STUDI STRUKTUR SEKRETORI GETAH KUNING DAN PENGARUH KALSIUM TERHADAP CEMARAN GETAH KUNING PADA BUAH MANGGIS (Garcinia mangostana L.

Transkripsi

1 STUDI STRUKTUR SEKRETORI GETAH KUNING DAN PENGARUH KALSIUM TERHADAP CEMARAN GETAH KUNING PADA BUAH MANGGIS (Garcinia mangostana L.) DORLY SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

2 PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Studi Struktur Sekretori Getah Kuning dan Pengaruh Kalsium terhadap Cemaran Getah Kuning pada Buah Manggis (Garcinia mangostana L.) adalah karya saya sendiri dengan arahan komisi pembimbing belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi di manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka dalam disertasi ini. Bogor, Agustus 2009 Dorly G

3 ABSTRACT DORLY. Study of Yellow Latex Secretory Structure and the Effect of Calcium on Yellow Latex Contamination on Mangosteen Fruits (Garcinia mangostana L.). Supervised by: SOEKISMAN TJITROSEMITO as the chairman, ROEDHY POERWANTO and DARDA EFENDI as the member of advisory commitee. Yellow latex is the main problem in mangosteen agribusiness, because it becomes a factor that reduce the fruit quality. The research was carried out to study : 1) study on morphological and anatomical fruit growth of mangosteen, 2) structure of yellow latex secretory ducts in mangosteen fruit and qualitative yellow latex phytochemistry compounds, 3) the effect of calcium application through dolomite fertilizing in soil on mangosteen fruit, 4) the effect of calcium spraying on mangosteen fruit quality. The first part of the research showed that the mangosteen fruit growth curve based on transversal and longitudinal diameters was double sigmoid curve. The fruits grew rapidly in the first six weeks along with the fruit anatomical development on all parameters. The number of exocarp layers during of young fruit development until mature increased in parallel with the fruit growth. The second part of the research showed that the ducts were branched, canal-like type. They were found in the exocarp, mesocarp, endocarp, aril of the fruit, flower, stem and leaf. There were continuous secretory ducts from fruit stalk to the fruit. Ultrastructural observation showed that the ducts were surrounded by specific epithelial cells, which were living cells containing dense cytoplasm with plastid, mitochondria and golgi apparatus organelles. The qualitative test indicated that the yellow latex collected from stem bark, outer part of fruit, young fruit pericarp, mature aril and young aril contained terpenoid, flavonoid and tannin, but not alkaloid, saponin and steroid, except in the young aril containing which is also contained steroid. The thirth part of the reserch showed that calcium application improve soil ph and calcium content of the soil, exocarp and mangosteen leaves. Dolomite fertilizing using 18 and 24 ton/ha in the first year and 17,5 ton/ha in the second year effectively to reduced yellow latex spots on the outer part of fruit, however they were not able to reduce yellow latex in the aril of fruit. Dolomite applications did not affect the physical and chemical properties of the fruit. The fourth part of the research described the various calcium applications including CaCl 2, Ca(OH) 2, and Ca(NO 3 ) 2 4H 2 O. In the first year the application were ineffective to reduce yellow latex in the aril of the fruit. CaCl 2 applications on various dosages in the second year were effective to reduce yellow latex spot either on the outer part of fruit or in the aril of the fruit, but they were insignificant among CaCl 2 dosage levels. The effect of fruit spraying treatment in the first and second year were significantly different on the physical and chemical properties of mangosteen fruit except on the vitamin C content and total soluble solid and total titrated acid ratio. Kew words: fruit growth, epithelial cells, ultrastructural, dolomite.

4 RINGKASAN DORLY. Studi Struktur Sekretori Getah Kuning dan Pengaruh Kalsium terhadap Cemaran Getah Kuning pada Buah Manggis (Garcinia mangostana L.). Komisi Pembimbing: SOEKISMAN TJITROSEMITO (Ketua), ROEDHY POERWANTO dan DARDA EFENDI (Anggota) Masalah utama dalam agribisnis manggis saat ini adalah cemaran getah kuning, karena merupakan salah satu kriteria yang menurunkan kualitas buah. Studi tentang getah kuning pada buah manggis belum banyak dilaporkan. Penelitian ini bertujuan untuk: 1) mempelajari morfologi dan anatomi perkembangan buah manggis, 2) mengamati struktur sekretori getah kuning pada buah manggis dan uji kualitatif senyawa fitokimia getah kuning, 3) mempelajari dampak pemberian kalsium dengan pengapuran dolomit melalui tanah pada buah manggis, 4) melakukan studi penyemprotan kalsium pada buah manggis. Bagian pertama dari penelitian ini mempelajari pola pertumbuhan dan perkembangan buah manggis serta morfologi dan anatomi perkembangan buah manggis. Sampel buah manggis diambil di Kebun Sentra manggis di Leuwiliang sedangkan pengamatan morfologi dan anatomi dilakukan di Lab. Anatomi dan Morfologi Tumbuhan Depatemen Biologi-IPB. Studi morfologi dilakukan dengan mengamati 5 buah manggis per pohon yang diambil secara acak dari 3 ulangan pohon untuk masing-masing umur mulai dari 1 hingga 16 minggu setelah antesis (MSA). Pengamatan anatomi dilakukan terhadap 3 ulangan buah yang diiris secara melintang dengan metode parafin. Kurva pertumbuhan buah manggis berdasarkan diameter transversal dan longitudinal adalah hiperbola. Kurva pertumbuhan manggis yang pesat berdasarkan diameter buah saat umur 1 hingga 6 MSA, seiring dengan perkembangan anatomi buah pada semua peubah. Jumlah lapisan eksokarp selama perkembangan buah muda hingga dewasa bertambah seiring dengan perkembangan buah. Pengukuran terhadap densitas dan ukuran stomata pada berbagai stadia umur buah manggis berbeda nyata. Bagian kedua dari penelitian ini menunjukkan bahwa tipe saluran getah kuning pada manggis adalah saluran/kanal yang bercabang. Saluran getah tersebut dijumpai pada eksokarp, mesokarp, endokarp, aril buah, bunga, batang dan daun. Pada perikarp, diameter saluran sekretori getah kuning terbesar dijumpai di bagian endokarp. Struktur saluran getah kuning pada tangkai buah menyatu dengan saluran getah kuning yang ada pada buah. Pengamatan ultrastruktur menunjukkan bahwa saluran sekretori getah kuning dikelilingi oleh sel epitelium yang khas, merupakan sel hidup yang sitoplasmanya dipadati oleh organel plastida, mitokondria, dan badan golgi. Getah kuning yang dikoleksi dari kulit batang, kulit luar buah, perikarp buah muda, aril buah dewasa dan aril buah muda menunjukkan hasil uji positif terhadap senyawa triterpenoid, flavonoid dan tanin, akan tetapi menunjukkan uji negatif terhadap senyawa alkaloid, saponin, dan steroid, kecuali getah kuning pada aril buah muda menunjukkan uji positif terhadap senyawa steroid. Bagian ketiga dari penelitian ini menunjukkan aplikasi kalsium dapat meningkatkan ph tanah dan kandungan kalsium dalam tanah, eksokarp dan daun manggis. Aplikasi pengapuran dolomit dosis 18 dan 24 ton/ha di tahun I dan dosis 17.5 ton/ha di tahun ke II efektif mengurangi cemaran getah kuning pada kulit

5 116 luar buah, namun tidak efektif mengurangi cemaran getah kuning pada aril buah. Aplikasi pengapuran dolomit tidak meningkatkan kualitas fisik dan kimia buah seperti diameter transversal dan longitudinal, bobot buah, bobot biji, edible portion, tebal kulit, kekerasan kulit buah, padatan total terlarut (PTT), total asam tertitrasi (TAT), rasio PTT/TAT, dan kandungan vitamin C buah manggis. Pada bagian keempat dari penelitian ini dipelajari pengaruh penyemprotan berbagai kalsium yaitu CaCl 2, Ca(OH) 2, dan Ca(NO 3 ) 2 4H 2 O dengan konsentrasi berturut-turut 22.5, 12.33, dan g/l dan berbagai dosis CaCl 2 yaitu 0, 5, 15, 22.5 dan 30 g/l terhadap cemaran getah kuning, sifat fisik dan kimia pada buah manggis. Aplikasi kalsium untuk setiap perlakuan di tahun I dan ke II dilakukan masing-masing terhadap 20 buah/pohon secara acak pada tanaman manggis berumur sekitar 30 tahun. Penyemprotan kalsium di tahun I dilakukan pada 2, 4, 6, 8, dan 10 minggu setelah antesis (MSA), sedangkan di tahun ke II penyemprotan dilakukan pada 2, 4, 6, 8, 10, 12, dan 14 MSA. Percobaan menggunakan Rancangan Acak Kelompok dengan 3 ulangan. Penyemprotan kalsium dilakukan sampai buah basah sekitar 10 ml per buah. Aplikasi berbagai kalsium yaitu CaCl 2, Ca(OH) 2, dan Ca(NO 3 ) 2 4H 2 O di tahun I tidak efektif mengurangi insiden getah kuning di kulit luar buah, namun efektif mengurangi insiden getah kuning di aril buah. Aplikasi CaCl 2 pada berbagai dosis di tahun ke II efektif mengurangi insiden getah kuning baik di kulit luar maupun di aril buah, namun tidak berbeda nyata di antara taraf dosis CaCl 2. Kandungan kalsium pada eksokarp, mesokarp dan endokarp buah di tahun I berbeda nyata secara statistik. Kandungan kalsium pada eksokarp, mesokarp dan endokarp buah di tahun I pada beberapa perlakuan penyemprotan kalsium meningkat dibanding kontrol. Di tahun ke II, kandungan kalsium kulit buah (perikarp) pada perlakuan 22.5 g/l CaCl 2 lebih tinggi dibanding kontrol tetapi tidak berbeda nyata dengan penyempotan CaCl 2 lainnya. Perlakuan penyemprotan buah di tahun I dan ke II berpengaruh nyata terhadap sifat fisik dan kimia buah manggis, kecuali pada kandungan vitamin C dan rasio padatan total terlarut dan total asam tertitrasi (PTT/TAT) Kata kunci: pola pertumbuhan, sel epitelium, ultrastruktur, dolomit 116

6 Hak cipta milik IPB, tahun 2009 Hak cipta dilindungi Undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencamtumkan atau menyebutkan sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan masalah b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB

7 STUDI STRUKTUR SEKRETORI GETAH KUNING DAN PENGARUH KALSIUM TERHADAP CEMARAN GETAH KUNING PADA BUAH MANGGIS (Garcinia mangostana L.) DORLY Disertasi Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Biologi SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

8 Penguji Luar Komisi Ujian Tertutup: 1. Dr. Ir. Hamim, M.Si Departemen Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pegetahuan Alam Institut Pertanian Bogor 2. Dr. Ir. M. Rahmad Suhartanto, M.Si Departemen Agronomi dan Hortikultura Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor Ujian Terbuka : 1. Dr. Rugayah, M.Sc Herbarium Bogoriense, Puslitbang Biologi LIPI 2. Dr. Ir. Miftahudin, M.Si Departemen Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pegetahuan Alam Institut Pertanian Bogor

9 Judul Disertasi Nama NIM : Studi Struktur Sekretori Getah Kuning dan Pengaruh Kalsium terhadap Cemaran Getah Kuning pada Buah Manggis (Garcinia mangostana L.) : Dorly : G Disetujui Komisi Pembimbing Dr. Soekisman Tjitrosemito, M.Sc. Ketua Prof. Dr. Ir. Roedhy Poerwanto, M.Sc. Anggota Dr. Ir. Darda Efendi, M.Si. Anggota Diketahui Ketua Program Studi Biologi Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Dedy Duryadi, DEA. Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S. Tanggal Ujian: 04 Agustus 2009 Tanggal Lulus:

10 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala kasih-nya sehingga penelitian dan penulisan disertasi ini berhasil diselesaikan. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih banyak dan penghargaan kepada seluruh komisi pembimbing, yaitu ketua komisi Dr. Soekisman Tjitrosemito, M.Sc, para anggota komisi Prof.Dr.Ir.Roedhy Poerwanto M.Sc dan Dr.Ir. Darda Efendi M.Si, yang telah banyak memberi masukan, bimbingan, arahan, saran, kesabaran, pengkayaan wawasan, kritik, saran, dan motivasi dari awal penelitian hingga penulisan disertasi. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Dr.Dedy Duryadi, DEA, selaku Ketua Program Studi Biologi dan rekan-rekan di Departemen Biologi yang selalu memberikan dukungan dan perhatian. Penghargaan dan ucapan terima kasih yang tulus juga disampaikan kepada Dr. Ir. Hamim M.Si dan Dr. Ir. M. Rahmad Suhartanto, M.Si yang telah berkenan menjadi penguji luar komisi pada saat ujian tertutup. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Dr. Rugayah, MSc dan Dr.Ir. Miftahudin M.Si untuk kesediaannya menjadi penguji luar komisi pada saat ujian terbuka. Ucapan terima kasih yang mendalam penulis sampaikan kepada Dr.Ir. Juliarni, M.Agr dan Dr.Ir. Theresia Prawitasari, M.Si (alm.) yang telah banyak memberi masukan, arahan dan dukungan dan motivasi sejak dimulainya penyusunan proposal dan pelaksanaan penelitian. Penelitian ini dikerjakan selama dua tahun. Penelitian pada tahun ke II dikerjakan bersama dengan dua orang mahasiswa S 1 Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, Insitut Pertanian Bogor yaitu Indah Wulandari dan Febriyanti Barasa. Atas kerjasamanya diucapkan terima kasih. Ucapan terima kasih yang mendalam juga disampaikan kepada Kepala Pusat Kajian Buah-buahan Tropika (PKBT) Lembaga Penelitian Institut Pertanian Bogor atas dukungan dana penelitian dan fasilitas laboratorium melalui proyek RUSNAS. Demikian juga terima kasih disampaikan kepada Dirjen Pendidikan Tinggi yang telah memberikan bantuan beasiswa BPPS selama penulis mengikuti pendidikan di Program Studi Biologi IPB. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Dra. Yohana C. Sulistyaningsih, M.Si, Berry Juliandi, S.Si, M.Si, Kanthi S.Si, M.Si dan Kak Ance atas penyediaan bahan jurnal yang diperlukan dalam penulisan disertasi ini. Ucapan terima kasih yang mendalam juga penulis sampaikan kepada keluarga besar Bapak H. Sayuti di Leuwiliang atas izin dan bantuan fasilitas pemakaian kebun dan tanaman manggisnya. Demikian juga dengan keluarga Bapak Atin yang membantu selama penelitian di lapang. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Drs Eko, MSi. Ir. Ani Kurniawati M.Si, Dr Lizawati, Dr Arief Nasoetion, Sulassih SP, Sapitri Rusdi S.Si, Ina S.Si, Nunuk, Nio, Novita dan Supiah atas bantuan dan kerjasamanya selama penelitian dan penulisan berlangsung. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Dra. Esther, M. Adhi, Dr. Aam MSi, Dr. Budi Nugroho, dan Dr. Budi Susetyo untuk masukannya dan kesediaannya meluangkan waktu untuk berdiskusi dengan penulis.