Kandungan Asam Amino Prolin: Solusi Ketahanan Padi Hitam terhadap Kekeringan

Agroteknologi.umsida.ac.id – Potensi dan Tantangan Padi Hitam Padi hitam, meskipun jarang dikenal luas oleh masyarakat, memiliki potensi besar sebagai sumber pangan fungsional. Selain digunakan sebagai makanan pokok, beras hitam kaya akan nutrisi yang bermanfaat bagi kesehatan, seperti antioksidan dan serat tinggi. Namun, padi hitam menghadapi tantangan besar dalam hal budidaya, terutama pada lahan dengan ketersediaan air yang rendah. Kondisi kekeringan atau cekaman air sering kali menjadi penghambat utama produksi padi, mengakibatkan penurunan hasil yang signifikan.

Kekeringan tidak hanya mengurangi produktivitas tanaman tetapi juga memengaruhi struktur fisiologis dan metabolisme tanaman. Sebagai salah satu solusi, penelitian ini memanfaatkan Polyethylene Glycol (PEG) untuk mensimulasikan kondisi kekeringan, sekaligus mengevaluasi respons dua varietas padi hitam, yaitu Bantul dan Boyolali. Kandungan asam amino prolin diukur sebagai indikator utama toleransi tanaman terhadap kekeringan, karena prolin berperan penting dalam menjaga keseimbangan osmotik, melindungi enzim, dan mendukung adaptasi tanaman terhadap stres lingkungan.

Evaluasi Prolin dan Ketahanan Tanaman

Penelitian dilakukan dengan kombinasi uji laboratorium dan lapangan untuk mengevaluasi pengaruh kekeringan buatan terhadap padi hitam. Berikut adalah tahapan yang diterapkan:

1. Uji Laboratorium:
   • Pengujian dilakukan dengan menggunakan rancangan acak lengkap (RAL). Benih padi hitam direndam dalam larutan PEG dengan konsentrasi 0%, 15%, 30%, dan 45%.
   • Variabel yang diamati meliputi tingkat perkecambahan dan akumulasi kandungan prolin pada kedua varietas.
2. Uji Lapangan:
   • Penanaman dilakukan di lahan Universitas Merdeka Surabaya, di mana tanaman dipantau sejak fase perkecambahan hingga pertumbuhan vegetatif.
   • Pengaruh pemberian PEG terhadap kandungan prolin daun diukur pada tahap pertumbuhan vegetatif awal.
3. Pengukuran Kandungan Prolin:
   • Kandungan prolin diukur menggunakan metode ninhidrin. Sampel daun segar direaksikan dengan asam ninhidrin, dan hasilnya diukur menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 520 nm.

Respon Tanaman terhadap Kekeringan

Hasil penelitian menunjukkan adanya perbedaan signifikan dalam toleransi kedua varietas padi hitam terhadap kekeringan. Berikut adalah temuan utamanya:

1. Perkecambahan Benih:
   • Pada konsentrasi PEG 15%, tingkat perkecambahan varietas Boyolali mencapai 90%, sementara Bantul hanya mencapai 75%.
   • Pada PEG 30%, tingkat perkecambahan Bantul turun menjadi 55%, sedangkan Boyolali masih relatif tinggi di angka 85%.
2. Peningkatan Kandungan Prolin:
   • Kandungan prolin meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi PEG. Pada konsentrasi PEG 40%, varietas Boyolali menunjukkan akumulasi prolin tertinggi sebesar 0,56 mol/gram berat segar daun, dibandingkan Bantul yang hanya mencapai 0,36 mol/gram.
   • Prolin berfungsi sebagai osmoregulator, membantu tanaman mempertahankan keseimbangan osmotik dan melindungi struktur sel dari kerusakan akibat stres air.
3. Perbedaan Genetik dan Adaptasi:
   • Boyolali lebih adaptif terhadap kondisi kekeringan dibandingkan Bantul. Hal ini terlihat dari kapasitas fotosintesis yang lebih tinggi, memungkinkan produksi fotosintat yang lebih banyak untuk mendukung pertumbuhan vegetatif.

Implikasi dan Rekomendasi

Hasil penelitian ini memiliki implikasi besar untuk budidaya padi hitam di lahan marjinal. Beberapa rekomendasi praktis untuk penerapan di lapangan meliputi:

1. Screening Benih dengan PEG:
   • Konsentrasi PEG 30–40% dapat digunakan untuk menyeleksi benih padi hitam yang tahan kekeringan. Proses ini penting untuk memastikan hanya varietas dengan toleransi tinggi yang ditanam di lahan berisiko kekeringan.
2. Pemanfaatan Prolin sebagai Indikator:
   • Kandungan prolin dapat menjadi parameter utama dalam mengevaluasi ketahanan varietas terhadap kekeringan. Tanaman dengan kandungan prolin tinggi cenderung memiliki toleransi lebih baik.
3. Pengembangan Varietas Unggul:
   • Varietas Boyolali yang menunjukkan toleransi lebih tinggi dapat dijadikan dasar dalam program pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas baru yang lebih adaptif terhadap kondisi kekeringan.
4. Penerapan di Lahan Marginal:
   • Penelitian ini relevan untuk diterapkan pada lahan-lahan dengan ketersediaan air rendah, seperti daerah pesisir atau daerah dengan curah hujan rendah.
5. Kolaborasi dengan Petani:
   • Hasil penelitian perlu disosialisasikan kepada petani untuk meningkatkan kesadaran akan pentingnya memilih varietas yang tepat dalam menghadapi perubahan iklim.

Solusi Toleransi Kekeringan pada Padi Hitam

Penelitian ini mengungkapkan bahwa varietas Boyolali memiliki toleransi kekeringan yang lebih baik dibandingkan Bantul, berdasarkan kandungan prolin yang lebih tinggi. Polyethylene Glycol (PEG) terbukti efektif sebagai media simulasi kekeringan dan dapat digunakan untuk screening benih secara dini. Dengan mengoptimalkan varietas padi hitam yang tahan kekeringan, produksi padi hitam dapat ditingkatkan secara signifikan, mendukung ketahanan pangan nasional.

Penelitian ini juga menyoroti pentingnya kolaborasi antara akademisi, petani, dan pembuat kebijakan dalam mendukung pengembangan varietas tahan kekeringan. Dengan langkah-langkah ini, padi hitam dapat menjadi solusi pangan yang berkelanjutan di tengah tantangan perubahan iklim.

Sumber: Kandungan Asam Amino Prolin Dua Varietas Padi Hitam pada Kondisi Cekaman Kekeringan, Freepik