II. TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Krisan Krisan merupakan salah satu bunga tertua yang dibudidayakan. Bunga ini berperan penting dalam kehidupan serta kebudayaan Cina dan Jepang selama tahun yang lalu. Pada tahun 1843 tanaman krisan diintroduksi ke Inggris oleh Robert Fortune dan menjadi salah satu tetua krisan spray dan pompon yang dikenal saat ini. Sebelumnya beberapa pemulia di Inggris dan Belanda mencoba memuliakan beberapa jenis Krisan lokal. Di Amerika, Smith sudah mencoba menyilangkan sendiri varietas-varietas komersil sejak tahun Tidak kurang dari 500 varietas dihasilkannya, beberapa diantaranya masih bertahan hingga saat ini (Kofranek, 1980) Tingkat Taksonomi Tanaman Krisan Klasifikasi tanaman krisan menurut Crater (1980), sebagai berikut : Divisio : Spermatophyta Subdivisio : Angiospermae Classis : Dicotyledoneae Ordo : Asteraceae / Compositae Familia : Compositae Genus : Chrysanthemum Species : Chrysanthemum morifolium Ramat Tanaman krisan merupakan tanaman tahunan dan akan berbunga terus menerus, tetapi dibudidayakan sebagai tanaman semusim. Kofranek (1980) menyatakan bunga krisan termasuk tanaman bunga majemuk yang 5

2 6 mempunyai ray flower (baris luar) yang terdiri atas bunga betina (pistil) dan disk flower (baris tengah) terdiri atas bunga jantan dan bunga betina (biseksual) dan biasanya bersifat fertil. Menurut Rukmana dan Mulyana (2002) berdasarkan bentuk dan susunan floret, bunga krisan dapat diklasifikasikan dalam tipe bunga sebagai berikut : 1. Single : bunga terdiri atas satu atau dua lapisan ray flower dengan disk flower di bagian tengahnya (bentuk aster). 2. Anemone : bentuk bunga mirip dengan single tetapi mahkota bunga bagian pinggirnya tidak sepanjang single dan bagian tengah bunganya mempunyai bantalan. 3. Spider : mahkota bunganya pipih dan panjang seperti kaki laba laba. 4. Pompon : berbentuk bulat seperti bola, mahkota bunganya menyebar ke semua arah dan piringan dasar bunga tidak tampak. 5. Dekoratif : mirip dengan bentuk pompon, tetapi mahkota bunga bagian luarnya berkembang lebih panjang dari mahkota bunga bagian bawah. Menurut Kofranek (1980) krisan dapat digolongkan ke dalam banyaknya kuntum bunga yang terdapat dalam satu tangkai, yaitu : 1. Tipe standar, adalah tipe krisan yang mempunyai bunga tunggal per batang. Tipe ini dihasilkan dengan membuang calon bunga samping (lateral bud) dan membiarkan calon bunga utama (terminal bud) tumbuh dan berkembang sendiri.

3 7 2. Tipe spray, adalah tipe krisan yang mempunyai bunga paling sedikit lima kuntum per batang. Tipe ini dihasilkan dengan membuang kuncup bunga utama dan membiarkan calon bunga samping. Tanaman krisan memiliki banyak varietas diantaranya Chrysanthemum japonicum (berasal dari Jepang), Chrysanthemum indicum (berasal dari Cina) dan krisan yang paling banyak dibudidayakan secara komersial adalah Chrysanthemum morifolium (Kofranek, 1980) Syarat Tumbuh Tanaman Krisan Krisan dapat tumbuh pada semua jenis tanah, bila dikelola dengan baik (Kofranek, 1980). Tetapi umumnya tanaman ini tumbuh dengan baik pada tanah gembur, subur serta bebas penyakit dengan ph tanah optimal untuk bunga potong sekitar 5,6 6,5 (Crater, 1980). Selain itu krisan juga membutuhkan air yang cukup selama pertumbuhan dan perkembangannya. Krisan membutuhkan nitrogen dan kalium dalam jumlah yang besar dibanding dengan unsur hara yang lain. Pemberian nitrogen selama 7 minggu setelah tanam sangat penting karena kekurangan pada masa tersebut tidak dapat digantikan. Pemberian nitrogen tambahan setelah masa tersebut tidak dapat lagi mengembalikan kualitas bunga yang dihasilkan (Kofranek, 1980). Krisan membutuhkan suhu yang hangat, suhu yang terbaik adalah +24 C siang hari dan + 18 C pada malam hari (Fides, 1990). Menurut Kofranek (1980) untuk menumbuhkan stek krisan dibutuhkan suhu udara +15,5 C dan suhu media +21 C.

4 8 Tanaman hari pendek seperti krisan, membutuhkan hari pendek atau panjang malam tertentu untuk pembungaan dan hari panjang untuk pertumbuhan vegetatif. Di daerah tropis diperlukan pencahayaan tambahan sepanjang tahun untuk pertumbuhan vegetatif (Fides, 1990). Menurut Kofranek (1980) tanaman krisan membutuhkan hari panjang lebih dari 14,5 jam dan suhu minimum + 15,5 C untuk pertumbuhan vegetatifnya. Untuk membudidayakan tanaman krisan sepanjang tahun dibutuhkan pencahayaan tambahan guna menghilangkan pengaruh hari pendek dan merangsang pertumbuhan vegetatif Peranan Cahaya Dalam Pertumbuhan Tanaman Krisan Morfogenesis atau proses pembentukan suatu organisme dapat dipengaruhi oleh faktor luar seperti cahaya, suhu, gaya tarik bumi, air dan ketersediaan hara (Cathey, 1976). Cahaya merupakan faktor luar terpenting dalam mengontrol pertumbuhan dan perkembangan tanaman krisan (Fides, 1990). Pengendalian morfogenesis oleh cahaya disebut fotomorfogenesis. Reaksi-reaksi fotomorfogenesis dipengaruhi oleh semacam pigmen yang disebut fitokrom (Salisbury dan Ross, 1991). Fitokrom merupakan pigmen hijau biru penerima cahaya yang berhubungan dengan pengaruh fotoperiode dalam tanaman. Fitokrom ada pada hampir semua jenis tanaman dan berada pada sebagian besar organ tanaman termasuk akar. Fitokrom mengatur proses yang bervariasi dalam tanaman, mulai dari perkecambahan, pertumbuhan batang dan daun serta pembentukan bunga dan biji (Salisbury dan Ross,

5 9 1991). Diduga pengaruh fotoperiodik menyebabkan sintesisi hormon dalam beberapa sel, dan salah satunya adalah hormon pengatur pembungaan yang disebut florigen. Cathey (1976) mengemukakan bahwa fitokrom terbagi dalam 2 tipe yaitu fitokrom merah (Pr) dan fitokrom merah panjang (Pfr). Fitokrom dapat berubah dari fitokrom merah (Pr) ke fitokrom merah panjang (Pfr) atau sebaliknya tergantung dari cahaya yang diterimanya. Kedua bentuk fitokrom tersebut menyerap energi di daerah cahaya tampak, yaitu daerah spektrum merah pada 660 nm dan daerah spektrum merah panjang 730 nm (Salisbury dan Ross, 1991). Apabila cahaya merah (660 nm) yang diterima oleh tanaman maka fitokrom merah (Pr) akan berubah menjadi fitokrom merah panjang (Pfr) dan merangsang pertumbuhan vegetatif pada tanaman hari pendek (Short day plant), sedangkan apabila cahaya merah panjang (730 nm) yang diterima oleh tanaman, maka fitokrom merah panjang (Pfr) akan berubah ke bentuk fitokrom merah (Pr) dan merangsang perkembangan generatif pada tanaman hari pendek (Short day plant), demikian pula bila dalam keadaan periode gelap tertentu maka fitokrom merah panjang (Pfr) akan berubah menjadi fitokrom merah (Pr) dan merangsang perkembangan generatif. Pada tanaman hari pendek secara alamiah yang menentukan perubahan dari pertumbuhan vegetatif ke perkembangan generatif adalah panjangnya periode gelap (malam) begitu pula dengan tanaman krisan. Secara alamiah akan mengalami pertumbuhan vegetatif pada hari panjang di musim panas tetapi mengalami perkembangan generatif pada hari

6 10 pendek musim gugur. Oleh karena itu, untuk membudidayakan tanaman krisan sepanjang tahun di daerah tropis dibutuhkan pengaturan hari panjang dengan penambahan cahaya lampu untuk merangsang pertumbuhan vegetatifnya. 2.2 Teknik Budidaya Tanaman Krisan Dengan Pengaturan Cahaya Tambahan Persiapan bahan tanaman dilakukan sebelum penanaman. Bahan tanaman berupa stek pucuk diambil dari tanaman induk dengan tinggi antara 5-8 cm (jumlah daun 4-5 helai). Sebelum ditanam bagian pangkal stek diolesi Rootone F berbentuk pasta untuk merangsang pertumbuhan akar, kemudian ditanam pada tempat persemaian dengan jarak tanam 3 cm x 3 cm dan kedalaman 1 cm. Media persemaian terdiri atas pasir kali yang telah dicuci dan disterilkan dengan cara pengasapan selama 4 jam. Bedeng persemaian yang telah ditanami disiram dengan air dan ditutup dengan sungkup plastik yang tembus cahaya, kemudian di atas sungkup dipasang peneduh berupa paranet 50 persen. Panjang batang tanaman krisan yang sesuai dengan permintaan pasar yaitu minimal 60 cm dan maksimal 80 cm. Untuk mencapai keadaan tersebut, tanaman krisan memerlukan pencahayaan tambahan bila panjang harinya kurang dari 16 jam per hari. Pada umumnya cahaya tambahan diberikan selama 4 jam kontinyu atau siklus selama 3 sampai 6 minggu sejak tanam; tergantung pada teknis budidaya dan kultivarnya (Fides, 1990). Intensitas cahaya yang optimum antara lux (Kofranek, 1980).

7 11 Tanaman krisan yang ditanam dalam rumah kaca dengan intensitas cahaya dan transpirasi yang tinggi akan menghasilkan tangkai yang panjang, daun yang besar dibandingkan ditanam diluar rumah kaca. Menurut Badan Standarisasi Nasional (1998), mutu bunga krisan potong segar untuk setiap tipe dibagi ke dalam 5 kualitas bunga, yaitu kualitas AA, A, B, dan C dari beberapa karakter/sifat yang diuji. Kelas mutu bunga krisan potong segar selengkapnya ditampilkan pada Tabel 1. (Badan Standarisasi Nasional BSN SNI ) Tabel 1. Syarat Mutu Bunga Potong Krisan Segar Kelas Mutu No. Jenis Uji Satuan AA A B C 1. Panjang tangkai - Tipe standar cm Tipe spray cm Diameter tangkai bunga - Tipe standar mm 6 4,5 5,9 3 4,4 2 2,9 - Tipe spray mm 6 4,5 5,9 3 4,4 2 2,9 3. Diameter bunga setengah mekar - Tipe standar cm 6 5 5,9 4 4,9 3 3,9 - Tipe spray cm Jumlah kuntum bunga 1 2 mekar per tangkai - Tipe standar Kuntum Tipe spray kuntum

8 12 5. Kesegara bunga segar segar segar Segar 6. Benda asing/kotoran % (w/w) maksimal 7. Keadaan tangkai bunga Kuat Kuat Kuat Kurang lurus, lurus, kurang kuat tidak tidak lurus, kurang pecah pecah tidak lurus, pecah tidak pecah 8. Keseragaman kultivar seragam seragam seragam Seragam 9. Daun pada 2 3 bagian tangkai bunga Lengkap Lengkap Lengkap Kurang lengkap 10. Hama dan penyakit Bebas Bebas Bebas Bebas 11. Tingkat kerusakan % Prinsip Penyerapan Cahaya oleh Tumbuhan Cahaya mencakup bagian dari energi matahari dengan panjang gelombang antara 390 nm sampai 760 nm dan tergolong cahaya tampak. Kisaran ini merupakan porsi kecil dari kisaran spektrum elektromagnetik. Sifat cahaya sebagai partikel biasanya diekspresikan dengan pernyataan bahwa cahaya menerpa sebagai foton atau kuanta, yang merupakan suatu paket diskrit dari energi, dimana masing-masing dikaitkan dengan panjang gelombang tertentu. Energi dalam tiap foton berbanding terbalik dengan panjang gelombang. Cahaya biru dan ungu dengan gelombang yang lebih

9 13 pendek memiliki lebih banyak foton energetik dibanding cahaya merah atau jingga dengan gelombang yang lebih panjang (Jumin, 2008). Prinsip dasar penyerapan cahaya adalah bahwa setiap molekul hanya dapat menyerap satu foton pada waktu tertentu dan foton ini menyebabkan terjadinya eksitasi pada satu electron dalam suatu molekul. Molekul-molekul pigmen yang telah menangkap foton akan berada pada kondisi tereksitasi. Energi eksitasi inilah yang dimanfaatkan untuk fotosintesis (Jumin, 2008). Untuk terjadinya fotosintesis, energi dalam bentuk electron yang tereksitasi pada berbagai pigmen harus disalurkan ke pigmen pengumpul energi yang disebut sebagai pusat reaksi. Fotosintesis merupakan proses pembuatan makanan yang terjadi pada tumbuhan hijau dengan bantuan sinar matahari dan enzim-enzim. Fotosintesis adalah fungsi utama dari daun tumbuhan. Proses fotosintesis ialah proses dimana tumbuhan menyerap karbondioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Tumbuhan menyerap cahaya karena mempunyai pigmen yang disebut klorofil. Klorofil terdapat dalam kloroplast. Klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis (Jumin, 2008). 2.4 Proses Tanaman Mendapatkan Energi Pada kegiatan budaya pertanian, Pengaruh unsur cahaya menjadi perhatian serius. Hal tersebut dikarenakan hampir semua objek agronomi berupa tanaman hijau yang memiliki kegiatan fotosintesa. Penerapan energi pelengkap dalam bentuk kerja manusia dan hewan, bahan bakar,

10 14 mesin, alat-alat pertanian, pupuk, dan, obat-obatan tidak lain adalah sebagai usaha untuk meningkatkan proses konversi energi matahari ke dalam bentuk produk tanaman (Jumin, 2008). Tidak semua energi cahaya matahari dapat diabsorpsi oleh tanaman. Hanya cahaya tampak saja yang dapat berpengaruh pada tanaman dalam kegiatan fotosintesisnya. Cahaya itu disebut dengan PAR (Photosynthetic Activity Radiation) dan mempunyai panjang gelombang 400 mili mikron sampai 750 mili mikron (Jumin, 2008:9). Tanaman juga memberikan respon yang berbeda terhadap tingkatan pengaruh cahaya yang dibagi menjadi tiga yaitu, intensitas cahaya, kualitas cahaya, dan lamanya penyinaran (Jumin 2008:08). 2.5 LED (Light Emitting Dioda) LED (Light Emitting Dioda) adalah dioda yang dapat memancarkan cahaya pada saat mendapat arus bias maju (forward bias). LED (Light Emitting Dioda) dapat memancarkan cahaya karena menggunakan dopping galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda diatas dapat menghasilkan cahaya dengan warna yang berbeda. LED (Light Emitting Dioda) merupakan salah satu jenis dioda, sehingga hanya akan mengalirkan arus listrik satu arah saja. LED akan memancarkan cahaya apabila diberikan tegangan listrik dengan konfigurasi forward bias. Berbeda dengan dioda pada umumnya, kemampuan mengalirkan arus pada LED (Light Emitting Dioda) cukup rendah yaitu maksimal 20 ma. Apabila LED (Light Emitting Dioda) dialiri arus lebih besar dari 20 ma maka LED akan rusak, sehingga pada

11 15 rangkaian LED dipasang sebuah resistor sebagai pembatas arus. Simbol dan bentuk fisik dari LED (Light Emitting Dioda) dapat dilihat pada gambar berikut (Anonim, 2012). Gambar 1. Simbol dan Bentuk Fisik LED (Anonim, 2012) Dari gambar 1 diatas dapat kita ketahui bahwa LED memiliki kaki 2 buah seperti dengan dioda yaitu kaki anoda dan kaki katoda. Pada gambar diatas kaki anoda memiliki ciri fisik lebih panjang dari kaki katoda pada saat masih baru, kemudian kaki katoda pada LED (Light Emitting Dioda) ditandai dengan bagian body LED yang di papas rata. Kaki anoda dan kaki katoda pada LED (Light Emitting Dioda) disimbolkan seperti pada gambar diatas. Pemasangan LED (Light Emitting Dioda) agar dapat menyala adalah dengan memberikan tegangan bias maju yaitu dengan memberikan tegangan positif ke kaki anoda dan tegangan negatif ke kaki katoda (Anonim, 2012). Konsep pembatas arus pada dioda adalah dengan memasangkan resistor secara seri pada salah satu kaki LED (Light Emitting Dioda). Rangkaian dasar untuk menyalakan LED (Light Emitting Dioda)

12 16 membutuhkan sumber tegangan LED dan resistor sebagai pembatas arus seperti pada rangkaian berikut (Anonim, 2012). Gambar 2. Rangkaian Dasar Menyalakan LED (Anonim, 2012) Besarnya arus maksimum pada LED (Light Emitting Dioda) adalah 20 ma, sehingga nilai resistor harus ditentukan. Dimana besarnya nilai resistor berbanding lurus dengan besarnya tegangan sumber yang digunakan. Secara matematis besarnya nilai resistor pembatas arus LED (Light Emitting Dioda) dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut (Anonim, 2012). Dimana : R = resistor pembatas arus (Ohm) Vs = tegangan sumber yang digunakan untuk mensupply tegangan ke LED (volt) 2volt = tegangan LED (volt)

13 17 0,02 A = arus maksimal LED (20 ma) 2.6 Cara Kerja LED Dalam hal ini LED akan menyala bila ada arus listrik mengalir dari anoda ke katoda. Pemasangan kutub LED tidak boleh terbalik karena apabila terbalik kutubnya maka LED tersebut tidak akan menyala. Led memiliki karakteristik berbeda-beda menurut warna yang dihasilkan. Semakin tinggi arus yang mengalir pada LED maka semakin terang pula cahaya yang dihasilkan, namun perlu diperhatikan bahwa besarnya arus yang diperbolehkan adalah 10mA-20mA dan pada tegangan 1,6V 3,5 V menurut karakter warna yang dihasilkan. Apabila arus yang mengalir lebih dari 20mA maka LED akan terbakar. Untuk menjaga agar LED tidak terbakar perlu digunakan resistor sebagai penghambat arus. Arah arus konvensional hanya dapat mengalir dari anoda ke katoda. Untuk pemasangan LED pada board mikrokontroller Anoda dihubungkan ke sumber tegangan dan katoda dihubungkan ke ground (Anonim, 2012). Di dalam LED terdapat sejumlah zat kimia yang akan mengeluarkan cahaya jika elektron-elektron melewatinya. Dengan mengganti zat kimia ini (doping) dapat mengganti panjang gelombang cahaya yang dipancarkannya, seperti infra red, hijau, biru, merah, dan ultraviolet (Anonim, 2012). 2.7 Macam-macam LED 1. Dioda Emiter Cahaya Sebuah dioda emisi cahaya dapat mengubah arus listrik langsung menjadi cahaya. Dengan mengubah-ubah jenis dan jumlah bahan yang

14 18 digunakan untuk bidang temu PN. LED dapat dibentuk agar dapat memancarkan cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda-beda. Warna yang biasa dijumpai adalah merah, hijau dan kuning. 2. LED Warna Tunggal LED warna tunggal adalah komponen yang paling banyak dijumpai. Sebuah LED warna tunggal mempunyai bidang temu PN pada satu keping silicon. Sebuah lensa menutupi bidang temu PN tersebut untuk memfokuskan cahaya yang dipancarkan. 3. LED Tiga Warna Tiga Kaki Satu kaki merupakan anoda bersama dari kedua LED. Satu kaki dihubungkan ke katoda LED merah dan kaki lainnya dihubungkan ke katoda LED hijau. Apabila anoda bersamanya dihubungkan ke bumi, maka suatu tegangan pada kaki merah atau hijau akan membuat LED menyala. Apabila satu tegangan diberikan pada kedua katoda dalam waktu yang bersama, maka kedua LED akan menyala bersama-sama. Pencampuran warna merah dan hijau akan menghasilkan warna kuning. 4. LED Tiga Warna Dua Kaki Disini, dua bidang temu PN dihubungkan dalam arah yang berlawanan. Warna yang akan dipancarkan LED ditentukan oleh polaritas tegangan pada kedua LED. Suatu sinyal yang dapat mengubah polaritas akan menyebabkan kedua LED menyala dan menghasilkan warna kuning (Anonim, 2012).

15 Klasifikasi tegangan LED menurut warna yang dihasilkan: Tegangan kerja / jatuh tegangan pada sebuah menurut warna yang dihasilkan: (Anonim, 2012) 1. Infra merah : 1,6 V 2. Merah : 1,8 V 2,1 V 3. Oranye : 2,2 V 4. Kuning : 2,4 V 5. Hijau : 2,6 V 6. Biru : 3,0 V 3,5 V 7. Putih : 3,0 3,6 V 8. Ultraviolet : 3,5 V Keunggulan dan Kelemahan dari LED 1. Keunggulan dari LED: a. LED memiliki efisiensi energi yang lebih tinggi dibandingkan dengan lampu lain, dimana LED lebih hemat energi 80 % sampai 90% dibandingkan lampu lain. b. LED memilki waktu penggunaan yang lebih lama hingga mencapai 100 ribu jam. c. LED memiliki tegangan operasi DC yang rendah. d. Cahaya keluaran dari LED bersifat dingin atau cool. e. Ukurannya yang mini dan praktis. f. Tersedia dalam berbagai warna. g. Harga murah.

16 20 2. Kelemahan dari LED a. Suhu lingkungan yang terlalu tinggi dapat menyebabkan gangguan elektrik pada LED. b. Harga LED per lumen lebih tinggi dibandingkan dengan lampu lain. c. Intensitas cahaya (Lumen) yang dihasilkannya tergolong kecil (Anonim, 2012). 2.8 Warna LED Tidak seperti dioda signal biasa yang dibuat untuk penyearah dan terbuat dari germanium ataupun silikon, LED terbuat dari senyawa semikonduktor eksotik seperti Gallium (GaAs), Gallium fosfida (GaP), Gallium fosfida (GaAsP), Silicon Carbide (SiC) atau Indium Gallium Nitrida (GaInN) yang dicampur pada rasio yang berbeda untuk menghasilkan panjang gelombang warna yang berbeda. Pilihan yang tepat dari bahan semikonduktor yang digunakan akan menentukan panjang gelombang keseluruhan dari emisi foton cahaya dan akan menentukan warna yang dipancarkan LED (Anonim, 2012). Tabel 2. Warna dan Material LED Warna Panjanggelombang [nm] Material semikonduktor Gallium arsenide (GaAs) Aluminium Infrared λ > 760 gallium arsenide (AlGaAs) Aluminium gallium arsenide (AlGaAs) Gallium arsenide Red 610 < λ < 760 phosphide (GaAsP) Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP) Gallium(III) phosphide (GaP)

17 21 Gallium arsenide phosphide (GaAsP) Orange 590 < λ < 610 Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP) Gallium(III) phosphide (GaP) Gallium arsenide phosphide (GaAsP) Yellow 570 < λ < 590 Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP) Gallium(III) phosphide (GaP) Indium gallium nitride (InGaN) / Gallium(III) nitride (GaN) Green 500 < λ < 570 Gallium(III) phosphide (GaP) Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP) Aluminium gallium phosphide (AlGaP) Blue 450 < λ < 500 Zinc selenide (ZnSe) Indium gallium nitride (InGaN) Violet 400 < λ < 450 Indium gallium nitride (InGaN) Dual blue/red LEDs, Purple multiple types blue with red phosphor, or white with purple plastic Diamond (235 nm) Boron Ultraviolet λ < 400 nitride (215 nm) Aluminium nitride (AlN) (210 nm) Aluminium gallium nitride (AlGaN) Aluminium

18 22 Pink multiple types gallium indium nitride (AlGaInN) (down to 210 nm) Blue with one or two phosphor layers: yellow with red, orange or pink phosphor added afterwards, or white with pink pigment or dye. White Broad spectrum Blue/UV diode with yellow phosphor