III. ANALISIS PERCABANGAN DAN MODEL TAJUK JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) Analysis of branches and shoot model of Jatropha curcas L. Abstract The objective of this research was to analyze pattern of branching, shoot model, and flower form on Jatropha curcas L. This research was conducted using Randomized Complete Block Design with treatment of pruning height from soil i.e., (T0) control (without pruning), T20 (20 cm from soil), T30 (30 cm from soil), and T40 (40 cm from soil). The results showed that branching pattern of Jatropha was spiral. Branch grow from terminal bud to have the character of dichotom. Pruning increased number of primary branches as compared to control. Control plant (T0) shoot model was conical and the pruned plant was columnar. Flowering of Jatropha was terminal. The next flower from the new branch needed ten to seventeen leaves to support. If branching was vigor, three to four inflorescence (flower or fruit) emerged in the same branch. Branching of Jatropha was formed through two ways i.e., (1) before plant flowering, (2) after plant flowering Key words : height of pruning, shoot model, pattern of branching
PENDAHULUAN Latar Belakang Arsitektur tanaman merupakan hasil dari aktivitas meristem. Menurut Bell (1991), bentuk tanaman berbeda karena perbedaan organ morfologi dan konstruksi organisasinya. Semua organ tanaman terbentuk dari sel dan jaringan yang pada mulanya terorganisir di dalam zona merismatik. Menurut Costes et al. (2006), untuk menganalisis arsitektur pohon buah yang berimplikasi pada manajemen pohon dan produksi buah, yang harus dilakukan pertama kali adalah mengetahui pertumbuhan, proses percabangan dan pembungaan pada kanopi pohon. Selanjutnya, perkembangan aplikasi analisis arsitektur pada tanaman difokuskan pada 2 hal, yaitu (1) struktur organ (organ arrangement), termasuk vegetatif dan organ bunga dan hubungan keseimbangan diantara keduanya, dan (2) Cabang buah dan seluruh perilaku pohon. Kedua hal ini sebagai struktur dasar yang digunakan untuk menginterpretasikan pengaruhnya pada aspek agronomi secara praktis pada pohon dan kebun buah-buahan.
Selanjutnya
dinyatakan
bahwa,
untuk
mengidentifikasi
tipe
tajuk
dan
menganalisis arsitektur pohon membutuhkan studi semua perkembangan pohon dan analisis posisi relatif tajuk yang satu dengan yang lainnya (topologi pohon). Sehubungan dengan tanaman jarak pagar berbunga di terminal, maka semakin banyak cabang diasumsikan memiliki bunga dan buah semakin banyak pula. Oleh karena itu untuk meningkatkan jumlah cabang dalam penelitian ini dilakukan pemangkasan pucuk dengan tujuan untuk meningkatkan jumlah cabang tanaman jarak pagar, dan menghindari terjadinya dominasi apikal yang dapat menghambat pertumbuhan calon tunas lateral.
Tujuan Penelitian ini bertujuan menganalisis pembentukan cabang, model tajuk, dan pembentukan bunga pada tanaman jarak pagar.
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Percobaan ini dilakukan di kebun percobaan Cikabayan University Farm, Institut Pertanian Bogor. Penelitian berlangsung dari bulan Februari tahun 2007 sampai Mei 2008. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah benih jarak pagar asal Nusa Tenggara Barat (Lombok Barat), pupuk Urea, SP-36, KCl, pupuk kandang, insektisida dan fungisida. Metode Percobaan Percobaan menggunakan Rancangan Acak Kelompok satu faktor. Perlakuan terdiri atas : T0 kontrol (tanpa pangkas), T20 (pangkas batang utama 20 cm dari permukaan tanah), T30 (pangkas batang utama 30 cm dari permukaan tanah), T40 (pangkas batang utama 40 cm dari permukaan tanah). Setiap perlakuan diulang 5 kali, sehingga terdapat 4 x 5 = 20 satuan percobaan. Setiap unit percobaan terdiri atas 6 tanaman sehingga keseluruhan tanaman 20 x 6 = 120 tanaman. Pengujian perlakuan dilakukan dengan analisis ragam (uji F), jika terdapat pengaruh nyata maka akan dilakukan uji beda nilai tengah dengan metode Tukey’s significant difference (HSD) taraf 5 %.
Pelaksanaan Percobaan Benih disemaikan pada media pembibitan berisi volume tanah top soil dan pupuk kandang dengan perbandingan 2 : 1. Campuran media tersebut dimasukkan ke dalam polibag berukuran 15 cm x 25 cm. Setelah bibit berumur 2 bulan lalu dipindahkan ke lapangan. Luas petak untuk percobaan adalah 4 m x 6 m = 24 m2. Penanaman dilakukan pada lubang tanam berukuran 30 cm x 30 cm x 30 cm kemudian diberi pupuk 40 g Urea, 40 g SP-36, dan 40 g KCl per lubang tanam. Khusus Urea diberikan 2 kali, yaitu 1/2 bagian (20 g) saat tanam dan sisanya 20 g diberikan satu bulan kemudian. Pupuk tersebut diberikan hanya sekali dalam satu tahun. Pupuk kandang ayam diberikan 2 kg/lubang tanam. Bibit ditanam sedalam 20-25 cm. Jarak tanam yang digunakan 2 m x 2 m. Selama penelitian dilakukan pengendalian hama rayap menggunakan insektisida. Pemangkasan pucuk batang utama dilakukan pada saat tanaman telah mencapai ± 50 hari di lapangan dan tidak dilakukan penjarangan cabang. Peubah yang Diamati Pengamatan meliputi (1) mengidentifikasi dan menganalisis pembentukan cabang dan pembungaan, (2) proyeksi sudut antara cabang, diamati dari bagian atas tanaman dengan menentukan posisi cabang yang terbentuk dari batang utama (3) Sudut cabang, menyatakan sudut yang terbentuk antara cabang primer dengan arah atas batang utamanya yang diukur dengan menggunakan busur derajat, (4) diameter batang, diukur pada pangkal batang 5 cm dari permukaan tanah dengan menggunakan jangka sorong, (5) diameter cabang diukur 3 cm dari batang utama dengan menggunakan jangka sorong (6) jumlah cabang yang terbentuk, dihitung semua cabang yang terbentuk pada akhir penelitian, (7) model tajuk atau, diukur dengan cara mengukur setiap panjang cabang dan mencatat posisinya dari atas tajuk.
HASIL DAN PEMBAHASAN Komponen Vegetatif Hasil penelitian mununjukkan bahwa pemangkasan batang utama dapat meningkatkan jumlah cabang dan diameter batang secara nyata. Jumlah cabang
dan diameter tertinggi dicapai pada perlakuan berturut-turut T30 (6.7 cabang primer) dan T40 (7.30 cm), sebaliknya jumlah cabang dan diameter batang terendah masing-masing pada T0 (4.8 cabang primer ) dan T20 (5.23 cm) (Tabel 1). Jumlah cabang meningkat karena pemangkasan batang utama menyebabkan hilangnya dominansi apikal tunas pucuk sehingga memicu tunas-tunas lateral yang dorman untuk tumbuh dan berkembang. Selanjutnya, perkembangan jumlah cabang akan mendorong terbentuknya daun sebagai sumber fotosintat yang lebih banyak untuk mendukung pertumbuhan tanaman diantaranya diameter batang. Data menunjukkan bahwa semakin tinggi pemangkasan, diameter batang semakin tinggi pula. Hal ini terkait dengan semakin banyaknya akumulasi zat-zat makanan (hasil fotosintat) yang ditranslokasikan dari cabang ke batang utama atau semakin aktifnya pertumbuhan sekunder pada batang tanaman tersebut sehingga menyebabkan peningkatan ukuran batang atau batang tanaman mengalami pembesaran sehingga diameter batang semakin besar pula. Diameter batang yang lebih besar pada jumlah cabang yang lebih banyak ini juga merupakan salah satu mekanisme batang tanaman untuk menyokong jumlah cabang yang banyak sehingga tanaman tersebut dapat mendukung tajuk untuk dapat berdiri kokoh dan kuat. Pemangkasan pucuk tidak berpengaruh secara nyata terhadap sudut cabang primer dan diameter cabang tanaman jarak pagar. Sudut rata-rata cabang dan diameter cabang yang terbentuk berturut-turut berkisar 40-45o dan 2.23 - 2.61 cm (Tabel 1) Tabel 1. Karakteristik jumlah cabang, diameter batang, sudut cabang primer, dan diameter cabang primer akibat pemangkasan pucuk Perlakuan
Jumlah Diameter Sudut Diameter cabang batang (cm) cabang ( 0 ) cabang (cm) T0 4.8 b 5.60 b 43.62 2.29 T20 4.9 b 5.23 b 41.00 2.23 T30 6.7 a 6.28 ab 40.60 2.37 T40 6.2 ab 7.30 a 45.92 2.61 HSD α 0.05 1.402 1.24 tn tn Keterangan : Angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji HSD α 0.05; tn = tidak berbeda nyata
Sudut cabang memiliki fungsi yang strategis dalam pengoptimalkan cabang atau tanaman dalam menyerap sinar matahari untuk digunakan dalam proses fotosintesis dan sudut cabang primer dapat pula mempengaruhi induksi jumlah cabang sekunder dari cabang primer. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semua perlakuan sudut cabang primer tanaman jarak pagar berkisar 400-450 dengan jumlah cabang sekunder yang terbentuk 1-3 cabang. Minimnya jumlah cabang sekunder yang terbentuk berhubungan dengan sudut cabang primer (derajat vertikal dan horizontal cabang).
Marini (2003) menyatakan bahwa
jumlah cabang yang tumbuh dari cabang primer akan meningkat bila posisi cabang primer horizontal di atas 450 sampai 600. Selanjutnya dikatakan bahwa, distribusi auksin di batang atau di cabang dikontrol oleh gravitasi. Ketika cabang terorientasi vertikal sampai 600 dari vertikal, maka auksin akan terdistribusi secara baik disepanjang cabang dan tunas berkembang menjadi pucuk atau tajuk (shoot) secara simetrik di sekitar cabang, sebaliknya konsentrasi auksin rendah pada bagian atas pucuk menyebabkan pertumbuhan tunas pucuk
terhambat dan
menyebabkan watersprout (cabang-cabang yang tumbuh dari cabang primer) berkembang menjadi kuat. Perkembangan diameter cabang sangat ditentukan oleh jumlah cabang yang terbentuk, kemampuan otonom daun-daun cabang berfotosintesis untuk mengakumulasikan hasil fotosintat pada cabang tersebut, dan tinggi rendahnya hasil fotosintat pada cabang untuk ditranslokasikan ke batang atau cabang yang lain. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemangkasan batang utama dengan ketinggian yang berbeda tidak mempengaruhi secara nyata pada diameter cabang primer (Tabel 1). Hal ini mengindikasikan pertumbuhan diameter cabang primer pada semua perlakuan memiliki pertumbuhan dan perkembangan yang sama. Analisis Percabangan Berdasarkan hasil indentifikasi di lapangan tanaman kontrol (T0) membentuk cabang melalui 2 cara : (1) cabang terbentuk sebelum tanaman memasuki fase generatif (Gambar 5a), (2) setelah tanaman memasuki fase generatif (bunga) (Gambar 5b). Kasus yang pertama terjadi karena dominasi apikal pucuk batang utama yang lemah sehingga memungkinkan terinduksinya
tunas lateral, akan tetapi pertumbuhan tunas apikal batang utama masih lebih kuat dibandingkan tunas lateral sampai pada tunas apikal batang utama menghasilkan bunga. Sebaliknya, pada kasus yang kedua, pucuk batang utama mempunyai dominasi apikal yang sangat kuat sehingga menghambat terbentuknya tunas lateral. Tunas lateral pucuk batang utama tanaman kontrol diinisiasi dengan terbentuknya bunga terminal dan menginduksi 2 percabangan (Gambar 5b). Tanaman yang dipangkas pada ketinggian 20 cm, 30 cm, dan 40 cm menyebabkan tumbuhnya tunas lateral. Tunas lateral yang tumbuh pada tanaman yang dipangkas karena dominansi apikal pucuk batang utamanya telah hilang.
Fenomena
dominansi apikal dan pertumbuhan tunas lateral (lateral bud) sangat terkait erat dengan aktivitas hormon tumbuh. Menurut Srivastara (2002), auksin adalah hormon yang disinyalir sebagai pengendali pertumbuhan tunas apikal, sedangkan sitokinin adalah hormon yang mendukung pertumbuhan tunas lateral (lateral bud). Bila rasio auksin dan sitokinin rendah (konsentrasi sitokinin tinggi) maka peluang tunas lateral untuk tumbuh menjadi percabangan menjadi tinggi. Selanjutnya Coombs (1994) dan Srivastava (2002) menyatakan bahwa peningkatan jumlah sitokinin di batang yang berasal dari akar melalui xylem akan mendukung tunastunas lateral yang dorman berkembang menjadi cabang. Sebaliknya auksin yang tinggi pada tunas apikal, kemudian ditranslokasikan secara basipetal pada batang sehingga konsentrasinya tinggi di batang akan menghambat perkembangan tunas lateral (lateral bud).
(a1)
(a2)
(b1)
(b2)
Gambar 5. Cabang terbentuk sebelum berbunga (a1) dan cabang terbentuk setelah pucuk batang utama berbunga (b1), a2 dan b2 adalah diagram proyeksi cabang
Analisis Pembungaan Pembungaan tanaman jarak pagar terjadi
pada bagian terminal yang
kemudian dari titik terminal tersebut umumnya dihasilkan 2 cabang. Hal ini sejalan dengan model arsitektur tajuk Leeuwenberg yang pertumbuhan cabangnya episodik dan tanaman berbunga pada terminal. Induksi pembungaan ini akan terus berlangsung secara kontinyu bersamaan dengan induksi cabang dan daun baru. Percabangan yang tumbuh bersamaan dengan perkembangan kuncup bunga akan berbunga dengan membutuhkan 5-17 daun. Cabang yang sama dengan vigor yang baik, umumnya memiliki 3-4 tangkai bunga atau buah dengan ukuran dan umur yang berbeda (Gambar 6a dan 6b). Hal ini yang menyebabkan waktu panen dan umur buah pertanaman jarak pagar berbeda dan tidak dapat dipanen secara serempak. Pembungaan pada tanaman jarak pagar terjadi pertama kali pada pucuk batang utama, walaupun cabang dapat tumbuh sebelum tanaman berbunga. Pembungaan pada cabang yang tumbuh sebelum pucuk utama berbunga membutuhkan waktu yang cukup lama untuk berbunga, umumnya membutuhkan 35-40 daun untuk berbunga pertama.
(a) (b) Gambar 6. Pembungaan dan buah jarak pagar (a) dan ilustrasi pembentukan bunga dan cabang pada tanaman jarak pagar (b). Tanda = letak bunga dan buah Tangkai bunga jarak pagar terdiri atas bunga jantan, bunga betina dan hermaprodit. Kuncup bunga jantan lebih kecil dibandingkan kuncup bunga betina dan kuncup bunga betina lebih kecil dibandingkan kuncup bunga hermaprodit. Pucuk bunga berkembang selama 2-3 minggu, bunga mekar kurang lebih 2-3 minggu. Dalam satu tangkai bunga, periode mekar bunga betina satu minggu dan bunga jantan 2 minggu. Umumnya bunga yang berada di ujung malai utama
mekar terlebih dahulu kemudian disusul oleh bunga yang lainnya. Hal ini mengindikasikan bahwa kuncup yang terbentuk terlebih dahulu akan mekar lebih awal. Setelah terjadi anthesis, maka kurang lebih 5-6 hari setelah antesis buah sudah dapat diamati. Untuk membentuk buah berwarna kuning (masak fisiologis) dibutuhkan 45-52 hari setelah antesis. Proyeksi Cabang Berdasarkan hasil observasi di lapangan secara umum, baik perlakuan T0 (kontrol), T20, T30 dan T40 menunjukkan bahwa posisi cabang yang tumbuh dan berkembang pada tanaman jarak berbentuk spiral dan cabang yang tumbuh bersamaan dengan perkembangan bunga tumbuh secara dikotom. Proyeksi cabang pada Gambar 7a, 7b, 7c dan 7d adalah contoh proyeksi percabangan yang merupakan representasi dari sampel setiap perlakuan. Semakin tinggi jarak pangkasan dari permukaan tanah jumlah cabang yang terbentuk semakin banyak. Walaupun, jumlah cabang
dapat mencapai 11 cabang (T40d), posisi cabang
menempati posisi yang tidak saling tumpang tindih satu dengan yang lainnya. Adapun posisi cabang yang tumbuh dan berkembang pada tanaman jarak pagar dapat dilihat pada Gambar 7.
4
1
2
5
6
2
(2)
3
3
1
(a1)
4
6
(b1)
3
4
5
5
(b2)
4
5
3
(c1)
5
2
1
3
3
2
6 1
6
9 4
8
S
3 7
(c2)
5
(d1)
6 4
4
7
7
4
1
6 8
3
4
1
(b3)
2
5
2
6 1
2
2
U
(a3)
3
1
5
1
(4)
4
(a2) 3
6 1 2
(1)
(3)
(c3) 11
2
7
(d2)
5 10
3
4 1
6
8 7
5
2
(d3)
Gambar 7. Proyeksi posisi cabang jarak pagar yang tanpa pangkas (a1, a2, a3), T20 (b1, b2, b3), T30 (c1, c2, c3), T40 (d1, d2, d3). Angka menunjukkan nomor cabang tampak atas dan garis putus-putus menunjukkan arah utara, selatan, timur dan barat Model Tajuk Hasil penelitian pada tanaman jarak yang diberi perlakuan pemangkasan batang menunjukkan model tajuk yang berbeda. Model tajuk jarak pagar kontrol (T0) berkarakter batang utama bertindak sebagai panutan utama, sedangkan tanaman yang dipangkas pucuknya, yaitu perlakuan T20, T30, dan T40 terjadi dominasi pertumbuhan cabang lateral (Gambar 9, 10, dan 11). Model tajuk jarak pagar ditentukan berdasarkan panjang cabang relatif dan posisi cabang dari apeks batang utama. Berdasarkan gambar menunjukkan bahwa model tajuk T0 (kontrol)
berbentuk lebih kerucut dibandingkan tajuk perlakuan T20, T30 dan T40 yang lebih mendekati kolumnar (Gambar 9, 10, dan 11).
(2)
50 (1)
( 2)
15 (6)
55 (4) 15 21
5
38
(4) 96
(3)
(4) 63,5
114
41
(3)
32
49
(5)
100
(1)
(2)
(3)
133 105
(1)
51
28
79
27 120 128
100
71 53
Gambar 8. Model tajuk jarak pagar T0, angka (…) menyatakan nomor cabang dan nilai selain dalam kurung menyatakan panjang cabang dalam cm
(5)
28
85
84
33
77
82
75
25
(4) 36
89 (6) 93 (3) (5)
(3)
58
70 55
98
35 (5)
(2)
(2)
84 (3)
(1) 88
(1)
(1) (4)
50 (6) 65
40
30 38
48
81 (2) (4) 103
109
23
20 cm
50
Gambar 9. Model tajuk jarak pagar T20, angka (…) menyatakan nomor cabang dan nilai selain dalam kurung menyatakan panjang cabang dalam cm
16 (1) 30 50 (7) 4 (3) 13 23 15 9 50 (2) 3 21 30 51 42 41 32 13 (4) 54 (5) 46 29 87 (6) 49 32 64
75
(2)
(1)
63 46 (4) 80
70 17
112 (1)
35 (5)
15 (7) 27 (6) 12 94 16
(4) 40
49
(8) (8)
110
(3)
46
28
(2) (3) 42
79
(7) 78
55 113 48
(5) 65 85
55
(6) 127
40 23
Gambar 10. Model tajuk jarak pagar T30, angka (…) menyatakan nomor cabang dan nilai selain dalam kurung menyatakan panjang cabang dalam cm
30 cm
(9) 50
(1) (4) 95
(3) 50
(2) 20 30 30
76 20
80 48
98 22
65 17
83
57 68
95
40 45
22 (6)
(5)
48
48
55
(8) (2) 70 (1) (2) 70 85 30 25 (4) 25 (3) (3) 32 87 47 80 73 (11) 45 (4) 48 138 (7) 89 128 65 123 35 94 83 45 (7) 63 40 62 (10) 50
(1) 50
(6) 50 30 105 99
30
59 (5) 49 53
33
59 56 113
36
43
(8)
Gambar 11. Model tajuk jarak pagar T40, angka (…) menyatakan nomor cabang dan nilai selain dalam kurung menyatakan panjang cabang dalam cm
SIMPULAN Pola percabangan tanaman jarak pagar pada batang utama terdistribusi secara spiral. Cabang yang tumbuh dari tunas terminal bersifat dikotom. Cabang tanaman jarak pagar dapat terbentuk sebelum tanaman berbunga dan sesudah tanaman berbunga. Tinggi pangkasan batang utama 30-40 cm dari permukaan tanah dapat meningkatkan jumlah cabang primer dan diameter batang utama tanaman jarak pagar. Tanaman jarak pagar yang ditanam alami (kontrol) memiliki model tajuk yang lebih kerucut, sedangkan tanaman jarak pagar yang di pangkas batang utamanya lebih mendekati kulumnar. Bunga jarak pagar terletak pada bagian terminal, selama perkembangan bunga terjadi pula pembentukan cabang sekunder yang membutuhkan 5-17 daun untuk menginduksi bunga.
40 cm
