## BIOMASSA DAN KANDUNGAN KLOROFIL TOTAL DAUN JAHE
(Zingiber officinale L.) YANG MENGALAMI CEKAMAN KEKERINGAN
Nio Song Ai 1)
email: nio_ai@yahoo.com
1) Program Studi Biologi FMIPA Universitas SamRatulangi Manado, 95115

## ABSTRAK
Telah  dilakukan  penelitian  untuk  mempelajari  pengaruh  cekaman  kekeringan  terhadap biomassa dan  kandungan  klorofil  total  daun  pada  jahe (Zingiber  officinale L.).  Penelitian  ini  dilakukan dalam  Rancangan  Acak  Lengkap  dengan  2  perlakuan dalam  3  ulangan. Tanaman jahe  dengan 5 helai  daun  yang  ditanam  dalam  polybag  disirami  sampai  kapasitas  lapang  (kontrol)  dan  tidak disirami (kekeringan) selama 7 hari. Biomassa dan kandungan klorofil total daun diukur sebelum perlakuan  kekeringan  dimulai  (hari  ke-0)  dan  7  hari  setelah  perlakuan  kekeringan  (hari  ke-7). Pertambahan  biomassa  daun  pada  tanaman  jahe  kontrol  54%  lebih  besar  daripada  tanaman  jahe yang  mengalami  kekeringan  selama7  hari.  Kekeringan  selama  7  hari  menurunkan  kandungan klorofil total daun jahe.
Kata kunci: biomassa, cekaman kekeringan, kandungan klorofil total

## BIOMASS AND CONCENTRATION OF TOTAL CHLOROPHYLL  ON GINGER
(Zingiber Officinale L.) LEAF UNDER WATER DEFICIT

## ABSTRACT
The  effect  of  water  deficit  on  biomass  and  concentration  of  total  chlorophyll  was  studied  on ginger (Zingiber  officinale L.)  leaf. The  experiment  consisted  of  1  cultivars  grown  in  2  water regimes, with 3 replicates, in a randomized  complete block design. The two water regimes were well-watered (watered until field capacity) and water deficit obtained by withholding water on 5- leaf-ginger  plants  during  7  days.  Biomass  and  concentration  of  total  chlorophyll  on  ginger  leaf were measured before water deficit treatment commenced  (day 0) and 7 days after water deficit treatment (day 7). The increase of leaf biomass in control plants was 54% higher than in water- deficit plants and leaf total chlorophyll decreased 8% after 7-day-water-deficit.
Keywords: biomass, total chlorophyll, water-deficit

## PENDAHULUAN
Lingkungan yang  ekstrim  ialah lingkungan yang dapat menimbulkan cekaman pada tumbuhan. Penyebab cekaman dapat  berupa  berbagai  bahan  kimia  dan faktor-faktor  fisik  yang  bersifat  permanen maupun  dapat  balik.  Kekeringan  dapat merupakan cekaman primer maupun cekaman sekunder. Cekaman primer
disebabkan oleh kekurangan air di lingkungan  sekitar  tumbuhan,  sedangkan cekaman  sekunder  diinduksi  oleh  keadaan dingin,  pembekuan,  panas  atau  kadar  garam. Sel  tumbuhan  yang  telah  kehilangan  air  dan mempunyai tekanan turgor yang lebih rendah daripada  nilai  maksimumnya dikatakan mengalami  cekaman  kekeringan  (Darusman et al. , 1991; Tal, 1983; Fitter dan Hay, 1994).
Cekaman  kekeringan  pada  tanaman menunjukkan  kekurangan  air  yang  dialami oleh  tanaman  akibat  keterbatasan  air  dari lingkungannya,  yaitu  media  tanam  (Bray, 1997).  Cekaman  air  pada  tanaman  dapat disebabkan  oleh  kekurangan  suplai  air  di daerah perakaran. Di samping itu permintaan air  yang  berlebihan  oleh  daun  akibat  laju evapotranspirasi  melebihi  laju  absorpsi  air walaupun  ketersediaan  air  tanah  cukup  juga mengakibatkan  cekamn  kekeringan.  Oleh sebab  itu  laju  transpirasi,  sistem  perakaran dan  ketersediaan  air  tanah  mempengaruhi serapan air oleh akar tanaman (Lakitan, 1996; Bray, 1997).
Respons  tanaman  yang  mengalami cekaman kekeringan dapat merupakan perubahan  di  tingkat  selular  dan  molekular yang  ditunjukkan  dengan  penurunan  laju
pertumbuhan,  berkurangnya  luas  daun  dan peningkatan  rasio  akar  :  tajuk.  Tingkat kerugian tanaman akibat kekeringan dipengaruhi  oleh  beberapa faktor, antara  lain intensitas  kekeringan  yang  dialami,  lamanya kekeringan  dan  tahap  pertumbuhan  saat tanaman mengalami kekeringan (Srivastata et al. ,  1994;  Upadhyaya,  1994;  Nio  dan Kandou,  2000).  Jika  mengalami  kekeringan, dua  macam  respons  tanaman  yang  dapat memperbaiki  status  air  adalah  (1)  mengubah distribusi asimilat baru untuk lebih mendukung pertumbuhan akar daripada tajuk, sehingga  dapat  meningkatkan  kapasitas  akar menyerap air serta menghambat pertumbuhan tajuk  untuk  mengurangi  transpirasi  dan  (2) mengatur  derajat  pembukaan  stomata  untuk menghambat hilangnya air melalui transpirasi (Mansfield, 1990).
Cekaman  kekeringan  dari  tingkat paling ringan sampai paling berat mempengaruhi  proses-proses  bioimia  yang berlangsung dalam sel.
Kekeringan mempengaruhi reaksi-reaksi biokimia fotosintesis, sehingga laju fotosintesis menurun.  Salah  satu  aspek  fotosintesis  yang sangat sensitif terhadap cekaman kekeringan, termasuk  cekaman  tingkat  ringan,  ialah biosintesis klorofil (Fitter dan Hay, 1994). Di samping itu pembentukan protoklorofil terhambat pada potensial air sedikit di bawah 0 atm (Salisbury dan Ross, 1992).
Pengaruh cekaman kekeringan terhadap  pertumbuhan  dan  hasil  produksi telah dilakukan pada berbagai tanaman, tetapi penelitian  sejenis  pada  tanaman  obat  masih kurang  dilakukan.  Kekeringan  pada  basil manis  ( Ociumum  basilicum )  menurunkan tinggi tanaman dan luas daun serta meningkatkan  rasio  akar  :  tajuk  (Lebaschi et al. ,  2003).  Kekeringan  pada  mint  ( Mentha sp.)  mengurangi  luas  daun,  berat  basah  dan berat  kering  (Misra  dan  Sricastatva,  2000). Informasi  tentang  pengaruh  kekeringan  pada tanaman  obat  yang  banyak  dimanfaatkan  di Indonesia,  seperti  jahe  ( Zingiber  officinale L.)  masih  kurang.    Jahe  merupakan  jenis rempah-rempah yang paling banyak digunakan  dan  sebagai  tanaman  obat  dapat dipakai  sebagai  obat  masuk  angin,  gangguan pencernaan, antipiretik (Kikuzaki dan
Nakatani,  1993).  Untuk  lebih  memperkaya wawasan  tentang  respons  tanaman  obat terhadap kekeringan,
penelitian ini
mengevaluasi  biomassa  dan  kandungan klorofil  total  daun  jahe  yang  mengalami kekeringan.

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dalam
Rancangan Acak Lengkap dengan 2 perlakuan  dan  3  kali  ulangan  di  kebun percobaan Jurusan Biologi FMIPA UNSRAT selama  8  minggu.  Bahan  penelitian  yang digunakan ialah rimpang jahe yang diperoleh dari  pasar  tradisional.  Variabel  bebas  dalam penelitian  ini  adalah  perlakuan  cekaman kekeringan,  yaitu  disirami  sampai  kapasitas lapang (kontrol) dan tidak disirami (kekeringan).  Sedangkan  variabel  terikatnya adalah biomassa daun dan kandungan klorofil total  daun,  yang  diamati  setelah  1  minggu perlakuan.
Tahapan  kerja  dalam  penelitian  ini meliputi pertunasan rimpang jahe, pemeliharaan  tanaman,    pemberian  cekaman kekeringan  dan  pengambilan  sampel  daun untuk  dianalisis  biomassa  dan  kandungan klorofil  totalnya.  Rimpang  jahe  dengan  mata tunas  ditanam  di  media  tanah  dalam  gelas plastik  dan  dipelihara  sampai  tumbuh  tunas dengan  5  helai daun. Tanaman  muda  dengan 5  helai  daun  dipindahkan  ke  polybag  yang berisi  tanah  kira-kira  2  kg  dan  dipelihara selama 7 hari dengan cara disirami setiap hari sebelum  cekaman  kekeringan  diperlakukan. Tanaman  kontrol  diairi  sampai  kapasitas lapang  setiap  2  hari,  sedangkan  tanaman perlakuan  kekeringan  tidak  diairi  selama  7 hari.  Sampel  daun  diambil  pada  hari  ke-0 (sebelum perlakuan dimulai) dan hari ke-7 (7 hari setelah perlakuan kekeringan). Biomassa daun  diperoleh  dengan  menimbang  sampel daun  yang  telah  dikeringkan  dengan  oven pada  temperatur  70 o C  selama  2  x  24  jam. Kandungan  klorofil  total  daun  ditentukan dengan menggunakan spektrofotometer setelah klorofil diekstrak dengan alkohol 95% (modifikasi  dari  Sasmitamihardja,  1990). Sebagai  data  penunjang,  evapotranspirasi diukur dengan cara menimbang polybag yang berisi  tanah  dan  tanaman,  baik  pada  kontrol maupun perlakuan selama perlakuan kekeringan. Data dianalisis dengan uji t 5%.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Air  sangat  diperlukan  dalam  siklus hidup  tanaman  dan  proses  metabolisme tanaman  tidak  dapat  berlangsung  tanpa adanya  air.  Air  dapat  masuk  ke  dalam  sel tanaman melalui tanah dengan jalan penyerapan  oleh  akar.  Kemampuan  partikel tanah  menahan  air  dan  kemampuan  akar untuk  menyerap  air  menentukan  kadar  air dalam  tanah  dan  banyaknya  air  yang  diserap oleh  akar  tanaman  (Jumin,  1992;  Nio et  al ., 2010). Cekaman kekeringan akan mengurangi  pertumbuhan  akar  dan  bagian tanaman di atas permukaan tanah, menurunkan  luas  daun  dan  berat  kering, mengurangi  laju  fotosintesis  dan  transpirasi serta merusak asam amino, enzim dan protein lainnya (Pugnaire et al. , 1999).

## Biomassa  Daun  Jahe  yang  Mengalami Kekeringan
Cekaman  kekeringan  yang  ringan pada  tanaman  dapat  menurunkan  laju pertumbuhan    tanaman  pada  fase  vegetatif. Pertumbuhan  pada  fase  vegetatif  mencakup pertumbuhan  akar,  batang  dan  daun.  Pada fase  ini  tanaman  memerlukan  banyak cadangan makanan yang akan diubah menjadi energi  untuk  pertumbuhan.  Kekurangan  air pada fase vegetatif mengakibatkan daun-daun menjadi  lebih  kecil  (Gardner et  al. ,  1991; Saptarani, 1999).
Biomassa  daun  jahe  pada  tanaman kontrol  dan  yang  mengalami  kekeringan bertambah setelah 7 hari perlakuan (Tabel 1). Pertambahan  biomassa  daun  pada  tanaman kontrol  54%  lebih  besar  daripada  tanaman yang mengalami kekeringan berdasarkan uji t 5%  yang  ditunjukkan  oleh  nilai  t  hitung (5,787) yang lebih besar daripada nilai t tabel 0,05 (4,303).
Tabel  1.  Biomassa  daun  (g)  pada  jahe  pada hari  ke-0  dan  7  hari  setelah mengalami   kekeringan (rata-rata ± standard deviasi) Hari ke- Kontrol Kekeringan 0 0,1496 ± 0,0126 - 7 0,1945 ± 0,009 0,1788 ± 0,034 Kekeringan
mempengaruhi pertumbuhan  tanaman,  yaitu  berkurangnya
pertumbuhan  akar,  batang  dan  daun  karena fotosintesis  dan  transpirasi  terganggu  akibat rusaknya  asam  amino,  enzim  dan  protein yang  berperan  dalam  kedua  proses  tersebut (Pugnaire et  al. ,  1999).  Hasil  penelitian  ini menunjukkan bahwa kekeringan menurunkan pertambahan  biomassa  daun  jahe  seperti halnya  pada Mentha sp.  (Misra  dan Sricastatva,  2000).  Berkurangnya  ukuran tanaman pada saat kekeringan menguntungkan bagi tanaman karena kondisi tersebut  mengurangi  penggunaan  air  oleh tanaman  dan  kerusakan  jaringan  tanaman (Blum, 1996; 2005; Nio, 2009).

## Kandungan  Klorofil  Daun  Jahe  yang Mengalami Kekeringan
Klorofil  merupakan  sebagian  besar pigmen  yang  ditemukan  dalam  membran tilakoid  kloroplas.  Pigmen  hijau  daun  ini berperan mengabsorpsi cahaya dalam fotosintesis  fase  I,  yaitu  reaksi  fotolisis (Salisbury  dan  Ross,  1992).  Kandungan klorofil  total  daun  menurun  8%  akibat kekeringan pada tanaman jahe selama 7 hari, sedangkan  kandungan  klorofil  total  daun pada tanaman kontrol meningkat 9% dari hari ke-0  sampai  hari  ke-7  (Tabel  2).  Oleh  sebab itu uji t tidak dilakukan.
Tabel  2.  Kandungan  klorofil  total  daun (mg/L)  pada  jahe  pada  hari  ke-0 dan  7  hari  setelah  mengalami kekeringan  (rata-rata  ±  standard deviasi) Hari ke- Kontrol Kekeringan 0 29,10 ± 0,65 - 7 31,74 ± 0,40 26,92 ± 2,19
Seperti  halnya  hasil  penelitian  ini, kandungan  klorofil  total  dan  klorofil  a  pada daun  padi  yang  mengalami  kekeringan dengan induksi polietilen glikol (potensial air -1,0  atm)  juga  lebih  kecil  daripada  padi kontrol  (Nio,  2010).  Hal  ini  disebabkan karena cekaman kekringan dari tingkat ringan sampai  berat  mempengaruhi  reaksi-reaksi biokimia fotosintesis, sehingga laju fotosintesis  menurun.  Salah  satu  aspek fotosintesis  yang  sangat  sensitif  terhadap cekaman kekeringan adalah biosintesis klorofil dan pembentukan protoklorofil
terhambat  pada  PA  sedikit  di  bawah  0  atm (Salisbury dan Ross, 1992). Dengan demikian kandungan  klorofil  total  daun  dapat  dipakai sebagai indikator terjadinya cekaman kekeringan  pada  jahe  seperti  pada  beberapa kultivar kentang (van der Mescht et al. , 1999) dan pada padi IR 64 (Nio, 2010).
Evapotranspirasi menunjukkan jumlah  total  air  yang  hilang  dari  lapangan karena  evaporasi  tanah  dan  transpirasi tanaman  secara  bersama-sama.  Faktor-faktor lingkungan yang
mempengaruhi evapotranspirasi ialah radiasi matahari, temperatur,  kelembaban  relatif  dan  angin. Sedangkan faktor-faktor tanaman yang mempengaruhi
evapotranspirasi ialah penutupan  stomata,  jumlah  dan  ukuran stomata,  jumlah  daun,  penggulungan  atau pelipatan daun, serta kedalaman dan proliferasi  akar  (Gardner et  al., 1991).  Rata- rata jumlah air evapotranspirasi pada tanaman kontrol  lebih  besar  daripada  tanaman  yang mengalami  kekeringan  selama  5  dan  7  hari. Hal  ini  menunjukkan  penggunaan  air  oleh tanaman yang mengalami kekeringan berkurang pada hari ke-5 dan 7. Berkurangnya  penggunaan  air  merupakan salah satu mekanisme adaptif untuk mengurangi pengaruh negatif terhadap perkembangan  tanaman  (Pugnaire et  al. , 1999; Blum, 2005; Nio, 2009).

## KESIMPULAN
1. Pertambahan biomassa daun pada tanaman  jahe  kontrol  lebih  besar daripada  tanaman  jahe  yang  mengalami kekeringan selama 7 hari.
2. Cekaman  kekeringan  selama  7  hari menurunkan  kandungan  klorofil  total daun jahe.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  menyampaikan  banyak  terima  kasih kepada Sumarny Patras yang telah membantu pelaksanaan  penelitian  ini,  sehingga  dapat berlangsung  dengan  baik  dan  lancar  sampai selesai.
Blum,  A.  1996.  Crop responses to drought and  the  interpretation  of  adaptation. Plant Growth Reg. 20: 135-148.
Blum,  A.  2005.  Drought resistance, water- use  efficiency,  and  yield  potential-are they compatible, dissonant, or mutually exclusive? Aust. J. Agric. Res. 56:1159- 1168.
Bray,  E.A.    1997.    Plant  responses  to  water deficit. Trend in Plant Sci. 2:48-54.
Darusman,  L.K.,    O.  Koswara,    J. Wiroatmodjo  dan  S.  Arsjad.  1991. Pengaruh  stress  air  dan  pH  tanah terhadap kemungkinan timbulnya senyawaan stress pada tanaman kentang ( Solanum  tuberosum L.). Forum Pascasarjana 14:13-23.
Fitter,  A.H.  dan  R.K.M.  Hay.    1994. Fisiologi Lingkungan Tanaman. Gadjah Mada University Press.
Yogyakarta.
Gardner, F.O., R.B. Pearce dan R.L. Mitchell. 1991.  Fisiologi  Tanaman  Budidaya (terjemahan). UI Press. Jakarta.
Jumin,  H.B.  1992.  Ekologi  Tanaman  Suatu Pendekatan  Fisiologi.  Rajawali  Press. Jakarta.
Kikuzaki,  H.  dan  N.  Nakatani.  1993. Antioxidant  effects  of  some  ginger constituents. J.  Food  Sci. 58:1.407- 1.410.
Lakitan, B. 1996. Fisiologi Pertumbuhan dan
Perkembangan Tanaman. Rajawali Press. Jakarta.
Lebaschi,  M.H.,  A.  Sharifi-Ashurabadi  dan D.  Mazaheri.  2003.  Effect  of  drought stress  on Hypericum  perforatum . J. Pajouhesh-va-Sazandegi 58:44-51.
Mansfield,  T.A.  dan  C.J.  Atkinson.  1990. Stomatal  behavior  in  water  stressed plants.  Dalam:  Alscher  dan  Cumming (Eds.). Stress  Response  in  Plant Adaptation and Acclimation Mechanisms. Wiley  Liss  Inc.,  New York. hal 241-246.
Misra,  A.  dan  N.K.  Sricastatva.  2000. Influence  of  water  stress  on  Japanese
mint. J. Herbs Spices Med. Plants 7:51- 58.
Nio,  S.A.  2009. Osmotic  Adjustment  and Solutes  in  Leaves  of  Wheat  (Triticum aestivum  L.)  during  Water  Deficit . Disertasi  Doktor.  The  University  of Western Australia. Perth.
Nio,  S.A.  2010.  Kandungan  klorofil  total, klorofil  a  dan  b  sebagai  indikator cekaman  kekeringan  pada  padi  ( Oryza sativa L.). Jurnal  Ilmiah Sains 10:  86- 90.
Nio, S.A. dan F.E.F. Kandou. 2000. Respons pertumbuhan  padi  ( Oryza  sativa L.). sawah  dan  gogo  pada  fase  vegetatif awal  terhadap  cekaman  kekeringan. Eugenia 6:270-273.
Nio,  S.A.,  S.M.  Tondais  dan  R.  Butarbutar. 2010.  Evaluasi  indikator  toleransi cekaman kekeringan pada fase perkecambahan padi ( Oryza sativa L.). Jurnal Biologi XIV:50-54.
Pugnaire,  F.I.,  L.  Serrano  dan  J.  Pardos. 1999.  Constraints  by  water  stress  on plant  growth.  Dalam:  Passarakli,  M. (Ed.). Handbook  of  Plant  and  Crop Stress . 2nd edn, Revised and expanded.
Marcel Dekker Inc, New York, Basel.
Salisbury,  F.B.  dan  C.W.  Ross.  1992. Plant Physiology . 4rd Ed. Wadsworth
Publishing Comapny. California. Saptarani,  E.  1999.  Cara  Bercocok  Tanam secara Vegetatif. Sinar Mas. Jakarta. Sasmitamihardja, D. 1990. Penuntun
Praktikum  Fisiologi  Tumbuhan .  ITB. Bandung.
Srivastata,  D.K.,  V.K.  Grupta  dan  D.R. Sharma.  1994.  Regeneration  in  water stress tolerant callus cultures of tomato ( Lycopersicon  esculentum L.  cv.  Solan gol.). Abstr.VIIIth Int. Cong. Plant Tiss and Cell Cult. p. 124. Tal,  M.  1983.  Selection  for  stress  tolerance.
Dalam:  Evans,  D.A.,  Sharp,  W.R., Ammirato,
P.V.,
Yamada, Y.
Handbook  of  Plant  Cell  Culture Volume  I-Techniques  for  Propagation and  Breeding .  Macmillan  Publishing Co. New York. hal 461-464, 472-473.
Upadhyaya,  H.K.  1994.  Rice  production constraints:  The  importance  of  water- limiting  factors  in  east  and  South-East Asia. Abstr. 7th  Meeting  of  The  Int. Prog. Rice Biotech . p.74. Van  der  Mescht,  A.,  J.A.  de  Ronde,  F.T. Rossouw. 1999. Chlorophyll fluorescence and chlorophyll content as a  measure  of  drought  tolerance  in potato. South Africa J. of Sci . 95 (9).