6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Klasifikasi dan Morfologi Kelapa Sawit (Elaeis guineensis jacq.)
Kelapa sawit merupakan tanaman monokotil perennial dengan periode regenerasi yang panjang sekitar 20 tahun dan dalam proses perkawinannya membutuhkan waktu yang sangat lambat (Abdullah et al., 2005). Kelapa sawit biasanya terdapat di daerah tropis seperti Amerika latin, Asia Tenggara dan Afrika. Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) yang berasal dari bagian barat laut Afrika terdapat di daerah Guinea Bissau dan di Amerika Latin Elaeis oleifera terdapat di daerah Brazil (Guedes et al., 2011)
2.1.1. Varietas Kelapa Sawit
Banyak varietas kelapa sawit yang dikenal di Indonesia. Varietas – varietas tersebut dapat dibedakan berdasarkan morfologinya. Diantara varietas tersebut terdapat varietas unggul yang mempunyai beberapa keistimewaan dibandingkan dengan varietas lainnya. Keistimewaannya antara lain tahan terhadap hama dan penyakit, produksi tinggi, serta kandungan minyak yang dihasilkan tinggi (Fauzi et al., 2012). Berikut ini beberapa jenis varietas yang banyak digunakan oleh para petani dan perusahaan perkebunan kelapa sawit di Indonesia. 1) Varietas berdasarkan ketebalan tempurung dan daging buah Beberapa varietas kelapa sawit yang dapat dibedakan berdasarkan ketebalan tempurung dan daging buahnya, antara lain : Dura, Pisifera, Tenera. Perbedaan ketebalan daging buah kelapa sawit menyebabkan perbedaan jumlah rendemen minyak sawit yang dikandungnya. Rendemen minyak paling tinggi terdapat pada Tenera yaitu mencapai 22 – 24 %, sedangkan pada 6 6
7
varietas Dura hanya 16 – 18%. Pisifera yang disilangkan dengan varietas Dura akan menghasilkan varietas Tenera. 2) Varietas berdasarkan warna kulit buah Berdasarkan warna kulit buahnya, varietas kelapa sawit dapat dibedakan menjadi tiga jenis, antara lain : Nigrescens dengan warna buah masak ungu kehitam – hitaman, Virescens dengan warna buah jingga kemerahan tetapi ujung buah tetap hijau dan Albescens dengan warna kekuning – kuningan dan ujungnya ungu kehitaman. 3) Varietas unggul Bahan tanaman yang umum digunakan di perkebunan kelapa sawit adalah Tenera, yang merupakan hasil persilangan antara Dura dan Pisifera. Varietas Dura sebagai induk betina dan Pisifera sebagai induk jantan. Hasil persilangan tersebut telah terbukti memiliki kualitas dan kuantitas yang lebih baik dibandingkan dengan varietas lain.
2.1.2. Morfologi Tanaman Kelapa Sawit
Tanaman kelapa sawit dapat dibedakan menjadi dua bagian yaitu bagian vegetatif dan bagian generatif. Bagian vegetatif kelapa sawit meliputi akar, batang dan daun. Sedangkan bagian generatif yang merupakan alat perkembangbiakan terdiri dari bunga dan buah (Fauzi et al., 2012). . 1.
Bagian vegetatif
a.
Akar Akar tanaman kelapa sawit berfungsi sebagai penyerap unsur hara dalam
tanah dan respirasi tanaman. Selain itu, akar tanaman kelapa sawit juga berfungsi sebagai penyangga berdirinya tanaman sehingga mampu menyokong tegaknya tanaman pada ketinggian yang mencapai puluhan meter ketika tanaman berumur 25 tahun. Akar tanaman kelapa sawit tidak berbuku, ujungnya runcing dan berwarna putih atau kekuningan. Tanaman kelapa sawit berakar serabut, pertumbuhan dan percabangan akar terangsang bila konsentrasi hara cukup besar (terutama unsur nitrogen dan fosfor). 7
8
b.
Batang Kelapa sawit merupakan tanaman monokotil, yaitu batangnya tidak
mempunyai kambium dan umumnya tidak bercabang. Batang berfungsi sebagai struktur tempat melekatnya daun, bunga dan buah. Batang juga berfungsi sebagai organ penimbun zat makanan yang memiliki sistem pembuluh yang mengangkut air dan hara mineral dari akar ke tajuk serta hasil fotosintesis dari daun ke seluruh bagian tanaman. Batang kelapa sawit berbentuk silinder dengan diameter 20 – 75 cm. Tanaman yang masih muda, batangnya tidak terlihat karena tertutup oleh pelepah daun. Semakin tua tanaman, bekas pelepah daun mulai rontok, kerontokan dimulai dari bagian tengah batang yang kemudian meluas ke atas dan ke bawah. c.
Daun Daun kelapa sawit mirip kelapa, yaitu membentuk susunan daun majemuk,
bersirip genap dan bertulang daun sejajar. Daun – daun membentuk satu pelepah yang panjangnya mencapai lebih dari 7,5 – 9 m. Jumlah anak daun di setiap pelepah berkisar 250 – 400 helai. Daun muda yang masih kuncup berwarna kuning pucat. Jumlah pelepah, panjang pelepah dan jumlah anak daun tergantung pada umur tanaman. Jumlah kedudukan pelepah daun pada batang kelapa sawit disebut juga filotaksis yang dapat ditentukan berdasarkan perhitungan susunan duduk daun, yaitu dengan menggunakan rumus duduk daun 1/8. Artinya, setiap satu kali berputar melingkari batang, terdapat duduk daun sebanyak delapan helai. Pertumbuhan melingkar duduk daun mengarah ke kanan atau ke kiri menyerupai spiral. Pada tanaman yang normal, dapat dilihat dua set spiral berselang 8 daun yang mengarah ke kanan dan berselang 13 daun mengarah ke kiri. Arah duduk daun sangat berguna untuk menentukan letak duduk ke-9 dan ke17 saat pengambilan contoh daun untuk kepentingan analisis kandungan unsur hara. Disamping itu, duduk daun juga berguna untuk menentukan jumlah daun yang harus tetap ada dibawah buah terendah disebut songgoh.
8
9
2.
Bagian Generatif
a.
Bunga Kelapa sawit merupakan tanaman berumah satu (monoceus), artinya bunga
jantan dan bunga betina terdapat dalam satu tanaman serta masing – masing terangkai dalam satu tandan. Tandan bunga jantan terpisah dengan bunga betina. Setiap tandan bunga muncul dari pangkal pelepah daun (ketiak daun). Setiap ketiak daun hanya menghasilkan satu infloresen (bunga majemuk). Perkembangan infloresen dari proses inisiasi awal sampai membentuk infloresen lengkap yang siap diserbukkan memerlukan waktu 2,5 – 3 tahun. Bunga yang siap diserbuki biasanya terjadi pada infloresen di ketiak daun nomor 20 pada tanaman muda (2 – 4 tahun) dan daun nomor 15 pada tanaman tua (> 12 tahun). Sebelum bunga mekar dan masih diselubungi seludang, sudah dapat dibedakan bunga jantan dan betina, yaitu dengan melihat bentuknya. Bunga jantan bentuknya lonjong memanjang dengan ujung kelopak agak meruncing dan garis tengah bunga lebih kecil, sedangkan bunga betina bentuknya agak bulat dengan ujung kelopak agak rata dan garis tengah lebih besar.
b.
Buah Secara anatomi, buah kelapa sawit terdiri dari dua bagian utama yaitu
perikaprium yang terdiri dari epikaprium dan mesokaprium. Sedangkan yang kedua adalah biji yang terdiri dari endokaprium, endosperm dan lembaga atau embrio
2.2.
Ekologi Kelapa Sawit
Pertumbuhan dan produksi kelapa sawit dipengaruhi oleh banyak faktor antara lain curah hujan, sinar matahari, suhu, kelembaban udara dan angin serta tanah. Kelapa sawit dapat tumbuh dengan baik pada daerah tropika basah diantara 120 LU – 120 LS pada ketinggian 0 – 500 m dpl, di daerah khatulistiwa tanaman kelapa sawit liar masih dapat menghasilkan buah pada ketinggian 1.300 m dpl. Curah hujan optimum rata – rata yang diperlukan tanaman kelapa sawit adalah 9
10
2.200 – 2.500 mm/tahun dengan distribusi merata sepanjang tahun tanpa bulan kering (defisit air) yang berkepanjangan. Tanaman kelapa sawit juga membutuhkan intensitas cahaya yang cukup tinggi, lama penyinaran optimum yang diperlukan tanaman kelapa sawit antara 5 – 12 jam/hari. Suhu optimum yang dibutuhkan agar tanaman kelapa sawit dapat tumbuh dengan baik adalah 24 – 280C. Sedangkan kelembaban optimum bagi pertumbuhan kelapa sawit adalah 80%. Tanaman kelapa sawit dapat tumbuh di berbagai jenis tanah, di antaranya podsolik, latosol, hidromorfik kelabu, alluvial dan regosol. Tingkat keasaman pH yang optimum untuk sawit 5,0 – 5,5 (Fauzi et al., 2012).
2.3.
Kultur Jaringan
Kultur jaringan adalah suatu teknik untuk mengisolasi sel, protoplasma, jaringan, dan organ kemudian menumbuhkan bagian tersebut pada media buatan yang mengandung kaya nutrisi dan zat pengatur tumbuh pada kondisi aseptik, sehingga bagian – bagian tersebut dapat memperbanyak diri dan beregenerasi menjadi sel atau tumbuhan sempurna kembali. Kultur jaringan sering juga disebut teknik in vitro mikropropagasi atau teknik produksi tumbuhan. Prinsip utamanya adalah produksi tumbuhan dengan menggunakan bagian vegetatif tumbuhan, dengan menggunakan media buatan yang dilakukan di tempat yang steril. Tiga kemampuan tanaman yang mendasari kultur jaringan (Taji et al., 2002), yaitu : 1) Totipotensi adalah kemampuan atau sifat dari sel tanaman untuk berkembang dan tumbuh jika stimulasi pada tanaman tersebut sesuai. Totipotensi membawa informasi dari kebutuhan sel untuk berkembang dan reproduksi. Oleh sebab itu, semua tanaman memiliki sifat totipotensi dan sel yang bersifat meristematis yang memiliki sifat totipotensi. 2) Dedifferensiasi adalah kemampuan sel dewasa untuk kembali menjadi sel yang meristematis dan dapat tumbuh kembali. 3) Kompetensi menggambarkan kemampuan endogen yang dimiliki oleh sel atau jaringan untuk berkembang dengan cara – cara khusus. 10
11
2.3.1. Zat Pengatur Tumbuh
Hormon adalah bahan perangsang tumbuh yang disintesis pada jaringan tumbuhan. Hormon diperlukan dalam konsentrasi rendah untuk mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Senyawa sintesis perangsang tumbuh yang secara alami ada, dikenal dengan sebutan zat pengatur tumbuh. Umumnya zat pengatur tumbuh dan kegunaannya dalam kultur jaringan telah
dikembangkan saat pengamatan pada tahap inisiasi. Oleh sebab itu,
beberapa pemikiran masih sulit di prediksi tentang pengaruh dari zat pengatur tumbuh ini, hal ini dikarenakan respon dalam kultur yang ditunjukan oleh antara berbagai jenis tanaman berbeda – beda. Auksin dan sitokinin merupakan zat pengatur tumbuh yang paling sering digunakan dan biasanya dapat digunakan secara bersama – sama. Perbandingan antara auksin dan sitokinin dapat menentukan tipe kultur yang diregenerasikan. Jika auksin lebih tinggi dibandingkan sitokinin maka akan terbentuk akar, akan tetapi jika auksin lebih rendah dibandingkan sitokinin akan terbentuk tunas, sedangkan jika antara auksin dan sitokinin dalam jumlah yang sama akan terbentuk kalus (Slater et al., 2002).
2.3.2.
Nutrien dan Pemadat
Nutrisi essensial yang dibutuhkan tanaman dalam kultur jaringan antara lain unsur makro (N,K,S,P,Ca,Mg) dan unsur mikro (Fe,Mn,Zn,B,Cu dan Mo), sumber karbon yang dianggap standar adalah sukrosa atau glukosa. Fruktosa juga digunakan tetapi efektifitasnya di anggap kurang dibandingkan dengan sukrosa dan glukosa. Sukrosa umumnya digunakan pada konsentrasi 2 – 3 %. Umumnya jaringan dikulturkan pada media padat dengan menggunakan agar atau pengganti agar seperti Gelrite atau Phytagel. Konsentrasi agar yang digunakan berkisar antara 0,7 – 1,0%. Pada konsentrasi tinggi agar menjadi sangat keras, sedikit sekali air yang tersedia, sehingga difusi hara ke tumbuhan sangat buruk. 11
12
2.3.3. pH dan Air
pH media biasanya diatur pada kisaran 5,6 – 5,8 tapi tumbuhan yang berbeda mungkin memerlukan pH yang berbeda untuk pertumbuhan optimum. Jika pH lebih tinggi dari 6,0 media mungkin menjadi terlalu keras dan jika pH kurang dari 5,2 agar tidak dapat memadat. Air distilata biasanya digunakan dalam kultur jaringan, dan banyak laboratorium menggunakan aquabides (air distilata ganda).
2.4.
Eksplan
Faktor penentu dalam penentuan eksplan adalah tanaman induknya, eksplan yang di peroleh dari tanaman induk yang berkualitas akan menghasilkan anakan yang berkualitas. Eksplan atau bahan tanam merupakan bagian kecil dari jaringan atau organ yang diambil dari tanaman induk dan kemudian dikulturkan dalam media yang aseptik. Bagian tanaman yang dapat dijadikan sumber eksplan adalah ujung akar, pucuk, daun, bunga dan tepung sari. Faktor yang dimiliki oleh eksplan itu sendiri yaitu ukuran, umur fisiologis, sumber genotip dan sterilisasi eksplan yang akan menentukan berhasil tidaknya pengkulturan eksplan (Pandiangan, 2011). Menurut Guedes et al. (2011) induksi kalus embriogenik dari bunga majemuk betina pada kelapa sawit melalui teknik Thin Cell Layer (TCL) telah memberikan hasil yang baik, dimana bunga majemuk betina kelapa sawit dapat dikembalikan dari bagian bunga ke vegetatif embriogenik sebagai sumber eksplan yang sangat baik untuk diinduksikan ke embriogenesis somatik.
2.5.
Embriogenesis Somatik
Embriogenesis somatik sangat penting digunakan dalam manajemen dan konservasi dari bahan – bahan yang dihasilkan melalui kultur in vitro, dimana memberikan hasil yang jauh lebih baik jika dibandingkan dengan sistem 12
13
penggandaan klonal lainnya (Sharma, 2003). Embriogenesis somatik atau embriogenesis aseksual adalah proses dimana sel – sel soma berkembang menjadi embrio melalui tahap – tahap morfologi yang khas tanpa melalui fusi gamet. Embrio somatik yang berasal dari kultur sel, jaringan, atau organ dapat terbentuk secara langsung dan tidak langsung. Embrio somatik yang terbentuk secara langsung meliputi pembentukan embrio dari sel tunggal atau kelompok sel yang menyusun jaringan eksplan tanpa melalui pembentukan kalus, sedangkan embrio yang terbentuk secara tidak langsung adalah pembentukan embrio melalui fase kalus (Utami et al., 2007). Penggandaan melalui embriogenesis somatik dapat digunakan untuk penggandaan klonal dan konservasi in vitro, regenerasi tanaman menghasilkan tanaman yang seragam (Jayanthi et al., 2001) Embriogenesis memberikan keuntungan yaitu hasil penggandaan dalam jumlah besar, dapat meningkatkan program genetik dan dan produksi pada biji sintetis (Hartman et al., 1997) Embriogenesis merupakan proses yang menakjubkan karena melalui struktur bipolar tunas dan akar dapat membentuk kembali embrio zigotik yang dihasilkan dari sel somatik ( Mariani et al., 1998)
13
