BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Syarat Tumbuh Tanaman Kentang Varietas Tedjo MZ Kentang dapat tumbuh dan berproduksi dengan baik apabila ditanaman pada kondisi lingkungan yang sesuai dengan persyaratan tumbuhnya. Di Indonesia, kentang diusahakan ditanam di daerah yang memiliki ketinggian 500-3000 mdpl, namun pertumbuhan dan perkembangan kentang terbaik pada ketinggian antara 1000-2000 mdpl (Rukmana, 2002). Iklim yang ideal untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman kentang adalah:suhu rata - rata harian antara 15 o - 20 o C, menurut Samadi (1997), suhu tanah optimum untuk pembentukan umbi normal berkisarantara 15 o - 18 o C, pertumbuhan umbi akan sangat terhambat apabila suhu tanah kurang dari 10 o C dan lebih dari 30 o C. Kelembaban udara 80-90%, penyinaran matahari penuh sepanjang hari dan curah hujan antara 200-300 mm per bulan atau rata - rata 1000 mm selama pertumbuhan (Rukmana, 1997). Tanaman kentang membutuhkan tanah yang subur, gembur, banyak mengandung bahan organik, reaksi tanah (ph) 5-6,5 bersolum dalam, aerasi dan drainasenya baik, tekstur tanah debu sampai lempung berdebu. Jenis tanah yang paling baik adalah Andosol dengan ciri - ciri solum tanah agak tebal antara 1-2 m, berwarna hitam atau kelabu sampai coklat tua, bertekstur debu atau lempung berdebu sampai lempung dan berstruktur remah. Jenis tanah Andosol memiliki kandungan unsur hara sedang sampai tinggi, produktivitas sedang sampai tinggi dan reaksi tanah masam sampai netral (Rukmana, 1997). 6
2.2 Gulma Alang-alang (Imperata cylindrical L.) 2.2.1 Morfologi Alang-alang Alang-alang (Imperata cylindrica L.) termasuk dalam family Gramineae, mempunyai daya adaptasi tinggi, sehingga mudah tumbuh di area pertanian dan sering menjadi gulma yang merugikan para petani. Alang - alang merupakan tumbuhan herba, rumput, merayap di atas permukaan tanah, batang tegak membentuk satu perbungaan, padat, pada bukunya berambut jarang dengan sistem perakaran meluas, tinggi batang mencapai 60-100 cm, daun agak tegak, pelepah daun lembut, tulang daun utama berwarna keputihan, daun atas lebih pendek dibanding daun sebelah bawah, rhizoma bersifat regeneratif yang kuat dapat berpenetrasi 15-40 cm, sedang akar dapat tumbuh vertical ke dalam sekitar 60-150 cm. Rhizoma berwarna putih, beruas pendek dengan cabang lateral membentuk jaring-jaring yang kompak dalam tanah. Gulma ini tersebar luas dan dapat tumbuh pada tanah terbuka yang belum maupun yang sudah diolah (Moenandir, 1988). 2.2.2 Produksi Alelopati Alang-Alang Alelopati merupakan senyawa kimia yang merupakan hasil interaksi antara makhluk hidup yang satu dengan makhluk hidup lainnya. Pendapat lain mengungkapkan bahwa alelopati merupakan peristiwa suatu individu tumbuhan yang menghasilkan zat kimia dan dapat menghambat pertumbuhan jenis tumbuhan lain yang tumbuh bersaing dengan tumbuhan tersebut. Istilah ini diartikan sebagai pengaruh negatif dari suatu jenis tumbuhan tingkat tinggi terhadap perkecambahan, 7
pertumbuhan, dan pembuahan tanaman lainnya. Kemampuan untuk menghambat pertumbuhan tumbuhan lain merupakan akibat adanya senyawa alelopati yang terdapat pada suatu jenis tumbuhan (Indriyanto, 1999). Dalam persaingan antara individu - individu dari jenis yang sama atau jenis yang berbeda untuk memperebutkan kebutuhan - kebutuhan yang sama terhadap factor - faktor pertumbuhan, kadang - kadang suatu jenis tanaman mengeluarkan suatu jenis senyawa kimia yang dapat mempengaruhi pertumbuhan jenis - jenis tanaman lain dan mungkin juga dapat mempengaruhi pertumbuhan dari anakannya sendiri, dan inilah yang merupakan suatu peristiwa yang dikenal dengan allelopati (Onrizal. 2008). Menurut Zahroh (2002), banyak tanaman yang mengeluarkan senyawa alelopati tergantung pada lingkungan tumbuh tanaman tersebut. Semua tumbuhan yang berukuran besar maupun kecil, saling bersaing untuk mendapatkan cahaya, mineral, atau ruang. Pengaruh alelopati dapat menyebabkan pertumbuhan yang terhambat. Menurut Sastroutomo (1990), alang-alang (Imperata cylindrical L.) yang masih hidup mengeluarkan senyawa alelopati lewat organ dibawah tanah, jika sudah mati baik organ yang berada di atas tanah maupun yang di bawah tanah sama - sama dapat melepaskan senyawa alelopati. Alang - alang (Imperata cylindrical L.) menyaingi tanaman lain dengan mengeluarkan senyawa beracun dari akarnya dan dari perombakan bagian vegetatifnya. Senyawa yang dikeluarkan adalah golongan fenol, dengan senyawa beracun tersebut alang-alang mempunyai kemampuan 8
bersaing yang lebih hebat sehingga pertumbuhan tanaman pokok lebih terhambat, dan hasilnya semakin menurun. 2.3 Gulma Bandotan (Ageratum conyzoides L.) 2.3.1 Botani Bandotan Bandotan merupakan tumbuhan dari famili Asteraceae. Tumbuhan ini di berbagai daerah di indonesia memiliki daerah yang berbeda, antara lain di Jawa di sebut Babadotan, di Sumatra di kenal Daun Tombak, dan di Madura di sebut Wedusan. Tumbuhan ini tegak dengan ketinggian 30-80 cm dan mempunyai daya adaptasi yang tinggi, sehingga mudah tumbuh dan sering menjadi gulma yang merugikan para petani (Balitro, 2008). Bandotan berbatang tegak mencapai ketinggian saat berbunga 60-120 cm, batang bulat bercabang dan buku - buku batangnya berbulu. Daunya bertangkai cukup panjang, bentuk bulat, tepi bergerigi dan berbulu. Tata letak daun berhadapan, bunga mengelompok berbentuk cawan, setiap bulir terdiri atas 60-75 bunga dan berwarna biru muda, putih dan violet, buah bewarna putih berukuran 2-3.5 mm. Bandotan, dapat ditemukan juga di pekarangan rumah, tepi jalan, tanggul, dan sekitar saluran air pada ketinggian 1-2100 meter di atas permukaan laut (Ni amah, 2005). 2.3.2 Produksi Alelopati Bandotan Bandotan dapat digunakan sebagai obat, pestisida dan herbisida, bahkan untuk pupuk dapat meningkatkan produksi tanaman. Di sisi lain, bandotan yang terkena penyakit dengan menunjukan gejala kekuningan dapat menjadi sumber penyakit bagi 9
tanaman lain yang diusahakan disekitarnya. Bandotan telah digunakan secara luas dalam pengobatan tradisional oleh masyarakat di berbagai belahan dunia. Di india, Bandotan digunakan sebagai bakterisida, antidisentri (Balitro, 2008). Bandotan seringkali populasinya lebih dominan dibandingkan tanaman liar lainya dalam suatu lahan.bandotan mempunyai alelopati, berupa eksudat kimia yang dapat menekan pertumbuhan tanaman lainya. Kemampuan daun bandotan menghasilkan alelopati diidentifikasikan karena adanya 3 Phenolic acid yaitu Gallic acid, coumalic acid dan protocatechuic acid, yang dapat menghambat pertumbuhan beberapa gulma tanaman. Bandotan juga mengandung asam amino, organacid, pectic sub-stance, minyak atsiri kumarin, friedelin, siatosterol, stigmasterol, tannin sulfur dan potassium klorida, pada bagian akar bandotan mengandung minyak atsiri, alkholoid dan kumarin (Sukamto, 2007). Bandotan diketahui mempunyai senyawa alelopati yang bisa menghambat pertumbuhan tanaman lain tetapi tumbuhan ini juga dapat meningkatkan kandungan nitrogen dalam tanah yang sangat diperlukan bagi pertumbuhan tanaman sehingga bisa dijadikan pupuk (Aini, 2008). 2.4 Nematoda Sista Kuning (Globodera Sp.) 2.4.1 Biologi Nematoda Sista Kuning (NSK) Nematoda Sista Kuning termasuk jenis nematoda yang tergolong dalam famili Heteroderidae dan berasal dari genus Globodera. Nematoda betina dewasa tubuhnya membengkak, sebagian besar tubuhnya keluar dari jaringan akar tetapi kepala tetap 10
beradadi dalam jaringan akar. Nematoda betina yang telah dibuahi tubuhnya menjadi besar dan berbentuk seperti bola dan secara bertahap warnanya berubah sebelum mati dan akhirnya menjadi sista. Nematoda sista kuning pada umumnya dapat menyelesaikan satu generasinya selama musim tanam (Luc et al., 1995). Nematoda Sista Kuning dalam perkembangannya melalui tahapan telur, larva, dan dewasa. Siklus hidup dari telur sampai dewasa berlangsung selama 38-48 hari, NSK betina berbentuk bulat (globose), sessile, dan motile (bergerak), sedangkan NSK jantan berbentuk seperti cacing (vermiform). NSK Globodera memiliki daur hidup antara 5-7 minggu tergantung kondisi lingkungan, produksi telur 200-500 butir. Kemampuan NSK bertahan hidup pada kondisi lingkungan kurang menguntungkan (tidak ada inang, suhu sangat rendah, suhu tinggi, dan kekeringan) dengan cara membentuk sista yang dapat bertahan lebih dari 10 tahun, nematoda aktif kembali setelah kondisi lingkungan sesuai, terutama adanya eksudat akar tanaman inang (Deptan, 2005). Telur tersimpan di dalam sista, ukuran telur memiliki panjang 101-104 µm, dan lebar 46-48µm, telur menetas di dalam sista. Larva stadium 2 dicirikan dengan bentuk kepala membulat dan memiliki ekor dengan dua pertiga bagiannya merupakan bagian transparan. G.pallida memiliki morfologi yang relatif sama dengan G.rostochiensis. Pada juvenil stadium 2, G. pallid memiliki ukuran yang sedikit lebih besar (CABI, 2000). 11
2.4.2 Gejala Kerusakan dan Perkembangan Nematoda Sista Kuning Gejala spesifik akibat serangan NSK terdapat pada bagian tanaman di bawah permukaan tanah (akar) yang berasosiasi dengan infeksi nematoda sista kentang. Serangan NSK menyebabkan kerusakan akar sehingga tanaman menjadi stress dan menurunkan kemampuan penyerapan air dan unsur hara sehingga tanaman menjadi kerdil, berwarna kekuningan serta daun - daun layu apabila keadaan kering. Masa awal dan tumbuhnya akar samping yang banyak sering berhubungan dengan infeksi nematoda. Nematoda betina yang berwarna putih dan kuning dapat diamati pada permukaan akar tanaman kentang yang sedang berbunga. Nematoda betina dari rostochiensis akan menjadi stadium yang berwarna kuning, sedang pallid betina tetap berwarna putih sampai mati. Nematoda betina dapat diamati juga pada permukaan umbi kentang, tetapi hal tersebut jarang terjadi. Apabila nematoda betina mati akan menjadi sista, kutikulanya akan berwarna coklat atau berwarna seperti kulit dan berisi telur sebanyak kurang lebih 500 butir (Deptan, 2005). Larva stadium dua yang infektif menginfeksi secara langsung akar primer muda atau bagian ujung meristem akar sekunder. Selanjutnya larva stadium dua masuk ke dalam cortex secara intraseluler dan menyebabkan kerusakan dan kematian sel. Larva kerap kali melewati cortex dan menusukkan stiletnya ke dalam sel endodermis atau pericycle. Selama dua hari melakukan penetrasi, kemudian larva beristirahat dan makan pada sel cortex dan jaringan stele, sehingga menyebabkan pembengkakan sel. Kelompok sel yang membengkak tersebut dinamakan syncytia, yang dikelilingi oleh satu lapisan sel hiperplastik. 12
Perkembangan larva menjadi stadium tiga, menyebabkan sel cortex di sekeliling larva terpecahkan oleh semakin membesarnya tubuh larva nematoda, khususnya nematoda betina. Faktor lingkungan yang mempengaruhi perkembangan penyakit adalah adalah faktor biotik yaitu tanaman inang dan organisme lain, serta faktor abiotik yaitu tanah, suhu, kelembaban, senyawa kimia (Deptan, 2008). 2.4.3 Pengendalian Nematoda Sista Kuning Pengendalian hama merupakan usaha menekan laju pertumbuhan populasi hama sehingga tidak berdampak pada kerusakan yang parah pada suatu areal pertanain. Beberapa usaha pengendalian terhadap pertumbuhan G. rostochiensis dapat dilakukan antara lain penggunaan bahan kimia, varietas tahan, jasad biologi, rotasi tanaman dan pengendalian hayati menggunakan ekstrak gulma 2.4.3.1 Penggunaan Bahan Kimia Beberapa jenis nematisida sistemik organo karbamat telah dievaluasi daya pengendaliannya terhadap nematode sista kuning pada tanaman kentang. Hasilnya menunjukkan bahwa beberapa nematisida tersebut seperti Curater 36, Furadan 3 G, Petrofer 3 G, Rugby 10G dan Truper 3G menunjukkan gejala mampu menekan populasi nematode sista kuning dan mempertahankan pertumbuhan tanaman kentang dari kerusakan (Asandhi 2005). Namun penggunanan nematisida dapat meninggalkan residu dan bersifat toksik. 13
2.4.3.2 Penggunaan Varietas Tahan Penggunaan varietas tahan merupakan salah satu upaya pengendalian G.rostochiensis karena lebih murah, memperpendek rotasi tanaman, dan tidak meninggalkan residu nematisida yang bersifat toksik. Tanaman didefinisikan tahan ketika mampu mengurangi tingkat reproduksi nematoda. Gen resisten terhadap nematoda yang terdapat pada beberapa spesies tanaman merupakan komponen penting dalam program pemuliaan, termasuk untuk tomat, kedelai, kentang, dan sereal (Williamsona & Husseyb, 1996). Menurut Mulyadi (2009) mekanisme ketahanan tanaman terhadap nematoda terbagi menjadi dua yaitu ketahanan sebelum terjadinya infeksi nematode (preinfectional resistance) dan ketahanan setelah terjadinya infeksi nematode (postinfectional resistance). Pre-infectional resistance merupakan ketahanan alami yang terjadi sebelum tanaman terserang nematoda. Mekanisme ketahanan berupa adanya ketahanan morfologis dan adanya kandungan senyawa tertentu yang bersifat melindungi tanaman dari infeksi nematoda. Selain itu mekanisme ketahanan juga terjadi karena tanaman memproduksi eksudat akar yang bersifat menolak kehadiran nematoda (repellent) atau bahkan mematikan nematoda. Mekanisme ketahanan ini merupakan hubungan timbal balik atau interaksi antara tanaman dengan nematoda. Mekanisme ketahanan aktif ini juga dapat berupa produksi senyawa yang bersifat racun terhadap nematoda. 14
2.4.3.3 Penggunaan Jasad Biologi Dalam bidang nematologi khususnya untuk G. rostochiensis, kemampuan musuh musuh alami nematoda untuk digunakan dalam pengendalian hayati masih sangat terbatas. Meskipun begitu, beberapa musuh alami nematoda sista kuning telah dikenali, khususnya cendawan yang mampu memarasit telur dan induk seperti Verticillium chlamydosporum, Cylindrocarpon destructans, Acremonium strictum, Fusarium oxysporum, Catenaria auxiliaris, Dactillela oviparasitica dan yang diteliti oleh Jatala et al. (1979) yaitu cendawan Paecilomyces lilacinus. Banyak dilaporkan bahwa musuh musuh alami nematoda banyak terdapat dalam bahan organik yang telah terdekomposisi. Sehingga manipulasi musuh alami tersebut untuk mengendalikan nematoda dapat dilakukan dengan memberikan pupuk organik yang telah terdekomposisi sempurna dalam jumlah dan waktu yang tepat 2.4.3.4 Rotasi Tanaman Rotasi tanaman merupakan menanam jenis tanaman utama digilirkan dengan tanaman yang tidak sejenis, sehingga diharapkan jumlah populasi awal nematode sista kuning sedemikian rupa rendah pada waktu tanaman kentang ditanam. Tanaman anggota rotasi harus diusahakan yang memiliki manfaat, baik langsung ataupun tidak langsung. Berdasarkan hasil penelitian oleh Sethi dan Gaur (1990) di USA, rotasi dengan kentang varietas tahan dan gandum (oats) selama 2 tahun dapat menekan populasi nematoda sista kuning sangat rendah. 15
2.4.3.5 Pengendalian hayati menggunakan ekstrak gulma Herbisida merupakan semua zat kimia yang digunakan untuk memberantas tumbuhan pengganggu dan sudah digunakan sejak tahun 1960-an hampir di seluruh dunia. Penggunaan herbisida sejauh ini memberikan dampak positif berupa pengendalian gulma serta peningkatan produksi pertanian dan perkebunan. Namun di sisi lain, penggunaan herbisida secara terus menerus selama 30 tahun terakhir ini juga berakibat negatif bagi lingkungan. Terjadinya keracunan pada organisme nontarget, polusi sumber-sumber air dan kerusakan tanah, juga keracunan akibat residu herbisida pada produk pertanian, merupakan contoh dampak negatif penggunaan herbisida kimiawi (Sastroutomo 1990) 16