5 II. TINJAUAN PUSTAKA A. Syarat Tumbuh Bawang Merah Bawang merah adalah salah satu komoditas sayuran unggulan yang telah lama diusahakan oleh petani secara intensif. Bawang merah dapat dibudidayakan dengan dua jenis bahan tanam yaitu dengan cara vegetatif dan generatif. Cara vegetatif dengan menggunakan umbi lapis sedangkan cara generatifnya menggunakan biji. Petani lebih sering menggunakan umbi lapis atau umbi konsumsi sebagai bahan tanam karena penanamannya lebih mudah dan waktu panen lebih cepat yaitu sekitar 53-60 hari tergantung varietas yang digunakan. Cara generative memiliki beberapa keuntungan antara lain : kebutuhan untuk tanam biji lebih sedikit, biaya penyediaan lebih murah, penyimpanan benih lebih mudah, dan murah untuk diditribusikan, variasi mutu benih rendah dan produktivitasnya tinggi (Jasmi et al. 2013). Bawang merah dapat tumbuh dan berproduksi dengan baik di dataran rendah sampai dataran tinggi sampai 1.100 meter diatas permukaan laut, tetapi produksi terbaik dihasilkan dari dataran rendah yang didukung keadaan iklim, tempat terbuka dan mendapat sinar matahari 70%, karena bawang merah termasuk tanaman yang memerlukan sinar matahari cukup panjang (long day plant). Tiupan angin sepoi- sepoi berpengaruh baik terhadap laju proses fotosintesis dan hasil umbinya akan tinggi, ketinggian tempat yang paling ideal adalah 0-800 meter diatas permukaan laut (Rukmana 2004). Bawang merah sangat bagus dan memberikan hasil optimum, baik kualitas maupun kuantitas, apabila ditanam di daerah dengan ketinggian sampai dengan 250 m di atas permukaan laut. Bawang merah yang ditanam di ketinggian 800 900 m di atas permukaan laut hasilnya kurang baik, selain umur panennya lebih panjang, umbi yang dihasilkan pun kecil-kecil. Curah hujan yang sesuai untuk pertumbuhan bawang merah adalah 300 2500 mm per tahun, dengan intensitas sinar matahari penuh (Samadi dan Cahyono 2005). Bawang merah dapat tumbuh baik pada saat musim kemarau akan tetapi harus mendapatkan air yang cukup. Secara umum tanah yang dapat ditanami bawang merah adalah tanah yang bertekstur remah, sedang sampai liat, gembur, 5
6 drainase yang baik dan mengandung bahan organik banyak. Bawang merah ditanam di dataran rendah maupun didataran tinggi yaitu pada ketinggian 0-1000 mdpl, ketinggian optimalnya adalah 0-400 mdpl dengan iklim kering dan suhu antara 25-32 o C. Iklim yang cocok untuk bawang merah adalah daerah beriklim tropis dengan suhu udara panas, terutama yang mendapat sinar matahari 12 jam per-hari (Sugiharto 2006). Jenis tanah yang paling baik untuk budidaya bawang merah adalah tanah lempung berpasir atau lempung berdebu. Keasaman tanah yang paling sesuai untuk bawang merah adalah yang agak asam sampai normal (5,5 7,0). Tanah yang terlalu asam dengan ph dibawah 5,5 banyak mengandung garam aluminium (Al) yang dapat bersifat racun sehingga menyebabkan tanaman menjadi kerdil. Sedangkan di tanah yang terlalu basa dengan ph lebih dari 7, garam mangan (Mn) tidak dapat diserap oleh tanaman, yang dapat mengakibatkan umbi yang dihasilkan lebih kecil dan produksi tanaman rendah (Rahayu dan Berlian 2006). Bawang merah berakar serabut dengan sitem perakaran dangkal dan bercabang terpencar. Memiliki batang sejati atau disebut discus yang berbentuk sperti cakram, tipis dan pendek sebagai tempat melekatnya akar dan mata tunas (titik tumbuh) di atas discus terdapat batang semu yang tersusun dari pelepah daun. Batang semu di dalam tanah berubah bentuk dan fungsi menjadi umbi lapis. Bunga berbentuk bulat dengan ujungnya tumpul membungkus biji berjumlah 2-3 butir. Bentuk biji pipih, sewaktu masih muda berwarna bening atau putih tetapi setelah tua berubah warna menjadi hitam (Rukmana 1995). B. Pengaruh Giberellin (GA3) Terhadap Pembungaan dan Pertumbuhan Bawang Merah Giberelin (GA 3) adalah jenis hormon tumbuh yang mula mula ditemukan di Jepang oleh E. Kurosawa pada tahun 1926 (Wilkins 1989). Hormon tumbuh pada tanaman (giberelin) sangat berpengaruh dalam mempercepat dan merangsang pembungaan pada spesies tanaman. Giberelin digunakan pula dalam memecah dormansi, meningkatkan penyerbukan bunga atau meningkatkan
7 suksesnya pembungaan, mempercepat pematangan buah dan meningkatkan produksi (Leopold and Kriedemann 1985). Menurut Salisbury dan Ross (1995), selain gibberilin terlibat dalam inisiasi bunga, pembentukan dan pertumbuhan buah, pada beberapa species, gibberelin juga berfungsi untuk penuaan dan pematangan buah. Mekanisme kerja Gibberelin dalam perangsangan bunga diterangkan dengan dasar hipotesis adanya hormone pembungaan florigen. Florigen terdiri dari 2 gugus hormon, yaitu gibberelin yang mengontrol pembentukan tangkai bunga dan antesin yang mengontrol pembentukan bunga. Pengetahuan akan keberadaan antesin didasarkan hasil uji biologi yang menunjukkan adanya senyawa perangsang pembungaan yang berbeda dengan hormon yang telah diketahui (Chailakhyan 1982). GA3 dapat menggantikan sebagian dari fungsi suhu rendah pada tanaman bawang merah. Gardner et al. (1991) menjelaskan, gibberelin menyebabkan pengubahan apikal vegetatif menjadi floral sehingga dapat menggantikan suhu rendah yang dibutuhkan tanaman. Gibberelin mengaktifkan meristem asubapikal dan menghasilkan bolting dari batang yang merangsang keluarnya bunga. Giberelin memenuhi kebutuhan beberapa species akan masa dingin untuk menginduksi pembungaan dan bisa berbunga lebih awal. GA3 merupakan salah satu faktor kunci untuk pertumbuhan tanaman, pembungaan, seed-set dan produksi biji, terutama pada kondisi lingkungan yang kurang mendukung Peranan giberelin (GA3) terdapat dalam pengaturan hampir seluruh kegiatan perkembangan. Aktivitas giberelin terlihat sejak biji berkecambah sampai buah masak, antara lain pematahan dormansi biji, perkecambahan, pertumbuhan serta merangsang pembungaan. Antara hormone-hormon tanaman hanya giberelin (GA 3) yang konsisten untuk membantu dalam hal pembungaan pada tanaman dalam jumlah besar (Krishnamoorthy 1975). Giberelin yang diberikan sebelum tanaman berbunga akan mempengaruhi fase reproduktifnya. Fase ini berhubungan dengan proses pembentukan hormon untuk perkembangan kuncup bunga. Oleh karena itu, pemberian giberelin dapat menyebabkan tanaman berbunga lebih cepat daripada yang tidak diberi giberelin.
8 Zat pengatur tumbuh seperti asam giberelin (GA3) mempunyai peranan penting dalam umbi bawang. Daun yang disemprot GA3 akan merangsang tunas lateral dan meningkatkan jumlah daun. Zat pengatur tumbuh memliki potensi untuk menggantikan fungsi dari pemberian suhu dingin dalam mempercepat pembungaan dari bawang. Konsentrasi yang lebih rendah dari GA3 secara signifikan meningkatkan jumlah daun dan berat kering serta hasil total dari bawang. Sebaliknya jika konsentrasi yang lebih tinggi dari GA3 akan menunjukkan efek merusak dan pengurangan berat umbi akhir bawang (Rahman et al. 2004). Zat pengatur tumbuh seperti giberelin (GA3) memiliki peran dalam pertanian modern yaitu dapat meningkatkan hasil dan kualitas umbi. Peranan utama giberelin adalah perkembangan benih dan, perpanjangan organ dan pengendalian waktu berbunga. Menurut hasil penelitian, jumlah daun dari masing-masing tanaman bawang merah dan bawang putih, berat segar dan berat kering meningkat secara signifikan (Hassan et al. 2013). Giberelin (GA3) dapat menggantikan sebagian atau seluruh fungsi untuk menstimulasi pembungaan (Salisbury dan Ross 1969). Aplikasi 100-200 ppm GA3 dapat meningkatkan presentase jumlah tanaman yang berbunga dan hasil biji bawang merah didataran tinggi Lembang. Pada penelitian sebelumnya dengan aplikasi 100-200 ppm GA3 tidak sesuai untuk meningkatkan tinggi tanaman, jumlah daun, dan jumlah anakan tanaman bawang merah, tetapi dapat meningkatkan hasil umbi. Tinggi tanaman, jumlah anakan, dan jumlah daun tanaman bawang merah lebih banyak ditentukan oleh faktor genetik (Sumarni et al. 2013). Giberelin (GA3) dapat diterapkan sebelum tanam maupun setelah tanam pada tanaman bawang. Sebelum tanam aplikasi GA3 dapat diterapkan dengan cara perendaman umbi sedangkan untuk penerapan setelah tanam yaitu dengan cara penyemprotan pada tunas. Apabila penerapan GA3 dilakukan keduanya maka dapat menyebabkan pemanjangan tangkai bunganya dan peningkatan jumlah bunga serta dapat meningkatkan hasil total berat umbi. Bila hanya diterapkan pada penyemprotan saja akan meningkatkan diameter bunganya.
9 Sedangkan jika diterapkan dalam perendaman akan menambah jumlah umbi hasil total (Progroszewska et al. 2007). Pertumbuhan yang didorong oleh GA3 tidak secara langsung melalui perubahan tingkat respirasi, besarnya respirasi sebanding dengan pertumbuhannya. Terjadinya peningkatan respirasi pada pemberian perlakuan GA3 dikarenakan oleh reaksi sintetik metabolisme pertumbuhan yang menghasilkan phosphat berenergi tinggi dalam bentuk ATP, dan tingkat respirasi minimal yang dibutuhkan GA3 untuk menginduksi respon pertumbuhan (Krishnamoorthy 1975). Konsentrasi menentukan keberhasilan aplikasi GA3 pada tanaman. Gardner et al. (1991) menjelaskan bahwa penambahan hormon harus dengan konsentrasi yang tepat. Pada konsentrasi yang tepat, hormon akan bekerja secara optimal dalam perkembangan tanaman terutama hormon auksin dan gibberellin dalam merangsang umur pembungaan dan persentase bunga menjadi buah. Konsentrasi rendah aplikasi zat pengatur tumbuh dapat meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan tanaman, akan tetapi apabila diaplikasikan dengan konsentrasi yang tinggi akan menghambat pertumbuhan dan perkembangan tanaman (Rosliani et al. 2012). Sementara menurut Sumiati dan Sumarni (2006) konsentrasi GA3 tergantung pada kultivar dan ukuran umbi yang dipergunakan. Semakin besar ukuran umbi, maka semakin tinggi pula konsentrasi yang dibutuhkan sehingga meningkatkan pembungaan dan hasil bijinya. Hasil penelitian Widodo et al. (2011) menunjukkan bahwa aplikasi GA3 pada tanaman bawang merah dengan konsentrasi 100 dan 200 ppm, dapat meningkatkan intensitas pembungaan bawang merah. Sementara hasil penelitian Geetharani et al. (2008) menunjukkan bahwa aplikasi GA3 dengan konsentrasi 100 ppm mempercepat munculnya bunga, meningkatkan hasil biji dan hasil 47% lebih tinggi. Pada tanaman lili, tanaman yang diaplikasikan dengan gibberellin menunjukkan inisiasi bunga lebih cepat dibandingkan dengan tanaman yang tidak diaplikasikan gibberelin (Budiarto 2007). Satjadipura (1990) menjelaskan bahwa asam gibberelin selain berfungsi dalam menginduksi pembungaan
10 tanaman, juga dapat mencegah terjadinya keguguran kuncup bunga dan dapat meningkatkan ukuran besar buah. C. Pembungaan dan Pembentukan Umbi Udara Bawang Merah Proses pembungaan terjadi melalui perubahan fase atau transisi dari fase vegetatif menjadi fase generatif. Kemampuan untuk berbunga dapat dicapai ketika tanaman mencapai umur tertentu. Induksi pembungaan dapat dilakukan melalui 4 jalur yaitu fotoperiodisasi, vernalisasi, mekanisme otonom perkembangan endogen tanaman, dan pengaruh fitohormon. Faktor-faktor tersebut menginduksi terjadinya jalur regulasi fitohormon dan genetika molekular yang sangat kompleks dalam pengaturan pembungaan. Kondisi lingkungan yang mendukung sangat penting bagi beberapa tumbuhan agar dapat berbunga. Faktor lingkungan yang sangat menentukan dalam pembungaan adalah fotoperiode dan suhu lebih tepatnya adalah perlakuan suhu dingin atau vernalisasi (Michaels & Amasino 2000; Corbesier & Coupland 2006). Faktor lainnya yaitu zat pengatur tumbuh, diantaranya giberelin dan auksin (Taiz & Zeiger 2002). Menurut Bernier et al. (1985) terdapat dua teori pembungaan yaitu: teori pertama menyatakan bahwa inisiasi pembungaan pada tanaman tidak akan terjadi kecuali ada stimulasi, sedangkan teori kedua menyatakan bahwa tanaman selalu berpotensi berbunga tetapi kadang - kadang tertekan oleh kondisi lingkungan yang tidak sesuai. Namun, pada prinsipnya terdapat tiga faktor utama yang mempengaruhi pembungaan, yaitu: (1) produksi hormon pembungaan atau florigen yang diinduksi oleh kondisi lingkungan; (2) tersedianya kandungan nutrisi yang cukup untuk mendukung perubahan dalam apika; serta (3) perubahan respon biokimia pada apikal yang memicu dihasilkannya unsur-unsur tertentu untuk menginduksi pembungaan. Pada spesies Allium termasuk bawang merah pembungaan sangat dipengaruhi oleh umur fisiologi dan kondisi lingkungan. Masa juvenile tergantung pada genetika tanaman dan lingkungan tumbuhnya (Kamenetsky & Rabinowitch 2002). Ukuran umbi yang cukup besar (>5 g) mampu meningkatkan pembungaan dan produksi TSS (Sumarni et al 2005). Hal ini
11 disebabkan ukuran umbi yang besar menghasilkan sintesis de novo giberelin alami dengan konsentrasi tinggi. Semakin tinggi ukuran umbi semakin tinggi karbohidratnya. Sedangkan karbohidrat merupakan bahan baku dari asam amino kauren atau steviol yang digunakan sebagai intermediet pembentukan giberelin (Sumiati & Sumarni 2006). Tanaman bawang merah rata-rata mulai berbunga pada umur 35 40 hari setelah tanam. Pemanjangan tangkai bunga dan bunganya membuka terjadi sampai umur 65 hari setelah tanam, kemudian bunga-bunganya mekar pada umur 75 hari setelah tanam (Sumarni et al. 2011). Bunga bawang merah merupakan bunga majemuk (inflorensia) berupa tandan yang berbentuk payung (umbel). Bunga bawang terdiri atas tangkai bunga dan tandan bunga. Tangkai bunga berbentuk ramping, bulat dan berukuran panjang lebih dari 50 cm dan diatas tangkai bunga terdapat umbel (rangkaian bunga) yang terdiri dari seludang dan bunga bunga tunggal (Pike 1986). Setiap umbel mempunyai 50 200 kuntum bunga, dimana dalam satu kuntum bunga berisi 3 calon buah dan satu calon buah berisi 6 biji. Cahaya matahari merupakan salah satu faktor lingkungan yang dominan pada pembungaan tanaman bawang merah. Aragaw et al. (2011) mengemukakan bahwa panjang hari berpengaruh pada pertumbuhan tanaman. Panjang hari yang terlalu pendek akan menghambat pertumbuhan vegetatif tanaman, sehingga pada saat tanaman memasuki fase pembungaan tidak cukup energi untuk pembungaaan. Selain hal tersebut diatas, suhu akan berinteraksi dengan fotoperidesitas, dimana pada tanaman yang membutuhkan hari panjang, peningkatan suhu yang terlalu tinggi akan menghambat inisiasi pembungaan. Tanaman yang mendapatkan cahaya matahari sedikit atau lebih banyak dari kebutuhannya akan menghambat pembungaan tanaman. Pada tanaman yang mendapat cahaya yang terlalu pendek dari kebutuhan tanaman maka akan mengundurkan saat berbunganya. Hal tersebut berkaitan dengan rendahnya persediaan energi, yaitu jika tanaman hanya mendapatkan penyinaran yang pendek maka jumlah energi yang diterima tanaman relatif rendah, sehingga suhunya juga rendah. Pada suhu rendah dapat berakibat tunas samping yang
12 seyogyanya akan menjadi bunga berubah menjadi kuncup lagi. Tanaman yang mendapat penyinaran lebih panjang maka saat pembungaan akan mundur dari waktu yang seharusnya. Hal tersebut berkaitan dengan tingkat kejenuhan tanaman terhadap intensitas radiasi. Jika tingkat kejenuhan tanaman terlampui maka laju respirasi juga semakin tinggi, akibatnya hasil fotosintat yang digunakan untuk membentuk organ reproduktif seperti bunga dan biji semakin sedikit (Arifin 2011). Menurut hasil penelitian Triharyanto et al. (2012) selain menggunakan biji, umbi udara merupakan bahan tanam yang sangat dimungkinkan mampu mengatasi permasalahan tingginya pemakaian bahan tanam dari bibit konsumsi. Pada kondisi lingkungan yang memungkinkan tanaman bawang merah mampu menghasilkan umbi udara. Umbi udara adalah umbi yang dihasilkan dari tangkai bunga bawang merah. Umbi udara tersebut berukuran sangat kecil. Umbi udara pada umumnya ditemukan pada tanaman uwi atau ubi kelapa (Dioscorea alata L.), gembolo (Dioscoreabulbifera) yang dapat digunakan sebagai bahan tanam. D. HIPOTESIS Perendaman bawang merah dengan GA3 dapat meningkatkan pembungaan serta memacu pembentukan biji dan umbi udara bawang merah.