BAB II KERANGKA TEORITIS 2.1. Tinjauan Pustaka 2.1.1. Klasifikasi dan Morfologi Tanaman Kacang Tanah Tanaman kacang tanah dapat diklasifikasikan (Kasno, dkk. 1993) sebagai berikut: Devisi : Spermatophyta Sub devisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledonae Ordo : Rosales Famili : Papilionidae Subfamili : Leguminosae Genus : Arachis Spesies : Arachis hypogaea L. Varietas : Takar 1 Tanaman kacang tanah merupakan tanaman semusim yang sudah dikenal lama oleh masyarakat Indonesia. Tanaman kacang tanah dicirikan dengan daunnya yang berbentuk majemuk bersirip genap yang terdiri dari 3 4 helai daun, memiliki daun penumpu dengan tangkai daun agak panjang. Daunnya memiliki bentuk yang beragam, ada yang berbentuk bulat, elips dan agak lancip, tergantung varietasnya. Batang kacang tanah berbentuk bulat, berbulu halus, beruas serta bercabang dengan jumlah buku dan cabang yang berbeda-beda setiap tanaman. Tanaman kacang tanah berakar tunggang dengan bulu-bulu akar yang tumbuh dari akar tunggang dengan daya tembus ke dalam tanah relatif dangkal (Pajow, dkk. 2006). Tangkai bunga kacang tanah berwarna putih, muncul dari ketiak tangkai daun. Bentuk bunganya menyerupai kupu-kupu, dan terdiri atas lima daun tajuk. Dua diantara daun tajuk tersebut bersatu seperti perahu. Tanaman kacang tanah mulai berbunga ± 27 hari dan akan berlanjut sampai 75 hari setelah tanam. Mahkota bunga (corolla) berwarna kuning atau kuning kemerah-merahan. Bunga kacang tanah termasuk bunga lengkap, dimana bunga jantan dan betinanya terletak dalam satu bunga. Penyerbukan terjadi menjelang pagi, sewaktu bunga 1
masih kuncup. Setelah terjadi penyerbukan, daun mahkota mekar penuh, dan pada hari berikutnya akan layu dan gugur. Bunga yang berhasil menjadi polong biasanya hanya bunga yang terbentuk pada sepuluh hari pertama. Bunga yang muncul selanjutnya sebagian besar akan gugur sebelum menjadi ginofor (Kasno, dkk. 1993). Stadia pertumbuhan kacang tanah terdiri dari (Kasno, dkk. 1993): Tabel 2.1. Fase pertumbuhan kacang tanah Sandi Stadia Keterangan Umur (hst) VE Kecambah Kotiledon baru muncul di atas tanah 0 6 VK Kotiledon terbuka Kotiledon terbuka 6 7 V1 Buku kesatu Daun bertangkai empat pada buku pertama telah berkembang penuh V2 Buku kedua Daun bertangkai empat pada buku kedua telah berkembang penuh V3 Buku ketiga Daun bertangkai empat pada buku ketiga telah berkembang penuh 7 n Vn Buku ke-n Daun bertangkai empat pada buku ke-n telah berkembang penuh R1 Mulai berbunga terdapat satu bunga mekar pada ketiak daun 27 32 R2 Pembentukan ginofor Mulai terlihat ginofor 32 49 R3 Pembentukan polong Ujung ginofor mulai membengkak 40 45 R4 Polong penuh Polong mencapai ukuran maksimum untuk pengisian biji 45 52 R5 Pembentukan Polong berkembang penuh dan bila disayat biji melintang akan terlihat pertumbuhan kotiledon biji 52 57 R6 Biji penuh Polong telah terisi biji dalam keadaan segar 57 68 R7 Biji mulai Satu polong telah memperlihatkan bintik-bintik masak hitam di bagian dalam kulit polong 68 75 R8 Masak panen Beberapa polong telah memperlihatkan bintikbintik hitam dibagian dalam kulit polong 85 100 R9 Lewat masak polong mulai membusuk 100 Setelah terjadi pembuahan, bakal buah (ginofor) tumbuh memanjang dan nantinya akan menjadi tangkai polong. Ujung ginofor yang runcing tumbuh miring ke atas kira-kira 0,5 cm, kemudian membelok ke bawah dan masuk ke dalam tanah sedalam 1 5 cm. Sementara ginofor memanjang, ginofor membawa bakal buah yang sedang berkembang di dalam ujungnya, yang dilindungi oleh suatu tudung yang sel-selnya berlignin. Ginofor yang terbentuk di cabang bagian atas dan tidak masuk ke dalam tanah akan gagal membentuk polong. Buah yang berbentuk polong berisi 1 4 biji sesuai varietas, kulit biji berwarna putih atau merah dan biji berkeping dua. Biji berbentuk bulat agak lonjong atau bulat dengan 2
ujung agak datar karena berhimpitan dengan butir biji yang lain selagi di dalam polong (Goldsworthy dan Fisher, 1992). Menurut Kanisius (1974), tipe pertumbuhan kacang tanah dibedakan atas kacang tanah tipe tegak dan tipe menjalar. Kacang tanah tipe tegak memiliki percabangan yang lurus atau sedikit miring mengarah ke atas, berumur pendek ± 100 120 hari dan pemungutan hasilnya lebih mudah. Sedangan kacang tanah yang bertipe menjalar berumur sekitar 5 6 bulan, cabang-cabang tumbuh kesamping dengan ujung mengarah ke atas dan tiap ruas yang berdekatan dengan tanah menghasilkan buah sehingga masaknya tidak bersamaan. Tanaman kacang tanah merupakan salah satu tanaman yang bersifat indeterminate yang artinya organ-organ vegetatifnya masih tetap tumbuh pada saat tanaman sudah memulai pertumbuhan generatif (tanaman tak terbatas). Bunga-bunga pertama muncul pada kira-kira 30 40 hari setelah tanam dan tanaman dapat terus menghaslkan bunga-bunga sampai mendekati pemasakan buah Kasno, dkk. 1993; Goldsworthy dan Fisher, 1992). Goldsworthy dan Fisher (1992) mengemukakan bahwa jumlah polong dan jumlah biji dalam polong tanaman kacang tanah dikendalikan oleh genetik, tetapi dipengaruhi oleh lingkungan dan persaingan internal. Ada kecenderungan pada polong-polong yang terbentuk lambat untuk mempunyai biji yang lebih kecil daripada yang terbentuk sejak awal. Adanya polong hampa juga disebabkan karena adanya persaingan dan defisiensi unsur kalsium dalam tanah. Pada tanaman indeterminate (tak terbatas) seperti legum, sebagian bahan kering yang dihasilkan setelah pembungaan lebih digunakan untuk pembentukan daun-daun baru daripada untuk pengisian organ reproduktif. Daun-daun yang tumbuh bersaing dengan pertumbuhan buah dan biji untuk penyediaan asimilat. Sepanjang pertumbuhan, akar, daun, dan batang merupakan sink yang kompetitif dalam hal hasil asimilat selain biji. Kemampuan suatu tanaman untuk mengatur jumlah biji untuk mempertahankan keseimbangan antara sumber (source) dan pengguna/lumbung (sink) mempunyai arti ekologi yang besar. Proporsi hasil asimilat yang dibagikan ke ketiga organ tersebut dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan produktivitas (Gardner, dkk. 1991). 3
Persaingan internal mempengaruhi pembentukan ginofor. Sering hanya satu ginofor yang terbentuk pada tiap-tiap pembungaan, biasanya dari salah satu bunga yang terbentuk pertama, walaupun dapat diubah oleh lingkungan. Sementara pembungaan berlagsung, jumlah bunga yang membentuk polong secara berangsur menjadi lebih sedikit. Kebanyakan polong yang terbentuk berkembang dari bunga-bunga yang paling awal. Polong-polong yang lebih terbentuk lebih cepat mempunyai suatu keuntungan permulaan dalam waktu dan suatu persediaan asimilat yang lebih baik daripada polong-polong yang terbentuk lebih lambat. Ada peluang untuk menaikkan hasil produksi kacang tanah apabila lebih banyak asimilat dapat dibagikan kedalam polong (Goldsworthy dan Fisher 1992). 2.1.2. Syarat Tumbuh Tanaman Kacang Tanah Pertumbuhan dan produktivitas tanaman di lapangan ditentukan oleh faktor genetik dan lingkungannya. Selama periode 1950 2015 telah dilepas sebanyak 34 varietas unggul kacang tanah di Indonesia. Setiap varietas memiliki keunggulan masing-masing dengan produktivitas rata-rata diatas 3,0 ton polong kering ha -1. Tanaman kacang tanah menghendaki suhu optimum sekitar 25 27 o C, dengan curah hujan optimum 400 1100 mm per tahun. Kelembaban berkisar 80%, dan ketinggian tempat sekitar 0,5 1300 mdpl. Sedangkan dari segi faktor tanah, tanaman kacang tanah menghendaki jenis tanah lempung berpasir atau liat berpasir, dengan kedalaman solum tanah > 75 cm dan ph tanahnya antara 6,5 7,0 (Kasmo, dkk. 1993; Pajow dkk. 2006). 2.1.3. Zat Pengatur Tumbuh Paclobutrazol Di Indonesia dikenal 2 macam hormon tumbuh yaitu fitohormon yang sering disebut dengan zat pengatur tumbuh yaitu hormon endogen yang merupakan senyawa organik dalam konsentrasi rendah yang disintesis di dalam sel pada bagian tertentu dari tanaman (seperti auksin, giberelin, sitokinin, asam absisat dan etilen), dan retardan atau zat penghambat tumbuh merupakan hormon eksogen sintetis misalnya paclobutrazol (Pbz), ancymidol, coumarin, dan cycocel (Wattimena, 1988 dalam Rosmanita, 2008). Paclobutrazol merupakan salah satu kelompok retardan yang dapat mempengaruhi proses fisiologis dan metabolisme jika diaplikasikan pada 4
tanaman. Krishnamoorty (1981), mengemukakan bahwa retardan bila digunakan pada tanaman yang responsif dapat menghambat pemanjangan batang dengan memblok biosintesis giberelin yang berfungsi memperpanjang sel pada meristem sub-apikal, dengan kata lain bahwa penghambatan pemanjangan batang tidak mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tanaman serta tidak mengakibatkan pertumbuhan yang abnormal. Paclobutrazol adalah zat penghambat tumbuh yang merupakan senyawa dengan rumus kimia (2RS, 3 RS)-1-(4-chlorophenyl)-4,4-dimethyl-2-(1H-1,2,4- Triazol-1-Y1)-pentan-3-ol), dengan rumus empiris (C 15 H 20 ClN 3 O). Pengaruh paclobutrazol pada morfologi tanaman dapat dilihat secara langsung dengan menghambat pertumbuhan dan pemanjangan ruas tanaman, sehingga diameter batang tanaman membesar dan memperbaiki tajuk tanaman. Zat penghambat tumbuh tersebut dapat mengubah translokasi fotosintat dari organ-organ vegetatif ke organ-organ reproduktif sehingga meningkatkan bagian tanaman yang akan diambil hasilnya (Wulandari, 1997). Paclobutrazol dapat diserap tanaman melalui daun, jaringan batang dan akar. Paclobutrazol yang sudah diserap diangkut oleh pembuluh xylem secara akropetal menuju meristem sub apikal. Senyawa aktif paclobutrazol menghambat 3 tahap biosinesis giberelin dengan cara menghambat oksidasi kauren menjadi asam kaurenoat sehingga menyebabkan penghambatan kecepatan pembelahan dan pemanjangan sel tanpa menyebabkan keracunan (ICI, 1984 dalam Rosmanita, 2008). Keadaan seperti ini akan menyebabkan asimilat dialihkan ke pertumbuhan reproduktif yakni pembentukan bunga, buah dan umbi (Santosa, 2000). Skema penghambatan biosintesis giberelin oleh paclobutrazol pada tanaman dapat di lihat pada Gambar 2.1. dibawah. 5
*Sumber: Cathey, 2005. Gambar 2.1. Skema Penghambatan Biosintesa Giberelin oleh Pacobutrazol 2.1.4. Pengaruh Paclobutrazol Terhadap Pertumbuhan dan Produksi Tanaman Paclobutrazol merupakan salah satu zat pengatur tumbuh tanaman yang banyak digunakan untuk menghambat (inhibitor) aktivitas meristematik di bagian apikal tanaman (MDAR and MassDEP, 2012). Menurut Lolaei dkk. (2013) paclobutrazol pada tanaman berfungsi menghambat laju pemanjangan batang, meningkatkan kandungan klorofil daun, dan merangsang pembungaan pada tanaman kentang (Rogi, dkk. 2012), jagung (Lienargo, dkk. 2013), ubi kayu (Ardian, dkk. 2012), anggur (Christov, dkk. 1995), carola (Hua, dkk. 2014), zaitun (Crus, dkk. 2011), durian (Suparto dan Sakhidin, 2011). Pemberian 0,05 ml L -1 paclobutrazol telah dilaporkan efektif mengurangi tinggi tanaman bunga matahari tanpa mengurangi kualitas bunga yaitu jumlah, diameter dan warna bunga (Widaryanto dkk. 2011). Lienargo, dkk. (2013) melaporkan bahwa pemberian paclobutrazol pada tanaman jangung varietas Manado Kuning dengan konsentrasi 1 dan 1,5 ml L -1 mampu menurunkan pertumbuhan tinggi tanaman jangung, masing-masing setinggi 19,4 cm dan 38,22 cm. Pemberian konsentrasi 1 ml L -1 pada saat tanaman jagung berumur 37 hari setelah tanam menghasilkan bobot tongkol tertinggi yaitu 158,36 g per tanaman namun bobot biji tertinggi didapat dari perlakuan konsentrasi 1,5 ml L -1 yaitu 122,02 g per tanaman. 6
Pemberian paclobutrazol dengan konsentrasi 0,125 ml L -1 pada tanaman kentang varietas Supejohn yang di semprotkan 6 minggu setelah tanam mampu menurunkan pertumbuhan tinggi tanaman, meningkatkan kandungan klorofil total dan meningkatkan bobot umbi per tanaman, dari 0,78 kg menjadi 1,88 kg atau 52 ton ha -1 serta meningkatkan bobot umbi per petak dari 16,40 kg menjadi 45,04 kg (Rogi, dkk. 2012). Pemberian paclobutrazol 0,05 dan 0,1ml L -1 pada stek tanaman kentang mampu meningkatkan jumlah umbi dan meningkatkan bobot umbi per plot jika dibandingkan dengan perlakuan tanpa paclobutrazol (Ani, 2004). Penelitian pemberian konsentrasi 0,15 ml L -1 paclobutrazol mampu meningkatkan produksi buah semangka per tanaman yaitu rata-rata 6629,63 g (Ginting, dkk, 2014). Penelitian Suparto dan Sakhidin (2011) pada tanaman durian, pemberian paclobutrazol 4000 ml L -1 per pohon menginduksi pembungaan durian paling cepat dan menghasilkan bunga serta buah lebih banyak. Ardian, dkk. (2012) melaporkan bahwa perlakuan paclobutrazol pada tanaman ubi kayu dapat merangsang pembentukan bunga secara dini. Penelitian Senoo dan Isoda (2003) pada kacang tanah menyatakan bahwa aplikasi 0,1 dan 0,2 ml L -1 paclobutrazol yang dilakukan secara foliar (melalui daun) dengan waktu aplikasi pada awal pembentukan polong, fase pengisian biji dapat meningkatkan hasil biji tanaman menjadi 3,7 ton ha -1. Konsentrasi paclobutazol 0,2 ml L -1 memberikan hasil terbaik terhadap bobot polong dan indeks panen pada kacang tanah (Kusumawati, dkk. 2010). 2.2. Hipotesis Penelitian 1. Pemberian paclobutrazol pada konsentrasi 0,2 ml L -1 (v/v) pada stadia pertumbuhan pembentukan biji berpengaruh terhadap pertumbuhan (jumlah ruas, panjang ruas, tinggi tanaman, diameter batang, dan kandungan klorofil) dan hasil tanaman kacang tanah. 2. Paclobutrazol pada konsentrasi 0,2 ml L -1 (v/v) berpengaruh terhadap pertumbuhan dan hasil kacang tanah (jumlah polong isi, jumlah polong hampa, jumlah polong total, jumlah polong berbiji1, jumlah polong berbiji 2, bobot kering biji, produksi kering biji ha -1, dan produksi kering polong ha -1 ). 3. Pemberian paclobutrazol pada stadia pertumbuhan pembentukan biji berpengaruh terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman kacang tanah. 7
2.3. Definisi Variabel dan Pengukuran 1. Jumlah ruas adalah banyaknya ruas yang terdapat pada batang utama masingmasing tanaman sampel. Dihitung saat panen dengan satuan ruas. 2. Panjang ruas adalah panjang antar ruas pada batang utama tanaman sampel. Dihitung saat panen dengan menggunakan penggaris dalam satuan pengukuran centimeter (cm). 3. Tinggi tanaman adalah panjang tanaman sampel yang diukur dari pangkal batang sampai dengan titik tumbuh apikal yang tertinggi. Diukur pada akhir penelitian dengan satuan pengukuran centimeter (cm). 4. Diameter batang tanaman adalah garis tengah terbesar batang utama tanaman kacang tanah. Diukur pada saat panen dengan menggunakan jangka sorong, dalam satuan pengukuran milimeter (mm). 5. Kandungan klorofil total adalah kandungan klorofil total yang terdapat pada daun. Daun yang dianalisis adalah daun dari batang utama yang telah berkembang penuh pada bagian atas tanaman saat pemberian paclobutrazol. Dilakukan setelah 1 minggu aplikasi paclobutrazol, dengan menggunakan metode analisis DMSO menggunakan spektrofotometer, dalam satuan mg/g. 6. Jumlah polong isi adalah banyaknya polong berbiji 1 atau lebih yang dihasilkan oleh tanaman sampel. Dihitung saat panen dengan satuan polong. 7. Jumlah polong hampa adalah banyaknya polong yang tak berisi yang dihasilkan oleh tanaman sampel. Dihitung saat panen dalam satuan polong. 8. Jumlah polong total adalah banyaknya polong isi dan polong hampa yang dapat dihasilkan oleh masing-masing tanaman sampel. Dihitung saat panen dengan satuan polong. 9. Jumlah polong berbiji 1 adalah banyaknya polong yang berisi 1 biji yang dihasilkan oleh tanaman sampel. Dihitung saat panen dalam satuan polong. 10. Jumlah polong berbiji 2 adalah banyaknya polong yang berisi 2 biji yang dihasilkan oleh tanaman sampel. Dihitung saat panen dalam satuan polong. 11. Bobot kering biji adalah berat biji kering dari tanaman sampel setelah biji dioven pada suhu 65 o C selama 2 x 24 jam, kemudian ditimbang dengan timbangan digital dengan satuan gram (g). 8
12. Produksi kering biji ha -1 adalah berat kering biji (tanpa polong) yang dihasilkan oleh tanaman dalam satuan luas (1 ha). Dihitung dengan cara bobot kering biji per tanaman dikali jumlah populasi dalam 1 ha, kemudian hasilnya dikonversi ke ton ha -1. 13. Produksi kering polong ha -1 adalah berat kering biji dan polong yang dihasilkan oleh tanaman dalam satuan luas (1 ha). Dihitung dengan cara bobot kering polong per tanaman dikali jumlah populasi dalam 1 ha, kemudian hasilnya dikonversi ke ton ha -1. 9