TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman Kakao merupakan satu-satunya diantara 20 jenis marga Theobroma, suku Sterculiaceae yang diusahakan secara komersial. Adapun sistematika tanaman kakao adalah sebagai berikut; kingdom : Plantae; divisio : Spermatophyta; subdivisio : Angiospermae; kelas: Dycotyledoneae ; ordo : Dialypetalae; famili : Malvales; genus : Theobroma; spesies : Theobroma cacao L. (Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, 2004) Akar kakao adalah akar tunggang (radix primaria). Pertumbuhan akar kakao bisa sampai 8 meter kearah samping dan 15 meter ke arah bawah. Perkembangan akar sangat dipengaruhi struktur tanah, air tanah, dan aerasi di dalam tanah. Pada tanah yang drainasenya buruk dan permukaan air tanahnya tinggi, akar tunggang tidak dapat tumbuh lebih dari 45 cm. Hal yang sama juga akan terjadi bila permukaan air tanah terlalu dalam (Siregar dkk, 2010). Batang kakao bersifat dimorfisme, artinya memiliki dua macam tunas, yaitu tunas ortotrop (chupon) dan tunas plagiotrop (fan). Anatomi kedua macam tunas tersebut pada dasarnya adalah sama. Xilem primer batang terkumpul pada bagian tepi empulur dan berdampingan dengan xilem sekunder yang tumbuh setelahnya. Tanaman kakao yang berasal dari biji, setelah berumur sekitar 1 tahun dan memiliki tinggi 0,9-1,5 m, petumbuhan vertikalnya akan berhenti kemudian akan membentuk perempatan (jorket) (Wahyudi dkk, 2009). Daun kakao terdiri atas tangkai daun dan helai daun. Panjang daun berkisar 25 34 cm dan lebarnya 9 12 cm. Daun yang tumbuh pada ujung ujung tunas biasanya berwarna merah dan disebut daun flus,
permukaannya sutera. Setelah dewasa, warna daun akan berubah menjadi hijau dan permukaannya kasar. Pada umumnya daun daun yang terlindung lebih tua warnanya bila dibandingkan dengan daun yang langsung terkena sinar matahari (Siregar dkk, 2010). Tanaman kakao bersifat kauliflori, artinya bunga tumbuh dan berkembang dari bekas ketiak daun pada batang dan cabang. Tempat tumbuh bunga tersebut semakin lama semakin membesar dan menebal atau biasa disebut dengan bantalan bunga (cushion). Bunga kakao berwarna putih, ungu, atau kemerahan. Warna yang kuat terdapat pada benang sari dan daun mahkota. Warna bunga ini khas untuk setiap kultifar. Permukaan kulit buah ada yang halus dan ada yang kasar, tetapi pada dasarnya kulit buah beralur 10 yang letaknya berselang-seling (Pusat Penelitian Kopi dan Kakao, 2004) Buah kakao akan masak setelah berumur 5-6 bulan, tergantung pada elevasi tempat penanaman. Pada saat buah masak, ukuran buah yang terbentuk cukup beragam dengan ukuran berkisar 10-30 cm, diameter 7-15 cm, tetapi tergantung pada kultivar dan faktor-faktor lingkungan selama proses perkembangan buah (Wahyudi dkk, 2009). Biji kakao dilindungi oleh daging buah (pulpa) yang berwarna putih. Ketebalan daging buah bervariasi, ada yang tebal dan ada yang tipis. Rasa buah kakao cenderung asam-manis dan mengandung zat penghambat perkecambahan. Disebelah dalam daging buah terdapat kulit biji (testa) yang membungkus dua kotiledon dan embrio axis. Biji kakao bersifat rekalsitran dan tidak memiliki masa dorman. Walaupun daging buah mengandung zat penghambat perkecambahan,
terkadang biji bisa berkecambah, yakni pada buah yang terlambat dipanen daging buahnya telah mengering (Siregar dkk, 2009). Syarat Tumbuh Iklim Iklim merupakan salah satu faktor lingkungan yang cukup berpengaruh terhadap pertumbuhan dan keberhasilan budidaya tanaman, termasuk budidaya kakao. Tanaman kakao dapat tumbuh pada garis lintang 10 o LS-10 o LU dan pada ketinggian 0-600 m dpl (Wahyudi dkk, 2009). Areal penanaman cokelat yang ideal adalah daerah-daerah bercurah hujan 1.100-3.000 mm per tahun. Temperatur yang ideal bagi pertumbuhan cokelat adalah 30 o C - 32 o C (maksimum) dan 18 o C-21 o C (minimum) (Siregar dkk, 2010). Tanaman kakao menghendaki lingkungan yang kelembapannya tinggi dan konstan, yakni diatas 80 %. Kelembapan tinggi dapat mengimbangi proses evapotranspirasi tanaman dan mengompensasi curah hujan yang rendah. Tanaman kakao tergolong jenis tanaman yang rentan terhadap dorongan angin kencang. Angin dapat merusak daun, terutama daun-daun yang muda (Wahyudi dkk, 2009). Pertumbuhan dan produksi kakao banyak ditentukan oleh ketersediaan air sehingga kakao dapat tumbuh dan berproduksi dengan baik di tempat yang jumlah curah hujannya relatif sedikit tetapi merata sepanjang tahun. Areal penanaman cokelat yang ideal adalah daerah daerah bercurah hujan 1.100 3.000 mm per tahun (Siregar dkk, 2010).
Tanah Tanaman kakao tumbuh baik pada tanah yang mempunyai tingkat keasaman 6-7,5. Kadar bahan organik yang tinggi akan meningkatkan laju pertumbuhan pada masa tanaman sebelum menghasilkan (Direktorat Jendral Perkebunan, 2012). Tanah yang cocok untuk tanaman kakao adalah yang bertekstur geluh lempung (clay loam) yang merupakan perpaduan antara 50% pasir, 10-20% debu, dan 30-40% lempung berpasir. Tekstur tanah ini dianggap memiliki kemampuan menahan air yang tinggi dan memiliki sirkulasi udara yang baik (Wahyudi dkk, 2009). Tekstur tanah yang baik untuk tanman cokelat adalah lempung liat berpasir dengan komposisi 30 40% fraksi liat, 50% pasir dan 10 20% debu. Susunan demikian akan mempengaruhi ketersediaan air dan hara serta aerasi tanah, Struktur tanah yang remah dengan agregat yang mantap menciptakan gerakan air dan udara di dalam tanah sehingga menguntungkan bagi akar. Tanah tipe latosol yang memiliki fraksi liat yang tingginya ternyata sangat kurang menguntungkan tanman cokelat, sedangkan tanah regosol dengan tekstur lempung berliat walaupun mengandung kerikil masih baik bagi tanaman cokelat (Siregar dkk, 2010). Tanaman kakao membutuhkan tanah berkadar bahan organik tinggi, yaitu di atas 3%. Kadar bahan organik yang tinggi akan memperbaiki struktur tanah, biologi tanah, kemampuan penyerapan (absorbsi) hara, dan daya simpan lengas tanah. Tingginya kemampuan absorbsi menandakan bahwa daya pegang tanah
terhadap unsur unsur hara cukup tinggi dan selanjutnya melepaskannya untuk diserap akar tanaman (Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, 2004). Subsoil dianggap merupakan horizon B pada tanah tanah dengan profil yang jelas, tetapi yang profilnya lemah, subsoil didefenisikan sebagai tanah yang berada di bawah topsoil dimana perakaran tanaman dapat berkembang secara normal (Mangoensoekarjo, 2007). Lapisan tanah bawah (subsoil) akan muncul bila lapisan tanah atas (topsoil) hilang. Selain karena bahan-bahan organik dengan sebagian mineral telah hilang, juga karena mikroflora dan mikrofauna tidak ada. Sebagian dari zat mineral yang tersisi hanyalah unsur-unsur tertentu yang belum bisa dimanfaatkan oleh tanaman dan ketersedian masih terikat oleh koloid-koloid pembentuk tanah. Subsoil sering dinyatakan sebagai lapisan tanah yang kurus dan masih mentah, bahan-bahan organik (humus), sisa-sisa tanaman yang membusuk) tidak dimilikinya. Urang suburnya tanah lapisan bawah (subsoil) disebabkan oleh tanah lebih mampat, kadar bahan organik sangat rendah, hara tanah yang berasal dari hasil penguraian seresah tanaman rendah, struktur tanah memiliki imbangan porositas lebih buruk, dan sifat-sifat lain dengan daya dukung yang lebih rendah terhadap pertumbuhna tanaman (Pusat Penelitian Kelapa dan Kakao Indonesia, 2004). Pupuk organik vermikompos Vermikompos adalah kompos yang dihasilkan dari bahan organik dengan bantuan cacing (vermis). Keuntungan vermikompos adalah prosesnya cepat dan kompos yang dihasilkan (kascing=bekas cacing) mengandung unsur hara tinggi,
sementara komposiasi dengan cara konvensional membutuhkan waktu yang relatif lama dengan kandungan unsur hara yang lebih rendah (Mashur, 2001). Vermikompos merupakan bahan organik yang mengandung unsur hara yang lengkap, baik unsur hara makro maupun mikro yang berguna bagi pertumbuhan tanaman. Vermikompos mengandung partikel-partikel kecil dari bahan organik yang dimakan cacing dan kemudian dikeluarkan lagi. Namun, umumnya vermikompos mengandung unsur hara yang dibutuhkan tanaman seperti nitrogen, fosfor, mineral dan vitamin (Mulat, 2003). Vermikompos merupakan partikel-partikel tanah yang berwarna kehitamhitaman-hitaman yang ukurannya lebih kecil dari partikel tanah biasa sehingga lebih cocok untuk pertumbuhan tanaman. Vermikompos mengandung zat organik yang akan menyesuaikan perubahan kimia secara alami. Jika dilihat kandungan unsurnya, vermikompos jauh lebih baik daripada pupuk anorganik karena hampir seluruh unsur hara yang dibutuhkan tanaman tersedia di dalamnya (Nuryati, 2004). Vermikompos mengandung nutrisi yang terdiri dari nitrogen (N) 0,63%, fosfor (P) 0,35%, kalium (K) 0,20%, kalsium (Ca) 0,23%, magnesium (Mg) 0,26%, natrium (Na) 0,07%, tembaga (Cu) 17,58%, seng (Zn) 0,007%, manganium (Mn) 0,03%, besi (Fe) 0,79%, boron (B) 0,21%, molibdenum (Mo) 14,48%, KTK 35,80 meg/100mg, kapasitas menyimpan air 41,23% dan asam humus 13,88% (Taniwiryono, 2010). Menurut Mashur (2001) beberapa keunggulan vermikompos adalah :
1. Vermikompos merupakan sumber nutrisi bagi mikroba tanah. Mikroba terus berkembang dengan adanya nutrisi tersebut sehingga bahan organik dapat diuraikan dengan lebih cepat. 2. Vermikompos dapat memperbaiki kemampuan menahan air, membantu menyediakan nutrisi bagi tanaman, memperbaiki struktur tanah dan menetralkan ph tanah. 3. Vermikompos mempunyai kemampuan menahan air sebesar 40-60%. Hal ini karena struktur vermikompos yang memiliki ruang-ruang yang mampu menyerap dan menyimpan air, sehingga mampu mempertahankan kelembaban. 4. Tanaman hanya dapat mengkonsumsi nutrisi dalam bentuk terlarut. Cacing tanah berperan mengubah nutrisi yang tidak larut menjadi bentuk terlarut yaitu dengan bantuan enzim-enzim yang terdapat dalam alat pencernaannya. Nutrisi tersebut terdapat di dalam vermikompos, sehingga dapat diserap oleh akar tanaman untuk dibawa ke seluruh bagian tanaman. 5. Vermikompos banyak mengandung humus yang berguna untuk meningkatkan kesuburan tanah. 6. Vermikompos mempunyai struktur remah, sehingga dapat mempertahankan kestabilan dan aerasi tanah. 7. Vermikompos dapat mengikat partikel-partikel tanah sehingga membentuk agregat yang mantap. Vermikompos memiliki tekstur yang didominasi pasir (diameter butiran 0,05-2 mm), sehingga vermikompos bersifat remah. Vermikompos juga
mempunyai kemampuan menahan air yang besar, yakni sekitar 1,45 1,68 kali berta vermikomposnya. Dengan demikian vermikompos dapat meningkatkan penyimpanan air dalam tanah sehingga sangat penting untuk tanah berpasir agar tidak cepat mengalami kekeringan (Mulat, 2003). Cacing dapat mengeluarkan kapur dalam bentuk kalsium karbonat (CaCO 3 ) atau dolomit pada lapisan bawah permukaan tanah. Cacing juga dapat menurunkan ph pada tanah yang berkadar garam tinggi. Selain perbaikan sifat kimia dan biologi tanah. Cacing mampu menggali lubang disekitar permukaan tanah sampai kedalaman dua meter dan aktivitasnnya meningkatkan kadar oksigen tanah sampai 30%, memperbesar pori-pori tanah, memudahkan pergerakan akar tanaman, serta meningkatkan kemampuan tanah untuk menyerap dan menyimpan air. Zat-zat organik dan fraksi liat yang dihasilkan cacing bisa memperbaiki daya ikat antar partikel tanah sehingga menekan terjadinya proses pengikisan/erosi hingga 40% (Taniwiryono, 2010). Bahan organik yang terkandung di dalam vermikompos dapat mengurangi keracunan kation-kation seperti Al3+ dan Fe3+ pada tanah-tanah masam dan bereaksi dengan ion-ion racun seperti Cd2+ dan Hg2+ serta kation-kation unsur mikro lain yang berada pada konsentrasi tinggi dan mengurangi ketersediaannya, juga menyerap banyak air 70-80%. Ini juga disebabkan karena pori mikro pada agregat-agregat tanah menjadi lebih besar sehingga menambah kemampuan tanah untuk mengikat air dan mendukung pertumbuhan akar tanaman (Mulat, 2003). Vermikompos mempunyai kemampuan menahan air sebesar 40-60%. Hal ini karena struktur vermikompos yang memiliki ruang-ruang yang mampu menyerap dan menyimpan air sehingga mampu menahan kelembaban.
Vermikompos berperan memperbaiki kemampuan menahan air, membantu menyediakan nutrisi bagi tanaman, memperbaiki struktur tanah dan menetralkan Ph tanah. Cacing tanah berperan mengubah nutrisi yang tidak terlarut menjadi bentuk terlarut yaitu dengan bantuan enzim-enzim yang terdapat dalam pencernaannya. Nutrisi tersebut terdapat dalam vermikompos, sehingga dapat diserap oleh akar tanaman untuk dibawa ke seluruh bagian tanaman (Mashur, 2001). Hubungan air dengan tanaman Air merupakan salah satu sumber daya alam yang sangat esensial bagi sistem produksi pertanian. Air bagi pertanian tidak hanya berkaitan dengan aspek prodiksi, melainkan juga sangat menentukan potensi perluasan areal tanam (ekstensifikasi), luas area tanam, intensitas pertanaman (IP), serta kualitas tanaman (Kurnia, 2004). Berbagai fungsi air bagi tanaman menunjukkan pentingnya air bagi tanaman, yakni : 1. Air merupakan bagian esensial bagi protoplasma dan membentuk 80-90% berat segar jaringan tumbuh aktif. 2. Air adalah pelarut, di dalamnya terdapat gas-gas, garam-garam dan zat-zat terlarut lainnya, yang bergerak keluar masuk sel, yang berperan dalam proses transpirasi. 3. Air adalah pereaksi dalam fotosintesis dan pada berbagai proses hidrolisis. 4. Air adalah esensil untuk menjaga turgiditas diantaranya dalam pembesaran sel, pembukaan stomata, dan menyangga bentuk (morfologi) daun, daun muda, atau struktur lainnya yang berlignin (Haryati, 2003).
Kapasitas penyimpanan air (KPA) adalah jumlah air maksimum yang dapat disimpan oleh suatu tanah. Keadaan ini dapat dicapai jika kita memberi air pada tanah sampai terjadi kelebihan air, setelah itu kelebihan airnya dibuang. Jika pada keadaan ini semua rongga pori terisi air. Karena itu kandungan air volume maksimum menggambarkan porositas total tanah. Setelah pori terisi air (tercapai kapasitas penyimpanan air maksimum), pemberian air kita hentikan. Pada keadaan ini tanah dalam keadaan kapasitas lapang (Islami dan Utomo, 1995). Air yang tersedia dalam tanah adalah selisih antara air yang terdapat pada kapasitas lapang dan titik layu permanen. Di atas kapasitas lapang air akan meresap ke bawah atau menggenang sehingga tidak dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Di bawah titik layu permanen tanaman tidak mampu lagi menyerap air karena daya adhesi air dengan butir tanah terlalu kuat dibandingkan denggan daya serap tanaman. Cekaman kekeringan pada tanaman disebabkan oleh kekurangan suplai air di daerah perakaran dan permintaan air yang berlebihan oleh daun dalam kondisi laju evapotranspirasi melebihi laju absorbsi air oleh akar tanaman. Serapan air oleh akar tanaman dipengaruhi oleh laju transpirasi, sistem perakaran, dan ketersediaan air tanah (Lakitan, 1996). Kebutuhan air suatu tanaman dapat didefenisikan sebagai jumlah air yang dibutuhkan untuk memenuhi kehilangan air melalui evapotranspirasi (ETtanaman) tanaman yang sehat, tumbuh pada sebidang lahan yang luas dengan kondisi tanah yang tidak mempunyai kendala (kendala lengas tanah dan kesuburan tanah) dan mencapai potensi produksi penuh pada kondisi lingkungan tumbuh tertentu. Kekurangan air pada tanaman terjadi karena ketersediaan air dalam media tidak cukup dan transpirasi yang berlebihan atau kombinasi kedua
faktor tersebut. Di lapangan, walaupun di dalam tanah air cukup tersedia, tanaman dapat mengalami cekaman kekeringan (kekurangan air). Hal ini terjadi jika kecepatan absorbsi tidak cukup mengimbangi kehilangan air melalui transpirasi (Haryati, 2003). Kapasitas menahan air yang tinggi pada tanah sangat diperlukan agar dapat menyimpan air yang tersedia dalam jumlah yang cukup guna mengimbangi evapotranspirasi pada musim kemarau (Mangoensoekarjo, 2007). Untuk mengetahui kebutuhan air yang dapat dipenuhi oleh ketersediaan air yang ada, maka perlu adanya pengetahuan apakah suatu tanaman/lahan kelebihan air (surplus) atau kekurangan air (defisit). Langkah ini ditempuh agar efisiensi penggunaan air bagi tanaman dapat tepat dilakukan. Dengan demikian, efisiensi penggunaan air adalah adanya penggunaan air yang sesuai dengan kebutuhan tanaman. Di samping itu, kebutuhan air tanaman juga dipengaruhi berbagai faktor yang mendukung efisiensi penggunaan air yaitu jenis dan umur tanaman, waktu atau periode pertanaman, sifat-sifat fisik tanah, teknik pemberian air, jarak sumber air, dan luas areal pertanaman. Efisiensi penggunaan air (water use efficiency) merupakan perbandingan jumlah air yang dibutuhkan untuk menghasilkan satu satuan berat bahan kering (Hikmah dkk, 2010).