TINJAUAN PUSTAKA Tanaman Sirsak Sirsak (AnnonamuricataLinn) berasal dari wilayah Amerika tropis, meliputi Amerika Tengah dan Amerika Selatan, terutama di sekitar Peru, Argentina, hutan Amazon dan Kepulauan Karibia. Setelah bangsa Eropa datang ke benua Amerika, tanaman sirsak mulai diperkenalkan di berbagai negara di dunia. Sirsak berasal dari keluarga Annonaceae dan sekaligus merupakan spesies yang paling tropis dan memiliki ukuran yang paling besar diantara spesies yang lain (Love dan Paull, 2011). Sirsak umumnya digunakan sebagai obat tradisional karena memiliki efek farmakologi diantaranya seperti anti inflamasi, obat cacing, anti bakteri dan sebagai antioksidan. Selain dimanfaatkan sebagai obat, tanaman ini juga memiliki nilai ekonomi yang tinggi karena buah sirsak yang dikonsumsi memiliki kandungan gizi yang cukup besar serta bagian tanaman yang lain seperti batang pohon sirsak dapat dimanfaatkan sebagai kayu untuk bahan bangunan (Kedari dan Khan, 2014). Tanaman sirsak mempunyai akar tunggang dan akar cabang serta bulu akar yang tersebar ke semua arah, dari pusat pangkal batang ke ujung rambut akar. Akar tanaman sirsak tumbuh subur pada lapisan tanah atas (top soil) yang gembur (Love dan Paull, 2011). Tanaman sirsak memiliki percabangan rendah yang lebat dan dapat mencapai ketinggian hingga 7-9,5 m. Batang tanaman sirsak berkayu, tumbuh tegak ke atas dan dapat hidup menahun. Batang sirsak berbentuk bulat
danpermukaannya cukup kasar.kulit pada batang sirsak tipis hingga agak tebal, berwarna hijau hingga kecokelatan (Pinto, 2005). Daun sirsak biasanya berwarna hijau, halus, mengkilap, permukaan daunnyaberwarna hijau gelap,berbentuk elips atau bulat telur dan meruncing di kedua ujungnya.daun berukuran antara (8-16) cm x (3-7) cm, dan helaian daun melekat pada tangkai daun yang berukuran 3-7 mm, dengan tepi lurus dan permukaannya agak licin (Love dan Paull, 2011). Tanaman sirsak berbunga sempurna (hermaphrodite) artinya dalam satu bunga terdapat sekaligus bunga jantan dan betina. Bunga sirsak tumbuh pada ranting yang sudah cukup tua, cabang atau juga batang. Bunga sirsak tumbuh secara teratur, sebanyak 1-2 kuntum pada setiap tangkai bunga. Bunga berbentuk mangkuk, letak daun-daun bunga dan benang sari lebih tinggi daripada letak putik, sehingga disebut bunga perigynis. Bunga tersebut melekat pada gagang bunga yang panjangnya sampai 2,5 cm. Struktur bunga sirsak terdiri atas 3 helai daun kelopak (calyx), 6 helai daun mahkota (corolla) yang lengkap dengan benang sari (alat kelamin jantan), putik (alat kelamin betina), dan bakal buah. Daun kelopak berbentuk segitiga atau mirip bentuk jantung, tidak mudah rontok, berwarna kuning atau hijau kekuning-kuningan, panjangnya ± 4 mm. Sementara daun mahkota tersusun dalam dua baris, yaitu 3 lembar daun mahkota terluar berbentuk bundar telur melebar, berukuran (3-5) cm x (2-4) cm dan 3 lembar daun mahkota yang lain ukuran (2-4) cm x (1,5-3,5) cm, pangkalnya bertaji pendek. Benang sari berjumlah banyak, tersusun atas barisan-barisan, panjangnya antara 4-5 mm, sedangkan tangkai sarinya berbulu lebat, bakal buahnya banyak, berbulu lebat sekali, kemudian gundul. Secara alamiah, penyerbukan bunga sirsak
dilakukan oleh semut hitam yang hidup pada pohon sirsak. Penyerbukan oleh semut tidak selalu menghasilkan buah dengan bentuk sempurna. Diperlukan penyerbukan buatan (bantuan manusia), agar buah sirsak berbentuk sempurna. Tanpa penyerbukan buatan, buah sirsak akan tumbuh bengkok dan tidak sempurna (Kedari dan Khan, 2014). Sirsak menghasilkan buah yang berbentuk bulat telur, kerucut ataupun berbentuk hati. Buah sirsak berwarna hijau gelap saat mentah dan hijau muda saat matang. Kulit buah cukup tebal dan terdapat tonjolan di sekeliling permukaan kulit yang biasanya dikenal sebagai duri. Sirsak adalah buah terbesar dari keluarga Annona, beratnya dapat mencapai hingga 9 sampai 10 kg dengan rata-rata 4 kg per buahnya. Daging buah berwarna putih, berserat dan sangat segar hampir menyerupai buah srikaya. Rasanya lebih asam dan kurang manis seperti kombinasi antara rasa nanas dan mangga (Pinto, 2005). Biji sirsak tersusun dalam agregat buah berjumlah banyak, dalam masingmasing segmen buah terdapat biji berwana hitam atau kecokelat-cokelatan mengkilap, berbentuk pipih dengan ujung tumpul, berkulit keras, dengan ukuran panjang ± 1,5 cm, lebar ± 1 cm dan tebal ± 0,5 cm. Biji sirsak beracun dan dapat digunakan sebagi insektisida alami. Jumlah biji dalam satu buah sirsak bervariasi, berkisar antara 20-70 butir biji normal, sedangkan biji yang tidak normal berwarna putih kecokelatan dan tidak berisi (Ramkhelawan, 2008). Tanaman sirsak dapat beradaptasi dengan baik pada semua zona agroekologi, secara spesifik lingkungan tumbuh yang ideal untuk tanaman sirsak adalah daerah-daerah yang mempunyai karakteristik kondisi iklim seperti daerah dataran rendah, dataran menengah hingga dataran tinggi pada ketinggian 1.000 m
dari permukaan laut (dpl) dengan curah hujan 1.500 mm per tahun. Suhu udara yang dikehendaki tanaman sirsak berkisar antara 22-28 0 C dan kelembaban udara (rh) sebesar 60-80%. Tanaman sirsak dapat beradaptasi luas terhadap berbagai jenis tanah pertanian, mulai dari tanah liat sampai berkerikil. Tanaman sirsak dapat tumbuh secara optimal pada tanah yang dalam dengan aerasi yang baik dan dapat tumbuh di berbagai jenis tanah menyatakan bahwa ph tanah yang terbaik untuk tanaman sirsak adalah 6 sampai 6,5 (Pinto, 2005). Perkecambahan Benih Perkecambahan adalah tahap awal atau tahap transisi perkembangan tanaman sebelum akhirnya berkembang menjadi bibit. Tetapi dalam ekosistem alami, perkecambahan biji mungkin dibatasi oleh faktor intrinsik seperti dormansi biji atau faktor ekstrinsik seperti perubahan iklim ataupun organisme pengganggu tanaman. Kasus dormansi pada benih telah tersebar luas umumnya di daerah tropis kering. Benih dapat berkecambah saat direndam air namun keberadaan sel kedap dapat mencegah proses penyerapan air. Biji kedap air dikarenakan kulit biji yang tebal dan keras. Namun ada beberapa cara untuk mengatasi permasalahan tersebut. Di lingkungan, umumnya organisme seperti kutu dan mikroorganisme tanah dapat meningkatkan permeabilitas penyerapan air pada benih tanpa harus merusak embrio dengan cara mengikis kulit biji yang keras dengan dimakan ataupun kulit menjadi lunak (Mame et al., 2012) Perkecambahan benih merupakan proses perkembangan struktur penting embrio benih yang menunjukkan kemampuannya untuk menghasilkan tanaman normal pada keadaan yang menguntungkan. Perkecambahan adalah pengaktifan kembali aktivitas pertumbuhan embryonic axis di dalam benih. Jadi secara
fisiologis perkecambahan sudah dimulai sebelum penampakan akar (radikula) atau daun (plumula) keluar dari benih (Baskin dan Baskin, 2004). Proses perkecambahan benih adalah suatu rangkaian kompleks dari perubahan-perubahan morfologi, fisiologi dan biokimia. Tahap pertama suatu perkecambahan benih dimulai dengan proses penyerapan air oleh benih, melunaknya kulit benih dan hidrasi dari protoplasma. Tahap kedua dimulai dengan kegiatan-kegiatan sel dan enzim-enzim serta naiknya tingkat respirasi benih, tahap ketiga merupakan tahap di mana terjadi penguraian bahan-bahan seperti karbohidrat, lemak dan protein menjadi bentuk-bentuk yang melarut dan ditranslokasikan ke titik-titik tumbuh. Tahap keempat adalah asimilasi dari bahanbahan yang telah diuraikan tadi di daerah meristematik untuk menghasilkan energi bagi kegiatan pembentukan komponen dan pertumbuhan sel-sel baru. Tahap kelima adalah pertumbuhan dari kecambah melalui proses pembelahan, pembesaran dan pembagian sel-sel pada titik-titik tumbuh (Sutopo, 1993). Terdapat dua tipe pertumbuhan awal dari suatu kecambah tanaman, yaitu tipe epigeal (epigeous) di mana munculnya radikuladiikuti dengan memanjangnya hipokotil secara keseluruhan dan membawa serta kotiledon dan plumula ke atas permukaan tanah. Tipe perkecambahan hipogeal (hypogeus) adalah munculnya radikula diikuti dengan pemanjangan plumula, hipokotil tidak memanjang ke atas permukaan tanah sedangkan kotiledon tetap berada di dalam kulit biji di bawah permukaan tanah (Sutopo, 1993). Perkecambahan benih dipengaruhi oleh faktor dalam (fisiologik) dan faktor luar. Faktor dalam yang mempengaruhi perkecambahan antara lain tingkat kemasakan benih, ukuran benih dan dormansi. Sedangkan faktor luar yang
mempengaruhi perkecambahan adalah media, suhu, air, oksigen dan cahaya (Sadjad, 1980 ; Haryati, 2002). Spesies Annona memiliki tipe perkecambahan epigeal (epigeous), yaitu munculnya radikula diikuti dengan memanjangnya hipokotil secara keseluruhan dan membawa serta kotiledon dan plumula ke atas permukaan tanah (Gambar 1). Kulit benih Annona harus dibiarkan lepas dengan sendirinya secara alami untuk menghindari resiko kerusakaan daun. Sumber : Scheldeman (2002) Gambar 1. Tipe dan fase perkecambahan pada benih spesies Annona Setelah benih berkecambah, proses perkembangan hingga menjadi bibit akan membutuhkan waktu hingga dua sampai tiga bulan. Pada tahap ini pertumbuhan bibit pada spesies Annona khususnya sirsak akan semakin cepat terutama pada saat musim panas. Sedangkan bibit srikaya dan cherimoya akan tumbuh lebih lambat dibandingkan dengan sirsak (Scheldeman, 2002). Dormansi Suatu benih dikatakan dorman apabila benih tersebut sebenarnya viable (hidup) tetapi tidak mau berkecambah walaupun diletakkan pada keadaan
lingkungan yang memenuhi syarat bagi perkecambahannya. Periode dormansi ini dapat berlangsung musiman atau dapat juga selama beberapa tahun, tergantung pada jenis benih dan tipe dormansi (Sutopo, 1993). Dormansi pada benih didefinisikan sebagai penyumbatan pada benih secara utuh dan benih akan berkecambah pada kondisi yang menguntungkan Dalam hal ini, dormansi tidak hanya berkaitan dengan tidak terjadinya proses perkecambahan tetapi juga terhadap bagian-bagian benih yang menentukan kondisi embrio agar dapat tumbuh. Dormansi dan perkecambahan ditentukan oleh interaksi antara potensi pertumbuhan embrio dan faktor pembatas yang terdapat pada jaringan sekitarnya (Lobo et al., 2007). Perkecambahan tidak teratur disebabkan karena tingkat dan jenis dormansi yang berbeda. Namun demikian, masih ada perbedaan pendapat tentang keberadaan dormansi pada biji Annona serta perlakuan yang tepat untuk mengatasinya. Sebuah hipotesis yang mungkin menjelaskan bahwa tingkat kematangan biji saat diuji dan fakta bahwa dormansi dapat disebabkan oleh faktor lingkungan bukan faktor bawaan. Banyak dari perbandingan ini yang tidak memberikan penjelasan data tentang bagaimana benih ditangani dan kondisi penyimpanan benih sebelum dilakukan pengujian, maka langkah-langkah untuk mendukung kelangsungan hidup benih dan hasil dari perkecambahan mungkin tidaklah benar-benar sebanding (Pinto, 2005). Dalam berbagai genus dan spesies dari Annonaceae, terdapat dormansi morfologi dan morfofisiologis. Hal yang terjadi pada benih dan embrio yang belum sempurna dimana benih hanya ditempati oleh endosperm dan embrio sekitar 1% dari keseluruhan bagian benih. Terdapat perbedaan dimana benih
hanya perlu waktu untuk dapat tumbuh dan berkecambah. Selain embrio yang belum sempurna, mekanisme fisiologis juga menghambat perkecambahan biji (Baskin dan Baskin, 2004). Biji yang memiliki dormansi morfologi, memiliki ukuran embrio yang kecil dan dapat dibedakan strukturnya serta kotiledon dan radikula. Embrio dalam biji yang memiliki dormansi morfologi secara fisiologis tidak aktif dan tidak memerlukan perlakuan pematahan dormansi untuk dapat berkecambah dengan demikian, benih hanya perlu waktu untuk dapat tumbuh pada ukuran penuh dan kemudian berkecambah (keluarnya radikula). Periode dormansi adalah waktu yang telah berlalu diantara benih yang segar dan munculnya radikula. Dalam kondisi yang tepat, embrio dalam biji baru matang dan mulai tumbuh (memanjang) dalam jangka waktu beberapa hari untuk 1-2 minggu dan biji-bijian berkecambah dalam waktu sekitar 30 hari.benih dengan jenis dormansi morfofisiologis memiliki embrio yang berkembang dengan komponen dormansi fisiologis. Dengan demikian, dalam rangka agar benih dapat berkecambah benih tersebut memerlukan pretreatment untuk mematahkan dormansi pada benih. Dalam biji yang terdapat dormansi morfofisiologis, pertumbuhan embrio atau radikula memerlukan waktu yang jauh lebih lama dibandingkan dengan biji yang terdapat dormansi morfologi(baskin dan Baskin, 2004). Kematangan Benih Benih yang dipanen sebelum tingkat kematangan fisiologisnya tercapai tidak mempunyai viabilitas tinggi. Bahkan pada beberapa jenis tanaman, benih yang demikian tidak akan berkecambah. Diduga pada tingkatan tersebut benih
belum memiliki cadangan makanan yang cukup dan juga pembentukan embrio belum sempurna (Sutopo, 1993). Secara biologis benih adalah bahan generatif dalam proses regenerasi tumbuhan, keberhasilan perkecambahan benih selain ditentukan oleh faktor internal yaitu kematangan pohon induk yang erat hubungannya dengan umur, juga ditentukan oleh aspek kemasakan fisiologis benih yang ditentukan oleh kondisi struktur, bentuk, dan ukuran benih. Embrio sebagai struktur utama di dalam benih memiliki bahan organik kompleks berupa karbohidrat, protein, lemak, mineral, dan hormon tumbuh yang akan tersimpan dalam keping lembaga (cotyledone) dan pada kondisi optimal benih-benih akan tumbuh setelah embrio benih terinduksi oleh kadar air dari lingkungan sehingga dapat menghasilkan kecambah yang normal (Sumarna, 2008). Proses masak fisiologis pada buah dan biji biasanya terjadi secara bersamaan, sehingga waktu masaknya buah biasanya bersamaan dengan waktu masaknya biji. Tahap masak fisiologis pada buah terdiri dari proses fisiologis, biokimia dan dehidrasi (penurunan kadar air benih). Pada proses fisiologis dan biokimia terjadi peningkatan pembentukan cadangan makanan terutama karbohidrat, protein dan lemak serta hormon pengatur tumbuh (Suita dan Nurhasybi, 2008). Pada saat buah masak fisiologis, terjadi peningkatan produksi gula dan kadar air pada daging buah sehingga terjadi perubahan warna, rasa dan aroma pada kulit dan daging buah, sehingga buah berubah menjadi lunak. Biasanya kulit buah yang berwarna hijau menjadi mengkilap dan secara perlahan-lahan klorofil
akan hancur sehingga berubah menjadi warna merah, kuning atau jingga (Darmawan et al., 2014) Benih dapat berkecambah pada semua tingkat kemasakan, hanya saja terjadi perbedaan daya berkecambah antara tingkat kemasakan benih tersebut. Perbedaan itu antara lain disebabkan karena cadangan makanan yang terdapat pada benih yang belum masak masih belum cukup tersedia bagi pertumbuhan embrio, lain halnya pada benih yang telah masak. Benih yang telah masak fisiologis mempunyai cadangan makanan sempurna sehingga dapat menunjang pertumbuhan kecambah (Ningsih, 2012). Pengaruh Suhu Air dan Lama Perendaman Air merupakan salah satu syarat penting bagi berlangsungnya proses perkecambahan benih. Dua faktor penting yang mempengaruhi penyerapan air oleh benih adalah sifat dari benih itu sendiri terutama kulit pelindungnya dan jumlah air yang tersedia pada medium sekitarnya. Banyaknya air diperlukan bervariasi tergantung kepada jenis benih. Tetapi umumnya tidak melampaui dua atau tiga kali dari berat keringnya. Tingkat pengambilan air juga dipengaruhi oleh temperatur (Sutopo, 1993). Penyerapan air merupakan proses yang pertama sekali terjadi pada perkecambahan benih, diikuti dengan pelunakan kulit benih, dan pengembangan benih. Penyerapan air ini dilakukan oleh kulit benih melalui peristiwa imbibisi dan osmosis yang prosesnya tidak memerlukan energi. Penyerapan air oleh embrio dan endosperma menyebabkan pembengkakkan dari kedua struktur benih, mendesak kulit benih yang sudah lunak sampai pecah dan memberikan ruang untuk keluarnya akar (Suita dan Nurhasybi, 2008).
Untuk mengatasi dormansi pada benih, berbagai cara dapat dilakukan baik secara fisik maupun kimia. Secara fisik dapat dilakukan dengan cara mekanik atau non mekanik. Secara fisik mekanik antara lain dengan usaha menipiskan kulit benih dengan memakai ampelas dan gurinda, secara non mekanik antara lain dapat dilakukan dengan cara menyiram pada air mendidih, merendam dalam air dingin atau pemberian suhu yang rendah. Sedangkan dengan cara kimiawi dapat dilakukan dengan merendamnya dalam larutan KNO 3 0,2%, GA3 atau H 2 SO 4 pekat (Sutopo, 1993). Umumnya perlakuan yang dilakukan oleh petani untuk mengurangi dormansi pada benih khususnya dormansi fisiologis adalah dengan perlakuan perendaman air dingin. Kulit benih dapat menjadi lebih tipis akibat perlakuan perendaman air dingin. Pendinginan telah terbukti dapat meningkatkan perkecambahan benih di beberapa spesies. Perkecambahan yang meningkat dikaitkan dengan peningkatan sitokinin dan giberelin selama benih berada dalam kondisi dingin. Giberelin dikenal dapat mengaktifkan sintesis protein dan proses metabolisme lainnya yang diperlukan oleh embrio untuk berkecambah (Rusdy, 2015). Persentase perkecambahan benih, proses perkecambahan dan vigoritas benih seluruhnya dipengaruhi oleh perendaman benih dengan air. Perlakuan dengan merendam benih pada air dengan suhu ruang (28 0 C) menghasilkan efek yang signifikan terhadap perkecambahan benih sirsak. Perendaman yang dilakukan selama 96 jam menghasilkan persentase perkecambahan sebesar 100% pada benih sirsak (Adekunle, 2014).