1 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pinus merkusii merupakan salah satu jenis pohon yang penting untuk industri kayu pertukangan, pulp dan kertas, rehabilitasi lahan dan produksi getah di Indonesia (Suhardi et al. 1994). Salah satu produk pemasakan getah pinus yang bernilai tinggi dan sangat diminati di pasar internasional adalah gondorukem (gum rosin). Gondorukem termasuk produk potensial yang dikelompokkan sebagai pine chemical product dan memegang peranan penting sebagai andalan hasil hutan bukan kayu di Indonesia karena menghasilkan devisa negara sekitar US$ 50 juta setiap tahunnya (Fachrodji 2010) dan menyerap tenaga kerja yang cukup besar (Perum Perhutani 2010). Permasalahan yang dihadapi dalam keberlanjutan ekspor gondorukem Indonesia adalah adanya fluktuasi harga dan produktivitas getah yang rendah sehingga kalah bersaing dibandingkan dengan Republik Rakyat China (RRC) dan Brazil. Menurut Cunningham (2006) di pasar internasional Indonesia menduduki posisi ketiga sebagai penghasil gondorukem terbesar setelah (RRC) dan Brazil. RRC memiliki hutan pinus terluas yaitu 1.3 juta hektar, produksi getah sebanyak 2 kg/pohon/tahun atau sebesar 1.4 ton/ha/tahun dengan jenis pinus antara lain P. massoniana, P. yunanensis, P. laterri, P.tabulaeformis, P. keysa dan P. eliotii dan mampu menyumbangkan 75% gondorukem di pasar internasional (Xie 2004). Brazil memiliki hutan pinus seluas 100.000 hektar, produksi getah 6 kg/pohon/tahun atau 8 ton/ha/tahun dengan jenis P.elliotii, P.caribeae, P.hondurensis, P. bahamanensis dan P.oocarpa mampu menyumbangkan 20% gondorukem di pasaran dunia setiap tahunnya (Mello 2008). Indonesia memiliki luasan hutan pinus 476.000 hektar, namun baru 145.000 hektar yang disadap dan diambil getahnya, produksi getah sebanyak 2.4 kg/pohon/tahun atau sebanyak 0.85 ton/ha/tahun mampu menyumbangkan 5% gondorukem dunia. Berdasarkan uraian tersebut, dapat disimpulkan bahwa produktivitas per hektar per tahun pinus di Indonesia relatif lebih rendah dibandingkan Brazil. Berangkat dari permasalahan produktivitas getah yang rendah, beberapa alternatif seperti kegiatan pemuliaan pohon, perbaikan teknik silvikultur, perbaikan teknik penyadapan dan perbaikan manajemen pengelolaan dapat dilakukan (Fachrodji et al. 2009). Kegiatan pemuliaan tanaman merupakan solusi yang cukup prospektif untuk dikembangkan, mengingat telah ditemukannya beberapa kandidat pohon dengan produktivitas yang lebih tinggi dibandingkan rata-rata. Walaupun belum ada nama resmi untuk kandidat pohon tersebut, penamaan yang sering digunakan adalah high resin yielder pada jenis pinus lain di daerah subtropis (Tadesse et al. 2001). Dalam disertasi ini, kandidat pohon tersebut selanjutnya diberi nama pinus bocor getah yang berarti memproduksi getah lebih melimpah dibandingkan dengan produksi rata-rata saat ini (normal). Pinus kandidat bocor getah merupakan sebutan untuk kandidat pohon plus pinus yang mampu menghasilkan getah di atas 50 g/pohon/3 hari lebih tinggi dibandingkan rata-rata produksi saat ini yang hanya mencapai 21 g/pohon/3 hari.
2 Perum Perhutani sebagai salah satu perusahan negara yang bergerak di sektor Kehutanan melalui Surat Direksi No. 289/041.6/Can/Dir tanggal 24 September 2010 perihal Penyusunan Redesain Pengelolaan Sumber Daya Hutan, mencoba menata kembali penanaman pinus dengan target produksi getah melalui beberapa cara antara lain: (1) Pengembangan dan peremajaan tanaman pinus dilakukan untuk meningkatkan produktivitas getah dan menjaga kesinambungan pasokan getah pinus untuk industri; (2) Penempatan tanaman pada lokasi dengan ketinggian 1000 meter di atas permukaan laut; (3) Penanaman tanaman pinus dilaksanakan dengan menggunakan bibit unggul (bocor getah); (4) Untuk menjaga heterogenitas dan menghindarkan monokultur, maka di areal kluster pinus tersebut harus pula ditanam tanaman kayu lain (TKL) jenis non pinus (rimba lain yang khas) seluas ± 20%. Berdasarkan surat keputusan tersebut jelas dikemukakan bahwa untuk penanaman pinus selanjutnya harus menggunakan bibit unggul dengan fokus produk getah (bocor getah) Kegiatan pemuliaan pinus untuk menghasilkan genotipe unggul sebenarnya telah dimulai pada tahun 1976 di wilayah kerja Perum Perhutani melalui kerjasama Direktorat Jenderal Rehabilitasi (Ditsi), Departemen Pertanian dan Universitas Gajah Mada (UGM). Kegiatan awal berupa seleksi pohon elite (pohon plus) P.merkusii telah berhasil menemukan lebih dari 1000 famili yang dilanjutkan dengan pembangunan Kebun Benih Semai (KBS) di Sempolan, Baturaden dan Sumedang (Soeseno 1988) dengan keunggulan menghasilkan kayu, dan getah sebagai hasil sampingan. Pada tahun 2002 sampai 2009 dilakukan seleksi pohon plus yang merupakan kandidat bocor getah. Dari tahapan kegiatan ini dihasilkan kandidat-kandidat pohon plus terseleksi dari 5 lokasi survei yaitu 3 KBS hasil kegiatan pemuliaan sebelumnya, hutan pinus di Jawa dan Sulawesi Selatan. Pada kurun waktu 2007-2009, Perum Perhutani telah membangun penanaman uji keturunan untuk kandidat bocor getah. Untuk mempercepat realisasi progam Redesain Pengelolaan Sumber Daya Hutan, beberapa strategi yang dilakukan Perum Perhutani antara lain: melakukan survei pohon induk kandidat bocor getah, melakukan pengklonan pohon induk, melakukan penelitian pembiakan vegetatif, pengembangan SDM, pembangunan sarana dan prasarana serta analisis genetika pohon dengan kriteria harapan. Untuk pencapaian jangka pendek dan memenuhi permintaan bibit unggul, kegiatan pembuatan data produksi pijakan (production baseline data) untuk pendugaan struktur produksi dan pertumbuhan, karakterisasi secara morfogenetika dan anatomi kayu serta strategi perbanyakan vegetatif kandidat bocor getah perlu dipelajari untuk kegiatan pengembangan dan pemuliaan pinus bocor getah selanjutnya. Rangkaian penelitian ini juga merupakan salah satu elaborasi aspek genetika, anatomi dan silvikultur yang dapat memberikan kontribusi telaah ilmiah dari dunia akademik ke dunia industri.
3 1.2 Perumusan Masalah Langkah awal yang dilakukan dalam penelitian karakterisasi pinus kandidat bocor getah adalah melakukan stratifikasi data pinus kandidat bocor getah yang ada. Seperti telah diketahui bahwa pohon pinus kandidat bocor getah merupakan hasil survei morfologi yang dilakukan pada KBS Cijambu, KBS Baturaden, KBS Jember, hutan pinus di Jawa dan Sulawesi Selatan. Hasil stratifikasi awal terhadap 5 lokasi tersebut, hanya KBS yang mencukupi ketersediaan dan kekonsistenan data. Selanjutnya data KBS digunakan sebagai data pijakan untuk menduga struktur produksi getah dan struktur pertumbuhan kandidat bocor getah. Pendugaan struktur produksi getah dan struktur pertumbuhan penting dilakukan karena mencerminkan pengaruh tempat tumbuh, sifat genetika pohon dan interaksi tempat tumbuh dengan sifat genetika pohon. Melalui penelitian ini diharapkan diperoleh data pijakan mengenai struktur produksi getah dan struktur pertumbuhan sebagai informasi dasar bagi penelitian karakterisasi morfogenetika, anatomi kayu dan strategi perbanyakan kandidat bocor getah. Karakterisasi secara morfogenetika dilakukan untuk menduga variabel genetika kandidat bocor getah melalui evaluasi fenotipik dan analisis genetika melalui penanda molekuler. Pohon plus kandidat bocor getah merupakan hasil survei morfologi yang cenderung dipengaruhi oleh tahap perkembangan tanaman dan lingkungan sehingga belum dapat membedakan karakter morfogenetika kandidat bocor getah yang diperoleh. Studi secara morfologi terhadap P.taeda oleh Burczyk et al. (1998); P. sylvestris oleh Kossuths (1984) dan P. pinaster oleh Mergen et al. (1955), menyimpulkan bahwa intensitas produksi getah lebih dipengaruhi oleh faktor genetika daripada faktor lingkungan berdasarkan pendekatan nilai heritabilitas. Sementara itu informasi morfogenetika P.merkusii dalam kaitannya dengan kandidat bocor getah sampai saat ini belum tersedia dengan baik, demikian juga analisis secara molekulernya. Beberapa penanda molekuler seperti RAPD (Random Amplified Polimorphic DNA), mikrosatelit (SSRs), AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) dan SNP (Single Nucleotide Polymorphisms) dapat digunakan untuk studi variasi genetika. Penanda mikrosatelit dipilih dalam penelitian ini karena penanda kodominan, memiliki reproducibility yang tinggi, tingkat polimorfisme tinggi, multialelik, dan terdistribusi merata dalam genom (Karhu 2001). Selain kelebihan-kelebihan tersebut, penggunaan penanda mikrosatelit juga memiliki beberapa kelemahan terkait dengan proses amplifikasi dan keberadaan null alleles. Pada proses amplifikasi sering terdapat sejumlah alel yang hilang dan pasangan pita yang tidak tepat sehingga mengakibatkan adanya pita semu (Van Oosterhout et al. 2004). Permasalahan lain dalam penggunaan penanda mikrosatelit adalah adanya null alleles yang disebabkan oleh mutasi pada daerah binding dan menghalangi amplifikasi alel target (Pemberton et al. 1995). Namun menurut Chapuis dan Estoup (2007); Carlsson (2008) kelemahan penggunaan mikrosatelit tersebut masih dapat diminimalisir dengan menggunakan beberapa pendekatan statistik. Karakterisasi secara anatomi kayu ditujukan untuk melihat anatomi saluran resin yang diduga mempengaruhi produksi getah. Getah pinus merupakan eksudat yang dihasilkan oleh kelenjar yang berbentuk saluran resin (resin duct). Pohon kandidat bocor getah diduga memiliki jumlah dan frekuensi saluran resin yang
4 lebih banyak, diameter saluran yang lebih lebar dan sel epitel yang lebih tebal sehingga getah yang tertampung semakin banyak. Hasil verifikasi secara morfogenetika dan anatomi selanjutnya dijadikan sebagai data acuan untuk kriteria seleksi kandidat bocor getah dan strategi perbanyakan yang akan dilakukan. Strategi perbanyakan yang memungkinkan untuk memenuhi kebutuhan penanaman pinus kandidat bocor getah dalam jangka pendek adalah dengan melakukan perbanyakan secara vegetatif, namun cara ini juga terkendala karena pohon plus terpilih rata-rata berumur cukup tua sehingga juvenilitas dan keberhasilaannya rendah. Untuk mengatasi permasalahan juvenilitas, kegiatan multiplikasi tunas interfascicular, stek dan grafting cukup menjanjikan untuk dikembangkan. Berdasarkan permasalahan tersebut di atas maka dalam jangka pendek penelitian ini perlu dilakukan untuk menjawab pertanyaan : 1) Apakah terdapat perbedaan struktur produksi antar pohon plus kandidat bocor getah 3 KBS di Pulau Jawa dan bagaimana struktur pertumbuhannya? 2) Bagaimana karakter morfogenetika pada pohon plus kandidat bocor getah? 3) Apakah terdapat perbedaan anatomi saluran resin antara pinus produksi normal dan kandidat bocor getah? 4) Bagaimana tingkat keberhasilan perbanyakan vegetatif pinus kandidat bocor getah? 1.3 Tujuan Penelitian Penelitian mengenai karakterisasi pinus bocor getah dalam jangka pendek ini bertujuan untuk: 1) Mendapatkan data pijakan (baseline data) produksi yang dapat digunakan sebagai informasi dasar untuk mengetahui struktur produksi dan pertumbuhan pohon plus kandidat bocor getah dan untuk penelitian karakterisasi selanjutnya. 2) Menduga variabel genetika kandidat bocor getah melalui karakterisasi secara morfogenetika. 3) Menganalisis struktur anatomi saluran resin yang diduga mempengaruhi produktivitas getah melalui karakterisasi secara makroskopis dan mikroskopis. 4) Mengembangkan teknologi perbanyakan vegetatif melalui multiplikasi tunas interfascicular, stek dan grafting untuk produksi bibit pinus bocor getah.
5 1.4 Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi secara ilmiah untuk seleksi pinus kandidat bocor getah di Indonesia, khususnya bagi Perum Perhutani berupa usulan kriteria seleksi pohon plus kandidat bocor getah. Informasi kriteria seleksi kandidat bocor getah sampai saat ini belum ada, padahal fokus pengelolaan hutan pinus saat ini lebih diutamakan pada produksi getah. Diharapkan dengan adanya kriteria seleksi tersebut akan mendukung program pemuliaan dengan fokus produksi getah tinggi dimasa mendatang. 1.5 Ruang Lingkup Penelitian Penelitian karakterisasi kandidat bocor getah terbagi dalam 4 sub penelitian yaitu struktur produksi getah dan pertumbuhan, karakterisasi morfogenetika, karakterisasi anatomi kayu dan strategi perbanyakan. Kegiatan yang dilakukan pada tiap sub penelitian dan output yang dihasilkan disajikan pada Gambar 1.1 Untuk memperoleh output hasil penelitian yang diharapkan, pencapaian kebaharuan/novelty penelitian ini didasarkan pada kriteria focus (fokus), advance (terdepan di bidangnya) dan scholar (ilmiah). Penelitian ini diawali dengan membuat data pijakan (baseline data) produksi getah sebagai landasan untuk mengetahui struktur produksi getah dan pertumbuhan kandidat bocor getah. Melalui informasi struktur produksi dan pertumbuhan tersebut, penelitian selanjutnya difokuskan untuk memperoleh informasi karakter kandidat bocor getah melalui kegiatan karakterisasi morfogenetika dan anatomi kayu. Kegiatan karakterisasi morfogenetika dan anatomi kayu difokuskan untuk memperoleh informasi indikator pinus bocor getah sebagai indikator seleksi bocor getah. Informasi tersebut dapat diperoleh melalui serangkaian metode penelitian yang memenuhi kaidah-kaidah ilmiah (scholar) berdasarkan acuan pustaka yang diperoleh dan adaptasi metode penelitian yang telah dilakukan. Selanjutnya, informasi karakter morfogenetika dan anatomi kayu yang terangkum dalam kriteria seleksi kandidat bocor getah bermanfaat bagi pengelola dalam kegiatan seleksi pohon plus kandidat bocor getah. Informasi indikator seleksi juga dijadikan acuan untuk pemilihan pohon plus yang akan digunakan sebagai materi untuk strategi perbanyakan bibit bocor getah. Strategi perbanyakan pinus kandidat bocor getah dalam jangka pendek dapat dilakukan melalui program shortcut pembiakan vegetatif pohon tua dan secara generatif dengan menggunakan semai bocor getah. Dalam pelaksanaannya pembiakan vegetatif pohon tua kandidat bocor getah terkendala oleh masalah juvenilitas sehingga persentase keberhasilan tanamannya rendah. Untuk mengatasi permasalahan juvenilitas, kegiatan pencangkokan dan penyambungan secara berulang, stek tunas interfascicular, kultur jaringan dan penyemprotan semai dengan 6-Benzyl Amino Purine (6-BAP) menjadi menjadi alternatif solusi yang ditawarkan. Melalui teknik tersebut diharapkan akan diperoleh bibit generasi bocor getah untuk memenuhi kebutuhan penanaman pinus dalam jangka pendek.
6 Devisa negara dari Pinus (Pinus merkusii) Kayu getah Kayu dan getah Program pemuliaan (1976) Redesain Penanaman Pinus (2010) Conventional Breeding (butuh waktu lama) 1085 pohon Kandidat pinus bocor getah karakterisasi -produks sekarang 21 g//pohon/3 hari -Produksi target > 50 g/pohon/3 hari Produksi benih berkualitas Tegakan pohon terseleksi Analisis morfogenetika kandidat pinus bocor getah Anatomi kayu kandidat pinus bocor getah secara makroskopis dan mikroskopis Indikator Pinus bocor getah Program shortcut Pembiakan generatif dan vegetatif juvenilitas Alternatif solusi Semai bocor getah Pencangkokan Grafting (Penyambungan Penyetekan tunas Kultur jaringan Penyemprotan 6-Benzil Amino Purine (6 BAP) Perbanyakan dengan grafting dan cangkok suksesif Bibit generasi bocor getah Gambar 1.1 Ruang lingkup penelitian karakterisasi pinus bocor getah