BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tanaman Brokoli (Brassica oleracea var. italica) Brokoli (Brassica oleracea L. var. italica) merupakan salah satu tanaman budidaya sayuran yang masuk kedalam familia Brassicaceae. Massa bunga yang berwarna hijau dari tanaman ini merupakan bagian yang dikonsumsi. Menurut Wasonowati (2009) brokoli mengandung vitamin A, B, C kompleks, asam askorbit, thiamin, riboflavin, kalsium, zat besi, mineral, zat antikanker sulforaphane. Banyaknya nutrisi yang terkadung pada brokoli menyebabkan brokoli banyak dikonsumsi oleh masyarakat. Brokoli memiliki kandungan karotin, vitamin C dan kalsium yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan kubis bunga (Siemonsma et al., 1994). Kandungan gizi yang terkandung dalam 100 g brokoli segar menurut Siemonsma et al. (1994) ditunjukkan pada Tabel 2.1. Tabel 2.1 Kandungan Gizi dalam 100 Gram Brokoli Segar (Siemonsma et al., 1994)
No.
Gizi yang Terkandung
Jumlah
1
Air
88 g
2
Protein
4g
3
Lemak
0,3 g
4
Karbohidrat
6g
5
Serat
1,5 g
6
Kalsium
150 mg
7
Kalium
325 mg
8
Karoten
800 mg
9
Vitamin
100 mg
6
7
Menurut Pasaribu (2007) klasifikasi ilmiah tanaman brokoli adalah sebagai berikut. Kingdom
: Plantae
Divisi
: Magnoliophyta
Kelas
: Magnoliopsida
Ordo
: Capparales
Famili
: Brassicaceae
Genus
: Brassica
Spesies
: Brassica oleracea var. italica
Tanaman brokoli merupakan tanaman yang tergolong perdu dengan sistem perakaran yang dapat mencapai kedalaman 60-70 cm, sehingga tanaman ini tumbuh dengan baik dan subur bila ditanam pada tanah berpori dan gembur. Brokoli memiliki batang yang berukuran pendek, bentuk bulat, berwarna hijau, tebal dan lunak. Pertulangan daun yang sejajar dan daun yang berbentuk bulat telur tersusun berseling pada batang merupakan ciri dari daun pada tanaman brokoli. Massa bunga (krop) merupakan kumpulan dari ratusan bunga-bunga kecil yang bersatu membentuk rumpun yang rapat dan kompak. Kultivar yang berbedabeda pada brokoli menyebabkan warna bunga yang bervariasi pada tanaman ini (Raleni, 2013). Menurut Rukmana (1994) massa bunga (krop) brokoli sekitar 0,6-0,8 kg dengan diameter antara 15-20 cm. Pada setiap bunga, terdapat putik dan benang sari. Benang sari terdiri dari 2 lingkaran, 4 buah benang sari panjang yang
8
membentuk lingkaran dalam dan 2 buah benang sari pendek yang membentuk lingkaran luar. Putiknya terletak di tengah-tengah lingkaran. Selain itu, bunganya tersusun dari 4 helai daun kelopak yang berwarna hijau, 4 helai daun mahkota yang berwarna kuning, dan 2 daun yang akan membentuk polong. Buah pada tanaman brokoli berbentuk polong dengan ukuran 3-5 cm dan mengandung 10-30 benih pada setiap polongnya. Di dalam buah tanaman brokoli terdapat biji yang berfungsi sebagai perbanyakan tanaman brokoli. Biji tanaman brokoli memiliki bentuk bulat kecil dan berwarna cokelat kehitaman (Raleni, 2013). Selama masa pertumbuhannya, tanaman brokoli membutuhkan banyak nutrisi. Nutrisi yang dibutuhkan adalah pupuk yang mengandung unsur N, P, K. Apabila selama pertumbuhan tanaman brokoli mengalami kekurangan unsur N, maka akan terjadi penundaan pematangan massa bunga (krop), kehilangan hasil, dan menurunnya kualitas dari tanaman brokoli (Wasonowati, 2009). Morfologi tanaman brokoli ditunjukkan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Tanaman Brokoli (Dokumentasi Pribadi)
9
2.2 Penyakit Tanaman Brokoli (Brassica oleracea var. italica) Beberapa penyakit yang menyerang tanaman brokoli menurut Rukmana (1994) antara lain : 1. Busuk Hitam Busuk hitam disebabkan oleh bakteri Xanthomonas campestris Dows. yang menyebar melalui Seed borne (Bradbury, 1986). Bakteri ini dapat menyerang kelompok tanaman kubis pada semua tingkat pertumbuhan dan perkembangan (Semangun, 2004). Pada waktu persemaian tanaman brokoli, patogen ini mengakibatkan semai rebah (damping off), karena infeksi awalnya terjadi pada kotiledon dan kemudian menjalar ke seluruh bagian tanaman (Wolf, 2005). Penyakit ini ditandai oleh munculnya bercak cokelat kehitam-hitaman pada daun, batang, dan tangkai bunga. Gejala khas pada daun adalah tampaknya warna kuning kecoklatcoklatan dan kemudian mengering (Sastrosiswojo et al., 2005). Batang atau massa bunga yang terserang umumnya menjadi busuk dan berwarna hitam atau coklat sehingga kurang layak untuk dipanen. 2. Busuk Lunak Penyakit busuk lunak disebabkan oleh bakteri Erwinia carotova (Schaad, et al., 2001). Infeksi tanaman ini dapat terjadi melalui luka pada pangkal bunga yang hampir siap panen. Gejala serangan penyakit busuk ditandai dengan busuknya batang atau pangkal bunga dan munculnya bau yang khas (Rukmana, 1994).
10
3. Akar Bengkak Penyakit akar bengkak atau yang lebih dikenal dengan akar gada disebabkan oleh cendawan Plasmodiophora brassicae (Strelkov et al., 2011). Brokoli yang terinfeksi akan menunjukkan gejala layu daun seperti kekurangan air terutama pada cuaca panas atau siang hari yang terik (Cheah et al., 2000). Pada malam atau pagi hari, daun akan terlihat segar kembali. Lambat laun pertumbuhannya menjadi terhambat dan akhirnya kerdil dan tidak mampu membentuk bunga atau mati. Gejala serangan penyakit ini ditandai oleh bercak-bercak berwarna cokelat muda atau cokelat tua bergaris konsentris pada daun. Penyakit ini dapat menyerang bagian akar dan pangkal batang. Tanaman yang terinfeksi akan menunjukkan gejala pembengkakan atau perbesaran pada akarnya, sehingga cenderung tampak menyatu (Hendriyani et al., 2012). 4. Semai Roboh Penyakit semai roboh disebabkan oleh cendawan Rhizoctonia sp. dan Phytium sp. (Habazar et al., 2006). Gejala serangan penyakit ini seperti yang dilaporkan oleh Triwiratno (2014) adalah terjadinya bercak-bercak kebasahan pada pangkal batang atau hipokotil. Pangkal tanaman yang terserang menjadi busuk sehingga mengakibatkan batang rebah.
2.3 Bakteri Xanthomonas sp. Xanthomonas sp. merupakan salah satu bakteri penyebab penyakit busuk hitam pada tanaman Brassicas (Wolf, 2005). Gejala penyakit yang ditimbulkan bakteri ini pada tanaman kubis antara lain, daun tanaman berbentuk huruf “V”
11
yang diikuti oleh nekrosis (Alvarez et al., 2000). Sementara itu, bagian jaringan pembuluh akar menjadi hitam (Radunovic et al., 2012). Setelah menginfeksi ujung hidatoda daun, bakteri ini akan bergerak menuju ruang interselular dari jaringan parenkim menuju pembuluh xilem, lalu menuju batang dan akhirnya menginfeksi akar (Schaad et al., 1993). Xanthomonas merupakan kelompok bakteri gram negatif, memproduksi polisakarida ekstra selular yang disebut xanthan gum, dan koloninya berwarna kuning karena adanya pigmen xanthomonadine (Nitsche et al., 2000). Xanthomonas campestris pv. campestris NCPPB1144 menunjukkan hasil negatif pada uji oksidase, positif pada aktivitas katalase, positif pada uji fermentasi glukosa, hidrolisis pati, gelatin, esculin dan Tween 80 (Popovic, 2013). Medium dengan 0,1 % dan 0,02 % TTC mampu menghambat pertumbuhan bakteri ini. Semua isolat tersebut menghasilkan indol dan hidrogen sulfida dan tumbuh pada suhu 35°C (Radunovic et al, 2012). Bakteri ini memiliki daya patogenitas yang tinggi dalam menghambat pertumbuhan tanaman inangnya (Weber et al., 2005).
2.4 Rizosfer Perakaran Tanaman Rizosfer
merupakan
daerah
yang
baik
bagi
pertumbuhan
dan
berkembangnya mikroba tanah (Rahni, 2012). Pertumbuhan setiap jenis tanaman sangat dipengaruhi oleh jenis organisme (yang ada disekitar sistem perakarannya) dan karakteristik tanahnya yang ditumbuhi oleh tanaman tersebut (Darmawijaya, 1990). Keberadaan eksudat akar akan mempengaruhi pertumbuhan dan interaksi mikroba tanah dengan tanaman atau dengan partikel tanah yang ada disekitarnya.
12
Nutrisi atau eksudat ini sangat diperlukan oleh mikroba untuk pertumbuhan dan perbanyakannya di dalam tanah, termasuk dalam proses mengkolonisasi akar tanaman (Sukmadi, 2013). Eksudat (getah) yang keluar dari akar tanaman dapat berupa gula (Luternberg et al., 1999 ; Widyati, 2012), asam amino (Sorensen et al., 1997), hormon pertumbuhan (Waksman, 1952 ; Sukmadi, 2013), vitamin (Feronika, 2003), dan asam organik (Marschner, 1997). Umumnya, kerapatan mikroba akan semakin meningkat pada tempat-tempat yang letaknya dekat dengan sistem perakaran tanaman (Novandini, 2007).
2.5 Mekanisme Biokontrol Biokontrol merupakan mekanisme menekan pertumbuhan patogen pada tanaman dengan menggunakan antagonisnya (Pal et al.,
2006). Setiap agen
biokontrol berbeda-beda mekanismenya dalam mengontrol pertumbuhan patogen. Berikut ini dielaborasi beberapa mekanisme umum yang dapat terjadi dalam proses kontrol antagonis terhadap patogen tanaman. 1. Antibiosis Antibiosis merupakan mekanisme yang digunakan oleh mikroba antagonis dalam menghambat pertumbuhan patogen dengan cara mengeluarkan antibiotika atau senyawa beracun yang dihasilkannya (Alabouvette et al., 2006). Menurut Soesanto (2008) beberapa mikroorganisme seperti Pseudomonas spp., Bacillus spp., Trichoderma spp., merupakan mikroorganisme yang menggunakan mekanisme ini dalam menghambat patogen. Bacillus subtilis BBG 100 dilaporkan menghasilkan antibiotika mycosubtilin
yang
dapat
menghambat
pertumbuhan
Pythium
13
aphanidermatum penyebab penyakit semai roboh pada tanaman pepaya (Leclere et al, 2005). Selain itu Reddy et al. (2009) melaporkan bahwa Pseudomonas
flourescens
menghasilkan
antibiotika
2,4-diacetyl-
phloroglucinol yang dapat menghambat Magnaporthe grisea dan Rhizoctonia solani berturut-turut menyebabkan penyakit blas dan hawar pelepah pada tanaman padi. 2. Parasitisme Parasitisme merupakan mekanisme memparasitasi suatu mikroorganisme terhadap mikroorganisme lain yang hidup secara berdampingan (Agrios, 2005). Salah satu contoh mekanisme ini adalah biokontrol Pyricularia grisea yang menyebabkan penyakit blas leher pada tanaman padi oleh Trichoderma harzianum yang hidup pada tanaman padi (Meiniwati et al., 2014). 3. Kompetisi Kompetisi merupakan mekanisme persaingan antara dua atau lebih mikroorganisme yang hidup pada sumber nutrisi sama yang jumlahnya terbatas (Baker et al., 1983 ; Soesanto, 2008). Siderofor merupakan salah satu contoh mekanisme ini (Nawangsih, 2007). Siderofor merupakan senyawa yang disekresikan oleh mikroorganisme sebagai respon kurangnya ketersediaan ion besi di dalam tanah pengikat (Fe3+) (Crowley, 2001) dan menginduksi ketahanan tanaman (Leeman et al., 1996). Siderofor
yang
dihasilkan
oleh
Pseudomonas
flourescens
dapat
menghambat pertumbuhan klamidospora dari Fusarium oxysporum (Elad et al., 1985 ; Sneh et al., 1984).
14
4. Lytic enzyme Enzim litik yang disekresikan oleh mikroorganisme dapat menghidrolisis senyawa polimer termasuk kitin, protein, selulosa, hemiselulosa dan DNA (Pal et al., 2006). Lysobacter dan Myxobacteria mampu memproduksi enzim litik yang efektif untuk menekan atau membunuh jamur patogen tanaman (Bull et al. 2002). Enzim kitinolisis merupakan salah satu enzim yang menguraikan zat kitin. Spesies Trichoderma seperti Trichoderma harzianum, Trichoderma aureoviride, Trichoderma viride mampu menghasilkan enzim kitinolisis (Soesanto, 2008) yang dapat menyebabkan kerusakan sel dan kematian jamur patogen (Habazar et al., 2006).
