaksi kimia antar tumbuhan,antar mikroorganisme, atau antara tumbuhan dan mikroorganisme. Interaksi tersebut meliputi penghambatan dan pemacuan secara langsung atau tidak langsung suatu senyawa kimia yang dibentuk oleh suatu organisme (tumbuhan, hewan atau mikrobia) terhadap pertumbuhan dan perkembangan organisme lain. Senyawa kimia yang berperan dalam mekanisme itu disebut alelokimia. Pengaruh alelokimia bersifat selektif, yaitu berpengaruh terhadap jenis organisme tertentu namun tidak terhadap organisme lain (Soerianegara dan Indrawan, 1982).

Alelokimia pada tumbuhan dibentuk di berbagai organ, mungkin di akar, batang, daun, bunga dan atau biji. Organ pembentuk dan jenis alelokimia bersifat spesifik pada setiap spesies. Alelokimia pada tumbuhan dilepas ke lingkungan dan mencapai organisme sasaran melalui penguapan, eksudasi akar, pelindian, dan atau dekomposisi. Setiap jenis alelokimia dilepas dengan mekanisme tertentu tergantung pada organ pembentuknya atau sifat kimianya (Indriyanto, 2006).

METODE PRAKTIKUM

Waktu dan Tempat

Adapun waktu dan tempat dilaksanakannya praktikum Ekologi Hutan dengan judul Pengaruh Allelopati Beberapa Jenis Tanaman Terhadap Perkecambahan adalah pada hari Senin, 23 Februari 2009 pada pukul 14.00 WIB sampai selesai di hutan Tri Darma Universitas Sumatera Utara Medan.

Alat dan Bahan

Adapun alat yang digunakan adalah:

• Blender atau mangkuk pengerus untuk membuat ekstrak

• Kertas saring untuk menyaring ekstrak

• Pipet tetes untuk menetesi ekstrak pada bibit yang akan diekstrak

• Pisau untuk memotong

• Gunting untuk menggunting

• Cup aqua sebagai wadah bibit yang akan diekstrak

• Kapas sebagai lapisan pada bagian bawah bibit yang akan diekstrak

Adapun bahan yang digunakan adalah:

• Bagian akar atau daun alang-alang (Imperata cylindrica), daun pinus (Pinus merkusii), dan daun mangium (Acacia mangium)

• Biji pohon yang dapat berkecambah, mialnya biji sengon (Paraserianthes falcataria), biji kacang hijau, biji jagung (Zea mays)

Prosedur Praktikum

1. Dibuat ekstrak alang-alang, pinus, mangium dengan cara sebagai berikut:

   1. Dihancurkan dan dihaluskan bagian tumbuhan yang dipilih tersebut dengan mangkuk pengerus atau blender

   2. Dibuat ekstrak atau hasil rendaman bagian tumbuhan tersebut dengan air dengan perbandingan bagian tumbuhan : air adalah 1:7, 1:14, dan 1:21 lalu dibiarkan selama 24 jam. Setelah 24 jam, disaring ekstrak yang diperoleh dengan alat penyaring

2. Diletakkan biji sengon, biji jagung, atau biji kacang hijau ke dalam cup aqua sebanyak 9 petri setiap regu

3. Disiram sebanyak 5 ml ekstrak allelopati ke dalam cup aqua yang telah berisi biji pinus, biji kacang hijau, dan biji jagung

4. Diberi kombinasi perlakuan terhadap biji sengon, biji kacang hijau, dan biji jagung (kontrol dan perlakuan ekstrak dengan perbandingan 1:7, 1:14, dan 1:21)

5. Dilakukan tiga kali ulangan pada tiap perlakuan

6. Diamati perkecambahan biji-biji tersebut selama 1 minggu, lalu ditentukan persen kecambahnya dan diiukur panjang kecambahnya

7. Dengan menggunakan rancangan percobaan acak lengkap, gunakan sidik ragam untuk mengetahui pengaruh perlakuan pemberian ekstrak bahan allelopati terhadap respon tumbuhan

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

1. Perlakuan ekstrak Pinus merkusii terhadap Zea mays

Ulangan	Kontrol	1:7	1:14	1:21	∑
1	0,94	0,71	0,74	0,74	3,13
2	0,94	0,81	0,78	0,67	3,2
3	1,06	0,82	0,71	0,64	3,23
Total	2,94	2,34	2,23	2,05	9,56

Faktor koreksi =7,62

Jangkauan kuadrat perlakuan (JKP) = 0,14

Jangkauan kuadrat tengah (JKT) = 0,1696

JKS = JKT − JKP = 0,0296

TABEL ANOVA

Sk	db	JK	KT	F. Hit	F. tabel
P	4 − 1 = 3	0,14	0,046	12,43	4,07
G / E	4 (3 − 1) = 8	0,0296	0,0037
Total	(4 − 3) − 1 = 11	0,1696

Maka: F hitung > F tabel → Ho ditolak, Hi diterima

Kesimpulan: Ekstrak pinus (Pinus merkusii) berpengaruh nyata terhadap pertumbuhan biji jagung (Zea mays).

2. Perlakuan ekstrak Imperata cylindrica terhadap Paraserianthes falcataria

Ulangan	Kontrol	1:7	1:14	1:21	∑
1	0,5	-	-	-	0,5
2	0,07	-	-	-	0,07
3	-	-	-	-	-
Total	0,59	-	-	-	0,57

Faktor koreksi = 0,0271

Jangkauan kuadrat perlakuan (JKP) = 0,0809

Jangkauan kuadrat total (JKT) = 0,2278

JKS = JKT − JKP = 0,1469

TABEL ANOVA

Sk	db	JK	KT	F. Hit	F. tabel
P	3 − 1 = 2	0,0809	0,027	1,475	4,07
G / E	4 (3 − 1) = 8	0,1464	0,0183
Total	(4 − 3) − 1 = 11	0,2278

Maka: F hitung < F tabel → Ho diterima, Hi ditolak

Kesimpulan: Ekstrak alang-alang (Imperata cylindrica) tidak berpengaruh nyata terhadap pertumbuhan biji sengon (Paraserianthes falcataria).

Pembahasan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dengan menggunakan jenis ekstrak Pinus merkusii dan Imperata cylindrica dapat diketahui pengaruh allelopati terhadap perkecambahan dan pertumbuhan biji sengon (Paraserianthes falcataria) dimana diperoleh nilai F_hitung sebesar 1,475 dan biji jagung (Zea mays) nilai F_hitung 12,43. Besarnya F_tabel yang ditentukan yaitu sebesar 4,07 sehingga dari nilai yang diperoleh dapat dinyatakan bahwa sifat allelopati berpengaruh terhadap perkecambahan sehingga kita dapat menyimpulkan bahwa memang senyawa allelopati memang bersifat menghambat, mengganggu dan merugikan dalam suatu proses perkecambahan atau pertumbuhan suatu tanaman.

Hal ini sesuai dengan pernyataan Setiadi (1983) yang menyatakan bahwa telah banyak bukti yang menunjukkan bahwa senyawa alelopati dapat menghambat pertumbuhan tanaman. Laporan yang paling awal diketahui mengenai hal ini ialah bahwa pada tanah-tanah bekas ditumbuhi Agropyron repens, pertumbuhan gandum, oat, alfalfa, dan barli sangat terhambat. Alang-alang menghambat pertumbuhan tanaman jagung dan ini telah dibuktikan dengan menggunakan percobaan pot-pot bertingkat di rumah kaca di Bogor. Mengingat unsur hara, air dan cahaya bukan merupakan pembatas utama, maka diduga bahwa alang-alang merupakan senyawa beracun yang dapat mempengaruhi pertumbuhan jagung. Tumbuhan yang telah mati dan sisa-sisa tumbuhan yang dibenamkan ke dalam tanah juga dapat menghambat pertumbuhan jagung dimana semakin tinggi konsentrasi ekstrak organ tubuh alang-alang, semakin besar pengaruh negatifnya terhadap pertumbuhan kecambah padi gogo.

Berdasarakan hasil pengamatan diperoleh ekstrak Pinus merkusii berpengaruh nyata terhadap pertumbuhan biji jagung (Zea mays). Allelopati sendiri merupakan efek yang merusak dari pelepasan senyawa-senyawa kimia organik oleh satu jenis tertentu tanaman pada saat perkecambahan, pertumbuhan atau metabolisme terhadap jenis tanaman lain yang berbeda. Secara umum alelopati selalu dikaitkan dengan maslah gangguan yang ditimbulkan gulma yang tumbuh bersama-sama dengan tanaman pangan, dengan keracunan yang ditimbulkan akibat penggunaan mulsa pada beberapa jenis pertanaman, dengan beberapa jenis rotasi tanaman, dan pada regenarasi hutan.

Menurut pernyataan Indriyanto (2006) secara umum alelopati selalu dikaitkan dengan masalah gangguan yang ditimbulkan gulma yang tumbuh bersama-sama dengan tanaman pangan, dengan keracunan yang ditimbulkan akibat penggunaan mulsa pada beberapa jenis pertanaman, dengan beberapa jenis rotasi tanaman, dan pada regenarasi hutan. Kuantitas dan kualitas senyawa alelopati yang dikeluarkan oleh gulma antara lain dipengaruhi kerapatan gulma, macam gulma, saat kemunculan gulma, lama keberadaan gulma, habitus gulma, kecepatan tumbuh gulma, dan jalur fotosintesis gulma (C₃ atau C₄).

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Ekstrak alang-alang (Imperata cylindrica) tidak berpengaruh nyata terhadap pertumbuhan biji sengon (Paraserianthes falcataria).

2. Ekstrak pinus (Pinus merkusii) berpengaruh nyata terhadap pertumbuhan biji jagung (Zea mays).

3. Perlakuan ekstrak pinus (Pinus merkusii) terhadap biji jagung (Zea mays) diperoleh F_hitung 12,43 dan F_tabel 4,07

4. Perlakuan ekstrak alang-alang (Imperata cylindrica) terhadap pertumbuhan biji sengon (Paraserianthes falcataria) diperoleh F_hitung 1,475 dan F_tabel 4,07

5. Allelopati merupakan efek yang merusak dari pelepasan senyawa-senyawa kimia organik oleh satu jenis tertentu tanaman pada saat perkecambahan, pertumbuhan atau metabolisme terhadap jenis tanaman lain yang berbeda

6. Senyawa-senyawa alelopati dapat dilepaskan dari jaringan-jaringan tumbuhan dalam berbagai cara termasuk melalui penguapan, eksudat akar, pencucian dan pembusukan organ tumbuhan

Saran

Praktikan sebaiknya sungguh-sungguh dalam mengikuti praktikum dan memahami materi dengan baik serta menjaga ketertiban agar praktikum dapat berjalan dengan lancar.

DAFTAR PUSTAKA

Ewusia, J.Y. 1990. Pengantar Ekologi Tropika. Terjemahan oleh Usman Tanuwidjaja. Penerbit I TB. Bandung

Hamilton, L.S dan HLM. N. King. 1988. Daerah Aliran Sungai Hutan Tropika. Diterjemahkan oleh Krisnawati Suryanata. UGM Press. Yogyakarta

Heddy, S., S.B Soemitro, dan S. Soekartomo. 1986. Pengantar Ekologi. Penerbit Rajawali. Jakarta

Indriyanto. 2006. Ekologi Hutan. Penerbit Bumi Aksara. Jakarta

Odum, E. 1993. Dasar-dasar Ekologi. Terjemahan oleh Tjahjono samingan dari buku Fundamentals Ecology. UGM Press. Yogyakarta

Resosoedarmo, S., K. Kartawinata, dan A. Soegiarto. 1986. Pengantar Ekologi. Penerbit Redmaja Rosda Karya. Bandung

Setiadi, Y. 1983. Pengertian Dasar Tentang Konsep Ekosistem. Penerbit Fakultas Kehutanan IPB. Bogor

Soemarwoto, O. 1983. Ekologi Lingkungan Hidup dan Pembangunan. Penerbit Djambatan. Jakarta

Soerianegara, I dan A. Indrawan. 1982. Ekologi Hutan Indonesia. Departemen Manejemen Hutan Fakultas Kehutanan IPB. Bogor