Abstrak
Tomat ceri ( Solanum lycopersicum ) adalah sayuran bernilai tinggi di seluruh dunia. Kualitas tomat, yang dapat memengaruhi nilai gizi, merupakan faktor penting untuk pilihan konsumen. Sebuah studi penelitian yang dilakukan antara Desember 2022 dan Mei 2023 bertujuan untuk mengoptimalkan kualitas kultivar tomat ceri Ruby dan Fortesa. Studi ini meneliti efek dari berbagai kapasitas penyiraman dan struktur pertumbuhan. Studi ini menggunakan rancangan acak lengkap dengan uji Tukey post hoc dan menemukan bahwa pemilihan kultivar sangat penting, dengan Fortesa mengungguli kultivar lain mengenai parameter hasil dan kualitas. Ruby secara bersamaan berkinerja sangat baik dalam karakteristik seperti kandungan glukosa buah dan aktivitas antioksidan. Lebih jauh lagi, jenis struktur tumbuh memiliki konsekuensi yang signifikan; desain rumah kaca dan tempat berteduh hujan menghasilkan hasil yang lebih tinggi dan tomat berkualitas lebih tinggi. Kapasitas penyiraman terus meningkatkan efisiensi penggunaan air, terutama pada 50% dari koefisien evapotranspirasi (ETc). Hasil-hasil ini menyoroti peran penting pemilihan kultivar, struktur tumbuh, dan kapasitas penyiraman dalam mengoptimalkan hasil dan kualitas tomat ceri, dan hal itu mungkin memiliki konsekuensi di masa depan bagi pertanian berkelanjutan dan proyek-proyek yang berfokus pada nutrisi.
Singkatan
Analisis Varians
analisis varians
DPPH
difenil-1pikrilhidrazil
Dll
koefisien evapotranspirasi
RI
indeks bias
1. PENDAHULUAN
Meningkatnya permintaan konsumen akan produk segar dan bergizi telah menjadikan kualitas buah sebagai fokus utama dalam produksi pertanian (Melomey et al., 2019 ). Karena kurangnya kesadaran publik, lebih sedikit petani, dan tingkat produktivitas yang lebih rendah, tomat ceri ( Solanum lycopersicum var. cerasiforme) tetap sangat mahal di Indonesia meskipun sangat dicari karena rasa dan nilai gizinya. Menghasilkan buah berkualitas tinggi yang memenuhi preferensi pelanggan untuk rasa, penampilan, tekstur, dan nilai gizi sambil memenuhi permintaan pasar yang terus meningkat merupakan tantangan bagi petani (Pratiwi et al., 2021 ). Memantau variabilitas lingkungan dan mengatur iklim mikro secara efektif di berbagai desain pertumbuhan merupakan tantangan umum dalam penelitian seperti ini tentang pengembangan dan produksi tomat ceri. Faktor-faktor ini dapat memengaruhi kejadian penyakit, tekanan serangga, dan kualitas buah (Holcman et al., 2015 ). Memilih kultivar yang tumbuh secara konsisten dalam berbagai kondisi dapat menjadi tantangan karena setiap kultivar dapat bereaksi secara berbeda terhadap iklim mikro tertentu, sehingga mendorong penelitian yang lebih menyeluruh untuk membuat kesimpulan umum tentang kondisi pertumbuhan terbaik (Sánchez-Rodríguez et al., 2011 ). Buah dengan kualitas unggul dapat meningkatkan nilai pasar dan pilihan konsumen secara signifikan. Namun, mencapai sifat-sifat unggul ini sulit, dan bergantung pada beberapa variabel, seperti pemilihan kultivar, lingkungan tumbuh, serta jadwal dan struktur penyiraman (Hussain et al., 2021 ).
Karena irigasi yang tidak memadai atau berlebihan dapat memengaruhi karakteristik penting, termasuk ukuran, warna, rasa, dan kandungan nutrisi, kontrol penyiraman sangat penting untuk kualitas buah (Kaur & Dhillon, 2022 ). Demikian pula, struktur tumbuh seperti rumah kaca dan jaring peneduh menyediakan kondisi yang diatur yang memengaruhi elemen-elemen seperti suhu, kelembapan, dan paparan cahaya, yang sangat penting untuk pertumbuhan tomat ceri (Rosales et al., 2011 ). Variabel-variabel ini juga memengaruhi metrik kualitas penting yang memengaruhi nilai gizi dan ekonomi buah, termasuk fruktosa, glukosa, sukrosa, konsentrasi karotenoid total, likopen, dan aktivitas antioksidan (Bhowmik et al., 2012 ).
Efek interaksi antara tingkat penyiraman tertentu dan kondisi pertumbuhan yang diatur pada kandungan nutrisi dan kualitas tomat ceri belum diselidiki secara ekstensif dalam banyak penelitian. Tomat ceri, misalnya, diketahui mengandung nutrisi penting seperti vitamin, asam amino, flavonoid, dan karotenoid, terutama likopen (Singh et al., 2021 ). Namun, masih diperlukan penelitian lebih lanjut untuk menentukan hubungan kuantitatif antara senyawa-senyawa ini dan tingkat penyiraman dalam berbagai kondisi pertumbuhan. Lebih jauh lagi, karena meningkatnya tekanan pada sumber daya air yang disebabkan oleh perubahan iklim, efisiensi penggunaan air menjadi semakin penting dalam produksi pertanian (Phuntsho et al., 2011 ).
Petani juga harus mencari cara untuk memaksimalkan hasil tanpa mengorbankan kualitas buah. Ketika manajemen irigasi tidak dikontrol secara memadai, konflik antara produksi tinggi dan kualitas buah yang luar biasa sering menjadi masalah (Wu et al., 2021 ). Produksi tomat ceri yang berkelanjutan bergantung pada keseimbangan kedua tujuan penting ini, khususnya dalam situasi terkendali di mana irigasi dapat disesuaikan (Phuntsho et al., 2011 ). Petani dapat menciptakan lingkungan terkendali dengan struktur tumbuh, yang dapat mengurangi dampak kondisi cuaca buruk. Struktur ini memengaruhi penggunaan sumber daya, pengendalian serangga, dan kondisi iklim mikro (Montero, 2006 ). Struktur tumbuh dapat memengaruhi perkembangan tomat ceri karena mengendalikan suhu, kelembapan, dan paparan cahaya. Menentukan teknik budidaya terbaik untuk meningkatkan atribut kualitas tomat ceri (Kumar et al., 2021 ). Buah tomat ceri menentukan kualitas dan nilai gizinya yang dipengaruhi oleh faktor genetik dan lingkungan, serta praktik budidaya, suhu, dan tingkat cahaya di lingkungan tumbuh (Cantore et al., 2016 ). Kadar senyawa bermanfaat ini dalam tomat bervariasi tergantung pada varietasnya, tahap dan kondisi pertumbuhan yang tepat, serta tingkat paparan stres lingkungan (Gent, 2007 ).
Studi ini menyusun kesenjangan tersebut dengan menyelidiki dampak dari berbagai tingkat penyiraman terhadap ketersediaan air dan respons stres tanaman, yang berinteraksi dengan struktur pertumbuhan yang mengendalikan faktor lingkungan seperti suhu, kelembapan, dan paparan cahaya. Faktor-faktor ini secara kolektif memengaruhi proses fisiologis penting seperti fotosintesis, penyerapan nutrisi, dan perkembangan buah, yang pada akhirnya memengaruhi nilai gizi, rasa, dan tekstur tomat ceri. Studi ini menyoroti keunikannya dengan memberikan wawasan untuk memaksimalkan pertanian, menghemat air, dan menyesuaikan diri dengan kesulitan lingkungan. Studi ini menargetkan kebutuhan yang meningkat akan pertanian berkelanjutan di daerah dengan keterbatasan air dengan memberikan wawasan berharga untuk memaksimalkan efisiensi penggunaan air (WUE) dan pengendalian lingkungan dalam produksi tomat ceri.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menilai bagaimana berbagai struktur tumbuh dan tata cara penyiraman memengaruhi karakteristik kualitatif tomat ceri. Kami berhipotesis bahwa tata cara penyiraman koefisien evapotranspirasi (ETc) 50% dan struktur tumbuh rumah kasa sangat memengaruhi karakteristik fisikokimia dan antioksidan tomat ceri.
Ide Inti
Periksa kultivar tomat ceri untuk menentukan mana yang tumbuh subur di lingkungan tertentu dengan variasi air.
Menyelidiki metode pertanian yang ramah lingkungan dan hemat sumber daya untuk memaksimalkan kualitas tomat ceri.
Pertumbuhan dan kualitas tomat ceri dipengaruhi oleh evaluasi iklim pertumbuhan.
2 BAHAN DAN METODE
2.1 Lokasi dan waktu penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Rumah Kaca Bale Tatanen, Fakultas Pertanian, Universitas Padjadjaran, Jatinangor, Kabupaten Sumedang, pada ketinggian 685 m dpl dan Laboratorium Lapang Fakultas Pertanian, mulai bulan Desember 2022 sampai dengan Mei 2023.
2.2 Aplikasi kapasitas penyiraman
Larutan A > KNO 3 , Ca (NO 3 ) 2 , Fe, Larutan B > (NH 4 ) 2 PO 4 , CuSO 4 , MnSO 4 , ZnSO 4 , MgSO 4 , Mo
Penyiraman harian dilakukan dengan menggunakan kombinasi larutan nutrisi (larutan AB) dan metode fertigasi. Untuk melakukannya, 96 L air digunakan untuk melarutkan 2 L masing-masing larutan A dan B, sehingga menghasilkan campuran nutrisi yang konsisten. Permukaan media tanam kemudian ditaburi dengan larutan pupuk ini. Perlu dicatat bahwa 2 minggu setelah penanaman, volume penyiraman yang berbeda diberikan; jumlahnya didasarkan pada laju evapotranspirasi tanaman (ETc), yang dihitung menggunakan persamaan Neraca Air Tanah. Satu larutan nutrisi diberikan dengan menggabungkan Larutan A dan B (J. Liu et al., 2019 ):
di mana ETc adalah evapotranspirasi, P adalah presipitasi (mm), I adalah irigasi (volume air yang diberikan) (mm), R adalah limpasan (aliran permukaan) (mm), D adalah drainase (perkolasi) (mm), W n −1 adalah berat media pada hari ke-n − 1 (g), W n adalah berat media pada hari ke -n (g).
Prosedur pencatatan evapotranspirasi harian dilakukan dengan cara mengambil tiga sampel media tanam pada setiap perlakuan kultivar, memberikan air hingga kapasitas lapang, dan mencatat berat media serta air perkolasi. Media tanam ditimbang pada hari berikutnya untuk mengetahui perbedaan berat (evapotranspirasi). Perbedaan yang dicatat dianggap sebagai evapotranspirasi dari media tanam tersebut dan ditetapkan sebagai 100% ETc. Untuk 75%, 50%, dan 25% ETc, evapotranspirasi 100% dikalikan masing-masing dengan 0,75, 0,50, dan 0,25.
2.3 Faktor pengobatan
Tiga perlakuan telah dievaluasi dalam penelitian ini, termasuk kultivar, struktur tumbuh, dan aturan penyiraman, dan semuanya diulang tiga kali.
Kultivar Struktur yang berkembang Aturan penyiraman
1. Batu rubi 1. Rumah Kaca 1. 100% Dll
2. Benteng 2. Tempat berteduh dari hujan 2. 75% DLL
3. Rumah Layar 3. 50% DLL
2.4 Struktur pertumbuhan dan pemeliharaan tanaman
Tanaman tersebut ditanam di beberapa bangunan dengan kondisi lingkungan yang berbeda, termasuk lapangan terbuka, tempat berteduh dari hujan, rumah kaca, dan rumah kasa. Tempat berteduh dari hujan menyediakan perlindungan dari hujan, meminimalkan paparan air langsung sambil mempertahankan cahaya dan suhu alami. Lingkungan rumah kaca yang diatur mendorong pertumbuhan dalam iklim mikro yang stabil, yang mencakup suhu dan kelembapan yang lebih tinggi. Rumah kasa membatasi masuknya hama dan mengendalikan paparan sinar matahari untuk menciptakan lingkungan yang tidak terlalu menegangkan, cocok untuk mengevaluasi kejadian penyakit dan dampak hama dalam berbagai situasi.
2.5 Pengambilan sampel analisis kimia
Tomat yang telah dipanen dicuci dan dihaluskan dengan blender hingga menjadi jus (sampel basah). Sampel basah digunakan untuk menguji kadar glukosa, sukrosa, fruktosa, total karotenoid, likopen, dan β-karoten. Sedangkan untuk pengujian kadar flavonoid total dan aktivitas antioksidan, terlebih dahulu dilakukan ekstraksi sampel kering. Sebanyak 2,5 g sampel basah dicampur dengan 2,5 g larutan asetonitril untuk kadar fruktosa, glukosa, dan sukrosa; 50 mg sampel kering dicampur dengan 9 mL aseton untuk kadar karotenoid, β-karoten, dan likopen; 100 mg sampel kering dicampur dengan 8 mL metanol untuk kadar flavonoid dan antioksidan. Sampel-sampel tersebut dimasukkan ke dalam labu ukur 10 mL untuk disonikasi selama 30 menit dengan Ultrasonic Cleaner BK-2000. Sampel dikocok setiap 5 menit sekali agar homogen. Setelah itu, larutan disentrifugasi pada kecepatan 4000 rpm selama 10 menit. Cairan bening (supernatan) diambil sebagai sampel uji.
2.6 Pengukuran
2.6.1 Indeks panen (%)
Indeks panen dicatat dengan rumus sebagai berikut:
Setelah memanen dan mengumpulkan semua sampel merah pada saat matang, uji laboratorium dilakukan.
2.6.2 Buah fruktosa, glukosa, dan sukrosa (g/100 g)
Metode pengukuran mengacu pada Agius et al. ( 2018 ). Pengukuran dilakukan dengan menggunakan kromatografi cair kinerja tinggi Shimadzu LC 20 AT dengan detektor RID tipe R10 A pada kolom nukleodur 100–5 NH 2 4 × 3 mm. Volume injeksi adalah 100 µL dengan laju alir 1 mL/menit, dan pelarut yang digunakan adalah 90% ACN (acetonitrile solution) sebanyak 800 µL. Detektor indeks bias (RI) dapat secara tepat mengidentifikasi variasi RI yang berkorelasi dengan konsentrasi gula dalam sampel; digunakan untuk menguji kadar gula.
2.6.3 Total karotenoid buah, β-karoten, likopen (mg 100/g)
Ukuran peng likopen dan β-karoten mengacu pada Alsina et al. ( 2019 ). Sebanyak 1 ± 0,005 g sampel basah ditambahkan dengan 10 mL tetrahidrofuran. Kemudian, larutan diaduk selama 30 menit dalam ruangan gelap hingga homogen. Absorbansi larutan diukur menggunakan spektroskopi ultraviolet-tampak spektrofotometer Shimadzu uv-1601 dengan panjang gelombang ( A ) 663, 645, 505, dan 453 nm. Kandungan likopen dan β-karoten yang dinyatakan dalam mg 100/g berat basah dihitung dengan rumus berikut:
sebuah
2.6.4 Aktivitas antioksidan buah (mg/L)
Aktivitas antioksidan diukur menggunakan metode DPPH (2,2-difenil-1pikrilhidrazil), yang diusulkan oleh Hamed dkk. ( 2019 ). Sampel diencerkan dengan lima konsentrasi berbeda. 0,5 mL sampel ditambahkan dengan DPPH 0,15 mM dan dilarutkan dengan 10 mL metanol. Sampel diinkubasi selama 30 menit di ruangan gelap; kemudian, absorbansi diukur menggunakan spektrofotometer pada 515 nm. Rumus berikut digunakan untuk menghitung aktivitas antioksidan:
2.6.5 Efisiensi penggunaan air (g/mL)
WUE dicatat dengan menerapkan rumus berikut:
2.7 Analisis statistik
Percobaan ini menggunakan rancangan blok lengkap acak faktorial. Setelah analisis varians (ANOVA) menunjukkan pengaruh yang signifikan, dilanjutkan dengan uji post hoc untuk mengetahui perlakuan terbaik secara parsial dengan uji perbandingan rentang berganda Tukey. Dibandingkan dengan metode lain, perbedaan signifikan terkecil memiliki keterbatasan karena tidak dapat mengevaluasi semua kemungkinan kombinasi perlakuan secara bersamaan. ANOVA mencakup uji untuk interaksi dua arah dan tiga arah selain pengaruh utama untuk menyelidiki bagaimana faktor gabungan memengaruhi variabel respons. Dampak ini selanjutnya digambarkan menggunakan plot atau tabel interaksi, yang meningkatkan interpretasi interaksi kompleks antara variabel. Asal dan paket statistik untuk ilmu sosial digunakan untuk analisis statistik, dan tingkat signifikansi 5% ditentukan. Prosedur perbedaan signifikan jujur Tukey diberikan di bawah ini:
Perintah perawatan berarti didasarkan pada hasil tes Tukey.
Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut:
di mana p = jumlah perlakuan, v adalah derajat kebebasan galat, r adalah jumlah replikasi, α adalah tingkat keyakinan, q α ( p , v ) adalah nilai kritis yang diperoleh dari tabel t -student. Dalam sebuah percobaan, t biasanya menunjukkan tingkat atau kuantitas perlakuan tertentu, sedangkan p menunjukkan jumlah aktual yang digunakan. Dengan demikian, dalam rumus “ p = jumlah perlakuan = t ,”
Berdasarkan ukuran sampel dan tingkat signifikansi, “ tabel t -student” adalah tabel statistik yang digunakan dalam uji t untuk menghitung nilai kritis t . Saat menghitung nilai t yang dibandingkan dengan nilai kritis tabel, nilai tersebut sering digunakan untuk mengevaluasi hipotesis rata-rata, terutama dengan jumlah sampel yang kecil.
3 HASIL
3.1 Indeks panen (%)
Dampak dari kultivar tomat ceri yang berbeda dan rancangan tumbuh pada indeks panen secara statistik signifikan ( p < 0,05) (Tabel 1 ; Gambar 1 ). Namun, untuk efek interaksi, efek signifikan ditemukan di antara kultivar × struktur tumbuh dan kultivar × struktur tumbuh × regimen penyiraman. Ruby di tempat berteduh hujan menunjukkan indeks panen yang lebih besar daripada rumah kaca dan rumah kasa (Gambar S1A ), sedangkan untuk interaksi tiga arah yang signifikan, kultivar Ruby di tempat berteduh hujan dengan penyiraman 50% menghasilkan indeks panen maksimum (Gambar S1B ). Indeks panen maksimum sebesar 27,2% tercatat pada kultivar Ruby, sedangkan kultivar Fortesa menghasilkan indeks panen yang lebih rendah sebesar 19%. Dalam kasus rancangan tumbuh, indeks panen maksimum sebesar 25,4% tercatat di tempat berteduh hujan, diikuti oleh rumah kaca pada indeks panen 24,5%, sedangkan rumah kasa menghasilkan indeks panen yang lebih rendah sebesar 19,5%. Di sisi lain, kapasitas penyiraman memiliki efek yang tidak signifikan ( p > 0,05) terhadap indeks panen. Semua kemungkinan interaksi dicatat sebagai tidak signifikan ( p > 0,05) untuk semua faktor.
TABEL 1. Analisis varians (ANOVA) dari parameter yang diamati.
Sumber Indeks panen Efisiensi penggunaan air Buah fruktosa Glukosa buah Sukrosa buah Jumlah karotenoid β-Karoten Likopen Aktivitas antioksidan
Kultivar (C) ** ** NS ** NS * NS ** **
Struktur yang berkembang (G) ** NS ** ** NS ** ** * **
Regimen penyiraman (W) NS ** NS NS NS NS NS NS NS
C × G ** NS NS * NS NS * NS **
C × Lebar NS NS NS ** NS NS NS NS **
Ukuran L × Lebar NS NS NS * NS NS NS NS **
C × G × Lebar * NS NS NS NS * * NS NS
Singkatan: NS, tidak signifikan.
*, ** menunjukkan signifikansi pada p < 0,05, p ≤ 0,01.
Pengaruh utama dari struktur tumbuh, kapasitas penyiraman, dan kultivar terhadap indeks panen tomat ceri. Rata-rata dengan huruf yang berbeda berbeda secara signifikan ( p < 0,05) menurut uji beda nyata jujur (HSD) Tukey.
.2 Efisiensi penggunaan air (g/mL)
Analisis data WUE untuk tomat ceri mengungkapkan bahwa pilihan kultivar dan kapasitas penyiraman berdampak signifikan ( p < 0,05) terhadap WUE (Tabel 1 ; Gambar 2 ). Namun, memanipulasi desain tumbuh tidak menunjukkan efek signifikan ( p > 0,05), juga tidak ada efek interaktif. WUE tertinggi diamati pada kultivar Fortesa, mencapai nilai 1,60 g/mL. Di sisi lain, kultivar Ruby menunjukkan WUE yang lebih rendah, yaitu 1,35 g/mL. Mengenai berbagai kapasitas penyiraman, tanaman tomat ceri menunjukkan WUE paling signifikan ketika dikenakan 50% ETc, dengan nilai penting sebesar 1,98 g/mL. Perlakuan 75% ETc diikuti dengan ketat dengan WUE 1,37 g/mL. Namun, WUE menurun secara signifikan ketika tanaman menerima 100% ETc, sehingga menghasilkan nilai yang lebih rendah sebesar 1,07 g/mL.
Pengaruh utama dari struktur tumbuh, kapasitas penyiraman, dan kultivar terhadap efisiensi penggunaan air tomat ceri (g/mL). Rata-rata dengan huruf yang berbeda berbeda secara signifikan ( p < 0,05) menurut uji perbedaan signifikan jujur (HSD) Tukey.
3.3 Buah fruktosa, glukosa, dan sukrosa (g/100 g)
Analisis data mengenai kandungan fruktosa telah menunjukkan bahwa pilihan desain tumbuh memiliki dampak yang signifikan ( p <0,05) (Tabel 1 ; Gambar 3 ). Kandungan fruktosa tertinggi, pada 2,16 g/100 g, diamati di rumah kaca, diikuti oleh tempat berteduh hujan dengan kandungan fruktosa 1,74 g/100 g. Kandungan fruktosa buah di rumah kaca, pada 1,55 g/100 g, secara statistik mirip dengan yang ada di tempat berteduh hujan. Kultivar dan kapasitas penyiraman dicatat sebagai tidak signifikan ( p > 0,05) untuk fruktosa buah. Kandungan glukosa buah mengungkapkan efek signifikan yang dihasilkan dari kultivar dan desain tumbuh (Gambar 4 ). Interaksi kultivar × struktur tumbuh, kultivar × rejimen penyiraman, dan struktur tumbuh dan rejimen penyiraman juga signifikan ( p <0,05). Rumah kaca memiliki kadar glukosa buah terbesar, mencapai 6,02 g/100 g, diikuti oleh tempat berteduh hujan pada 5,04 g/100 g. Konsentrasi glukosa buah terendah ditemukan di rumah kasa, pada 4,38 g/100 g. Temuan menunjukkan bahwa kultivar Fortesa memiliki kadar glukosa buah terendah, berukuran 4,42 g/100 g, dan kultivar Ruby memiliki kadar glukosa buah tertinggi, 5,87 g/100 g. Tidak ada variasi kadar glukosa yang signifikan secara statistik ( p < 0,05) ketika air yang diberikan berfluktuasi. Interaksi di antara ketiga kultivar signifikan untuk kadar glukosa buah. Ruby di rumah kaca (Gambar S2A ), Ruby dengan penyiraman ETc 100% (Gambar S2B ), dan rumah kaca dengan penyiraman ETc 100% (Gambar S2C ) menghasilkan kadar glukosa buah maksimum. Temuan analisis kandungan sukrosa diucapkan. Ketiga faktor—desain penanaman, kultivar, dan kapasitas irigasi—tidak memiliki dampak yang nyata terhadap kandungan gula (Gambar 5 ). Tidak ada interaksi antara ketiga faktor ini yang ditemukan signifikan.
Pengaruh utama dari struktur tumbuh, kapasitas penyiraman, dan kultivar terhadap kandungan fruktosa tomat ceri (g/100 g). Rata-rata dengan huruf yang berbeda berbeda secara signifikan ( p < 0,05) menurut uji perbedaan signifikan jujur (HSD) Tukey.
Pengaruh utama dari struktur tumbuh, kapasitas penyiraman, dan kultivar terhadap kandungan glukosa tomat ceri (g/100 g). Rata-rata dengan huruf yang berbeda berbeda secara signifikan ( p < 0,05) menurut uji perbedaan signifikan jujur (HSD) Tukey.
Pengaruh utama dari struktur tumbuh, kapasitas penyiraman, dan kultivar terhadap kandungan sukrosa tomat ceri (g/100 g). Rata-rata dengan huruf yang berbeda berbeda secara signifikan ( p < 0,05) menurut uji perbedaan signifikan jujur (HSD) Tukey.
3.4 Jumlah karotenoid, β-karoten, dan likopen pada buah (mg/100 g)
Hasil dari penelitian pada total kandungan karotenoid mengungkapkan bahwa desain tumbuh dan kultivar ditemukan memiliki pengaruh yang nyata ( p < 0,05) pada total kandungan karotenoid (Tabel 1 ; Gambar 6 ). Efek interaksi kultivar × struktur tumbuh × regimen penyiraman nyata ( p < 0,05) untuk total karotenoid. Kultivar Fortesa di rumah kasa dengan penyiraman ETc 50% menghasilkan total karotenoid buah maksimum (Gambar S3A ). Rumah kasa memiliki total kandungan karotenoid terbesar, dengan pengukuran 134 mg/100 g, diikuti oleh tempat berteduh hujan pada 129,5 mg/100 g, dan rumah kaca, di sisi lain, memiliki konsentrasi total karotenoid terendah (102,9 mg/100 g). Fortesa, salah satu kultivar, memiliki kandungan karotenoid total terbesar, terukur 128,5 mg/100 g, menurut penelitian pada kultivar. Di sisi lain, Ruby memiliki tingkat karotenoid total terendah, pada 115,7 mg/100 g. Anehnya, konsentrasi karotenoid total tidak berubah secara signifikan tergantung pada kapasitas penyiraman. Interaksi antara kultivar × struktur tumbuh dan tiga faktor, desain tumbuh, kapasitas penyiraman, dan kultivar, juga signifikan ( p < 0,05). Setelah menganalisis data pada kandungan β-karoten tomat ceri (Gambar 7 ), beberapa hasil menarik ditemukan. Pertama, pilihan desain tumbuh secara signifikan mempengaruhi kadar β-karoten. Dengan 10,99 mg/100 g yang sangat baik, tomat yang ditanam di tempat berteduh hujan memiliki konsentrasi β-karoten terbesar. Tomat yang ditanam di rumah kaca berada di posisi kedua dengan 10,95 mg/100 g. Tomat yang ditanam di bawah rumah kaca, di sisi lain, memiliki tingkat β-karoten yang lebih rendah yaitu 8,95 mg/100 g. Efek yang tidak signifikan dari kultivar dan kapasitas penyiraman pada kandungan β-karoten juga dievaluasi dalam penelitian ini. Selain itu, ditemukan bahwa interaksi tiga arah yang melibatkan desain penanaman, kultivar, dan kapasitas penyiraman dan interaksi antara kultivar dan desain penanaman secara statistik signifikan. Kultivar Fortesa di rumah kaca menghasilkan β-karoten buah maksimum (Gambar S4A ), sedangkan kultivar Ruby di tempat berteduh hujan dengan menerapkan penyiraman ETc 75% menghasilkan β-karoten buah maksimum (Gambar S4B ). Investigasi kandungan likopen menghasilkan beberapa temuan menarik (Gambar 8). Pertama, jelas bahwa pemilihan kultivar dan pilihan teknik penanaman berdampak signifikan terhadap kadar likopen dalam tomat ceri. Tomat yang ditanam di rumah kaca memiliki konsentrasi likopen tertinggi, yakni 15,43 mg/100 g, diikuti oleh tempat berteduh hujan dengan kadar likopen 14,6 mg/100 g. Akan tetapi, kadar likopen tomat yang diproduksi di rumah kaca secara signifikan lebih rendah, yakni 12,13 mg/100 g, yang menunjukkan bahwa kondisi penanaman tertentu dapat memengaruhi akumulasi likopen. Jelas bahwa pemilihan kultivar tomat juga berdampak signifikan saat membandingkan berbagai kultivar. Dengan konsentrasi likopen tertinggi, yakni 16,16 mg/100 g, kultivar Fortesa menonjol, sedangkan kultivar Ruby menghasilkan nilai likopen yang lebih rendah, yakni 11,95 mg/100 g. Khususnya, tidak ada interaksi signifikan secara statistik yang ditemukan antara ketiga parameter ini (desain penanaman, kultivar, dan kapasitas penyiraman).
Pengaruh utama struktur tumbuh, kapasitas penyiraman, dan kultivar terhadap total karotenoid tomat ceri (mg/100 g). Rata-rata dengan huruf yang berbeda berbeda secara signifikan ( p < 0,05) menurut uji perbedaan signifikan jujur (HSD) Tukey.
Pengaruh utama dari struktur tumbuh, kapasitas penyiraman, dan kultivar terhadap β-karoten (mg/100 g) tomat ceri. Rata-rata dengan huruf yang berbeda berbeda secara signifikan ( p < 0,05) menurut uji perbedaan signifikan jujur (HSD) Tukey.
Pengaruh utama dari struktur tumbuh, kapasitas penyiraman, dan kultivar terhadap kandungan likopen tomat ceri (mg/100 g). Rata-rata dengan huruf yang berbeda berbeda secara signifikan ( p < 0,05) menurut uji perbedaan signifikan jujur (HSD) Tukey. 3.5 Aktivitas antioksidan buah (mg/L) Investigasi menunjukkan bahwa sementara berbagai regimen penyiraman tidak berdampak signifikan ( p > 0,05) terhadap kadar aktivitas antioksidan (Tabel 1 ), pilihan kultivar dan desain tumbuh berdampak signifikan (Gambar 9 ). Interaksi signifikan ditemukan di antara kultivar × struktur tumbuh, kultivar × regimen penyiraman, dan kultivar × struktur tumbuh × regimen penyiraman. Ruby di tempat berteduh hujan (Gambar S5A ), Ruby dengan penyiraman 100% ETc (Gambar S5B ), dan tempat berteduh hujan dengan penyiraman 50% ETc (Gambar S5C ) menghasilkan aktivitas antioksidan buah yang maksimal. Tomat yang tumbuh di tempat berteduh hujan memiliki aktivitas antioksidan terbesar yang pernah diukur (955,8 mg/L). Tomat yang tumbuh di rumah kaca berada di posisi kedua dengan aktivitas antioksidan yang kuat sebesar 880,7 mg/L. Di sisi lain, tomat yang tumbuh di bawah rumah kasa memiliki aktivitas antioksidan yang jauh menurun sebesar 820,8 mg/L. Pemilihan kultivar mengungkapkan pola yang sama. Kultivar Fortesa memiliki aktivitas antioksidan yang lebih rendah yaitu 767,6 mg/L, sedangkan kultivar Ruby menghasilkan maksimum 1004 mg/L. Selain itu, ditemukan bahwa interaksi antara desain penanaman dan kultivar, desain penanaman dan kapasitas penyiraman, serta kultivar dan kapasitas penyiraman semuanya signifikan saat menilai dampak interaktif dari unsur-unsur ini.
Pengaruh utama dari struktur tumbuh, kapasitas penyiraman, dan kultivar terhadap aktivitas antioksidan tomat ceri (mg/L). Rata-rata dengan huruf yang berbeda berbeda secara signifikan ( p < 0,05) menurut uji perbedaan signifikan jujur (HSD) Tukey.
3.6 Rata-rata evapotranspirasi harian (mL)
Bahasa Indonesia: Menentukan kebutuhan air tanaman tomat ceri memerlukan pemahaman data evapotranspirasi harian rata-rata bulanan yang ditunjukkan pada Gambar 10. Penelitian kami berputar di sekitar evapotranspirasi, proses kompleks di mana air dipindahkan dari tanah ke atmosfer melalui penguapan tanah dan transpirasi tanaman. Kami memeriksa secara menyeluruh beberapa kultivar tomat ceri dalam penelitian kami, terutama berfokus pada bagaimana mereka merespons jadwal penyiraman yang berbeda. Dengan mengoptimalkan praktik penyiraman, penelitian ini menyajikan kemungkinan peningkatan produktivitas secara signifikan sambil melestarikan sumber daya air yang tak ternilai. Ini juga menekankan bagaimana iklim mikro yang penting, fluktuasi suhu skala kecil dalam wilayah iklim yang lebih besar, untuk pertumbuhan dan produktivitas tanaman. Lingkungan yang lebih baik untuk pertumbuhan tomat ceri dapat diciptakan dengan menerapkan teknik pengendalian iklim mikro yang efektif, yang dapat menghasilkan peningkatan hasil dan kualitas buah yang lebih baik.
Rata-rata evapotranspirasi harian yang tercatat di lokasi percobaan selama fase penelitian.
3.7 Komponen utama data
Grafik biplot analisis komponen utama (PCA) menyoroti korelasi antara berbagai variabel penelitian. PC 1 dan 2 masing-masing menyumbang 20,14% dan 29,32% dari varians (Gambar 11 ).
Analisis komponen utama dari parameter yang diteliti. PC 1 berkorelasi positif dengan likopen, β-karoten, dan karotenoid, tetapi PC 2 berkorelasi positif dengan antioksidan dan flavonoid. Korelasi efisiensi penggunaan air, glukosa, fruktosa, dan indeks panen menunjukkan bahwa mereka memiliki korelasi positif satu sama lain tetapi korelasi negatif dengan karotenoid, likopen, dan β-karoten. Titik-titik merah mewakili berbagai sampel penelitian.
3.8 Korelasi Pearson dari parameter
Matriks korelasi antara parameter yang berbeda seperti antioksidan, flavonoid, fruktosa, glukosa, sukrosa, β-karoten, likopen, indeks panen, dan efisiensi penggunaan air disajikan dalam peta panas ini. Korelasi positif sempurna direpresentasikan oleh nilai 1, korelasi negatif sempurna direpresentasikan oleh nilai −1, dan tidak ada korelasi direpresentasikan oleh nilai 0 (Gambar 12 ). Indeks panen memiliki korelasi positif lemah (0,24) dengan WUE dan korelasi negatif lemah (−0,36) dengan flavonoid dan antioksidan. Ada korelasi positif lemah (−0,18) dan korelasi negatif lemah (−0,28) antara WUE dan sukrosa. Ada korelasi positif kuat (0,72) antara fruktosa dan glukosa. Korelasi positif kuat telah ditunjukkan antara sukrosa dan β-karoten (0,86) dan karotenoid (0,89). Ada korelasi kuat antara karotenoid dan likopen (0,71) dan β-karoten (1,0).
Koefisien korelasi parameter yang diteliti.
4 DISKUSI
Kultivar telah diproduksi untuk memprioritaskan produksi buah yang lebih menonjol, meningkatkan indeks panen; kultivar lain mungkin telah dikembangkan untuk menekankan kualitas lain seperti rasa atau ketahanan terhadap penyakit (Elabed et al., 2022 ). Kecenderungan genetik kultivar Fortesa untuk pemanfaatan sumber daya yang efisien mengubah lebih banyak biomassa menjadi hasil yang dapat dipanen (Kusumiyati et al., 2023 ). Perbedaan WUE spesifik genotipe di antara kultivar tomat menunjukkan bahwa WUE kultivar Fortesa yang lebih tinggi mungkin disebabkan oleh regulasi stomata dan kontrol transpirasi yang lebih efektif di bawah irigasi sedang (Shamshiri et al., 2018 ). Peningkatan WUE Fortesa, yang dijelaskan oleh regulasi stomata dan manajemen transpirasi yang efisien di bawah penyiraman sedang, konsisten dengan penelitian yang menunjukkan bahwa tanaman Solanaceae dapat memaksimalkan proses fisiologis di bawah tekanan air ringan tanpa mengalami penurunan produksi yang berarti (Wu et al., 2021 ). Hal ini kemungkinan disebabkan oleh sinar matahari yang lebih tinggi dan perubahan suhu, yang meningkatkan sintesis karotenoid dalam buah Solanaceae, dan kondisi rumah kaca, dan kultivar Fortesa menunjukkan akumulasi karotenoid yang lebih tinggi (Chen et al., 2013 ). Efek interaksi yang signifikan untuk kandungan glukosa menyiratkan bahwa ekspresi genetik spesifik kultivar dimodulasi oleh keadaan pertumbuhan, yang memengaruhi akumulasi gula (Rana et al., 2014 ). Karena sinar matahari yang lebih tinggi dan perubahan suhu, yang meningkatkan sintesis karotenoid dalam buah Solanaceae, dan kondisi rumah kaca dan kultivar Fortesa menunjukkan akumulasi karotenoid yang lebih tinggi (Chen et al., 2013 ). Kultivar memiliki sistem pertahanan antioksidan yang lebih efektif, membuatnya kurang sensitif terhadap perubahan kondisi pertumbuhan (Djurović et al., 2016 ). Struktur tempat berteduh hujan meningkatkan aktivitas antioksidan kultivar Ruby, yang menunjukkan bahwa kondisi ini dapat meningkatkan akumulasi senyawa bioaktif tanpa menurunkan kualitas panen (H. Liu et al., 2013 ). Respons untuk setiap kultivar juga menunjukkan bahwa variabel genetik sangat penting dalam menentukan seberapa baik tomat menyimpan bahan kimia bioaktif (Ezin et al., 2010 ). Proses metabolisme dan akumulasi gula tomat dipengaruhi oleh faktor lingkungan dan perubahan genetik, yang menyebabkan variasi rasa manis secara keseluruhan di antara berbagai kultivar (Hussain et al., 2021 ). Desain penanaman dan kultivar memiliki efek signifikan pada indeks panen, konsisten dengan penelitian lain yang menyoroti pentingnya adaptasi lingkungan dan sifat genetik khusus kultivar dalam memengaruhi hasil dan alokasi sumber daya (Gaswanto, 2021) .). Pengaturan rumah kaca memaksimalkan indeks panen, mengonfirmasi gagasan bahwa keadaan terkendali mengurangi stres lingkungan dan mendorong pertumbuhan tanaman dan alokasi sumber daya terbaik untuk produksi buah (Anwarzai et al., 2020 ). Jumlah dan intensitas cahaya selama musim tanam memengaruhi kadar gula dalam buah karena asam askorbat dan flavonoid yang disintesis darinya dipasok oleh fotosintesis (Lone et al., 2022 ). Karotenoid berperan dalam membersihkan oksigen tunggal yang dihasilkan selama fotosintesis. Itu memungkinkan kontrol yang tepat atas faktor-faktor lingkungan ini, memengaruhi ekspresi gen sintesis karotenoid (Leyva et al., 2014 ). Mempertahankan suhu dan tingkat kelembapan yang optimal dalam struktur tumbuh menciptakan kondisi yang menguntungkan untuk menghasilkan kadar karotenoid yang lebih tinggi (Joung & Shin, 2021 ). Tomat mensintesis likopen paling efektif pada suhu antara 12 dan 32°C. Variasi suhu dan kualitas cahaya dapat bertanggung jawab atas variasi kadar likopen tomat dalam kondisi terkendali (Souza et al., 2018 ). Antioksidan tertentu, seperti flavonoid dan karotenoid, dapat lebih melimpah dalam kultivar yang cenderung secara genetik untuk menghasilkan lebih banyak metabolit sekunder (Kannaujia et al., 2022 ). Desain rumah kasa secara efektif memberikan tingkat stres cahaya dan suhu yang merangsang produksi likopen, konsisten dengan penelitian tentang augmentasi likopen dalam lingkungan tumbuh yang sebanding (Raffo et al., 2003 ). Menurut Joung dan Shin ( 2021 ), kandungan flavonoid dalam tomat terutama terkonsentrasi di kulit. Interaksi kompleks antara pengaruh lingkungan dan jalur metabolisme memengaruhi konsentrasi flavonoid, produksi karotenoid, dan akumulasi gula (Stewart et al., 2000 ). Dalam keadaan yang diatur, pendekatan pengelolaan suhu, cahaya, dan air yang optimal meningkatkan kadar karotenoid, khususnya likopen, sementara stabilitas genetik dapat menjelaskan kandungan flavonoid yang konsisten di antara kultivar tertentu (Rosales et al., 2011 ). Stres sedang sering kali terbukti menguntungkan bagi pembentukan metabolit sekunder, dan interaksi antara desain pertumbuhan dan kultivar untuk kandungan flavonoid dan aktivitas antioksidan menyoroti pentingnya pengaturan pertumbuhan yang disesuaikan dengan kultivar untuk mengoptimalkan kualitas nutrisi (Zhu et al., 2021 ). Stres lingkungan yang ringan dapat mengaktifkan jalur fenilpropanoid, meningkatkan molekul antioksidan, dan berasal dari peningkatan flavonoid dan aktivitas antioksidan rubi dalam struktur tempat berlindung dari hujan (Dorais et al., 2008)). Tomat ceri dilengkapi dengan mekanisme penyerapan air yang efisien dan sistem respons stres yang memungkinkan mereka mempertahankan kadar karotenoid yang optimal bahkan ketika menghadapi fluktuasi ketersediaan air (Rosales et al., 2011 ). Stres air sedang, biasanya dicapai dengan menurunkan kuantitas penyiraman sebesar 50% ETc, meningkatkan WUE dengan mendorong regulasi stomata yang efektif. Dalam keadaan seperti itu, tanaman memaksimalkan kehilangan air dibandingkan dengan penyerapan karbon, menghasilkan penggunaan sumber daya yang langka secara lebih efisien (Prieto et al., 2000 ). Aktivitas antioksidan dan penurunan parameter kualitas buah tertentu sebagai akibat dari pasokan air yang lebih besar (Chen et al., 2014 ), irigasi hingga 70%–85% dari ETc tanaman sebagai kompromi yang baik antara produktivitas tomat, sementara Patanè et al. ( 2011 ) mempertimbangkan irigasi defisit pada 50% ETc sebagai kompromi antara konservasi air, peningkatan WUE, dan kualitas buah tomat. Tomat ceri dilengkapi dengan mekanisme penyerapan air yang efisien dan sistem respons stres yang memungkinkannya mempertahankan kadar karotenoid yang optimal bahkan ketika menghadapi fluktuasi ketersediaan air (Rosales et al., 2011 ). Menggunakan metode budidaya modifikasi lingkungan dapat memengaruhi ekspresi gen yang terlibat dalam produksi flavonoid pada tomat ceri (Slimestada & Verheulb, 2009 ). Efek menguntungkan dari stres air sedang, yang telah terbukti meningkatkan efisiensi penyerapan air tanpa mengurangi produksi secara signifikan dan juga diamati pada tanaman Solanaceae lainnya, tercermin dalam WUE maksimum di bawah irigasi ETc 50% (Zhang et al., 2020 ). Mengurangi perubahan suhu dan kelembapan, lingkungan semi-terlindungi seperti tempat berteduh hujan dan rumah kasa juga melindungi tanaman dari sinar UV langsung, yang dapat memecah antioksidan halus seperti likopen (Dumas et al., 2003 ).
5 KESIMPULAN
Studi komprehensif ini mengungkap hubungan kompleks antara kultivar tomat ceri, metode penanaman, dan kapasitas penyiraman pada faktor agronomi dan nutrisi. Kultivar Fortesa secara konsisten unggul dalam berbagai aspek, yang menunjukkan potensinya untuk meningkatkan hasil panen dan kualitas nutrisi. Kultivar Ruby menonjol karena parameter kualitas seperti aktivitas antioksidan, glukosa, dan kandungan flavonoid. Struktur penanaman, terutama di tempat berteduh hujan dan rumah kaca, menghasilkan produktivitas yang lebih tinggi dan kualitas yang lebih baik. Kapasitas penyiraman secara signifikan memengaruhi WUE, sementara parameter lainnya kurang terpengaruh. Temuan ini menggarisbawahi pentingnya pemilihan kultivar dan kondisi penanaman untuk mengoptimalkan produksi tomat ceri dalam pertanian dan nutrisi.
KONTRIBUSI PENULIS
Kusumiyati Kusumiyati : Akuisisi pendanaan; investigasi; metodologi; administrasi proyek; supervisi; validasi; penulisan—tinjauan dan penyuntingan. Farhan Ahmad : Konseptualisasi; kurasi data; analisis formal; investigasi; metodologi; perangkat lunak; visualisasi; penulisan—draf asli. Muhamad Aditia Ghifari : Konseptualisasi; kurasi data; investigasi; metodologi; penulisan—draf asli. Mochamad Arief Soleh : Administrasi proyek; supervisi; validasi; penulisan—tinjauan dan penyuntingan. Muhammad Rabnawaz Khan : Konseptualisasi; kurasi data; analisis formal; akuisisi pendanaan; investigasi; sumber daya; supervisi; validasi; visualisasi. Rahmat Budiarto : Konseptualisasi; investigasi; validasi. Syariful Mubarok : Konseptualisasi; investigasi; metodologi; validasi. Yusuf Eka Maulana : Kurasi data; analisis formal; investigasi; metodologi; sumber daya; perangkat lunak.
UCAPAN TERIMA KASIH
Atas saran dan bantuannya dalam mengidentifikasi atribut kualitas tomat ceri selama penelitian ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Dr. Yusuf Eka Maulana. Penulis juga ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Ian dan stafnya dari Laboratorium Labodia atas bantuan mereka yang sangat berharga dalam melaksanakan komponen fisiologis penelitian ini. Bantuan mereka sangat penting bagi penyelesaian penelitian ini secara efektif.
PERNYATAAN KONFLIK KEPENTINGAN
Penulis menyatakan tidak ada konflik kepentingan.
