ISSN 2085-2916  e-ISSN 2337-3652 Tersedia daring http://jai.ipb.ac.id J. Agron. Indonesia, Agustus 2022, 50(2):226-233 DOI: https://dx.doi.org/10.24831/jai.v50i2.40431
Toleransi Tanaman Tembakau ( Nicotiana tabacum L . ) terhadap Cekaman Genangan pada Berbagai Aplikasi Pupuk Kalsium
Tobacco Plant (Nicotiana tabacum L.) Tolerance Towards Waterlogging Stress on Various Calcium Fertilizer Application
Hidayatt 1 , Parawita �ewanti ta �ewanti 1,2* , dan Kacung Hariyono 2
1 Program Studi Magister Agronomi, Fakultas Pertanian, Universitas Jember Jl. Tegalboto No. 37, Krajan Timur, Sumbersari, Kecamatan Sumbersari
Kabupaten Jember, Jawa Timur 68121, Indonesia
2 Program Studi Agronomi, Fakultas Pertanian, Universitas Jember Jl. Tegalboto No. 37, Krajan Timur, Sumbersari, Kecamatan Sumbersari Kabupaten Jember, Jawa Timur 68121, Indonesia
Diterima 23 Maret 2022/Disetujui 19 Juli 2022

## ABSTRACT
Tobacco  (Nicotiana  tabacum  L.)  is  one  of  the  plantation  crops  with  high  economic  value.  High  rainfall  caused waterlogging and becomes a major obstacle in its cultivation. Many studies have shown that waterlogging affected the morphological, physiological, and anatomical responses. Calcium has an important role in helping the metabolic processes in plants under abiotic stress. Calcium application on tobacco improved their adaptation to waterlogging. This study aimed to determine the tolerance of tobacco under waterlogging stress with calcium application based on physiological, morphological, and anatomical responses. This research was conducted from November 2021 to January 2022 at the research trial site of Universal PT. Tempu Rejo using a factorial completely randomized design. The first factor was waterlogging treatment in tobacco plants at different growth stages (control; waterlogging at 21 days after planting (DAP), 28 DAP, and 35 DAP). The second factor was calcium application at different doses (0, 8.5, 10, and 11.5 g). The results showed that 11.5 g of calcium application was effective in enhancing plant tolerance toward waterlogging stress based on its morphological characteristics. This study showed that calcium inhibited the presence of H2O2 as ROS (reactive oxygen species) and function in maintaining the anatomical structure of roots and stomatal conductivity under waterlogging stress.
Keywords: anatomy, H 2 O 2 , morphological characteristics, physiology

## ABSTRAK
Tembakau  (Nicotiana tabacum L.) merupakan salah satu tanaman komoditas perkebunan yang memiliki nilai ekonomi cukup tinggi. Curah hujan tinggi dapat menyebabkan terjadinya genangan dan merupakan kendala utama dalam budidaya tanaman  tembakau.  Banyak  studi  telah  menunjukkan  bahwa  genangan  mempengaruhi  respon  morfologi,  fisiologi  dan anatomi pada tanaman. Kalsium berperan dalam membantu proses metabolisme tanaman saat mengalami cekaman abiotik. Pemberian  kalsium  pada  tanaman  dapat  meningkatkan  adaptasinya  terhadap  genangan.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk mengetahui toleransi tanaman tembakau terhadap cekaman genangan pada berbagai taraf aplikasi kalsium berdasarkan respon fisiologi, morfologi serta anatominya. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan November 2021 hingga Januari 2022 di Kebun percobaan Universal PT. Tempu Rejo menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) faktorial. Faktor pertama adalah penggenangan tanaman tembakau pada usia yang berbeda (tanpa penggenangan/kontrol; penggenangan pada 21 hari setelah tanam (HST), 28 HST, dan 35 HST). Faktor kedua adalah aplikasi kalsium dengan dosis (0, 8.5, 10, dan 11.5 g per tanaman). Hasil penelitian menunjukkan bahwa kalsium 11.5 g per tanaman yang diaplikasikan efektif meningkatkan toleransi tanaman terhadap cekaman genangan berdasarkan karakteristik morfologinya. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa penambahan kalsium dapat menekan keberadaan H 2 O 2 sebagai ROS (reactive oxygen species) serta dapat mempertahankan struktur anatomi akar dan anatomi stomata di bawah cekaman genangan.
Kata kunci: anatomi, fisiologi, H 2 O 2 , karakteristik morfologi

## PEN�AHULUAN
Banjir merupakan fenomena alam yang terjadi akibat intensitas  hujan  yang  tinggi  dan  berlebih,  sehingga  dapat menimbulkan  terjadinya  genangan  air  di  lahan  pertanian. Kejadian ini dapat menimbulkan kerusakan pada komoditas pertanian seperti tanaman pangan dan hortikultura. Genangan air  yang  disebabkan  oleh  banjir  di  lahan  pertanian  dapat menyebabkan  terhambatnya  pertumbuhan  tanaman  dan perkembangan  tanaman  yang  berakibat  pada  menurunnya produktivitas dan hasil tanaman budidaya.
Tembakau merupakan salah satu komoditas tanaman perkebunan  yang  memiliki  nilai  ekonomis  tinggi  dan banyak  dibudidayakan  di  Indonesia.  Kendala  utama dalam  budidaya  tembakau  adalah  faktor  curah  hujan tinggi,  sehingga  dapat  menyebabkan  kelebihan  air  yang berakibat  pada  cekaman  genangan.  Nurhidayati et  al . (2018)  dalam  penelitiannya  membuktikan  bahwa  respon morfologi  seperti  tinggi  tanaman,  diameter  batang,  luas daun  serta  kandungan  klorofil  mengalami  penurunan terhadap  kondisi  genangan  sehingga  dapat  menyebabkan terjadinya penurunan produktivitas tanaman tembakau yang dihasilkan.  Nurhidayati et  al .  (2021),  menyatakan  bahwa terjadi  penurunan  produktivitas  tanaman  tembakau  dari 720 kg ha -1 ke 697 kg ha -1 . Penurunan tersebut diakibatkan oleh berkurangnya kualitas daun dikarenakan kondisi cuaca yang  tidak  menentu  sehingga  banyaknya  kejadian  banjir sebagai penyebab terjadinya cekaman genangan. Semakin tinggi  penggenangan  yang  terjadi  maka  resiko  penurunan produktivitas tanaman semakin meningkat. Pan et al . (2021) menyatakan bahwa proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman  dapat  terganggu  bersamaan  dengan  adanya cekaman  genangan.  Tanaman  secara  umum  merespon adanya  cekaman  genangan  dengan  perubahan  struktur morfologi, proses metabolisme dan biosintesis hormonnya.
Kalsium (Ca) merupakan salah satu unsur hara makro yang dibutuhkan tanaman selama proses pertumbuhan dan perkembangannya.  Hu et  al. (2018)  menyatakan  bahwa pemberian  kalsium  pada  tanaman  juga  merupakan  salah satu solusi untuk meningkatkan toleransi tanaman terhadap kondisi  cekaman  abiotik  dengan  cara  menjaga  kestabilan struktur  dan  fungsi  sel  pada  jaringan  tanaman.  He et  al. (2015)  dalam  penelitiannya,  menujukkan  penambahan kalsium  eksogen  dapat  meningkatkan  konsentrasi  Ca 2+ dan  K + pada  sel  akar  melalui  peningkatan  aktivitas  pada membran  plasma,  sehingga  terjadi  peningkatan  toleransi tanaman  di  bawah  kondisi  hipoksia.  Ou et  al. (2017) juga  menunjukkan  pemberian  kalsium  secara  signifikan berpengaruh  pada  beberapa  parameter  pertumbuhannya terutama  pada  karakteristik  morfologi  dan  fisiologinya  di bawah  kondisi  cekaman  genangan.  Lisuma et  al .  (2020) dalam penelitiannya menyebutkan bahwa penambahan Ca sebagai  nutrisi  makro  sangat  berpengaruh  pada  kualitas tembakau  yang  dihasilkan.  Penambahan  kalsium  dapat meningkatkan  biomassa  dan  berat  kering  tanaman.  Ca juga  mempengaruhi  penyerapan  unsur  nitrogen  sehingga kualitas tanaman yang dihasilkan meningkat dan tentunya berpengaruh terhadap nilai ekonomi serta nilai jual produk
tembakau yang dihasilkan. Tujuan penelitian ini yaitu untuk mengetahui toleransi tanaman tembakau terhadap cekaman genangan pada berbagai taraf aplikasi kalsium berdasarkan respon fisiologi, morfologi serta anatomi yang menyertai.

## BAHAN �AN METO�E
Penelitian ini dilakukan pada November 2021 sampai dengan  Januari  2022  di  Kebun  Percobaan  Agronomy Center,  Universal  PT.  Tempu  Rejo  Indonesia,  Balung Lor,  Balung,  Kabupaten  Jember,  Provinsi  Jawa  Timur pada  lahan  terkontrol  ( greenhouse ).  Pembibitan  tanaman tembakau ( Nicotiana tabacum L.) varietas H382 dilakukan dengan cara menanam benih ke dalam media persemaian. Pembibitan  dilakukan  selama  45  hari  dengan  penyiraman yang  rutin  dan  kondisi  kelembaban  yang  optimal.  Bibit tembakau siap dipindahkan ke dalam polibag ukuran 30 cm x 30 cm yang berisi tanah dan pupuk dasar pada usia 45 hari setelah sebar.

## Perlakuan  Cekaman  Genangan  dan  Pemberian  Pupuk Kalsium
Tanaman  tembakau  digenangi  pada  usia  yang berbeda  (kontrol/tanpa  penggenangan;    Penggengan  usia 21  Hari  Setelah  Tanama  (HST);  28  HST;  dan  35  HST). Penggenangan  dilakukan  dengan  menambahkan  air pada  media  tanam  hingga  110%  di  atas  kapasitas  lapang dan  dipertahankan  hingga  48  jam.  Pemupukan  kalsium diberikan 1 minggu sebelum perlakuan cekaman genangan. Sumber kalsium yang digunakan adalah pupuk CaNO 3 yang diaplikasikan pada 4 taraf dosis berbeda (0, 8,5, 10, dan 11.5 g per tanaman).

## Analisis Pertumbuhan Tanaman Tembakau
Pengukuran parameter pertumbuhan dan perkembangan tanaman tembakau dilakukan dengan cara mengukur tinggi menggunakan  penggaris.  Parameter  destruktif  dilakukan dengan  mencabut  tanaman  tembakau  pada  usia  45  HST untuk kemudian diukur bobot segar. Keseluruhan tanaman kemudian dikeringkan menggunaan oven dengan suhu 85 o C selama 48 jam sampai menghasilkan berat yang stabil. Bobot kering tanaman dihitung sebagai biomassa tanaman.
Analisis Kandungan H 2 O 2
Pengukuran  kandungan  H 2 O 2 menggunakan  metode dari  Junglee et  al. (2014)  Sampel  diukur  absorbansinya menggunakan spektrofotometer dari Amersham Bioscience pada panjang gelombang 390 nm.

## Pengukuran Kandungan Klorofil
Pengukuran klorofil menggunakan metode dari  Süß et al. (2015) yaitu menggunakan alat SPAD (Konica Minola SPAD-502Plus). Pengambilan nilai SPAD dilakukan pada 5  titik  daun  agar  didapatkan  akurasi  data  yang  tinggi.
Nilai  SPAD  yang  muncul  pada  alat  dinyatakan  sebagai SPAD Value (SV).  Nilai  SV  yang  didapatkan  kemudian dimasukkan  kedalam  rumus  regresi,  sehingga  didapatkan nilai  kandungan  klorofil.  Rumus  regresi  yang  digunakan adalah:

## Penentuan Indeks Sensitivitas Tanaman terhadap Cekaman Genangan
Perhitungan nilai indeks sensitivitas tanaman tembakau ditentukan berdasarkan Fischer dan Maurer (1978) dengan menggunakan  beberapa  data  kuantitatif  respon  morfologi seperti  tinggi  tanaman,  berat  akar,  biomassa  dan  juga kandungan klorofil. Indeks sensitivitas cekaman genangan (S) ditentukan berdasarkan  rumus berikut :
S = Indeks sensitivitas cekaman genangan, Yp = nilai rata rata  setiap  perlakuan  yang  mendapat  cekaman  genangan, Y  =  nilai  rata  rata  setiap  perlakuan  yang  tidak  mendapat cekaman  genangan,  Xp  =  nilai  rata  rata  semua  perlakuan yang mendapat cekaman genangan, X = nilai rata rata semua perlakuan yang tidak mendapat cekaman genangan.
Kriteria dalam menentukan tingkat sensitivitas terhadap cekaman  genangan  yaitu  apabila  nilai  S<0.5  (Toleran), 0.5<S<1.0 (Medium toleran) dan S>1.0 (Sensitive/peka).

## Analisis Histologi Jaringan Akar
Histologi jaringan dilakukan untuk mengetahui anatomi akar pada saat tergenang. Metode pembuatan preparat untuk histologi jaringan akar dilakukan berdasarkan Albrechtová et al. (2014). Hasil jaringan akar yang didapatkan kemudian diamati  menggunakan  mikroskop  elektron  ( Olympus) dengan perbesaran 4x.

## Pencetakan Stomata pada Daun
Pengambilan stomata dilakukan dengan cara mencetak stomata  menggunakan  kutek  transparan  yang  dioleskan pada  permukaan  daun.  Kutek  yang  mengering  kemudian diambil menggunakan isolasi bening dan ditempelkan pada
kaca preparat. Pengamatan stomata dilakukan menggunakan mikroskop elektron ( Olympus ) dengan perbesaran 10x.

## Analisis Data
Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap. Semua percobaan dilakukan dengan tiga ulangan. Analisis yang digunakan adalah Analysis of Variant (ANOVA) dan akan  diuji  lanjut  dengan  menggunakan Duncan  Multiple Range Test (DMRT) pada taraf  kepercayaan 5%. Selain itu juga  dilakukan  analisis  korelasi  antara  karaketer  karakter fisiologi dan morfologinya.

## HASIL �AN PEMBAHASAN

## Anatomi Stomata dan Anatomi Akar Tanaman Tembakau
Gambar 1 menunjukkan anatomi stomata pada kondisi normal  dan  tergenang.  Banyaknya  stomata  yang  terbuka dapat  menjadi  indikasi  semakin  meningkatnya  efisiensi fotosintesis tanaman pada kondisi tergenang . Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa pemberian kalsium pada tanaman yang tergenang dapat meningkatkan jumlah stomata yang terbuka.  Hal  ini  sesuai  dengan  penelitian  yang  dilakukan oleh He et al . (2018), bahwa penambahan kalsium eksogen pada  tanaman  timun  secara  signifikan  dapat  menambah kapasitas  fotosintesis  melalui  peningkatan  kapasitas  daun dalam asimilasi karbon (CO 2 ) dengan meregulasi pembukaan stomata.  Cekaman  genangan  menyebabkan  terjadinya penutupan stomata sebagai salah satu mekanisme adaptasi tanaman  pada  kondisi  stress.  Mekanisme  tertutupnya stomata dipengaruhi oleh tekanan turgor pada sel penjaga. Bharath et al. (2021) menyatakan bahwa keberadaan Asam Absisat (ABA) menginduksi terjadinya penutupan stomata yang  disebabkan oleh meningkatnya OST1 kinase. OST1 merupakan faktor primer dalam aktivasi NADPH oxidase dan  peningkatan  kandungan  ROS  pada  sel  penjaga. Disisi  lain,  stomata  yang  tertutup  dapat  mempengaruhi kondukivitas stomata. Todorova et al . (2022) menyatakan bahwa stomata yang tertutup dapat mengganggu asimilasi CO 2 didalam tanaman, sehingga dapat menghambat aktivasi Rubisco serta menurunkan efisiensi fotosintesis.
Akar merupakan salah satu organ tanaman yang juga merespon ketika terjadi cekaman genangan. Pada Gambar 2. struktur akar normal menunjukkan kualitas yang baik dan
Klorofil (µg cm ିଶ ) = 1.034 + 0.308 × SV + 0.11 × SV ଶ
Indeks sensitivitas (S) = ቀ 1 െ Yp Y ቁ ቀ 1 െ Xp X ቁ 1
tidak terjadi kerusakan. Akar tanaman yang tergenang tanpa pemberian kalsium menunjukkan kerusakan pada susunan jaringan  akar  dan  epidermisnya. Akar  tanaman  tembakau yang  diberi  kalsium  mampu  bertahan  didalam  kondisi tergenang dan hanya sedikit mengalami kerusakan. Kondisi akar yang dapat bertahan pada kondisi tergenang berdasarkan hasil pengamatan terdapat pada tanaman tembakau dengan pemberian kalsium 11.5 g per tanaman yang digenangi pada 28 HST. Terbentuknya jaringan aerenkim ditunjukkan pada semua  akar  tanaman  dalam  kondisi  tergenang.  Jaringan aerenkim terbentuk sebagai mekanisme ketahanan tanaman ketika mengalami stress. Ketika di bawah kondisi cekaman genangan,  akar  tidak  memiliki  akses  untuk  mendifusikan oksigen  dari  atmosfer.  Kondisi  tersebut  menyebabkan terhambatnya  pertukaran  gas  sehingga  menurunkan  kadar oksigen  dan  menjadi  penyebab  meningkatnya  kandungan etilen pada akar (Yamauchi et al., 2018). Ni et al. (2019), menunjukkan peningkatan etilen dan reactive oxygen spesies (ROS) merupakan sebuah mekanisme adaptasi tanaman pada kondisi  stress.  Keberadaan  etilen  dan  ROS  terlibat  dalam formasi  aerenkim  pada  batang  dan  akar  yang  diakibatkan oleh program  cell  death (PCD).  Pada  kondisi  tergenang, tanaman  akan  mengalami  perbesaran  dan  peningkatan ruang  sel.  Peran  kalsium  yang  diberikan  memiliki  fungsi untuk  mempertahankan  proporsi  serta  struktur  sel  akar tetap dalam kondisi normal, sehingga metabolismenya tetap berjalan normal (Ou et al. , 2017).

## Respon Fisiologi Tanaman Tembakau
Respon  fisiologi  tanaman  dalam  kondisi  stress dapat  meningkatkan  kandungan  Hidrogren  Peroksida (H 2 O 2 )  sebagai Reactive  Oxygen  Species (ROS).  Kondisi cekaman  genangan  menyebabkan  kandungan  H 2 O 2 meningkat  dibandingkan  dengan  kondisi  normal  (Gambar 3). Kandungan H 2 O 2 tertinggi yaitu sebesar 3.65 µmol g -1 terdapat  pada  tanaman  tembakau  yang  digenangi  35 HST tanpa pemberian kalsium. Pada tanaman yang diberi kalsium,  kandungan  H 2 O 2 lebih  rendah  daripada  tanaman yang  digenangi  tanpa  pemberian  kalsium.  Meningkatnya senyawa  H 2 O 2 yang  terinduksi  karena  kondisi  cekaman abiotik  dapat  menyebabkan  kerusakan  fungsi  sel  pada tanaman (Luan et al., 2018). Penambahan kalsium sebagai Ca 2+ eksogen  mampu  mengaktivasi  beberapa  enzim  serta
meregulasi  gen  untuk  meningkatkan  adaptasi  pada  sel tanaman sehingga dapat menekan keberadaan H 2 O 2 (Jethva et al., 2022). Cekaman  genangan  juga  menyebabkan  terjadinya penurunan kandungan klorofil pada daun tembakau (Gambar 3). Kandungan klorofil terendah terdapat pada tanaman yang genangi 35 HST tanpa pemberian kalsium, dengan penurunan klorofil  tertinggi  yaitu  30.35%.  Berkurangnya  kandungan klorofil  disebabkan  oleh  terhambatnya  pertukaran  gas  di zona  perakaran  tanaman  yang  menyebabkan  penyerapan nutrisi,  air  terbatas  dan  penyerapan  nitrogen  oleh  daun terbatas (Biswas and Kalra, 2018). Pemberian kalsium pada masing  masing  fase  penggenangan  dapat  meningkatkan kandungan  klorofil.  Kalsium  11.5  g  per  tanaman  yang diaplikasikan  mampu  meningkatkan  kandungan  klorofil pada  tanaman  tembakau  yang  digenangi  pada  28  HST. Kalsium  memberikan  pengaruh  dalam  mengurangi hambatan  efisiensi  fotosintesis  pada  tanaman  dan  hal ini  dibuktikan  oleh  penelitian  dari  (He et  al .,  2018)  pada tanaman  mentimun  yang  diberi  cekaman  genangan  dapat menurunkan  kandungan  klorofilnya,  akan  tetapi  tanaman tetap  dapat  melakukan  metabolisme  fotosintesis  dengan baik.

## Respon Pertumbuhan Tanaman Tembakau
Karakeristik  ketahanan  tanaman  tembakau  bisa dilihat  berdasarkan  respon  pertumbuhannya  (Tabel  1). Hasil  penelitian  menunjukkan  cekaman  genangan  dapat menghambat  pertumbuhan,  salah  satunya  dapat  dilihat berdasarkan  tinggi  tanamannya.  Penggenangan  pada  usia 35  hari  merupakan  fase  kritis  tanaman  tembakau.  Hal ini  ditunjukkan  dengan  terhambatnya  pertumbuhan  dan perkembangan  tanaman  setelah  digenangi  dibandingkan dengan cekaman pada usia 21 dan 28 HST. Wang et al. (2017) menyatakan  bahwa  fase  generatif  awal  ( Squaring  stage ) merupakan  fase  kritis  tanaman  dalam  merespon  cekaman genangan.  Tanaman  tidak  mampu  untuk  memperbaiki kerusakan  yang  terjadi  akibat  pengaruh  dari  genangan, sehingga pertumbuhannya terhambat. Tanaman yang diberi kalsium  10  g  per  tanaman  pada  penggenangan  28  HST memiliki presentase penurunan yang rendah yaitu sebesar 1.58%.  Pemberian  kalsium  eksogen  yang  ditambahkan pada tanaman tembakau mampu meningkatkan kandungan
1
Gambar 2. Histologi jaringan akar tanaman tembakau dengan mikroskop perbesaran 4x (A) kondisi normal/kontrol, (B) cekaman genangan, (C) cekaman genangan + kalsium. ed = endodermis; ep = epidermis; ae = aerenkim
aktivitas enzim antioksidan yang dapat menekan kerusakan akibat  kondisi  stress,  sehingga  dapat  mempertahankan pertumbuhannya pada fase bibit (Guan et al., 2020). Berdasarkan (Tabel 1), bobot segar dan bobot kering akar  tanaman  mengalami  penurunan  akibat  terjadinya cekaman  genangan.  Dibandingkan  dengan  kontrolnya, penurunan tertinggi berat akar terdapat pada tanaman yang dicekam  pada  35  HST.    Pengaplikasian  kalsium  dengan dosis 11.5 g per tanaman mampu meningkatkan ketahanan akar  dalam  kondisi  tergenang,  sehingga  penurunan  yang
terjadi sangat rendah, yaitu sebesar 12.18% pada tanaman tembakau  yang  digenangi  28  HST.  Berdasarkan  Cotrozzi et  al. (2021),  cekaman  genangan  mengakibatkan  stress oksidatif yang menyebabkan kerusakan pada akar tanaman. Syah et  al .  (2019)  juga  menyatakan  cekaman  genangan dapat merusak akar tanaman jagung pada tahap vegetatif, sehingga mengakibatkan penurunan bobot kering.
Biomassa  tanaman  merupakan  salah  satu  parameter penting yang digunakan untuk mengetahui efek kerusakan yang  diakibatkan  oleh  respon  morfologi,  anatomi  dan
ab ef cde f ab def abcd def ab cde bcde cdef a abcd abc cde 0 50 100 150 200 250 300 350 Kontrol 21 HST 28 HST 35 HST Klo ro fil (µ g cm -2 ) Umur tanaman saat penggenangan Tanpa CaNO3 8.5 gram CaNO3
10 gram CaNO3 11.5 gram CaNO3 d e d j bc ef c i ab g a i a f ab h 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 Kontrol 21 HST 28 HST 35 HST H 2 O 2 (µ m ol g -1 ) Umur tanaman saat penggenangan A B
Gambar 3. Nilai respon fisiologi tanaman tembakau terhadap cekaman genangan (A) Kandungan H 2 O 2 , (B) Kandungan Klorofil. HST =
Hari Setelah Tanam
Perlakuan Variabel Tinggi tanaman (cm) Bobot segar akar (g) Bobot kering akar (g) Biomassa (g) Kontrol + Tanpa CaNO 3 141.47ef 70.00bc 12.51bc 64.33cd Kontrol + 8.5 g CaNO 3 150.77de 69.00bc 12.49bc 72.00ab Kontrol + 10 g CaNO 3 162.13bc 74.00ab 13.37ab 69.00bc Kontrol +11.5 g CaNO 3 195.22a 78.00a 14.05a 77.00a 21 HST + Tanpa CaNO 3 154.73cd 48.50d 9.57ef 49.33gh 21 HST + 8.5 g CaNO 3 154.77cd 50.50d 8.63fg 50.67gh 21 HST + 10 g CaNO 3 159.57cd 45.00def 10.04e 55.33efg 21 HST + 11.5 g CaNO 3 170.17b 52.00d 10.38e 61.33de 28 HST + Tanpa CaNO 3 144.67ef 48.00de 9.82ef 61.00def 28 HST + 8.5 g CaNO 3 153.37cde 48.50d 10.77de 61.67de 28 HST + 10 g CaNO 3 157.43cd 64.50c 10.48de 70.33abc 28 HST + 11.5 g CaNO 3 159.57cd 68.50bc 11.82cd 73.00ab 35 HST + Tanpa CaNO 3 115.37h 32.00g 6.95hi 46.33h 35 HST + 8.5 g CaNO 3 116.43h 39.50f 7.40gh 55.00efg 35 HST + 10 g CaNO 3 117.47h 40.50ef 6.95hi 46.33h 35 HST + 11.5 g CaNO 3 131.83g 39.00fg 6.19i 54.33fg
Tabel 1.  Pengaruh aplikasi kalsium pada berbagai umur tanam terhadap tinggi tanaman, berat segar akar, berat kering akar dan biomassa tanaman tembakau yang diberi cekaman genangan
Keterangan: HST = hari setelah tanam. Angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji lanjut DMRT α = 5%
fisiologi  tanaman  tembakau  pada  kondisi  stress.  Tabel  1 menunjukkan  bahwa  biomassa  tanaman  tembakau  secara signifikan  menurun  akibat  cekaman  genangan  yang diberikan.  Presentase  penurunan  tertinggi  yaitu  32.85% pada penggenangan 35 HST tanpa kalsium. Aplikasi kalsium sebanyak 11.5 g per tanaman pada penggenangan 28 hari setelah tanam memiliki presentase penurunan biomassa yang rendah yaitu 5.19%. Kalsium sebagai Ca 2+ berperan dalam menjaga integritas dinding sel tanaman untuk menghindari stress  oksidatif  selama  kondisi  tergenang.  Pengurangan dampak  negatif  dari  stress  oksidatif  akan  memberikan dampak baik bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman (Aslam et al., 2021) Respon  fisiologi  dan  morfologi  tanaman  tembakau akibat cekaman genangan saling memiliki keterkaitan dan mempengaruhi satu dengan yang lainnya. Hal ini dibuktikan dengan  adanya  korelasi  yang  kuat  antara  karakter  fisilogi dan morfologi tanaman yang diamati (Tabel 2.). Kandungan H 2 O 2 sebagai ROS memiliki  nilai  korelasi  negatif  yang cukup kuat terhadap karakter pertumbuhan (morfologi) dan kandungan klorofilnya. Khan & Khan, (2017), menunjukkan kondisi  stress  abiotik  menyebabkan  tingginya  produksi
ROS di kloroplas pada sistem tilakoid yang mengakibatkan penangkapan cahaya untuk proses PSI dan PSII terhambat. Zeng et  al. (2021),  menyatakan  bahwa  berkurangnya kandungan  klorofil  pada  tanaman  menyebabkan  asimilasi karbon  dan  distribusi  fotosintesis  terganggu,  sehingga hasil pada tanaman menurun. Penelitian ini membuktikan bahwa  kandungan  H 2 O 2 tinggi  menyebabkan  kandungan klorofil menurun sehingga dapat menghambat pertumbuhan tanaman.
Berdasarkan  indeks  sensitivitas  tanaman  terhadap cekaman genangan dan pemberian pupuk kalsium (Tabel 3.) menunjukkan  bahwa  tembakau  memiliki  nilai  sensitivitas yang berbeda ketika medapatkan cekaman genangan pada usia dan pemberian dosis kalsium yang berbeda. Terdapat 3  klasifikasi  nilai  toleransi  yang  didapat,  yaitu  toleran, medium toleran dan sensitive. Nilai indeks sensitifitas yang didapatkan yaitu berdasarkan rata rata dari beberapa variable pengamatan.  Tembakau  yang  diberi  cekaman  genangan pada  28  HST  menjukkan  nilai  indeks  medium  toleran. Pengaplikasian  pupuk  kalsium  10  g  per  tanaman  juga menunjukkan nilai indeks medium toleran. Penggenangan 35 HST menunjukkan nilai indeks sensitive pada tanaman
Tinggi tanaman Bobot segar akar Bobot kering akar
Biomassa Klorofil H 2 O 2 Tinggi tanaman 1 BS akar 0.71 1 BK akar 0.78 0.93 1 Biomassa 0.68 0.89 0.86 1 Klorofil 0.65 0.90 0.89 0.89 1 H 2 O 2 -0.78 -0.83 -0.83 -0.80 -0.77 1 Tabel  2.  Korelasi  antara  karakter  morfologi  dan  fisiologi  tembakau  di  bawah  cekaman  genangan  dan  pengaplikasian kalsium Perlakuan Variabel Rata rata Indeks sensitivitas TT BM BA KL 21 HST + Tanpa CaNO 3 -5.9 0.9 1.0 1.4 -0.7 T 21 HST + 8.5 g CaNO 3 -1.7 1.2 1.3 1.1 0.5 MT 21 HST + 10 g CaNO 3 1.0 0.9 0.9 0.9 0.9 MT 21 HST + 11.5 g CaNO 3 8.1 1.0 0.9 0.7 2.6 S 28 HST + Tanpa CaNO 3 -0.4 1.2 0.9 1.4 0.8 MT 28 HST + 8.5 g CaNO 3 -0.3 0.8 2.5 0.8 0.9 MT 28 HST + 10 g CaNO 3 0.5 1.2 -0.3 1.1 0.6 MT 28 HST + 11.5 g CaNO 3 3.4 0.9 0.9 0.8 1.5 S 35 HST + Tanpa CaNO 3 0.7 0.9 1.0 1.3 1.0 S 35 HST + 8.5 g CaNO 3 0.9 0.9 0.8 1.0 0.9 MT 35 HST + 10 g CaNO 3 1.1 1.0 1.2 0.9 1.0 MT 35 HST + 11.5 g CaNO 3 1.3 1.2 1.0 0.8 1.1 S
Tabel 3. Indeks sensitivitas tanaman tembakau di bawah perlakuan cekaman genangan dan pemberian kalsium
Keterangan:  HST = hari setelah tanam; TT = Tinggi tanaman; BM = Biomassa; BA = Berat akar; KL = Klorofil; T = Toleran; MT = Medium toleran; S = Sensitif
tanpa pemberian kalsium. Indeks sensitivitas tanaman pada kondisi  tergenang  berpengaruh  terhadap  tingkat  toleransi dan dapat dijadikan sebagai indikator penurunan hasil. Liu et al. (2020) menyampaikan bahwa fase petumbuhan yang berbeda memiliki tingkat kehilangan hasil yang bervariasi ketika  tergenang,  hal  ini  berkaitan  erat  dengan  tingkat sensitivitas tanaman dalam merespon cekaman genangan.

## KESIMPULAN
Cekaman  genangan  mengakibatkan  perubahan struktur anatomi stomata serta merusak struktur perakaran tanaman  tembakau.  Meningkatnya  kandungan  H 2 O 2 dapat menyebabkan penurunan pertumbuhan tanaman. Pemberian kalsium  dapat  meningkatkan  toleransi  tanaman  terhadap cekaman genangan dilihat dari berbagai respon morfologi maupun  fisiologinya.  Kalsium  yang  diaplikasikan  pada tanaman  tembakau  mampu    menekan    keberadaan  H 2 O 2 sebagai  ROS  ( Reactive  Oxygen  Species )  sehingga  dapat mempertahankan  pertumbuhannya  di  bawah  cekaman genangan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  kepada  Universal  PT.  Tempu  Rejo Indonesia atas dukungan  pembiayaan dan fasilitas penelitian ini.  Terima  kasih  juga  penulis  sampaikan  kepada  Center for  Development  of  Advanced  Science  and  Technology (CDAST)  Universitas  Jember  yang  telah  memberikan fasilitas untuk analisis biokimia serta histologi jaringan.

## �AFTAR PUSTAKA
Albrechtová, J., Z. Kubínová, A. Soukup. 2014. Essential methods  of  plant  sample  preparation  for  light microscopy. Method in Molecular Biol. 1080:67-76.
Aslam,  S.,  N.  Gul,  M.A.  Mir,  M.  Asgher,  N.A.  Sulami,
A.A. Abulfaraj, S. Qari. 2021. Role of jasmonates, calcium, and glutathione in plants to combat abiotic stresses  through  precise  signaling  cascade.  Front. Plant Sci. 12:1-29.
Bharath, P., S. Gahir, A.S. Raghavendra. 2021. Abscisic acid- induced stomatal closure: an important component of plant defense against abiotic and biotic stress. Front. Plant Sci. 12:1-18.
Biswas,  J.C.,  N.  Kalra.  2018.  Effect  of  waterlogging and  submergence  on  crop  physiology  and  growth of  different  crops  and  its  remedies:  Bangladesh perspectives. Saudi J. Eng. Technol. 3:315-329.
Cotrozzi, L., G. Lorenzini, C. Nali, C. Pisuttu, S. Pampana,
E.  Pellegrini.  2021.  Transient  waterlogging  events impair shoot and root physiology and reduce grain yield of durum wheat cultivars. Plants 10:1-19.
Fischer,  R.A.,  R.  Maurer.  1978.  Drought  stress  in  spring wheat  cultivars:  grain  yield  responses.  J.  Agric. 29:897-912.
Guan,  X.,  C.  Sui,  Z.  Chen,  C.  Lv,  K.  Luo,  J.  Chen,  W. Wu.  2020.  Exogenous  calcium  treatments  improve growth,  photosynthesis  and  resistance  of  tobacco seedlings  under  low  light  stress  and  transcriptome analysis. Int. J. Agric. Biol. 24:909-917.
He, L., B. Li, X. Lu, L. Yuan, Y. Yang, Y. Yuan, J. Du, S. Guo.  2015.  The  effect  of  exogenous  calcium  on mitochondria,  respiratory  metabolism  enzymes  and ion transport in cucumber roots under hypoxia. Sci. Rep. 5:1-14.
He, L., L. Yu, B. Li, N. Du, S. Guo. 2018. The effect of exogenous  calcium  on  cucumber  fruit  quality, photosynthesis,  chlorophyll  fluorescence,  and  fast chlorophyll  fluorescence  during  the  fruiting  period under hypoxic stress. BMC Plant Biol. 18:1-10.
Hu,  W.,  S.B.  Tian,  Q.  Di,  S.H.  Duan,  K.  Dai.  2018. Effects  of  exogenous  calcium  on  mesophyll  cell ultrastructure, gas exchange, and photosystem II in tobacco ( Nicotiana tabacum L.) under drought stress. Photosynthetica 56:1204-1211.
Jethva, J., R.R. Schmidt, M. Sauter, J. Selinski. 2022. Try or die: dynamics of plant respiration and how to survive low oxygen conditions. Plants 11:1-30.
Junglee,  S.,  L.  Urban,  H.  Sallanon,  F.L.  Lauri.  2014. Optimized assay for hydrogen peroxide determination in plant tissue using potassium iodide. Am. J. Anal. Chem. 5:730-736.
Khan, M.I.R., N.A. Khan. 2017. Reactive Oxygen Species and  Antioxidant  Systems  in  Plants:  Role  and Regulation  under  Abiotic  Stress.  Springer  Nature, Singapore.
Lisuma,  J.,  E.  Mbega,  P.  Ndakidemi.  2020.  Influence  of tobacco plant on macronutrient levels in sandy soils. Agronomy 10:1-15.
Liu, K., M.T. Harrison, S. Shabala, H. Meinke, I. Ahmed, Y. Zhang, X. Tian, M. Zhou. 2020. The state of the art in modeling waterlogging impacts on plants: what do we know and what do we need to know. Earth’s Future 8:1-19.
Ni, X.L., M.Y. Gui, L.L. Tan, Q. Zhu, W.Z. Liu, C.X. Li. 2019.  Programmed  cell  death  and  aerenchyma formation  in  water-logged  sunflower  stems  and  its promotion  by  Ethylene  and  ROS.  Front.  Plant  Sci. 9:1-16.
Nurhidayati, T., R.Y. Rahman, H. Purnobasuki, S. Hariyanto, N.  Jadid.  2018.  Particular  variety  of  tobacco ( Nicotiana tabacum ) exhibits distinct morphological and  physiological  responses  against  periodic waterlogging stress. J. Phys. Conf. Ser. 1028:1-5.
Nurhidayati, T., W.Y. Safitri, H. Purnobasuki, S. Hariyanto. 2021.  Response  of  tobacco  ( Nicotiana  tabacum
L.)  under  waterlogging  stress  based  on  agronomic characters. AIP Conf. Proc. 2349:1-8.
Ou, L.J., Z.B. Liu, Y.P. Zhang, X.X. Zou. 2017. Effects of exogenous  Ca 2+ on  photosynthetic  characteristics and fruit quality of pepper under waterlogging stress. Chil. J. Agric. Res. 77:126-133.
Pan, J., R. Sharif, X. Xu, X. Chen. 2021. Mechanisms of waterlogging  tolerance  in  plants:  research  progress and prospects. Front. Plant Sci. 11:1-16.
Süß, A., M. Danner, C. Obster, M. Locherer, T. Hank, K. Richter. 2015. Measuring Leaf Chlorophyll Content with the Konica Minolta SPAD-502Plus. EnMAP F. Guid. Tech. Report, GFZ Data Serv, Germany.
Syah, U.T., W.B. Suwarno, M. Azrai. 2019. Karakter seleksi fase vegetatif untuk adaptasi cekaman genangan air pada jagung. J. Agron. Indonesia 47:134-140.
Todorova,  D.,  V. Aleksandrov,  S. Anev,  I.  Sergiev.  2022.
Photosynthesis  alterations  in  wheat  plants  induced by  herbicide,  soil  drought  or  flooding.  Agronomy 12:1-13.
Wang, X., Z. Deng, W. Zhang, Z. Meng, X. Chang, M. Lv. 2017.  Effect  of  waterlogging  duration  at  different growth  stages  on  the  growth,  yield  and  quality  of cotton. PLoS One 12:1-14.
Yamauchi,  T.,  T.D.  Colmer,  O.  Pedersen,  M.  Nakazono. 2018. Regulation of root traits for internal aeration and  tolerance  to  soil  waterlogging-flooding  stress. Plant Physiol. 176:1118-1130.
Zeng, R., T. Chen, X. Wang, J. Cao, X. Li, X. Xu, L. Chen, Q. Xia, Y. Dong, L. Huang, L. Wang, J. Zhang, L. Zhang. 2021.  Physiological  and  expressional  regulation on  photosynthesis,  starch  and  sucrose  metabolism response  to  waterlogging  stress  in  peanut.  Front. Plant Sci. 12:1-16.