Optimizing Soybean Chlorophyll Content Under Drought Stress: Unveiling the Potential of Biostimulants from Padina minor Yamada with Different Solvent Extraction

Jurnal Biologi Tropis Original Research Paper Optimizing Soybean Chlorophyll Content Under Drought Stress: Unveiling the Potential of Biostimulants from Padina minor Yamada with Different Solvent Extraction Parissa Anandita De Yudanur1, Zozy Aneloi Noli1*, Mansyurdin1 1 Biology Department, Faculty of Mathematics and Natural Sciences; Universitas Andalas, Padang, Indonesia; Article History Received : December 13th, 2023 Revised : January 26th, 2024 Accepted : February 15th, 2024 *Corresponding Author: Zozy Aneloi Noli, Biology Department, Faculty of Mathematics and Natural Sciences; Universitas Andalas, Padang, Indonesia; Email: Abstract: Biostimulants are natural compounds that can stimulate plant growth. Biostimulants from Padina minor contain secondary metabolites and growth-regulating substances needed in various plant growth metabolisms, including soybeans (Glycine max L.). Biostimulants also play a role in enhancing drought stress tolerance in plants. Several solvents are used to extract natural compounds found in P. minor. This study aims to investigate the effect of P. minor biostimulant extracted using various solvents on soybeans' chlorophyll content under different drought stress levels. The study used a completely randomized design (CRD) with two factors: a. Solvent (control, aquadest, methanol, and ethanol) and b. Soil field capacity (100%, 75%, 50%, and 25%). Applying P.minor as biostimulant extracted with methanol solvent showed higher average chlorophyll a, b, and total chlorophyll than other solvent types. Imposing stress up to 25% did not significantly affect soybean chlorophyll levels. However, the interaction between soil field capacity and P. minor extract from methanol solvent can trigger resilience response to drought conditions up to 25% soil field capacity and provide the highest average chlorophyll content compared to other treatments during the soybean vegetative period. Methanol is the best solvent for extracting P. minor as biostimulant and can provide the highest average chlorophyll content at 25% soil field capacity. Keywords: Biostimulant, chlorophyll, Glycine max L., growth stimulation, water insufficiency. Pendahuluan Biostimulan adalah sekelompok molekul, ekstrak, atau biomassa dengan kandungan heterogen seperti beberapa senyawa; misalnya fenol, asam salisilat, asam humat dan fulvat, dan protein hidrolase (Chiaiese et al., 2018). Biostimulan adalah bahan organik, baik sintetik maupun alami, yang tidak termasuk dalam kategori pupuk dan diaplikasikan dengan disemprotkan pada tanaman (Noli & Azwar, 2021). Biostimulan semakin banyak digunakan dalam budidaya tanaman karena efek positifnya terhadap hasil tanaman, efisiensi penggunaan unsur hara, toleransi terhadap stres dan ketahanan terhadap penyakit (Calvo et al., 2014). Ekstrak yang berasal dari alga This article is licensed under a Creative Commons Attribution366 4.0 International License. mengandung komponen seperti polisakarida (misalnya galaktan, fukoidan, alginat, dan laminarin), protein (misalnya lektin), pigmen (misalnya klorofil, karotenoid, asam lemak tak jenuh ganda/polyunsaturated fatty acids (PUFA), dan phycobiliprotein), polifenol ( misalnya asam sinamat, flavonoid, isoflavon, asam benzoat, asam fenolik, dan lignan, kuersetin), mineral (misalnya Ca, Mg, K, dan Na), dan zat pengatur tumbuh/ZPT (misalnya auksin, sitokinin, giberelin, dan asam absisat) (Chojnacka, 2012). Karena aktivitasnya yang merangsang pertumbuhan, formulasi alga digunakan sebagai biostimulan dalam produksi tanaman (Siwik-Ziomek & Szczepanek, 2019; Noli & Azwar, 2021; Rimayani et al., 2022; Krawczuk et al., 2023). Tahar et al., (2022) menjelaskan bahwa salah © 2024 The Author(s). This article is open access. De Yudanur et al., (2024). Jurnal Biologi Tropis, 24 (1): 366 – 373 DOI: http://dx.doi.org/10.29303/jbt.v24i1.6568 satu rumput laut coklat dari Indonesia yaitu Padina minor mengandung fitokimia dalam jumlah yang cukup dan menunjukkan potensi antioksidan alami yang mungkin bermanfaat bagi pertumbuhan dan produktivitas tanaman. Ekstrak cair rumput laut menjadi penting di bidang pertanian dengan aplikasi melalui semprotan daun karena mengandung unsur mobile (Fe, Cu, Zn, dan Mn) yang dapat merangsang pertumbuhan tanaman (Sivasankari et al., 2006). Spesies rumput laut yang telah dimanfaatkan untuk sumber biostimulan pada beberapa penelitian sebelumnya adalah Padina minor. Penggunaan ekstrak P. minor efektif meningkatkan pertumbuhan vegetatif padi gogo, memperbaiki bobot segar dan kering, jumlah anakan, kandungan klorofil, dan tinggi tanaman (Noli et al., 2021). Penggunaan bisotimulan P. minor mampu meningkatkan tinggi tanaman kedelai (Suwirmen et al., 2022). Ekstrak rumput laut P. minor dengan konsentrasi 40% mampu meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman kedelai (Noli et al., 2022). Faktor yang mempengaruhi keberhasilan biostimulan adalah proses ekstraksi. pelarut yang digunakan saat ekstraksi memiliki kandungan fisik dan kimia yang dapat mempengaruhi kandungan yang keluar dr tanaman sumber biostimulan (Dulanlebit & Hernani, 2023). Beberapa jenis pelarut yang biasa digunakan untuk melarutkan ekstrak biostimulan adalah air aquades, metanol, dan etanol. Penggunaan ketiga jenis pelarut tersebut juga bergantung pada jenis biostimulan yang digunakan dan kandungan yang terkandung di dalamnya. Pelarut memiliki sifat yang sangat berdampak pada hasil ekstraksi, khususnya semakin polar pelarut, maka semakin baik daya ekstraksinya dan semakin banyak metabolit sekunder yang larut (Cleopatra et al., 2023). Air dapat melarutkan metabolit sekunder (flavonoid, saponin dan terpenoid), berbagai zat gizi makro (Ca, K, Mg, Na, P), dan zat gizi mikro (S, B, Co, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Si, dan Zn) (Godlewska et al., 2016). Selain itu, beberapa penelitian sebelumnya juga menunjukkan metanol merupakan pelarut yang efektif mempengaruhi senyawa bioaktif dan aktivitas antioksidan biostimulan. Penggunaan metanol sebagai pelarut menunjukkan kandungan fenolik dan sifat antioksidan tinggi pada biostimulan rumput laut Padina tetrastromatica (Sobuj et al., 2021). Sementara itu, penggunan pelarut metanol pada ekstrak biostimulan alga Padina pavonica dapat memberikan senyawa fenolik, flavonoid, dan tanin yang lebih tinggi. Keterbatasan informasi mengenai jenis pelarut terbaik untuk ekstraksi biostimulan dari P. minor serta pengaruhnya terhadap kadar klorofil tanaman kedelai belum diketahui. Penelitian ini bertujuan untuk melihat pengaruh biostimulan P. minor yang diekstraksi menggunakan beberapa jenis pelarut terhadap kadar klorofil kedelai pada beberapa tingkat cekaman kekeringan. Bahan dan Metode Waktu dan tempat Penelitian bertempat pada Labooratorium Fisiologi Tumbuhan dan Rumah Kaca, Jurusan Biologi, Fakultas MIPA, Universitas Andalas, Padang, Sumatera Barat, Indonesia. Waktu dilakukan penelitian dari bulan Mei – Agustus 2023. Metode penelitian Metode yang digunakan adalah metode eksperimen tersusun dalam Rancangan Acak Lengk (...truncated)