Created with Print2PDF. To remove this line, buy a license at:

Transkripsi

1 5 TINJAUAN PUSTAKA Syarat Tumbuh Tanaman Manggis Tanaman manggis dapat tumbuh optimal pada tanah lempung berpasir dan gembur dengan kandungan bahan organik yang tinggi serta drainase yang baik. Derajat kemasaman optimum yang dibutuhkan tanaman ini berkisar antara (Yaacob dan Tindall 1995). Ketinggian tempat m di atas permukaan laut optimum untuk tanaman manggis (Verheij 1992). Daerah dengan curah hujan mm/tahun dan kelembaban udara 80 % merupakan tempat yang optimal untuk pertumbuhan tanaman manggis (Yaacob dan Tindall 1995). Tanaman manggis memerlukan curah hujan lebih dari 100 mm/bulan dengan musim kering yang pendek untuk menginduksi pembungaan. Suhu yang dibutuhkan oleh tanaman ini berkisar antara C (Verheij 1992; Yaacob dan Tindall 1995). Morfologi Tanaman Manggis Tanaman manggis memiliki akar tunggang dan akar lateral, tetapi tidak terdapat akar rambut pada akar tunggang maupun akar lateral tersebut. Tidak adanya akar rambut tersebut dapat menghambat penyerapan hara, karena akar rambut berfungsi sebagai penyerap hara. Akar tunggang manggis dapat menembus tanah hingga kedalaman 1 m, sedangkan akar lateral dapat tumbuh ke samping hingga sejauh 5-30 cm dari pangkal batang (Yaacob dan Tindall 1995). Panjang akar berpengaruh terhadap penyerapan hara, karena salah satu proses penyerapan hara oleh tanaman manggis adalah melalui proses intersepsi akar. Tinggi tanaman manggis rata-rata adalah 6-25 m dengan bentuk batang yang lurus. Kulit batang manggis berwarna coklat tua sampai hitam kusam. Batang manggis yang dilukai dapat mengeluarkan getah berwarna kuning. Daun manggis muda berwarna merah muda, kemudian berubah warna menjadi hijau muda sampai hijau tua. Permukaan bawah daun berwarna hijau muda (Verheij 1992). Kuncup bunga manggis muncul di ujung ranting dan memerlukan waktu kurang lebih 40 hari sampai antesis (bunga mekar). Bunga manggis memiliki empat sepal dan empat petal yang berwarna merah muda. Petal akan rontok setelah antesis, sedangkan sepal akan tetap melekat pada bunga hingga buah

2 6 matang. Buah akan matang pada waktu HSA (Hari Setelah Antesis) (Verheij 1992; Rai et al. 2006). Perkembangan buah manggis terjadi dalam 2 tahap, yaitu pra antesis dan pasca antesis. Tahap pra antesis merupakan tahap pembentukan segmen aril dan bakal biji yang berlangsung pada umur 8 hingga 1 hari sebelum antesis. Tahap perkembangan buah pasca antesis ditandai dengan perubahan warna serta peningkatan bobot dan diameter buah manggis (Rai 2004; Ropiah 2009). Perubahan warna terjadi pada kulit serta sepal dan tangkai selama pertumbuhan buah manggis. Kulit buah manggis berubah warna dari hijau menjadi merah, kemudian menjadi coklat kemerahan dan akhirnya menjadi ungu. Kulit buah berwarna hijau pada umur 1 hingga 12 MSA, kemudian berubah menjadi merah pada umur 13 hingga 14 MSA. Warna kulit buah menjadi coklat kemerahan pada umur 15 MSA dan menjadi ungu pada umur 16 MSA (Dorly 2009; Ropiah 2009). Sepal dan tangkai buah manggis mengalami perubahan warna seperti pada kulit buah. Sepal berwarna hijau muda pada umur 1 hingga 15 MSA dan berubah menjadi hijau tua saat buah matang (kurang lebih 16 MSA). Tangkai buah berwarna hijau muda saat berumur 1 hingga 5 MSA, kemudian menjadi hijau tua seiring pematangan buah manggis (Dorly 2009). Peningkatan bobot dan diameter buah manggis berlangsung lambat pada 5 MSA, kemudian meningkat dengan cepat hingga umur 10 MSA. Kecepatan pertambahan bobot dan diameter menurun pada umur 11 hingga 16 MSA (Dorly 2009; Poovaradom dan Sumitra 2009). Selama perkembangan buah manggis terjadi perbedaan kecepatan pertumbuhan buah dengan aril dan biji. Tebal aril dan biji meningkat sejak umur 1 hingga 16 MSA, sedangkan tebal kulit hanya meningkat pada umur 1 hingga 5 MSA, kemudian menurun sejak umur 6 hingga 16 MSA. Penurunan ketebalan kulit disebabkan penurunan kadar air seiring perkembangan kulit buah, sehingga sel-sel penyusun jaringan kulit buah mengerut sehingga kulit buah menjadi tipis (Dorly 2009). Perbedaan pertumbuhan antara kulit buah dengan aril dan biji menyebabkan desakan dari dalam terhadap kulit buah. Desakan tersebut menyebabkan sel-sel epitel penyusun saluran getah kuning yang terdapat di aril dan kulit buah rusak. Rusaknya sel-sel epitel mengakibatkan pecahnya saluran

3 7 getah kuning pada aril maupun kulit buah pada umur 10 MSA. Getah kuning mulai terlihat mengotori aril saat buah berumur 14 MSA (Dorly 2009). Anatomi Perkembangan Buah Manggis Perkembangan sel-sel di eksokarp, mesokarp dan aril buah manggis berlangsung dengan cepat pada umur 1-5 MSA. Jumlah sel-sel eksokarp, mesokarp, endokarp dan aril meningkat dengan cepat pada umur 1-5 MSA. Selanjutnya peningkatan ukuran sel berlangsung lambat sejak minggu ke-6 setelah antesis. Pertambahan ukuran sel-sel tersebut kembali meningkat pada umur 14 hingga 15 MSA (Dorly 2009). Perkembangan sel di eksokarp, mesokarp dan endokarp terjadi seiring dengan pertambahan lapisan di eksokarp, mesokarp dan endokarp tersebut. Jumlah lapisan eksokarp, mesokarp dan endokarp meningkat dengan cepat pada umur 1-5 MSA, selanjutnya peningkatan jumlah lapisan tersebut berlangsung lambat. Jumlah lapisan eksokarp terbanyak dijumpai pada umur 11 MSA. Jumlah lapisan tersebut menurun perlahan pada umur 12 MSA dan cenderung stabil hingga umur 16 MSA. Jumlah lapisan mesokarp dan endokarp buah manggis terbanyak dijumpai pada umur 13 MSA, kemudian menurun perlahan pada umur 15 hingga 16 MSA (Dorly 2009). Pola perkembangan biji dan aril berbeda dengan perkembangan eksokarp, mesokarp dan endokarp. Pertumbuhan tebal biji dan aril justru meningkat pada umur MSA. Hal ini menyebabkan pertumbuhan yang mendesak dari dalam ke arah luar, sehingga menyebabkan saluran getah kuning di endokarp buah pecah. Pecahnya saluran getah kuning tesebut menyebabkan getah keluar dari salurannya dan mengotori aril manggis. Cemaran getah kuning pada aril mulai terdeteksi sejak buah berumur 14 hingga 16 MSA (Dorly 2009). Getah Kuning Getah kuning secara alami terdapat pada tanaman manggis. Getah kuning mengandung senyawa resin (Yaacob dan Tindall 1995). Senyawa resin tersebut diduga berkaitan dengan pertahanan terhadap serangan organisme pengganggu (McGarvey dan Croteau 1995). Getah kuning manggis mengandung berbagai senyawa yaitu terpen, fenolik, steroid dan xanthone. Senyawa terpen (triterpenoid) dan senyawa fenolik (flavonoid dan tanin) ditemukan pada kulit batang, kulit buah muda, daging buah

4 8 dewasa dan daging buah muda. Senyawa steroid ditemukan dalam daging buah muda manggis (Dorly 2009), dan senyawa xantone ditemukan pada kulit buah manggis (Chaverri et al. 2008; Ahmat et al. 2010). Getah kuning terletak dalam saluran yang terdapat pada hampir seluruh organ tanaman manggis. Saluran getah kuning terdapat pada organ daun, batang dan buah kecuali akar tanaman. Saluran getah kuning telah terbentuk pada awal pertumbuhan buah manggis, bahkan sejak pembungaan. Saluran getah kuning terdapat pada bagian bakal buah (ovari), yang telah terbentuk saat kuncup bunga dan antesis (bunga mekar) (Rai et al 2006; Dorly 2009). Seiring perkembangan buah, saluran getah kuning selanjutnya terbentuk pada eksokarp, mesokarp, endokarp dan aril buah manggis, baik pada buah muda maupun buah tua. Saluran getah kuning memiliki lumen besar yang dikelilingi oleh sel-sel epitelium yang khas (Dorly 2009). Saluran tersebut berbentuk kanal memanjang dan bercabang. Ruang sekretorinya kemungkinan terbentuk melalui pembesaran ruang skizogen (Dickison 2000). Cemaran getah kuning pada buah manggis yang dikenal dengan istilah gamboge disorder merupakan permasalahan penting yang perlu diatasi dalam agribisnis manggis. Gamboge disorder merupakan permasalahan utama dalam produksi manggis di daerah tropis (Yaacob dan Tindall 1995). Buah manggis yang bergetah kuning tidak disukai konsumen selain karena penampilannya yang tidak menarik, buah yang tercemar getah kuning menjadi pahit sehingga tidak dapat dikonsumsi. Cemaran getah kuning pada buah manggis mempengaruhi kelayakan ekspor buah tersebut. Persyaratan mutu buah untuk tujuan ekspor kelas super adalah kulit buah mulus tidak bercacat, baik cacat biologis maupun cacat mekanis seperti burik dan getah kuning (Badan Standardisasi Nasional 2009). Getah kuning yang mencemari buah manggis berasal dari saluran getah kuning yang terdapat pada perikarp buah. Getah tersebut dapat mencemari buah apabila sel-sel epitel pada saluran getah rusak (Asano et al. 1996; Pankasemsuk et al. 1996; Dorly 2009). Getah kuning mulai mencemari aril manggis sejak buah berumur 14 minggu setelah antesis. Getah yang mencemari aril buah tersebut berasal dari saluran getah kuning yang terdapat pada endokarp buah (Dorly et al. 2008). Rusaknya saluran getah kuning dapat terjadi karena faktor lingkungan seperti kadar air tanah dan curah hujan yang terlalu tinggi selama perkembangan

5 9 buah. Fluktuasi perubahan air tanah tersebut menyebabkan terjadinya perubahan tekanan turgor, sehingga dinding sel penyusun endokarp pecah (Poerwanto et al. 2010). Gangguan serangga dan kesalahan saat panen juga termasuk faktor yang menyebabkan pencemaran getah kuning, terutama pada kulit luar buah (Syah et al. 2007). Cemaran getah kuning pada buah manggis dapat disebabkan faktor fisiologis tanaman. Terdapat perbedaan laju pertumbuhan antara aril dan buah. Dalam fase perkembangan buah, pertambahan diameter buah akan semakin berkurang pada minggu ke-10 setelah antesis, sementara pertambahan tebal biji justru meningkat. Terjadi tekanan dari dalam terhadap jaringan yang terletak antara aril dan kulit buah (Dorly 2009), sehingga menyebabkan saluran getah kuning yang terdapat di jaringan tersebut pecah. Pecahnya saluran getah kuning tersebut menyebabkan getah kuning mencemari aril. Pecahnya saluran getah kuning yang terdapat pada perikarp buah manggis terkait dengan defisiensi kalsium, karena salah satu fungsi utama kalsium adalah mempertahankan integritas dinding sel. Defisiensi kalsium dapat menyebabkan dinding sel mudah rusak (Marschner 1995). Kalsium Kalsium merupakan unsur penting penyusun dinding sel. Ca 2+ merupakan penghubung rantai pektin pada struktur dinding sel (Taiz dan Zeiger 1991; Marschner 1995). Ikatan kalsium dengan pektin bergantung pada ketersediaan muatan negatif grup karboksilat (grup ionik) yang akan diblokir oleh esterifikasi metil. Pembentukan struktur kalsium dipengaruhi oleh sintesis dan metabolisme pektin pada dinding sel (Huang et al. 2005). Kalsium dapat diserap tanaman dalam bentuk ion terlarut (Ca 2+ ). Kalsium yang tidak terlarut misalnya Ca-pektat tidak dapat diserap oleh tanaman. Kandungan kalsium berpengaruh terhadap kekakuan (rigidity) dinding sel (Burstrom 1968; Easterwood 2002). Kandungan kalsium yang terlalu tinggi menyebabkan dinding sel menjadi kaku dan keras, tetapi jika kekurangan kalsium, dinding sel menjadi rapuh dan mudah rusak. Aplikasi kalsium diharapkan dapat memperkuat dinding sel saluran getah kuning agar tidak mudah pecah, sehingga getah kuning yang terdapat di dalamnya tidak mencemari buah.

6 10 Defisiensi kalsium merupakan salah satu penyebab utama terjadinya cemaran getah kuning pada buah manggis. Beberapa penelitian membuktikan bahwa gamboge disorder pada manggis disebabkan kebutuhan kalsium yang tidak terpenuhi (Pludbuntong et al. 2007; Poovarodom dan Boonplang 2008). Buah normal terbukti mengandung lebih banyak kalsium daripada buah yang tercemar getah kuning (Dorly 2009). Penyerapan kalsium oleh akar tanaman dari larutan tanah terjadi melalui proses aliran massa dan intersepsi akar. Kalsium merupakan unsur yang bersifat immobil dalam tanaman. Rendahnya konsentrasi kalsium pada buah tidak hanya disebabkan defisiensi kalsium ataupun rendahnya penyerapan kalsium, tetapi disebabkan rendahnya kemampuan tanaman untuk mendistribusikan kalsium melalui floem (Bangerth 1979). Kalsium ditranslokasikan dari akar ke bagian tajuk melalui xylem pada batang. Kalsium masuk ke buah melalui pembuluh xylem yang terdapat pada tangkai buah. Kalsium selanjutnya ditranslokasikan ke seluruh bagian kulit buah (perikarp) maupun aril melalui jaringan pembuluh kapiler yang terdapat di buah (Gambar 1). Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa penyerapan kalsium tidak berhenti pada awal perkembangan buah, tetapi berlanjut hingga buah dipanen (Tromp 1979; Zavalloni et al. 2001; Poovaradom dan Sumitra 2009). Aplikasi kalsium dipengaruhi oleh anion yang menyertainya, sehingga perlu dipilih kombinasi formulasi kalsium yang tepat (Huang et al. 2005). Umumnya untuk aplikasi di bidang pertanian, kalsium terdapat dalam senyawa kalsium klorida (CaCl 2 ), gipsum (CaSO 4.2H 2 O), kalsium karbonat atau kalsit (CaCO 3 ), dolomit {CaMg(CO 3 ) 2 }, kapur bakar (CaO) dan kapur hidrat (Ca(OH) 2 ). Kalsium klorida dengan konsentrasi 22,5 g l -1 yang diaplikasikan dengan cara penyemprotan pada buah manggis berhasil mengendalikan cemaran getah kuning pada daging buah. Penyemprotan kalsium hidroksida Ca(OH) 2 pada buah manggis lebih berperan dalam mengendalikan getah kuning pada aril dibandingkan Ca(NO 3 ) 2 4H 2 O (Dorly 2009). Aplikasi gipsum melalui tanah dengan dosis 4 kg per pohon terbukti berhasil mengurangi cemaran getah kuning pada buah dibandingkan tanpa pemberian kalsium (Poovaradom dan Boonplang 2008).

7 11 Tangkai buah Saluran pembuluh minor Mesokarp Endokarp Saluran pembuluh utama Loading site embrio Eksokarp Saluran pembuluh minor Gambar 1 Diagram anatomi jaringan pembuluh pada buah Walnut (Wu et al. 2004) Dolomit mengandung 23 % Ca dan % Mg. Magnesium berperan dalam pertumbuhan tanaman untuk pembentukan klorofil dan sebagai aktivator dalam sistem enzim (Marschner 1995). Hasil penelitian Wulandari (2009) dan Dorly et al. (2008) menunjukkan bahwa aplikasi dolomit dengann dosis 17.5 ton ha -1 efektif mengurangi cemaran getah kuning pada kulit luar buah manggis, tetapi tidak berhasil mengurangi cemaran getah kuning pada aril. Hasil yang sama diperoleh pada penelitian yang dilakukan oleh Dorly (2009) yang menggunakan dolomit dengan dosis 18 ton ha -1 (3,5 ton Ca ha -1 ) dan 24 ton ha -1 (4,5 ton Ca ha -1 ). Adanya sifat antagonisme antara Ca dan Mg dalam penyerapan oleh akar tanaman diduga menyebabkan dolomit tidak efektif memberikan kalsium yang dibutuhkan tanaman. Berdasarkan hal tersebut maka pada penelitian ini dibandingkan dua sumber kalsium yaitu dolomit dan satu sumber kalsium yang tidak mengandung magnesium, yaitu kaptan. Kaptan merupakan sumber kalsium yang mengandung kalsium karbonat (CaCO 3 ) 80 %. Karbonat (CO 3 ) berperan dalam meningkatkan

8 12 ph tanah. Kandungan Ca yang lebih tinggi pada CaCO 3 diharapkan dapat memenuhi kebutuhan tanaman terhadap Ca terutama pada buah, sehingga dapat mengurangi cemaran getah kuning pada buah manggis.