RESPON ANATOMI STRUKTUR SEKRETORI GETAH KUNING, MORFOLOGI, DAN FISIOLOGI BUAH MANGGIS (Garcinia mangostana L.) TERHADAP APLIKASI KALSIUM SECARA EKSTERNAL
YAHMI IRA SETYANINGRUM
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Respon Anatomi Struktur Sekretori Getah Kuning, Morfologi, dan Fisiologi Buah Manggis (Garcinia mangostana L.) terhadap Aplikasi Kalsium Secara Eksternal adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan manapun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Juni 2011
Yahmi Ira Setyaningrum NIM G353090031
ABSTRACT YAHMI IRA SETYANINGRUM. Structure Anatomy of Yellow Latex Secretory Duct, Morphology and Physiology on Mangosteen Fruit (Garcinia mangostana L.) Response on External Calcium Application. Under supervision of HAMIM and DORLY. Yellow latex (gamboges) in mangosteen (Garcinia mangostana L.) resulted from the damage of epithelium wall secretory duct in the pericarp is presumably caused by deficiency of calcium. The application of Ca to the soil in previous experiment didn’t increase calcium content on the fruit’s pericarp sufficiently. Therefore, the alternative method may need to be tried to improve Ca content. The objective of this research was to study the effect of calcium spraying to the growing mangosteen fruit on the anatomical structure of yellow latex secretory duct, morphological and physiological response. The Randomized Block Design with three replications was applied on fruit surface of ±30 years old mangosteen trees in Leuwiliang sub district. The treatments were CaCl2 0.25 M, CaCl2 0.5 M, CaCl2 1 M, Ca(OH)2 0.25 M, Ca(OH)2 0.5 M, and Ca(OH)2 1 M that was performed at the 2nd, 4th, 6th, 8th weeks after anthesis (WAA). The parameters analyzed were the thickness, length and wide of epithelium secretory duct cell wall, yellow latex score, physical and chemical characteristics, calcium content and. The result showed that Ca application was generally able to decrease yellow latex score on the skin as well as in the aril, but there was different respond between CaCl2 and Ca(OH)2 treatment. The reduction of yellow latex score on skin was highest on Ca(OH)2 1M treatment (26%) while on the aril it was CaCl2 0.5 M treatment (28%). The physiology respond showed that the increase Ca pectat was in accordance to the reduction of yellow latex score on the skin fruit. The application of Ca didn’t influence physical and chemical characteristics of the fruit neither total Ca content of the pericarp significantly.
Keywords: Garcinia mangostana L., calcium, yellow latex
RINGKASAN YAHMI IRA SETYANINGRUM. Respon Anatomi Struktur Sekretori Getah Kuning, Morfologi, dan Fisiologi Buah Manggis (Garcinia mangostana L.) terhadap Aplikasi Kalsium Secara Eksternal. Dibimbing oleh HAMIM dan DORLY Manggis (Garcinia mangostana L.) dijuluki sebagai Queen of tropical fruit, bernilai ekonomi tinggi dan prospektif untuk dikembangkan sebagai komoditi ekspor. Sifat buah manggis yang layak ekspor kurang dari 10% total produksi nasional, salah satu penyebabnya adalah getah kuning. Getah kuning menyebabkan penampilan buah menjadi tidak menarik, buah mengeras, mencemari daging buah (aril) sehingga rasanya pahit dan tidak layak untuk dikonsumsi. Getah kuning yang dijumpai pada aril dan kulit buah disebabkan oleh kerusakan sel epitel penyusun saluran sekretori getah kuning pada perikarp, yang diduga kekurangan kalsium. Kandungan kalsium pada tanah di Leuwiliang cukup rendah (±0.9 me/100g). Hal tersebut telah diatasi dengan aplikasi pengapuran dolomit, akan tetapi tidak efektif menurunkan skor getah kuning pada kulit maupun aril buah manggis dan tidak meningkatkan kandungan kalsium perikarp buah sebagai salah satu komponen penyusun lamela tengah (dinding sel epitel saluran getah). Kandungan kalsium pada perikarp buah jauh lebih rendah dibandingkan pada daun. Hal ini berhubungan dengan mekanisme pergerakan kalsium pada tanaman. Unsur kalsium bersifat imobil, translokasi melalui jaringan xilem mengikuti aliran transpirasi. Pengapuran pada tanah kurang efektif meningkatkan kalsium pada perikarp buah. Oleh karenanya, agar lebih efektif kalsium perlu diaplikasikan secara langsung pada buah. Efektivitas aplikasi kalsium secara eksternal untuk mengurangi getah kuning perlu dikaji lebih jauh dalam suatu penelitian yang bertujuan untuk mempelajari respon anatomi struktur sekretori saluran getah kuning, morfologi dan fisiologi buah manggis. Penelitian dilakukan di sentra produksi manggis kampung Cengal, Desa Karacak, Kecamatan Leuwiliang, Kabupaten Bogor pada bulan Oktober 2009Januari 2010. Bahan tanaman yang digunakan adalah buah manggis dari pohon yang berumur ±30 tahun. Rancangan percobaan menggunakan RAK (Rancangan acak kelompok) dangan 7 perlakuan (masing-masing 3 ulangan) yaitu kontrol, kalsium klorida (CaCl2) dan kalsium hidroksida (Ca(OH)2) dengan konsentrasi 0.25, 0.5 dan 1M. Kalsium tersebut dilarutkan dalam 1 liter air kemudian ditambahkan asam sitrat 5 gr dan surfactant pro stiker dengan konsentrasi 0.5 ml/l larutan. Penyemprotan larutan kalsium dilakukan dengan menggunakan hand sprayer secara langsung ke buah dengan beberapa kali semprotan sampai seluruh permukaan buah basah dengan volume semprot sekitar 10 ml per buah pada buah berumur 2, 4, 6 dan 8 Minggu Setelah Anthesis (MSA). Pada umur 10 MSA dan 15-16 MSA dilakukan panen buah untuk pengamatan anatomi, morfologi dan fisiologi. Pengamatan anatomi struktur sekretori getah kuning dengan metode sediaan mikroskopis dengan parafin. Karakter yang diamati diameter saluran getah, panjang dan lebar sel epitel saluran getah. Ketebalan dinding sel saluran getah diamati dengan menggunakan Transmisi Elektron Mikroskop (TEM). Pengamatan respon morfologi meliputi pengamatan skor getah kuning pada kulit dan aril, sifat
fisik buah manggis (diameter longitudinal dan transversal, tebal kulit, edible portion dan kekerasan kulit buah) dan sifat kimia buah (padatan total terlarut (PTT) dan total asam tertitrasi (TAT). Respon fisiologis diperoleh dengan mengukur kandungan kalsium total perikarp umur 15-16 MSA, kalsium terlarut, pektat, fosfat dan oksalat pada perikap buah berumur 10 dan 15-16 MSA. Anatomi struktur sekretori saluran getah kuning merupakan sebuah lumen besar yang dikelilingi oleh sel epitel yang bersifat spesifik yang tersebar pada bagian eksokarp, mesokarp dan endokarp. Aplikasi Ca(OH)2 1M mampu menurunkan ukuran diameter getah sebesar 26%, akan tetapi umumnya aplikasi kalsium secara eksternal tidak menurunkan panjang dan lebar sel epitel saluran getah. Ketebalan dinding sel epitel saluran getah kuning perlakuan CaCl2 0.5 M sebesar 439-454 nm, sedangkan kontrol sebesar 330-639 nm. Ketebalan dinding sel epitel tidak meningkat secara signifikan, tetapi aplikasi kalsium telah mampu menyediakan Ca dalam sel untuk mencegah kebocoran membran dan kerusakan dinding sel. Hal tersebut tercermin dari penurunan skor getah kuning pada kulit maupun aril, setelah aplikasi kalsium secara eksternal dilakukan. Penurunan skor getah kuning pada kulit tertinggi pada perlakuan Ca(OH)2 1 M sebesar 26%, sedangkan penurunan skor getah kuning pada aril tertinggi pada perlakuan CaCl 2 0.5 M sebesar 28%. Peningkatan konsentrasi Ca(OH)2 hingga 1M cenderung menurunkan skor getah kuning pada kulit, dengan berkorelasi negatif (R2=0.56, r=-0.74, p<0.05), tetapi tidak berkorelasi dengan skor getah kuning pada aril (R2=0.18, r=-0.42, p>0.05). Hal ini berbeda dengan aplikasi CaCl2 yang menurunkan skor getah kuning pada aril tertinggi pada konsentrasi 0.5 M. Diduga jenis kalsium yang diaplikasikan dan konsentrasinya berpengaruh terhadap penetrasi masuknya kalsium ke dalam kulit buah. Penetrasi CaCl2 lebih baik karena bersifat higroskopis, sedangkan Ca(OH)2 sulit larut air pada konsentrasi yang tinggi sehingga sulit masuk ke dalam kulit buah. Hasil penelitian menunjukkan tidak ada korelasi antara skor getah kuning yang terdapat pada kulit bagian luar dengan skor getah pada aril (R2=0.08, r=0.29, p>0.05). Getah kuning pada aril lebih disebabkan faktor endogen (fisiologi), sedangkan getah pada kulit disebabkan faktor endogen dan eksogen. Aplikasi Ca tidak menyebabkan perubahan sifat fisik buah manggis seperti pertambahan ukuran diameter, edible portion, tebal kulit dan kekerasan buah. Aplikasi Ca(OH)2 dan CaCl2 secara eksternal juga tidak mempengaruhi sifat kimia buah manggis, seperti rasa manis buah (PTT) tidak menurun dan rasa asam buah (TAT) tidak meningkat. Respon fisiologi menunjukkan akumulasi kalsium pada perikap tidak meningkat secara nyata pada saat buah dewasa (15-16 MSA), meskipun demikian terdapat kecenderungan korelasi negatif (R2=0.37, r=-0.61, p<0.05) antara skor getah kuning pada kulit dengan Ca pektat. Penyerapan kalsium pada permukaan buah cukup sulit, mekanisme aktif yang mengerakkan kalsium dari permukaan buah ke dalam jaringan buah sangat kurang, kalsium unsur yang sedikit mobile dan mekanisme translokasinya masih belum jelas menjadi faktor penyebab kegagalan peningkatan Ca perikarp. Penyerapan kalsium adalah proses pasif yang tergantung pada saluran stomata. Stomata pada buah umumnya memiliki densitas lebih rendah dari pada daun dan seringkali tidak fungsional, meskipun demikian aplikasi kalsium secara eksternal telah dapat menekan munculnya getah kuning pada buah manggis.
RESPON ANATOMI STRUKTUR SEKRETORI GETAH KUNING, MORFOLOGI, DAN FISIOLOGI BUAH MANGGIS (Garcinia mangostana L.) TERHADAP APLIKASI KALSIUM SECARA EKSTERNAL
YAHMI IRA SETYANINGRUM
Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Biologi Tumbuhan
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011
Judul Tesis
Nama NIM
: Respon Anatomi Struktur Sekretori Getah Kuning, Morfologi, dan Fisiologi Buah Manggis (Garcinia mangostana L.) terhadap Aplikasi Kalsium Secara Eksternal : Yahmi Ira Setyaningrum : G353090031
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Hamim, MSi Ketua
Dr. Ir. Dorly, MSi Anggota
Diketahui Ketua Program Studi Biologi Tumbuhan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Miftahudin, MSi
Dr. Ir. Dahrul Syah, MSc. Agr
Tanggal Ujian: 9 Juni 2011
Tanggal Lulus:
(tanggal pelaksanaan ujian tesis)
(tanggal penandatanganan tesis oleh Dekan Sekolah Pascasarjana)
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Ir. Sulistijorini, MSi.
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Oktober 2009 sampai Januari 2011 adalah getah kuning pada manggis, dengan judul Respon Anatomi Struktur Sekretori Getah Kuning, Morfologi dan Fisiologi Buah Manggis terhadap Aplikasi Kalsium Secara Eksternal pada Buah Manggis (Garcinia mangostana L.). Penelitian ini didanai oleh Departemen Agama Republik Indonesia melalui beasiswa utusan daerah (BUD Depag). Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Hamim, MSi dan Ibu Dr. Ir. Dorly, MSi selaku pembimbing, serta Ibu Dr. Ir. Sulistijorini, MSi dan Bapak Dr. Ir. Miftahudin, MSi yang telah banyak memberikan saran. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Nanang selaku pemilik kebun manggis di Leuwiliang, Bapak Atin, Wardi dan Markus yang telah membantu pelaksanaan pelabelan, penyemprotan dan pemanenan manggis, serta Bapak Sobir beserta staf Pusat Kajian Buah Tropis (PKBT), Balai Penelitian Tanah (BPT) Bogor, Ibu Tini, Bapak Edi, Bapak Suparman Laboran di laboratorium departemen Biologi IPB, Ibu Siti dan Ibu Ita dari Eijkman Institute. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada bapak, ibu serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya. Tak lupa terima kasih juga diucapkan kepada teman-teman BUD Depag angkatan 2009 dan teman-teman guru di MTs-MA Nurul Ulum Malang atas semua bantuan dan dukungannya selama ini. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Juni 2011 Yahmi Ira Setyaningrum
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Malang pada tanggal 1 Maret 1983 dari ayah Turiman Spd. dan Ibu Nanik Hartini Spd. Penulis merupakan putri pertama dari tiga bersaudara. Tahun 2001 penulis lulus dari SMU Negeri 5 Malang dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk universitas Brawijaya melalui jalur Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri. Penulis memilih jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian dan lulus pada tahun 2006. Kesempatan untuk melanjutkan ke program magister pada mayor Biologi Tumbuhan, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam di Institut Pertanian Bogor diperoleh pada tahun 2009. Beasiswa pendidikan pascasarjana diperoleh dari Departemen Agama Republik Indonesia melalui program Beasiswa Utusan Daerah. Penulis bekerja sebagai guru Biologi di MTS Nurul Ulum Malang sejak tahun 2006. Selama mengikuti program S2, penulis menjadi anggota Himpunan Mahasiswa Biologi Pascasarjana. Karya ilmiah berjudul Respon Morfologi Buah dan Kemunculan Getah Kuning terhadap Aplikasi Kalsium Secara Eksternal Pada Buah Manggis (Garcinia mangostana) telah disajikan pada Seminar Nasional Sains di Bogor pada bulan November 2010.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ................................................................................................. i DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ ii DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... iii PENDAHULUAN ................................................................................................ 1 Latar Belakang Permasalahan ................................................................... 1 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 2 TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................................... 3 Manggis ..................................................................................................... 3 Getah Kuning Pada Buah Manggis ........................................................... 5 Peran Kalsium ........................................................................................... 5 Mekanisme Transportasi Kalsium............................................................. 6 Aplikasi Kalsium Secara Eksternal ........................................................... 8 METODE ...... ....................................................................................................... 9 Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................... 9 Bahan dan Alat .......................................................................................... 9 Rancangan Penelitian ................................................................................ 9 Pengamatan Anatomi Struktur Sekretori Getah Kuning ........................... 10 Data Morfologi .......................................................................................... 12 Pengumpulan Data Fisiologis ................................................................... 14 Analisa Data .............................................................................................. 15 HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................. 16 Respon Anatomi terhadap Aplikasi Kalsium secara Eksternal ................ 16 Respon Morfologi Buah Manggis tehadap Aplikasi Kalsium .................. 22 Respon Fisiologi Aplikasi Kalsium secara Eksternal ............................... 26 Korelasi antara Skor Getah dan Konsentrasi Ca Pektat ............................ 30 KESIMPULAN ..................................................................................................... 31 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 32 LAMPIRAN .. ....................................................................................................... 36
DAFTAR TABEL Halaman 1 Pengaruh aplikasi Ca secara eksternal terhadap diameter saluran getah kuning pada umur 10 MSA dan 15-16 MSA ........................................... 17 2 Pengaruh aplikasi Ca secara eksternal terhadap panjang dan lebar sel epitel saluran getah kuning pada umur 10 MSA dan 15-16 MSA ..................... 20 3 Pengaruh aplikasi kalsium secara eksternal terhadap skor getah kuning pada buah manggis umur 15-16 MSA ................................................... 22 4 Pengaruh aplikasi kalsium secara eksternal terhadap sifat fisik buah manggis umur 15-16 MSA................................................................................. 25 5 Pengaruh aplikasi kalsium secara eksternal terhadap sifat kimia (PTT, TAT, dan rasio PTT/TAT) buah manggis umur 15-16 MSA .................. 26
DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Buah manggis tanpa cemaran getah kuning ........................................................ 4 2 Diagram alir penelitian ........................................................................................ 10 3 Prosedur ekstraksi berbagai bentuk kalsium yang berbeda dalam jaringan tumbuhan . ........................................................................................................ 14 4 Struktur sekretori getah kuning umur 15-16 MSA ............................................. 16 5 Efek penyemprotan kalsium terhadap diameter saluran getah kuning bagian endokarp .. ........................................................................................................ 17 6 Efek penyemprotan kalsium terhadap diameter getah, panjang dan lebar sel epitel saluran getah kuning pada bagian mesokarp .......................................... 18 7 Struktur sekretori getah kuning sayatan TEM .................................................... 21 8 Hubungan antara skor getah kuning pada kulit dan aril pada buah manggis umur 15-16 MSA dengan konsentrasi kalsium yang diaplikasikan pada permukaan buah muda ..................................................................................... 23 9 Efek 4 kali penyemprotan kalsium klorida dan kalsium hidroksida terhadap konsentrasi kalsium total pada perikarp buah manggis ................................... 27 10 Efek 4 kali penyemprotan CaCl2 dan Ca(OH)2 terhadap konsentrasi beberapa bentuk kalsium pada perikarp buah manggis ................................... 28
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Denah Lokasi Penelitian ....................................................................................... 36 2 Komposisi larutan Gifford .................................................................................... 37 3 Analisis Varian (Anova) ...................................................................................... 37 4 Komposisi larutan seri Johansen ......................................................................... 38
PENDAHULUAN
Latar Belakang Permasalahan Manggis (Garcinia mangostana L.) merupakan salah satu tanaman buah tropika yang digemari oleh masyarakat dan dijuluki sebagai Queen of tropical fruit (Ramage et al. 2004). Buah manggis memiliki nilai ekonomi tinggi dan mempunyai prospek yang baik untuk dikembangkan sebagai komoditi ekspor. Indonesia merupakan negara pengekspor manggis utama di pasar internasional. Pada tahun 2008 volume ekspor manggis Indonesia 9.09 ribu ton, akan tetapi kualitas buah manggis yang layak diekspor kurang dari 10% total produksi nasional (Deptan 2009). Hal ini disebabkan kualitas buah manggis yang dihasilkan petani umumnya kurang baik, sehingga tidak memenuhi syarat untuk ekspor. Salah satu penyebab rendahnya kualitas buah manggis adalah adanya getah kuning. Getah kuning menyebabkan penampilan buah menjadi tidak menarik, buah mengeras, mencemari daging buah (aril) sehingga rasanya pahit dan tidak layak untuk dikonsumsi. Getah kuning pada buah manggis disebabkan oleh kerusakan sel epitel penyusun saluran sekretori getah kuning pada perikarp, saluran getah pecah dan mengeluarkan eksudat getah yang mencemari kulit maupun aril buah (Dorly et al. 2008). Getah kuning disebabkan faktor fisik/mekanik seperti tusukan serangga penghisap (capsids), angin kencang, pemetikan dan penanganan secara kasar (Verheij 1997). Faktor fisiologi seperti stres air (Sdoodee & Chiarawipa 2005), perubahan air tanah yang berfluktuatif ekstrim selama manggis dalam fase berbuah diduga menyebabkan getah kuning pada buah manggis (Syah et al. 2007). Perubahan air tanah menyebabkan perubahan tekanan turgor, dinding sel yang tidak terlalu kuat menghadapi tekanan turgor yang berlebihan akan pecah dan membuka saluran getah kuning yang mencemari kulit maupun aril. Kekuatan dan rigiditas dinding sel dipengaruhi oleh konsentrasi kalsium yang berikatan dengan pektat, diduga kalsium pada buah manggis rendah sehingga dinding sel saluran mudah pecah. Fenomena pecah buah pada leci (Nephelium litchi) (Huang et al. 2005) dan ceri manis (Prunus avium) diduga kuat disebabkan oleh kekurangan kalsium (Callan 1986). Hal tersebut dapat dibuktikan bahwa penyemprotan
kalsium efektif dan berpotensi menurunkan pecah buah pada ceri manis (Brown et al. 1995) dan leci (Huang et al. 2005). Penyemprotan kalsium pada permukaan buah apel muda mampu meningkatkan kandungan kalsium buah (Chen & Zhou 2004). Kandungan kalsium pada tanah yang rendah diduga menjadi salah satu penyebab getah kuning mencemari kulit maupun aril. Hal ini didukung oleh hasil penelitian Gunawan (2007), yang melaporkan bahwa populasi buah manggis Leuwiliang tumbuh pada tanah latosol yang memiliki pH sekitar 4 disertai dengan kandungan kalsium pada tanah yang cukup rendah sekitar 0.9 me/100g. Aplikasi pengapuran dolomit pada tanah telah dilakukan, tetapi tidak efektif mengurangi getah kuning pada buah manggis serta tidak mampu meningkatkan konsentrasi kalsium pada perikap buah. Peningkatan konsentrasi kalsium justru terjadi pada daun manggis, kandungan kalsium pada daun menunjukkan konsentrasi yang lebih tinggi dibandingkan pada perikarp buah (Dorly et al. 2011). Hal ini berhubungan dengan mekanisme pergerakan kalsium pada tanaman. Unsur kalsium bersifat imobil, translokasi melalui jaringan xilem mengikuti aliran transpirasi (White 2000). Oleh karenanya, agar lebih efektif kalsium diaplikasikan secara langsung pada buah. Penyemprotan kalsium dalam bentuk cair mengandung komponen hidrofilik yang menghambat penetrasi dalam buah (Baur 1999). Penambahan surfaktan dan agen pengkelat diperlukan untuk menarik residu kalsium agar penyerapan dan penetrasi kalsium pada buah meningkat. Penambahan agen pengkelat seperti asam sitrat memberikan efek nyata meningkatkan kandungan kalsium buah (Callan 1986). Penyemprotan kalsium dilakukan pada permukaan buah muda selama tahap awal perkembangan buah, paling efektif setelah 2 minggu setelah antesis (Huang et al. 2005). Efektifitas aplikasi kalsium secara eksternal untuk mengurangi getah kuning perlu dikaji lebih jauh dalam suatu penelitian.
Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari respon anatomi struktur sekretori getah kuning, morfologi dan fisiologi buah manggis, setelah aplikasi kalsium secara eksternal.
TINJAUAN PUSTAKA
Manggis Buah manggis (Garcinia mangostana L.) merupakan buah eksotik, memiliki warna menarik dan kandungan gizi tinggi, yang populer di Asia tenggara dan Australia utara (Ramage et al. 2004). Manggis (Garcinia mangostana L.) sinonim Mangostana garcinia Gaertner (1790), diklasifikasikan sebagai berikut: Divisi
: Spermatophyta
Subdivisi
: Angiospermae
Kelas
: Dicotyledonae
Famili
: Clusiaceae (sinonim Guttiferae)
Genus
: Garcinia
Spesies
: Garcinia mangostana L. Pohon manggis memiliki ciri-ciri: berdaun rapat (rimbun), tinggi dapat
mencapai 6-25 m, batang lurus, cabang simetris, dan membentuk piramid ke arah ujung tanaman. Duduk daun berlawanan, tangkai daun pendek, daun berukuran tebal dan lebar, warna hijau kekuning-kuningan pada bagian sisi bawah sedangkan pada bagian dekat tulang daun utama berwarna pucat (Osman & Milan 2006). Bunga manggis berpasangan di ujung ranting, tangkai bunga pendek dan tebal, berdiameter kira-kira 5.5 cm, daun kelopak dan daun mahkota berjumlah 2 pasang, berwarna hijau-kuning dengan pinggir kemerah-merahan, benang sari semu dan biasanya banyak, bakal buah berbentuk agak bulat beruang 4, memiliki kepala putik yang tidak bertangkai dan bercuping 4-8 (Verheij 1997). Buah manggis memiliki diameter 4-8 cm, panjang 4-8 cm dan tebal kulit 0.9 cm. Warna kulit buah yang telah matang berubah menjadi hitam kemerahan, kelopak bunganya tetap menempel pada bagian dasar buah. Kulit buah manggis berwarna merah lembayung dengan ruang bakal buah berisi 0-3 biji. Bekas kepala putik masih melekat dan tampak seperti bintang pada ujung buah (Verheij 1997). Manggis merupakan buah buni yang mempunyai kulit buah tebal namun mudah pecah, dengan biji berlapis daging (pulp/aril). Aril dapat dimakan (edible aril) berwarna putih, mengandung banyak air, manis dan sedikit asam dengan rasa yang menyenangkan. Aril terletak di dalam perikarp ungu gelap yang kaya
bioaktif metabolit sekunder termasuk anthosianin, oligomerik proanthosianin dan xanthones. Komposisi per 100 g bagian yang dapat dimakan dari buah manggis terdiri dari 79.2 g air, nilai energinya 340 kJ/100g, 0.5 protein, 0 g lemak, 19.8 g karbohidrat, 0.3 g serat, 11 g kalsium, 17 g fosfor, 0.9 g besi, vitamin A 14 SI dan vitamin C 66 mg (Verheij 1997). Kulit manggis berwarna coklat, merah dan sewaktu matang berubah menjadi berwarna ungu dengan daun kelopak yang tetap menempel dan tetap dihiasi oleh cuping kepala putik atau dikenal dengan sepal. Bagian dalam terdapat daging buah manggis sebanyak 4-7 daging buah dengan ukuran yang berbeda. Tebal daging buah sekitar 0.9 cm dengan karakteristik warna putih susu, lunak, manis, dan segar. Setiap daging buah memiliki bakal biji, namun tidak semua bakal biji akan menjadi biji. Umumnya biji dalam daging buah sebanyak 1-2 buah. Buah ini juga bergetah, namun semakin tua getah akan semakin berkurang (Pantastico 1986). Buah manggis yang telah matang (tua) ada yang bebas dari cemaran getah kuning, ada pula yang tercemar getah kuning pada kulit atau aril buah (Gambar 1). A
B
C
Gambar 1 A. Buah manggis tanpa cemaran getah kuning, B. Buah manggis yang tercemar getah kuning pada kulit buah, C. Buah manggis yang tercemar getah kuning pada aril buah. Biji manggis merupakan biji apomiksis obligat. Embrio manggis berkembang dari sel nuselus pada jaringan ovul, sehingga embrio manggis yang muncul merupakan embrio somatik dan secara genetik mewarisi sifat dari induknya. Mekanisme reproduksi apomiksis pada manggis termasuk ke dalam adventitious/nuclear embryony, yaitu: perkembangan embrio adventif dari integumen bagian luar tanpa adanya stimulasi dari perkembangan seksual (Richard 1990).
Getah Kuning pada Buah Manggis Getah kuning merupakan eksudat resin yang dijumpai pada berbagai tanaman dari famili Guttiferae yang berasal dari saluran resin yang rusak (Asano et al. 1996). Getah kuning merupakan produk metabolit sekunder yang mengandung komponen terpenoid, flavonoid dan tanin (Dorly et al. 2008). Semua bagian tanaman manggis mengeluarkan getah kuning (Osman & Milan 2006). Struktur sekretori saluran getah kuning yang ditemukan pada tunas, ovari bunga, perikarp dan aril sama dengan yang ditemukan pada tangkai buah, batang dan daun (Dorly et al. 2008). Getah kuning merupakan salah satu masalah yang terdapat pada buah manggis, ditunjukkan oleh adanya getah kuning yang mencemari kulit di permukaan luar dan daging buah (Yaacob & Tindall 1995). Getah kuning disebut ‘gamboge’ yang mengucur dari pembuluh getah, seringkali mengotori buah manggis. Gamboge dijumpai berbentuk bintik kuning pada kulit buah atau pada daging buah. Gamboge yang menembus ke dalam segmen daging buah menyebabkan warna putih pada aril berubah menjadi bening dan rasanya pahit. Buah yang tercemari getah kuning akan menurun kualitasnya sehingga tidak layak untuk diekspor (Verheij 1997). Getah kuning disebabkan kerusakan secara fisik terhadap pembuluhpembuluh getah (Verheij 1997), akibat penyakit, insekta, luka mekanis, serta gangguan fisiologi dalam tumbuhan (Fahn 1990). Gangguan fisiologis karena pemberian air secara berlebihan setelah kekeringan mengakibatkan adanya perubahan tekanan turgor yang memicu terjadinya pecah buah (Syah et al. 2007). Peningkatan tekanan turgor akibat pemberian air yang berlebihan (water injury), menyebabkan area dinding sel epidermis mengalami pembengkakan, sehingga kutikula patah dan umumnya memicu terjadinya pecah buah pada ceri manis (Glenn & Poovaiah 1989).
Peran Kalsium Kalsium merupakan unsur hara esensial yang diperlukan tanaman. Kalsium berperan sebagai penyusun struktur dinding sel dan membran, penyeimbang kation inorganik dan anion organik dalam vakuola, serta
menyampaikan pesan intraseluler di sitosol (White & Broadley 2003). Konsentrasi kalsium tertinggi (diperkirakan 60% dari total Ca2+) terdapat pada dinding sel (Glenn & Poovaiah 1989). Kalsium dalam tanaman terdapat dalam bentuk terlarut, dan terikat dalam pektat, oksalat, nitrat dan fosfat. Kalsium dalam bentuk terikat oleh pektat banyak terdapat dalam dinding sel (Saure 2005). Dinding sel pada sel tumbuhan berperan sebagai kekuatan mekanis, eksoskeleton yang berfungsi untuk melindungi dan mempertahankan bentuk sel, serta menentukan hubungan antara tekanan turgor dengan volume sel (Taiz & Zeiger 2002). Dinding sel lebih tebal dari membran plasma, ketebalannya berkisar antara 0.1 µm hingga beberapa mikrometer. Komposisi kimiawi dinding sel berupa mikrofibril yang terbuat dari selulosa polisakarida yang tertanam di dalam matriks yang terdiri dari polisakarida lain dan protein (Campbell et al. 2000). Dinding sel umumnya diklasifikasikan menjadi dinding sel primer dan dinding sel sekunder (Taiz & Zeiger 2002). Sel tumbuhan muda pertama-tama mensekresi dinding yang relatif tipis dan lentur yang disebut dinding sel primer. Dinding sel sekunder terbentuk setelah sel berhenti melakukan pertumbuhan (pembesaran sel). Lamela tengah terletak diantara dinding sel primer yang berdekatan. Lamela tengah mengandung polisakarida lengket yang disebut pektin (Campbell et al. 2000). Kompleks kalsium pektat juga berkontribusi untuk meningkatkan kekuatan dan rigiditas dinding sel (Lambers et al. 1998). Kalsium merupakan unsur yang fundamental dari proses fisiologi tumbuhan dan termasuk penyusun dinding sel. Kalsium pada dinding sel (kalsium pektat) pada tanaman tomat meningkat selama perkembangan buah dan menurun ketika buah matang. Hal tersebut terjadi karena kalsium terlarut yang terletak pada sitoplasma akan mengalami depolarisasi sehingga struktur dinding sel menjadi lunak. Kuantitas konsentrasi kalsium terikat berbanding terbalik dengan konsentrasi kalsium terlarut. Pada saat buah matang kemungkinan terjadi perombakan kalsium terikat menjadi kalsium terlarut (Rigney & Wills 1981).
Mekanisme Transportasi Kalsium Kalsium diserap oleh akar dari larutan yang ada di dalam tanah dan dikirimkan ke tajuk melewati xilem. Mekanisme transportasi kalsium antar sel
terjadi secara difusi melewati plasmodesmata (simplas) dan ruang-ruang antar sel (apoplas) (White & Broadley 2003). Translokasi kalsium dari akar menuju tajuk digerakkan oleh aliran masa transpirasi dan lewat pertukaran kation (Saure 2005). Suplai kalsium lewat xilem sangat tergantung aliran transpirasi, dan transpirasi yang terjadi di buah, daun muda dan jaringan yang tertutup rendah (White & Broadley 2003). Pemindahan Ca dapat terjadi di apoplas lewat mekanisme pertukaran kation (Habib & Donnelly 2002). Kalsium
tidak
dapat
dipindahkan
dari
jaringan
lebih
tua
dan
didistribusikan kembali lewat floem (White & Broadley 2003). Penyemprotan kalsium ke permukaan buah direkomendasikan untuk mengatasi defisiensi kalsium dalam buah dan meningkatkan kualitas buah. Hal ini disebabkan kalsium yang diaplikasikan dalam tanah atau permukaan daun tidak berpindah ke buah dan tidak berkontribusi untuk meningkatkan Ca dalam buah (Saure 2005). Penetrasi kalsium ke dalam permukaan buah dapat melewati trikoma, stomata, lentisel dan kutikula (Saure 2005). Kation kalsium harus masuk ke dalam jaringan perikarp, agar aplikasi kalsium efektif. Penetrasi kalsium melewati lapisan kutikula sangat sulit karena harus melewati lintasan lipofilik, sehingga penyerapan kalsium yang diaplikasikan ke permukaan buah sebagian sesar melalui stomata (Huang et al. 2005). Penetrasi kalsium melewati kutikula melalui akuapori dengan lintasan lipofilik. Penambahan surfaktan diperlukan untuk meningkatkan penetrasi. Surfaktan memiliki gugus kepala dan ekor. Gugus kepala bersifat lipofilik yang mampu menembus lapisan lilin pada kutikula, sedangkan gugus ekor bersifat hidrofilik yang mampu berikatan dengan kalsium yang telah dilarutkan dalam air (Schonherr 2000). Agen pengkelat seperti asam sitrat diperlukan untuk mengikat (mengkelat) residu kalsium agar berpindah ke dalam perikarp buah (Callan 1986). Kalsium yang diaplikasikan secara langsung pada permukaan buah, setelah memasuki perikarp harus ditranslokasikan ke dinding sel. Kalsium merupakan elemen yang sedikit mobil, mekanisme transportasinya belum jelas. Kalsium yang diaplikasikan kemungkinan besar akan mengendap bersama asam organik di dalam perikarp, seperti asam oksalat. Berdasarkan hasil observasi dengan sinar X terungkap bahwa sel epidermis pada perikarp kaya akan padatan kalsium terutama
pada sitoplasma. Kalsium yang diendapkan pada sitoplasma akan mengurangi ketersediaan Ca di dinding sel. Kalsium yang berikatan dengan pektin sangat tergantung pada ketersediaan grup karbonik (uronik grup), meskipun demikian kalsium
merupakan
struktur penting
yang mempengaruhi
sintesis
dan
metabolisme pektin di dinding sel (Huang et al. 2005). Aplikasi Kalsium Secara Eksternal Jenis kalsium yang diaplikasi kalsium secara eksternal pada permukaan buah antara lain Ca asetat, Ca kasianat, Ca(NO3)2, CaCl2 dan Ca(OH)2, dengan derajat kesuksesan yang bervariasi. Callan (1986) melaporkan bahwa Ca(OH)2 lebih efektif dari pada CaCl2 untuk mengurangi pecah buah pada sweet cherry. Penambahan agen pengkelat seperti asam sitrat dan NAA ke dalam larutan CaCl 2 memberikan efek tingkat pecah buah yang lebih rendah pada leci (Huang et al. 2005). Penyemprotan kalsium pada tahap awal perkembangan buah (2 minggu setelah antesis (MSA)) paling efektif. Hal ini disebabkan pada tahap tersebut pertumbuhan aril berlangsung sangat cepat dan saat utama aril melakukan ekspansi sel yang sangat penting untuk resistensi terhadap pecah buah pada leci (Huang et al. 2005). Konsentrasi kalsium menurun secara teratur selama periode pertumbuhan pada buah tomat, penurunan paling tajam umur 5-8 MSA (Clark et al. 1989). Kalsium yang diaplikasikan melewati stomata, sehingga semakin tinggi densitas stomata maka peluang kalsium yang masuk ke perikarp lebih besar. Densitas stomata pada buah manggis meningkat dari umur 2-8 MSA, dan menurun pada umur 10 MSA. Aplikasi CaCl2 selama 4 kali pada umur 2, 4, 6, dan 8 MSA dengan konsentrasi yang makin meningkat sampai 0.25 M, semakin menurunkan skor getah kuning pada kulit maupun aril (Dorly 2009).
METODE Tempat dan Waktu Penelitian Penyemprotan kalsium pada buah manggis dilakukan di sentra produksi manggis yaitu di kampung Cengal, Desa Karacak, Kecamatan Leuwiliang, Kabupaten Bogor. Pengamatan sifat fisik dan kimia buah dilakukan di laboratorium PKBT (Pusat Kajian Buah Tropik). Analisis kandungan kalsium pada perikarp dilakukan di laboratorium Balai Penelitian Tanah (BPT) Bogor. Analisis anatomi sekretori getah kuning manggis di laboratorium Mikroteknik Departemen Biologi, FMIPA, IPB. Waktu Penelitian Oktober 2009-Januari 2011. Bahan dan Alat Bahan tanaman yaitu populasi buah manggis Leuwiliang yang sudah berproduksi, berumur kurang lebih 30 tahun. Bahan untuk penyemprotan antara lain kalsium klorida (CaCl2), kalsium hidroksida (Ca(OH)2), air, asam sitrat, surfaktan. Bahan kimia yang digunakan antara lain NaOH, indikator phenolftalin, akuades, air bebas ion, NaCl, asam asetat, HCl, larutan Johansen dan parafin. Peralatan yang digunakan antara lain jangka sorong, neraca analitik, penetrometer, refraktometer, perangkat titrasi, AAS (Atomic Absorption Spektometer) merk Perkin Elmer-Model 2380, mikrotom, hot plate, mikroskop, dan peralatan laboratorium yang menunjang. Rancangan Penelitian Rancangan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu rancangan acak kelompok (RAK) dengan blok berupa lereng dari denah lokasi penelitian (Lampiran 4). Perlakuan yang dilakukan dalam penelitian yaitu : 1. Kontrol 2. CaCl2 konsentrasi 0.25 M 3. CaCl2 konsentrasi 0.5 M 4. CaCl2 konsentrasi 1 M 5. Ca(OH)2 konsentrasi 0.25 M 6. Ca(OH)2 konsentrasi 0.5 M 7. Ca(OH)2 konsentrasi 1 M
CaCl2 dan Ca(OH)2 dengan konsentrasi 0.25 M, 0.5 M dan 1 M dilarutkan dengan 1 liter air, kemudian ditambahkan asam sitrat 5 gram (pengkelat) dan surfactant pro stiker dengan konsentrasi 0.5 ml/l larutan. Penelitian dilakukan sesuai diagram alir penelitian (Gambar 2). Pemilihan tanaman, persiapan alat dan bahan
Pelabelan pada antesis Penyemprotan Kalsium Pada Buah berumur 2, 4, 6, 8 MSA Pemanenan Buah Manggis Umur 10, 13 dan 16 MSA Pengumpulan data : 1. Anatomi sekretori getah kuning 2. Morfologi buah manggis 3. Fisiologis (kandungan kalsium perikarp)
Pengolahan dan Analisis Data Gambar 2 Diagram alir penelitian Pelabelan dilakukan pada saat antesis/bunga mekar (0 MSA). Jumlah pohon yang diperlukan adalah 21 pohon (7 perlakuan dengan 3 ulangan), masing-masing pohon dilabel sebanyak 40 bunga. Penyemprotan dilakukan pada permukaan buah manggis muda yang berumur 2, 4, 6,dan 8 MSA. Penyemprotan larutan kalsium dilakukan dengan menggunakan hand sprayer secara langsung ke buah dengan beberapa kali semprotan sampai seluruh permukaan buah basah dengan volume semprot sekitar 10 ml per buah. Pengamatan Anatomi Struktur Sekretori Getah Kuning Pengamatan anatomi struktur sekretori getah kuning dilakukan setelah aplikasi pemberian kalsium secara eksternal mulai 10 dan 15-16 MSA. Sampel
buah sebanyak 3 ulangan diambil, kemudian diamati struktur sekretorinya pada perikarp buah. Sediaan mikroskopi dibuat dengan menggunakan metode parafin dan pengamatan dengan TEM. 1. Metode Parafin Metode yang digunakan untuk pengamatan sediaan mikrospis dengan metode parafin (Johansen 1940). Sampel difiksasi dalam larutan FAA (5 ml formalin, 5 ml asam asetat glasial, 90 ml alkohol 70%). Sampel yang telah difiksasi, selanjutnya dicuci dengan alkohol 70%. Proses penghilangan air dari jaringan (dehidrasi) dilakukan dengan merendam sampel dalam larutan seri Johansen (Lampiran 1). Infiltrasi parafin ke dalam jaringan dilakukan secara bertahap dengan menambahkan parafin beku ke dalam wadah berisi sampel, tertier butil alkohol (TBA) dan minyak parafin, lalu dibiarkan terbuka pada suhu ruang selama 1-4 jam dan dilanjutkan dalam oven pada suhu 600C. Setelah melalui infiltrasi jaringan ditanam dalam blok parafin. Kemudian sampel di dalam blok parafin dilunakkan dengan merendam di dalam larutan Gifford (Lampiran 2) selama 3 bulan. Sampel diiris menggunakan mikrotom putar dengan ketebalan 10 µm. Pita parafin yang diperoleh direkatkan pada gelas obyek yang telah diolesi dengan perekat albumin-gliserin dan dikeringkan di atas hotplate dengan suhu 400C selama 5-6 jam. Selanjutnya dilakukan pewarnaan rangkap dua yaitu safranin 1% dan fastgreen 0,5%. Preparat yang telah diwarnai ditetesi entelan lalu ditutup dengan gelas penutup kemudian diamati di bawah mikroskop. Parameter yang diamati yaitu diameter saluran getah (400X), panjang dan lebar sel epitel saluran getah (1000X). 2. Pengamatan dengan TEM Perikarp buah manggis yang berumur 15-16 MSA berukuran 1 x 1 x 1 mm difiksasi menggunakan fiksatif glutaraldehid 2.5% (dalam 0.1 M bufer kakodilat+3% sukrosa) dan postfiksasi menggunakan fiksatif osmium tetroksida 2% (dalam 0. 2.5% K3Fe(CN)6+3% sukrosa) pada suhu 40C selama 2 jam. Sampel yang sudah difiksasi, kemudian didehidrasi di dalam seri etanol bertingkat mulai dari etanol 10% sampai dengan 100% di atas shaker 40C. Infiltrasi dilakukan secara bertahap dalam campuran etanol:propilen oxide 3:1, 1:1 dan 3:1 masing-
masing selama 30 menit. Sampel ditanam dalam spurr’resin, disayat dengan ultra mikrotom setebal 70 nm dengan pisau intan. Sayatan ditempel pada grid berukuran 200 mesh, kemudian diwarnai dengan uranil asetat 2% dan triple lead 4%. Preparat yang telah diwarnai diamati dibawah mikroskop elektron tipe JEM 1010 pada 80 kV. Parameter yang diamati ketebalan dinding sel epitel saluran getah kuning (30000X)
Data Morfologi Data morfologi meliputi skor getah kuning pada kulit dan aril buah manggis, sifat fisik buah buah manggis yaitu diameter buah, edible portion, ketebalan kulit buah (perikarp), dan kekerasan kulit buah. 1. Pengamatan skor getah kuning pada kulit buah dan aril dilakukan secara langsung dengan menghitung jumlah getah pada permukaan kulit buah dan aril. Pengamatan skor getah kuning mengikuti Kartika (2004). a. Skor getah kuning pada kulit buah Skor 1 : baik sekali, kulit mulus tanpa tetesan getah kuning Skor 2 : baik, kulit mulus dengan 1-5 tetes getah kuning yang mengering tanpa mempengaruhi warna buah Skor 3 : cukup baik, kulit mulus dengan 6-10 tetes getah kuning yang mengering tanpa mempengaruhi warna buah Skor 4 : buruk, kulit kotor karena tetesan getah kuning dan bekas aliran yang menguning dan membentuk jalur-jalur berwarna kuning di permukaan buah Skor 5 : buruk sekali, kulit kotor karena tetesan getah kuning dan membentuk jalur-jalur berwarna kuning di permukaan buah, warna buah menjadi kusam b. Adapun skor getah kuning pada aril yaitu : Skor 1 : baik sekali, aril putih bersih, tidak terdapat getah kuning baik di antara aril dengan kulit maupun di pembuluh buah Skor 2 : baik, aril putih dengan sedikit noda (hanya bercak kecil) karena getah kuning yang masih segar hanya pada satu ujung Skor 3 : cukup baik, terdapat sedikit noda (bercak) getah kuning di salah satu juring atau diantara juring yang menyebabkan rasa buah menjadi pahit Skor 4 : buruk, terdapat noda (gumpalan) getah kuning baik di juring, diantara juring atau di pembuluh buah yang menyebabkan rasa buah menjadi pahit Skor 5 : buruk sekali, terapat noda (gumpalan) baik di juring, diantara juring atau di pembuluh buah yang menyebabkan rasa buah menjadi pahit, warna aril menjadi bening
2. Sifat fisik buah Manggis a. Diameter buah (cm) Diameter buah diukur secara transversal dan longitudinal, alat yang digunakan jangka sorong dengan satuan cm, diukur secara melintang pada bagian tengah buah, sedangkan diameter longitudinal diukur secara membujur dari ujung sampai pangkal buah. b. Edible portion (%) Edible portion (porsi yang dapat dimakan) merupakan bobot daging buah (selisih antara bobot aril dengan bobot biji) yang dinyatakan dalam satuan persen (%). Edible portion dirumuskan sebagai berikut : 𝐸𝑑𝑖𝑏𝑙𝑒 𝑝𝑜𝑟𝑡𝑖𝑜𝑛 =
(bobot aril − bobot biji) X 100% bobot buah utuh
c. Ketebalan kulit buah (mm) Pengamatan ketebalan kulit buah (mm) dilakukan dengan cara membelah kulit manggis secara transversal, kemudian kulit buah diukur dengan jangka sorong. d. Kekerasan kulit buah (mm/kg) Kekerasan kulit buah diukur dengan menggunakan penetrometer. Pengukuran kekerasan kulit buah meliputi bagian ujung, tengah dan pangkal buah. Kekerasan kulit buah dihitung dari nilai rata-rata dari bagian ujung, tengah dan pangkal buah. 3.
Sifat kimia buah Manggis a. Padatan Total Terlarut (PTT) Padatan total terlarut (0brix) diukur dengan menggunakan refraktometer, dilakukan dengan meletakkan air perasan daging buah pada refraktometer dan angka dibaca melalui lensa refraktometer b. Total Asam Tertitrasi (TAT) Total Asam Tertitrasi (%) dihitung melalui asam tertitrasi mengacu AOAC (2007). Sejumlah 10 g hancuran buah ditambahkan akuades hingga 100 ml lalu disaring. Sejumlah 25 ml filtrat ditambahkan 2-3 tetes indikator phenolftalin (pp) dititrasi dengan NaOH 0,1 N sehingga terjadi perubahan warna menjadi merah jambu yang stabil. Titrasi dilakukan duplo. Total
asam tertitrasi dihitung dalam bentuk persentase asam organik yaitu asam sitrat, dengan rumus : TAT (%) =
ml titran × N NaOH × fp × BE × 100% bobot contoh (g)
N : Normalitas larutan NaOH Fp : Faktor pengenceran (100/25) BE : bobot ekivalen = 64
Pengumpulan Data Fisiologis Data fisiologis dikumpulkan dengan cara mengukur kandungan kalsium perikap buah manggis umur 10 dan 15-16 MSA. Metode penentuan kalsium terlarut dan kalsium terikat menurut Suwwan dan Poovaiah (1978), sedangkan ekstraksi kalsium terikat dilakukan secara bertingkat mengikuti prosedur ekstraksi metode Chen dan Uetomo (1976) (Gambar 3.) Jaringan Tumbuhan Dihaluskan dalam air bebas ion selama 2 jam Sentrifugasi
supernatan – kalsium larut dalam air
Endapan suspensi ditambah dengan 1 mol/l larutan NaCl selama 2 jam Sentrifugasi
supernatan – kalsium pektat
Endapan suspensi ditambah dengan 2% larutan asam asetat selama 2 jam Sentrifugasi
supernatan – kalsium fosfat
Endapan suspensi ditambah dengan 0.6 mol/l larutan HCl selama 2 jam Sentrifugasi
supernatan – kalsium oksalat
Endapan– kalsium silikat Gambar 3
Prosedur ekstraksi berbagai bentuk kalsium yang berbeda dalam jaringan tumbuhan (Chen & Oetomo 1976).
Sampel yang berupa buah manggis dibersihkan, perikarp dipisahkan dari aril dan biji, kemudian dikeringkan dalam oven suhu 600C sampai kering dan dihancurkan sampai berukuran 50 mesh. Sampel ditambahkan air bebas ion, kemudian dikocok selama 1 jam dan disentrifugasi pada kecepatan 4.000 rpm selama 15 menit. Supernatan disaring dengan menggunakan kertas saring Whatman no 541 untuk memisahkan filtrat dan pelet. Filtrat dianalisis kalsium terlarutnya dengan alat AAS. Filtrat yang telah dipisahkan dari supernatan sesuai prosedur
Chen dan Oetomo (1976) dianalisis dengan AAS pada panjang
gelombang 422,7 nm untuk mendapatkan data kalsium pektat, kalsium fosfat dan kalsium oksalat. Pengukuran kalsium total mengunakan metode standar pengabuan basah (BPT, 2009).
Analisis Data Data dianalisis secara statistik dengan analisis sidik ragam (ANOVA) dan diuji lanjut dengan Duncan Multiple‘s Range Test (DMRT) pada taraf menggunakan software SPSS.
5%
HASIL DAN PEMBAHASAN
Respon Anatomi terhadap Aplikasi Kalsium Secara Eksternal Struktur sekretori getah kuning (sayatan longitudinal) merupakan sebuah saluran yang panjang dan bercabang dengan tipe seperti kanal (Fann 1990), sedangkan berdasarkan hasil sayatan melintang merupakan sebuah lumen besar yang dikelilingi sel epitel yang bersifat spesifik (Dorly et al. 2008). Saluran getah kuning yang terdapat pada perikap buah manggis berumur 10 dan 15-16 MSA tersebar pada bagian eksokarp, mesokarp dan endokarp (Gambar 4).
B C A
Gambar 4
D
Struktur sekretori getah kuning umur 15-16 MSA. A. Bagian Eksokarp, B. Bagian Mesokarp, C. Endokarp, dan D. Aril (Skala: 500 µm, Sumber Dorly et al. 2008).
Saluran getah kuning (lumen besar) berbentuk lingkaran dengan ukuran diameter yang semakin meningkat berturut-turut dari bagian eksokarp, mesokarp ke endokarp pada umur 10 dan 15-16 MSA. Aplikasi kalsium secara eksternal tidak mempengaruhi ukuran diameter saluran getah kuning pada umur 10 MSA (eksokarp, mesokarp dan endokarp). Pada umur 15-16 MSA ukuran diameter getah bagian
mesokarp dan endokarp juga tidak dipengaruhi oleh aplikasi
kalsium secara eksternal pada permukaan buah muda (2, 4, 6 dan 8 MSA), tetapi pada bagian eksokarp ukuran diameter getah menurun sebesar 26% pada aplikasi Ca(OH)2 konsentrasi 1 M dibanding kontrol (Tabel 1 dan Gambar 5).
Tabel 1
Pengaruh aplikasi Ca secara eksternal terhadap diameter saluran getah kuning pada umur 10 MSA dan 15-16 MSA Perlakuan Diameter saluran getah kuning (µm) umur 10 MSA Eksokarp Mesokarp Endokarp Kontrol 50.50±5.02 68.92±11.36 95.17±28.10 CaCl2 0.25M 46.92±8.13 71.42± 1.61 131.98±26.38 CaCl2 0.5M 40.08±4.45 54.25± 4.75 93.89±20.68 CaCl2 1M 40.42±5.11 49.17± 9.91 84.93±17.15 Ca(OH)2 0.25M 40.92±5.86 61.00±17.44 100.97±29.90 Ca(OH)2 0.5M 48.83±3.76 72.92± 17.17 115.14±16.46 Ca(OH)2 1M 51.83±4.11 62.75± 2.29 94.46± 4.25 Diameter saluran getah kuning (µm) umur 15-16 MSA Eksokarp Mesokarp Endokarp Kontrol 49.75±1.25 bc 77.58±13.61 102.58±26.13 CaCl2 0.25M 54.03±4.91 c 74.50±12.19 111.33±29.61 CaCl2 0.5M 42.54±8.60 ab 61.50±12.19 86.89±11.54 CaCl2 1M 50.58±5.51 bc 70.92± 5.20 117.11±11.73 Ca(OH)2 0.25M 47.42±4.47 bc 74.25±10.47 96.53±11.11 Ca(OH)2 0.5M 43.92±1.13 ab 73.75± 7.63 101.26±7.96 Ca(OH)2 1M 36.75±5.56 a 93.42±15.00 141.88±40.71
Keterangan : Nilai (Rata-rata±Standar Deviasi) angka-angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menujukkan beda nyata berdasarkan uji DMRT pada taraf 5%.
EC EC LD
LD
A B Gambar 5 Efek penyemprotan kalsium terhadap diameter getah (lumen) saluran getah kuning bagian endokarp. A. Kontrol 15-16 MSA, B. Ca(OH)2 1M umur 15-16 MSA (tanda panah menunjukkan struktur sekretori EC: epithelium cell, LD: yellow latex duct, skala: 30 µm). Penurunan diameter saluran getah (53%) pada eksokarp selaras dengan penurunan skor getah kuning pada aril tertinggi pada perlakuan Ca(OH)2 1 M sebesar 26%. Skor getah pada kulit memiliki korelasi (r=0.74, p<0.05) dengan ukuran diameter getah bagian eksokarp. Hal ini menimbulkan dugaan bahwa ukuran diameter saluran getah yang semakin kecil akan cenderung menurunkan skor getah kuning. Lumen saluran getah merupakan tempat penimbunan eksudat
getah kuning, semakin kecil diameter sebuah lumen diduga akan mengurangi jumlah eksudat getah. Diameter saluran getah (lumen) umumnya meningkat dari umur 10 ke 1516 MSA. Diameter saluran getah kuning bagian mesokarp cenderung menunjukkan peningkatan selama umur 10 ke 15-16 MSA (Gambar 6).
EC LD
LD
EC A
B EC EC
LD LD
C
D
EC EC
LD
LD D
E F Gambar 6 Efek penyemprotan kalsium terhadap diameter getah, panjang dan lebar sel epitel saluran getah kuning bagian mesokarp. A. Kontrol 10 MSA, B. Kontrol 15-16 MSA, C. CaCl2 0.5M 10 MSA, D. CaCl2 0.5M 15-16 MSA, E. Ca(OH)2 1M 10 MSA, F. Ca(OH)2 1M umur 15-16 MSA (tanda panah menunjukkan struktur sekretori EC: epithelium cell, LD: yellow latex duct, skala: 30 µm).
Diameter getah (lumen) bagian mesokarp menunjukkan peningkatan yang konsisten untuk seluruh perlakuan dari umur 10 ke 15-16 MSA. Hal ini berbeda dengan bagian eksokarp peningkatan ukuran diameter getah sebesar 2-10 µm setelah aplikasi CaCl2 0.25 M, 0.5 M, 1 M, dan Ca(OH)2 0.25 M, sedangkan perlakuan kontrol, Ca(OH)2 0.5M dan 1M cenderung menurun 0.7-15 µm. Diameter saluran getah bagian endokarp meningkat 7-47 µm selama umur 10 hingga 15-16 MSA pada perlakuan kontrol, CaCl2 1 M dan Ca(OH)2 1 M, sedangkan untuk perlakuan CaCl2 0.25M, 0.5M, Ca(OH)2 0.25M dan 0.5M cenderung menurun sebesar 4-20 µm. Lumen saluran getah dikelilingi oleh sel epitel yang bersifat spesifik. Sel epitel tersebut merupakan sel hidup yang mengandung sitoplasma dengan organel seperti plastid, mitokondria, dan aparatus golgi (Dorly et al. 2008). Aplikasi kalsium secara eksternal tidak meningkatkan panjang dan lebar sel epitel saluran getah pada bagian eksokarp, mesokarp dan endokarp buah manggis umur 10 MSA. Aplikasi kalsium secara eksternal juga tidak meningkatkan panjang sel epitel saluran getah baik di bagian eksokarp, mesokarp maupun endokarp pada buah manggis umur 15-16 MSA. Hal ini berbeda dengan ukuran lebar sel epitel saluran getah bagian eksokarp buah manggis umur 15-16 MSA yang cenderung menurun sampai 10.27 µm atau sekitar 26% dibandingkan kontrol setelah aplikasi CaCl2 konsentrasi 0.5M. Pada bagian mesokarp umur 15-16 MSA aplikasi kalsium tidak mempengaruhi peningkatan ataupun penurunan ukuran lebar sel epitel saluran getah. Pada bagian endokarp umur 15-16 MSA, lebar sel epitel saluran getah cenderung meningkat sampai 25.13 µm (sekitar 95%) dibandingkan kontrol (12.87µm) setelah aplikasi Ca(OH)2 konsentrasi 0.25M. Peningkatan lebar sel epitel saluran getah pada bagian endokarp dan penurunan lebar sel epitel saluran getah tidak selaras dengan penurunan skor getah kuning pada kulit maupun aril buah. Aplikasi kalsium secara eksternal cenderung menurunkan skor getah kuning pada kulit dan aril, sedangkan panjang sel epitel saluran getah tidak menurun secara nyata dibandingkan kontrol dan lebar sel epitel saluran getah hanya menurun di bagian eksokarp dan meningkat hanya di bagian endokarp. Peningkatan panjang dan lebar saluran getah diduga tidak
mempengaruhi penurunan skor getah kuning baik pada kulit maupun aril buah (Tabel 2). Tabel 2 Pengaruh aplikasi Ca secara eksternal terhadap panjang dan lebar sel epitel saluran getah kuning umur 10 dan 15-16 MSA Perlakuan Eksokarp Panjang sel epitel (µm) Lebar sel epitel (µm) 10 MSA 15-16 MSA 10 MSA 15-16 MSA Kontrol 26.53±0.42 31.00±1.74 11.20±0.72 11.07±0.95 ab CaCl2 0.25M 31.47±8.57 34.21±4.16 12.40±3.93 12.67±1.10 bc CaCl2 0.5M 29.67±4.01 30.40±7.62 11.00±0.80 10.27±0.50 a CaCl2 1M 30.27±1.96 38.20±1.83 10.60±2.77 12.60±0.72 bc Ca(OH)2 0.25M 34.87±1.60 37.25±0.40 13.47±1.67 14.33±0.23 c Ca(OH)2 0.5M 31.20±5.21 37.13±2.80 11.00±1.59 12.07±1.80abc Ca(OH)2 1M 33.93±0.42 38.00±3.14 12.73±2.00 12.80±1.71 bc Mesokarp Panjang sel epitel (µm) Lebar sel epitel (µm) 10 MSA 15-16 MSA 10 MSA 15-16 MSA Kontrol 43.40±1.40 59.07±8.90 17.33±0.23 16.53±3.03 CaCl2 0.25M 50.07±13.79 43.67±1.67 15.87±1.62 16.33±1.36 CaCl2 0.5M 44.20±3.98 47.60±3.36 13.93±1.03 14.00±2.42 CaCl2 1M 46.27±5.08 57.60±4.61 14.40±2.23 20.00±1.11 Ca(OH)2 0.25M 47.20±5.92 48.47±12.20 17.67±4.61 18.67±3.33 Ca(OH)2 0.5M 50.20±17.34 55.60±3.70 16.20±5.94 14.33±1.27 Ca(OH)2 1M 45.93±0.76 57.60±11.73 16.80±3.36 19.60±4.68 Endokarp Panjang sel epitel (µm) Lebar sel epitel (µm) 10 MSA 15-16 MSA 10 MSA 15-16 MSA Kontrol 47.73±5.12 49.27±4.27 20.93±5.93 12.87±3.10 a CaCl2 0.25M 56.60±8.89 63.00±3.56 18.13±5.12 18.60±4.52 b CaCl2 0.5M 51.60±5.21 66.73±13.10 15.93±2.25 16.20±2.88ab CaCl2 1M 51.40±0.87 71.20±5.25 15.73±1.16 16.87±0.70ab Ca(OH)2 0.25M 60.87±2.48 63.93±3.11 20.87±3.18 25.13±0.70 c Ca(OH)2 0.5M 58.80±2.50 68.67±13.47 19.00±7.60 17.93±3.30ab Ca(OH)2 1M 54.80±4.34 63.07±8.39 17.73±3.06 18.53±2.55 b Keterangan : Nilai (Rata-rata±Standar Deviasi) angka-angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menujukkan beda nyata berdasarkan uji DMRT pada taraf 5%.
Aplikasi kalsium secara eksternal telah mampu menurunkan skor getah kuning baik pada aril maupun pada kulit buah manggis, akan tetapi ketebalan dinding sel epitel saluran getah berdasarkan pengamatan TEM tidak menunjukkan perbedaan yang berarti (Gambar 7).
EC
LD
A
B LD CW 1
M
M
CW
CW 2
C Gambar 7
D Struktur sekretori getah kuning A. Sayatan transversal dengan mikroskop cahaya perbesaran 1000X, B. Sayatan TEM perbesaran 6000X (sumber Dorly et al. 2008), C. Sayatan TEM transversal dinding sel epitel saluran getah (30000X) perlakuan kontrol, D. Aplikasi CaCl2 (mt: mitochondria, CW: cell wall, V: vacuole, TW: thickened cell wall, EC: epithelium cell, LD: yellow latex duct, P: plastid, G: golgi apparatus, NC: neighbour cell, LP: yellow latex particles, M: middle lamella, skala: 200 nm).
Ketebalan dinding sel epitel saluran getah bagian mesokarp aplikasi CaCl2 konsentrasi 0.5M sebesar 439-454 nm, sedangkan kontrol sebesar 330-639 nm. Aplikasi kalsium klorida secara eksternal telah mampu menurunkan skor getah kuning pada aril tertinggi (28%), walaupun ketebalan dinding sel epitel saluran getah tidak bertambah. Kalsium memiliki peran unik dan penting untuk menstabilkan membran sel, karena kebocoran membran sel sangat dipengaruhi oleh konsentrasi Ca di sekeliling sel (Bangerth 1979). Kalsium menurunkan permeabilitas hidrolik air dari membran sel dan menurunkan tingkat penyerapan air pada buah ceri (Glenn & Poovaiah 1989). Ion kalsium menghambat kerusakan polisakarida yang berikatan dengan pektin (Konno et al. 1984). Kalsium juga
menjaga kekuatan struktur dinding sel dan harus dalam bentuk bebas (Ca2+) yang aktif untuk menurunkan pecah buah pada ceri (Glenn & Poovaiah 1989). Aplikasi kalsium telah mampu menyediakan unsur kalsium dalam sel yang diperlukan untuk menstabilkan membran dan mencegah kerusakan dinding sel. Hal ini penting agar saluran getah tidak mudah mengalami kerusakan akibat perubahan tekanan turgor yang mendadak.
Respon Morfologi Buah Manggis terhadap Aplikasi Kalsium A. Skor Getah Kuning Pada Kulit dan Aril Manggis Aplikasi kalsium hidroksida (Ca(OH)2 dan kalsium klorida (CaCl2) secara eksternal umumnya mampu menurunkan skor getah kuning pada kulit maupun aril dibandingkan kontrol. Penurunan skor getah kuning pada kulit tertinggi pada perlakuan Ca(OH)2 1 M sebesar 26% dibandingkan kontrol (walaupun tidak secara nyata). Penurunan skor getah kuning pada aril tertinggi pada perlakuan CaCl2 0.5 M sebesar 28% dibandingkan kontrol. Skor getah kuning pada aril juga menurun berturut-turut 21%, 20%, dan 19% setelah aplikasi Ca(OH)2 0.25M, 0.5M dan 1 M selama 4 kali tahap perkembangan buah umur 2, 4, 6 dan 8 MSA (Tabel 3). Tabel 3 Pengaruh aplikasi kalsium secara eksternal terhadap skor getah kuning pada buah Manggis umur 15-16 MSA Skor getah kuning Perlakuan Kulit buah Aril buah Kontrol 2.24±0.24 1.58±0.18 a CaCl2 0.25 M 2.05±0.19 1.33±0.24 ab CaCl2 0.5 M 1.96±0.30 1.13±0.13 b CaCl2 1 M 1.99±0.26 1.35±0.14 ab Ca(OH)2 0.25 M 1.89±0.06 1.25±0.06 b Ca(OH)2 0.5 M 1.98±0.18 1.27±0.31 b Ca(OH)2 1 M 1.66±0.17 1.28±0.07 b Keterangan : Nilai (Rata-rata±Standar Deviasi) angka-angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menujukkan beda nyata berdasarkan uji DMRT pada taraf 5% Penurunan skor getah kuning pada aril lebih diutamakan dari pada skor getah kuning pada kulit buah manggis. Hal ini disebabkan skor getah kuning pada kulit dapat dihilangkan dengan membersihkan getah permukaan buah dengan kain lap atau mencongkelnya. Berbeda dengan getah kuning pada aril buah yang sulit
untuk dihilangkan dan dapat menyebabkan rasa pahit, tidak enak dan tidak layak untuk dikonsumsi. Aplikasi Ca(OH)2 dan CaCl2 memberikan respon yang berbeda dalam menurunkan skor getah kuning pada kulit dan pada aril. Kalsium hidroksida lebih efektif menurunkan skor getah kuning secara nyata dibandingkan kontrol, tetapi tidak efektif menurunkan skor getah kuning pada aril (Tabel 6 pada Lampiran 3). Berdasarkan hasil uji lanjut kontras ortogonal menunjukkan adanya tren linier (Tabel 7 pada lampiran 3) antara aplikasi Ca(OH)2 dengan penurunan skor getah kuning pada kulit buah manggis. Hal ini berarti peningkatan konsentrasi Ca(OH)2 dari 0 sampai 1 M yang diaplikasikan pada permukaan buah muda cenderung menurunkan skor getah kuning pada kulit buah manggis. Tren linier tersebut didukung dengan hubungan korelasi linier negatif (R2=0.56, r=-0.74, p<0.05) antara konsentrasi Ca(OH)2 dengan skor getah kuning pada kulit (Gambar 8). 5.00
4.00 3.00
y = -0.507x + 2.161 R² = 0.556
2.00 1.00
y = -0.237x + 1.447 R² = 0.182
Skor getah kuning
Skor getah kuning
5.00
0.00
0.25
0.50
0.75
Konsentrasi Ca(OH)2 yang diaplikasikan [M]
1.00
3.00
B
y = 0.600x2 - 0.845x + 2.235 R² = 0.212
2.00 1.00 0.00
0.00
A
4.00
y = 1.252x2 - 1.504x + 1.596 R² = 0.542 0.00
0.25
0.50
0.75
1.00
CaCl2 [M]
Gambar 8 Hubungan antara skor getah kuning pada kulit (∆) dan skor getah kuning pada aril (0) pada buah manggis umur 15-16 MSA dengan konsentrasi kalsium yang diaplikasikan 4 kali pada permukaan buah muda manggis (2, 4, 6 dan 8 MSA). A. Ca(OH)2, B. CaCl2. Aplikasi CaCl2 lebih efektif menurunkan skor getah kuning pada aril buah dibandingkan kontrol, tetapi tidak efektif menurunkan skor getah kuning pada kulit buah (Tabel 8 pada Lampiran 3). Penurunan skor getah kuning pada aril dengan konsentrasi CaCl2 menunjukkan tren kuadratik (Gambar 8). Hal ini berarti bahwa penurunan skor getah kuning pada aril tertinggi hanya pada konsentrasi 0.5 M, tetapi jika konsentrasi CaCl2 yang diaplikasikan pada permukaan buah
muda dengan konsentrasi yang kurang dari 0.5 M atau lebih dari 0.5 M kurang efektif dalam menurunkan skor getah pada aril (Gambar 8). Perbedaan respon (penurunan skor getah kuning) terhadap aplikasi Ca(OH)2 dan CaCl2 secara eksternal pada permukaan buah muda menimbulkan dugaan
bahwa
jenis
kalsium
yang
diaplikasikan
dan
konsentrasinya
mempengaruhi penetrasi masuknya kalsium ke dalam buah. Kalsium klorida sangat higroskopis, penetrasi ke dalam buah lebih baik walaupun tingkat penetrasi dipengaruhi oleh kelembaban dan konsentrasi (Schonherr 2000). Kalsium hidroksida sulit larut pada air pada konsentrasi tinggi, sehingga sulit masuk ke dalam kulit buah. Residu adalah masalah potensial pada penyemprotan Ca(OH)2 yang tertinggal pada permukaan perikarp (Callan 1986). Hal ini didukung oleh hasil pengamatan distribusi kalsium perikap leci dengan sinar X menunjukkan kalsium tertinggal di eksokarp (Huang et al. 2008). Penetrasi dan penyerapan kalsium ke dalam kulit buah sangat sulit. Penyerapan kalsium serta kandungannya pada setiap bagian buah menunjukkan adanya ketidak seragaman. Pada buah matang konsentrasi kalsium tertinggi pada kulit buah dan terendah pada daging buah (Saure 2005) Pengaruh aplikasi kalsium secara eksternal terhadap skor getah kuning umur 15-16 MSA menunjukkan adanya perbedaan skor getah pada kulit dan pada aril (Tabel 1). Hasil penelitian menunjukkan tidak ada korelasi antara skor getah yang terdapat pada kulit bagian luar dengan skor getah pada aril (korelasi Pearson diperoleh nilai korelasi R2=0.08, r=0.29, p>0.05). Hal ini disebabkan perbedaan faktor penyebab getah antara getah pada bagian aril buah dengan pada kulit buah. Penyebab getah pada bagian aril lebih disebabkan faktor endogen (fisiologi), sedangkan getah pada kulit disebabkan faktor endogen dan eksogen. Faktor endogen (aktivitas fisiologi) disebabkan perubahan tekanan turgor akibat perubahan kandungan air tanah yang ekstrim pada fase manggis berbuah sehingga terjadi kerusakan dinding sel epitel saluran getah kuning (Syah et al. 2007). Perkembangan manggis juga mempengaruhi kemunculan getah pada aril, diduga ada tekanan dari dalam terhadap jaringan diantara kulit dan aril menyebabkan pecahnya dinding sel epitel saluran getah (Dorly et al. 2008). Pecah buah pada ceri manis juga disebabkan faktor tekanan internal seperti perubahan
tekanan osmotik, turgor dan potensial air, yang secara tidak langsung mempengaruhi permeabilitas kutikula, ketegaran dan struktural dinding sel (Callan 1986). Faktor eksogen disebabkan gangguan mekanis seperti tusukan/gigitan serangga, benturan dan cara panen yang menyebabkan kerusakan dinding sel epitel saluran getah bagian eksokarp (Verheij 1997). Faktor eksogen (lingkungan) seperti curah hujan yang berlebihan, kekeringan (Huang et al. 2005), temperatur tinggi dan kelembaban relatif yang rendah juga turut memicu pecah buah pada leci (Kanwar el al. 1972). B. Sifat Fisik dan Kimia Buah Manggis Buah manggis yang disukai konsumen memiliki kulit yang tipis dan tidak keras, sehingga mudah dibuka. Aplikasi Ca pada umumnya tidak menurunkan sifat fisik buah manggis seperti ukuran diameter dan edible portion buah manggis, serta tidak meningkatkan ketebalan kulit dan kekerasan buah manggis (Tabel 4). Tabel 4 Pengaruh aplikasi kalsium secara eksternal MSA Perlakuan Diameter buah (cm) Transversal Longitudinal Kontrol 5.21±0.14 4.84±0.10 CaCl2 0.25 M 5.07±0.40 4.74±0.31 CaCl2 0.5 M 5.25±0.21 4.77±0.09 CaCl2 1 M 5.13±0.13 4.76±0.05 Ca(OH)2 0.25 M 5.29±0.47 4.84±0.23 Ca(OH)2 0.5 M 5.30±0.41 4.74±0.36 Ca(OH)2 1 M 5.25±0.17 4.79±0.12 Keterangan : Nilai (Rata-rata±Standar Deviasi)
terhadap sifat fisik buah manggis umur 15-16 Edible Ketebalan kulit portion buah (cm) (%) 31.28±3.64 0.70±0.06 29.81±1.27 0.71±0.06 31.52±0.90 0.68±0.09 31.61±0.71 0.72±0.07 29.84±1.87 0.70±0.06 30.15±1.42 0.70±0.07 29.97±0.59 0.70±0.06
Kekerasan kulit buah (kg) 0.81±0.06 0.84±0.03 0.83±0.03 0.82±0.03 0.82±0.03 0.84±0.03 0.79±0.06
Aplikasi Ca secara eksternal tidak mempengaruhi kekerasan kulit dan ukuran buah manggis. Hal ini berbeda dengan penelitian aplikasi Ca pada buah mangga yang meningkatkan kekerasan buah (Le-Van et al. 2006), sedangkan pada buah tomat justru menurunkan kekerasan buah (Hao & Papadopoulos 2000). Aplikasi Ca secara eksternal pada buah ceri manis juga tidak mempengaruhi ukuran buah (Callan 1986), berbeda pada buah pear yang mampu meningkatkan ukuran buah (Raese & Drake 1995). Rasio PTT/TAT merupakan salah satu parameter yang dipakai sebagai indikator kualitas buah manggis. Semakin tinggi nilai rasio PTT/TAT maka mutu
buah untuk dikonsumsi akan semakin baik. Aplikasi Ca secara eksternal tidak menurunkan PTT dan tidak meningkatkan total asam tertitrasi TAT (Tabel 5). Tabel 5 Pengaruh aplikasi kalsium secara eksternal terhadap sifat kimia (PTT, TAT dan rasio PTT/TAT) buah manggis umur 15-16 MSA Perlakuan PTT (0brix) TAT (%) Rasio PTT/TAT Kontrol 19.15±1.22 0.65±0.07 29.46 CaCl2 0.25 M 19.33±1.16 0.65±0.06 29.74 CaCl2 0.5 M 18.88±1.13 0.64±0.05 29.50 CaCl2 1 M 18.81±1.36 0.64±0.06 29.39 Ca(OH)2 0.25 M 19.44±1.19 0.65±0.07 29.91 Ca(OH)2 0.5 M 19.37±1.80 0.67±0.67 28.91 Ca(OH)2 1 M 18.94±1.11 0.66±0.04 28.70 Keterangan : Nilai (Rata-rata±Standar Deviasi). PTT : Total Padatan Terlarut, TAT : Total Asam Tertitrasi Aplikasi Ca secara eksternal tidak mengurangi rasa manis (PTT) dan tidak meningkatkan rasa asam (TAT) buah manggis. Hal ini berbeda dengan penelitian Callan (1986) yang melaporkan bahwa aplikasi Ca(OH)2 pada buah ceri manis meningkatkan PTT dibanding kontrol. Aplikasi Ca secara eksternal justru menurunkan PTT pada buah apel (Moor et al. 2006), dan pada buah tomat (Hao & Papadopoulos 1990). Perbedaan ini mungkin disebabkan oleh karakteristik kimia buah yang berbeda antara buah manggis, ceri manis, apel dan tomat.
Respon Fisiologi Aplikasi Kalsium Secara Eksternal Efek aplikasi kalsium secara eksternal mampu menurunkan skor getah kuning pada aril dan pada kulit manggis, tetapi tidak meningkatkan akumulasi kalsium pada perikap. Penyemprotan kalsium secara eksternal pada buah manggis juga tidak meningkatkan kalsium struktural (Ca pektat dan Ca fosfat) pada perikap secara nyata dibandingkan kontrol (Gambar 9 dan 10). Penyemprotan kalsium juga tidak meningkatkan konsentrasi kalsium total pada buah leci (Huang et al. 2008). Hal ini berbeda pada buah apel, penyemprotan kalsium nitrat justru efektif meningkatkan konsentrasi kalsium buah (Lotze & Theron 2007). Faktor yang menyebabkan tidak meningkatnya konsentrasi kalsium total
perikarp buah
manggis adalah kegagalan aplikasi kalsium menjadi bagian struktural dinding sel. Faktor utama yaitu sulitnya penyerapan kalsium pada permukaan buah. Kohl (1961) menghitung penyerapan Ca yang disemprotkan ke permukaan buah sangat
kecil <1µg/cm2, akibatnya efek penyemprotan kalsium ke buah sangat terbatas, dan peningkatan Ca total buah tidak lebih dari 0.1-0.5mg/100gr bobot buah basah. Hal inilah yang menyebabkan kalsium total tidak meningkat secara signifikan
Konsentrasi Ca total (%)
(Gambar 9). 0.20 0.16 0.12 0.08 0.04 0.00 1 Gambar 9
2
3
4 5 Perlakuan
6
7
Efek 4 kali penyemprotan kalsium klorida (CaCl2) dan kalsium hidroksida (Ca(OH)2 pada tahap perkembangan buah manggis yang berbeda terhadap konsentrasi kalsium total pada perikarp manggis umur 15-16 MSA (Rata-rata±standar eror). Keterangan perlakuan (1: kontrol, 2: CaCl2 konsentrasi 0.25M, 3: CaCl2 konsentrasi 0.5M, 4: CaCl2 konsentrasi 1M, 5: Ca(OH)2 konsentrasi 0.25M, 6: Ca(OH)2 konsentrasi 0.5M, 7: Ca(OH)2 konsentrasi 1M).
Faktor lain yang menyebabkan tidak terjadi peningkatan kalsium total pada perikarp buah manggis umur 15-16 MSA yaitu mekanisme aktif yang mengerakkan kalsium dari permukaan buah ke dalam jaringan buah sangat kurang. Hal ini disebabkan kalsium merupakan unsur yang sedikit mobil dan mekanisme translokasinya masih belum jelas. Penyerapan kalsium adalah proses pasif yang tergantung pada pembukaan stomata. Stomata pada buah umumnya densitasnya lebih rendah dari pada daun dan seringkali tidak fungsional (Huang et al. 2008), meskipun demikian aplikasi kalsium tersebut telah dapat menekan munculnya getah kuning pada manggis. Kandungan kalsium total pada buah dapat dipisahkan ke dalam beberapa fraksi kelarutan dan akibat aktivitas fisiologi yang berbeda. Kalsium yang terlarut air (Ca terlarut), berasosiasi dengan komponen asam organik, klorida (CaCl2), nitrat (Ca(NO3)2) dan dapat bertukar dan diserap oleh pektin (Ca pektat). Ca
tersebut dipertimbangkan sebagai aktifitas fisiologi pada tanaman dan terikat lemah. Sebaliknya Ca dalam bentuk ikatan kuat, seperti Ca fosfat, karbonat dan oksalat (Saure 2005). Pengukuran berbagai bentuk kalsium seperti Ca terlarut, Ca pektat, Ca fosfat, Ca oksalat dilakukan pada umur 10 MSA dan 15-16 MSA
Ca terlarut 10 MSA Ca terlarut 15-16 MSA
0.06 0.04 0.02
1
0.08
2
3
4
5
6
Ca pektat 10 MSA Ca pektat 15-16 MSA
0.06 0.04 0.02
1
B
7
Ca fosfat 10 MSA Ca fosfat 15-16 MSA
0.06 0.04 0.02
0.08
2
3
4
5
6
7
6
7
Ca oksalat 10 MSA Ca oksalat 15-16 MSA
0.06 0.04 0.02 0.00
0.00
C
0.08
0.00
0.00
A
Konsentrasi Ca (%)
Konsentrasi Ca (%)
0.08
Konsentrasi Ca (%)
Konsentrasi Ca (%)
(Gambar 10).
1
2
3 4 5 Perlakuan
6
7
D
1
2
3 4 5 Perlakuan
Gambar 10 Efek 4 kali penyemprotan CaCl2 dan Ca(OH)2 konsentrasi 0.25M, 0.5M dan 1 M pada perikarp buah manggis yang umur 10MSA dan 15-16MSA terhadap konsentrasi beberapa bentuk kalsium di perikap buah manggis. A. Konsentrasi Ca terlarut, B. Ca pektat, C. Ca fosfat dan D. Ca oksalat (Nilai Rata-rata±Standar Error). Keterangan perlakuan (1: kontrol, 2: CaCl2 konsentrasi 0.25M, 3: CaCl2 konsentrasi 0.5M, 4: CaCl2 konsentrasi 1M, 5: Ca(OH)2 konsentrasi 0.25M, 6: Ca(OH)2 konsentrasi 0.5M, 7: Ca(OH)2 konsentrasi 1M). Aplikasi kalsium secara ekternal tidak meningkatkan akumulasi Ca terlarut, Ca pektat, Ca fosfat dan Ca oksalat secara nyata pada umur 10 MSA. Pada umur 15-16 MSA akumulasi Ca terlarut, Ca pektat, Ca fosfat dan Ca oksalat cenderung meningkat setelah aplikasi kalsium secara eksternal, walaupun tidak secara nyata bila dibandingkan dengan kontrol (Gambar 10). Kalsium terlarut, Ca pektat dan fosfat mengalami peningkatan dari 10 MSA ke 15-16 MSA, sebaliknya Ca oksalat menunjukkan kecenderungan
penurunan (Gambar 10). Kecenderungan yang sama juga ditunjukkan oleh peneliti lain, pada aplikasi kalsium klorida secara eksternal pada buah leci menunjukkan konsentrasi Ca terlarut dan Ca struktural (Ca pektat dan fosfat) meningkat dari umur 5 ke umur 8 MSA, sedangkan Ca oksalat menurun (Huang et al. 2008). Kalsium terlarut merupakan kalsium yang terlarut dalam air. Ca pektat merupakan asosiasi yang terbentuk antara Ca yang terikat pektat, yang membentuk ikatan silang komponen penyusun lamela tengah dari dinding sel. Kalsium fosfat merupakan asosiasi kalsium yang terikat dengan fosfat. Fosfat merupakan salah satu komponen unsur yang menyusun membran sel, asam nukleat dan ATP. Ketiga jenis kalsium tersebut memiliki peran penting dalam proses fisiologi, terutama Ca pektat dan Ca fosfat yang berperan dalam menyusun dinding sel dan membran sel. Kalsium terlarut di dalam sel diperlukan untuk menyampaikan pesan di dalam sitoplasma sel. Kalsium terlarut, Ca pektat dan fosfat merupakan kalsium yang lebih mudah larut sehingga menjadi bentuk yang mudah tersedia bagi tanaman untuk aktivitas fisiologi. Pada umur 10 MSA merupakan fase pertumbuhan cepat pada manggis, sedangkan umur 15-16 MSA merupakan fase pematangan. Kebutuhan Ca saat fase pertumbuhan cepat untuk aktifitas fisiologis dan komponen pembentuk struktur sel (dinding sel, membran sel, asam nukleat) lebih banyak dibandingkan saat fase pematangan. Kalsium dalam bentuk tersedia digunakan untuk proses tersebut, sehingga konsentrasi Ca pada umur 10 MSA lebih rendah dari pada umur 15-16 MSA. Hasil penelitian menunjukkan akumulasi Ca oksalat cenderung lebih tinggi pada buah yang muda (10 MSA) dibanding saat buah matang (15-16 MSA). Kalsium oksalat disimpan dalam jumlah besar pada seluruh parenkim buah muda dan mungkin akan diuraikan lagi, kecuali jika kelarutannya rendah dan remobil (Saure 2005). Kalsium merupakan unsur immobil yang transportasinya melalui xilem, tetapi dapat melintasi floem secara simplas. Transportasi melalui floem dapat terjadi jika terdapat sinyal ketersediaan konsentrasi Ca2+ bebas dalam sitoplasma yang rendah, sehingga akan menjadi faktor pembatas yang menyebabkan Ca sedikit mobil (Raven 1977).
Kalsium oksalat menunjukkan akumulasi yang paling banyak (sekitar 5060%) dalam jaringan buah manggis, dibandingkan Ca terlarut, pektat dan fosfat (Gambar 10). Kalsium oksalat adalah mineral paling melimpah pada jaringan tanaman. Kalsium oksalat bersinergi dengan komponen terpenoid, yang berfungsi sebagai pertahanan dari herbivora dan insektisida (Korth et al. 2006). Kalsium oksalat membentuk ikatan yang paling kuat dan paling sulit terlarut dibandingkan dengan Ca terlarut, pektat dan fosfat (Saure 2005), hal inilah yang menyebabkan akumulasi Ca oksalat lebih banyak. Korelasi Antara Skor Getah dan Konsentrasi Kalsium Pektat pada Perikarp Peningkatan konsentrasi Ca pektat cenderung meningkat dengan penurunan skor getah kuning pada kulit setelah aplikasi Ca(OH)2. Hubungan antara skor getah kuning pada kulit
dengan konsentrasi
Ca pektat menunjukkan
kecenderungan korelasi negatif (R2=0.37, r=-0.61, p<0.05). Konsentrasi Ca pektat tidak berkorelasi dengan skor getah kuning pada aril setelah aplikasi CaCl2 (R2=0.25, r=-0.50, p>0.05), tetapi menunjukkan korelasi pada taraf kepercayaan 10%. Konsentrasi Ca pektat pada perikarp yang semakin meningkat, cenderung mengurangi munculnya getah kuning. Hal ini membuktikan bahwa Ca pektat merupakan struktur dinding sel (lamela tengah) yang melindungi keluarnya getah dari saluran sekretori. Saluran getah kuning sudah dijumpai pada umur -1 MSA (Rai et al. 2006) dan masih ada sampai buah manggis matang (umur 15-16 MSA). Tipe saluran getah kuning adalah saluran (kanal) bercabang dan ruang sekretorinya terbentuk secara skizogen (Fahn 1990). Saluran getah kuning merupakan sebuah lumen besar yang dikelilingi sel epithelium yang spesifik (Dorly et al. 2008). Sel epithelium dengan struktur dinding sel yang kuat, mampu mencegah keluarnya getah dari lumen.
KESIMPULAN Kesimpulan Efek 4 kali aplikasi kalsium secara eksternal pada permukaan buah manggis muda (umur 2, 4, 6 dan 8 MSA) secara umum mampu menurunkan skor getah kuning baik pada kulit maupun aril buah manggis. Jenis kalsium yang diaplikasikan (Ca(OH)2 dan CaCl2) memberikan respon yang berbeda terhadap penurunan skor getah kuning. Ca(OH)2 konsentrasi 1M lebih efektif menurunkan skor getah kuning pada kulit sebesar 26%, sedangkan aplikasi CaCl2 konsentrasi 0.5 M lebih efektif menekan skor getah kuning pada aril sebesar 28% dibanding kontrol. Respon morfologi dari sifat fisik (diameter buah, edible portion, tebal kulit dan kekerasan buah) dan sifat kimia (total padatan terlarut dan total asam tertitrasi) buah manggis tidak terpengaruh oleh aplikasi kalsium secara eksternal. Respon fisiologi menunjukkan hubungan korelasi negatif antara Ca pektat dengan skor getah kuning. Konsentrasi Ca pektat yang semakin meningkat cenderung menurunkan skor getah kuning. Aplikasi kalsium secara eksternal tidak meningkatkan Ca total perikap buah secara signifikan. Respon anatomi menunjukkan ketebalan dinding sel epitel saluran getah bagian mesokarp perlakuan CaCl2 0.5 M adalah 439-454 nm, sedangkan kontrol 330-639 nm.
Saran Aplikasi Ca(OH)2 konsentrasi 0.25 M disarankan untuk diaplikasikan secara eksternal pada permukaan buah manggis muda selama empat kali pada umur 2, 4, 6 dan 8 MSA. Hal ini dikarenakan Ca(OH)2 lebih mudah larut dalam air dan mudah didapat di toko kimia atau toko bangunan dengan harga yang relatif murah (15 ribu rupiah/kg). Kalsium hidroksida dengan dosis rendah telah mampu menurunkan secara nyata skor getah kuning pada aril dibandingkan kontrol.
DAFTAR PUSTAKA
[AOAC] Association of Official Analytical Chemist International, Horwitz W, Latimer GW, editor. 2007. Official Methods of Analysis. USA: AOAC Maryland. Asano J, Chiba K, Tada M, Yoshii T. 1996. Cytotoxic xanthones from Garcinia hamburyi. J Phys chem 41:815-820. Bangerth. 1979. Genetic variation and possible regulating mechanism for Ca up take and translocation. Ann rev phytopathol 7: 97-122. Baur P. 1999. Surfactant effects on cuticular penetration of neutral polar compound: dependence on humidity and temperature. J Agric Food Chem 47:753-761. [BPT] Balai Penelitian Tanah, Eviati, Sulaeman, editor. 2009. Petunjuk teknis analisa kimia tanah, tanaman, air dan pupuk. Bogor: Badan Litbang Pertanian. Brown G, Wilson S, Boucher W, Graham B, McGlasson B. 1995. Effects of copper calcium spray on fruit cracking in sweet cherry (prunus avium). J Hort Sci 62:75-80. Campbell NA, Mitchell LG, Reece JB. 2000. Biologi Edisi kelima. Manalu W, penerjemah; Jakarta: Penerbit Erlangga. Terjemahan dari: Biology. Callan NW. 1986. Calcium hydrokxide reduces splitting of ‘lambert’ sweet cherry. J Amer Soc Hort Sci 111:173-175. Chen JH, Zhou W. 2004. Effect of calcium deficiency in apple (malus pumila) fruit on calcium fractions, sub cellular distribution and ultrastructure of pulp cells. J Sci Agric Sinica 37:572-576. Chen WS, Uetomo S. 1976. Studies on calcium absorption in vegetable crops the absorption and physiological significance of calcium in vegetative and reproductive phase of plant growth. J Japan Soc Hort Sci 45:33-42. Clark CJ, Smith GS, Gravett IM. 1989. Seasonal accumulation of mineral nutrients by tamarillo fruit. Sci Hort 40: 203-213. Dorly, Tjitrosemito S, Poerwanto R, Juliarni. 2008. Secretory duct structure and phytochemistry compounds of yellow latex in mangosteen fruit. Hayati J Biosci 15:99-104.
Dorly. 2009. Studi struktur sekretori getah kuning dan pengaruh kalsium terhadap cemaran getah kuning pada buah manggis (Garciana mangostana L.). [disertasi]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Dorly, Wulandari I, Tjitrosemito S, Poerwanto R, Efendi D. 2011. Studi pemberian kalsium untuk mengatasi getah kuning pada buah manggis (Garcinia mangostana L.). J. Agron. Indonesia 39: 49 – 55. [Deptan]. Departemen Pertanian. 2009. Ekspor Holtikultura Indonesia. http://agribisnis.deptan.go.id/disp_informasi/1/1/0/326/perkembangan_ek spor_%E2%80%93_impor_komoditi.html. [1 Maret 2010]. Fahn A. 1990. Plant Anatomy. London: Butterworth-Heinemann Ltd. Glenn GM, Poovaiah BW. 1989. Culticular properties and post harvest calcium application influence cracking of sweet cherries. J Amer Soc Hort Sci 114: 781-788. Gunawan E. 2007. Hubungan agroklimat dengan fenofisiologi tanaman dan kualitas buah manggis di lima sentra produksi di pulau Jawa. [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Habib A, Donnelly D. 2002. Calcium translocation and accumulation into potato tubers. Potato Research 45: 17-24. Hao X, Papadopoulos AP. 2000. Effect of calcium and magnesium on Growth. Ann Bot 95:571-581 Huang X, Wang HC, Le J, Yuan W, Lu J, Huang HB. 2005. An Overview of Calcium’s Role in Lychee Fruit Cracking. Di dalam:Chomchalow N and Sukhvibul N, editor. Proceedings of the IInd International Symposium on lychee, Longan, Rambutan, and OtherSapindaceae Plants. Chiang Mai, Thailand, Agt. 25-28, 2003. Belgium: ISHS. hlm :231-240. Huang XM, Wanga CW, Zhong WL, Yuan WQ, Lu JM. 2008. Spraying calcium is not an effective way to increase structural calcium in litchi pericarp. J Hort Sci 117:39–44. Johansen DA. 1940. Plant Microtechnique. New York: McGraw-Hill. Kartika JG. 2004. Studi pertumbuhan buah, gejala getah kuning dan burik pada buah manggis (Garcinia mangostana L.). [skripsi]. Bogor: Departemen Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Kanwar JS, Rajput MS, Bajwa MS. 1972. Sun burning and skin cracking in some varieties of lichi (Litchichinensis Sonn.) and the factor affecting them. Indian J agric Sci 42:722-775
Kohl, W. 1966. Die calcium verteilung in apfel und ihre veranderung wahrend des wachstum. Gertenbauwissenschaft 45:513-547. Konno H, Yamaya T, Yamasaki Y, Matsumoto H. 1984. Pectic polysaccharide breakdown of cell walls in cucumber roots grown with calcium starvation. Plant Physiol 76: 633-637. Korth KL, Doege SJ, Park SH, Goggin FL, Wang Q, Gomez SK, Liu G, Jia L, Nakata AP. 2006. Medicago truncatula mutants demonstrate the role of plant calcium oxalate crystals as an effective defense against chewing insects. Plant Physiol 141:188–195. Lambers H, Chapin FS, Pons TL. 1998. Plant Physiological Ecology. New York: Springer-Verlang Le-Van H, Nguyen-Bao V, Mcconchie R, Sakurai M, Debergh P. 2002. Effect of calcium chloride as pre-harvest sprays on the storage performance and post harvest quality of Cat Hoa Loc’Manggo. ISHS (International Society for Horticultural Sciences 15:50. Moor U, Poldma P, Karp K, Asafova L, Pal A. 2003. Influence of pre-harvest calcium treatment on postharvest celevating of some Estonian apple cultivars. Acta Horticulturae 682. Osman BM, Milan. 2006. Mangosteen Garciana mangostana L. England: Chichester. Pantastico EB. 1986. Fisiologi Pasca Panen, Penanganan dan Pemanfaatan Buah-buahan dan Sayuran-sayuran Tropika dan Subtropika. Yogyakarta UGM press. Rai IN, Poerwanto R, Darusman LK, Purwoko BS. 2006. Perubahan kandungan giberelin dan gula total pada fase-fase perkembangan bunga manggis. Hayati 13: 101-106. Raese JT, Drake SR. 1995. Calcium sprays and timing affect fruit calcium concentration, yield, fruit weight and cork spot of ‘Anjou’ Pears. Amm soc hort 30: 940-1112. Ramage CM, Sando L, Peace CP, Caroll BJ, Drew RJ. 2004. Genetic diversity revealed in the apomict fruit species Garcinia mangostana L. (mangosteen). Euphytica 136:1-10. Raven JA. 1977. H+ dan Ca2+ in phloem and symplast relation of relative immobile of the ions to the cytoplasmic nature of the transport paths. New phytol 79:465-480.
Richard AJ. 1990. Studies in Garcinia dioecious tropical forest trees: the origin of the mangosteen (Garcinia mangostana L.). Bot J Linnean Soc 103:301-308. Rigney CJ, Wills RBH. 1982. Calcium movement, a regulating factor in the initiation of tomato fruit ripening. J Hort Sci. 16: 550-551. Saure MC. 2005. Calcium translocation to fleshy fruit:its mechanism and endogenous control. J Hort Sci 17:65-85. Schonherr J. 2000. Calcium chloride penetrates plant cuticles via aqueous pores. J Planta 18:112-118. Sdoodee S, Chiarawipa R. 2005. Regulating irrigation during pre-harvest to avoid the incidence of translucent flesh disorder and gamboge disorder of mangosteen fruits . J. Sci. Technol 27 : 957-965 Suwwan MA, Poovaiah BW. 1978. Association between elemental content and fruit ripening in rin and normal tomatoes. Plant Physiol 13: 883-885. Syah MJA, Ellina M, Titin, Dewi, Firdaus U. 2007. Teknologi Pengendalian Getah Kuning Pada Buah Manggis. http://www.pustakadeptan.go.id/inovasi/kl070102.pdf. [3 Maret 2010]. Taiz L, Zeiger E. 2002. Plant Physiology 3rd ed. Sinaure associated : Sunderland. Verheij EWM. 1997. Garcinia Manggostana L. Di dalam Verheij EWM, Coronel RE, editor. PROSEA, Edible Fruit and Nuts. Wageningen : Pudoc. hlm 177-181. White PJ. 2000. The pathways of calcium movement to the xilem. J Experimental Bot 23:891-899. White PJ, Broadley MR. 2003. Calcium in plant. Ann Bot 92:487-511 Wulandari I. 2008. Pengaruh aplikasi dolomite terhadap getah kuning pada buah manggis (Garcinia mangostana L.). [skripsi]. Bogor: Departemen Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Yaacob O, Tindall HD. 1995. Mangosteen Cultivation. FAO Plant Production and Protection Paper 129. 1st ed. Belgium: Food and Agriculture Organization of the United Nations.
LAMPIRAN
36
U
Lampiran 1. Denah Lokasi Penelitian
T
B
Lereng Atas S
Blok 3 Ca(OH)2-3(3)
Kontrol-(3)
Ca(OH)2-1(3)
Ca(OH)2-2(3)
CaCl2-3(3)
CaCl2-2(3)
CaCl2-1(3)
Ca(OH)2-1(2)
Ca(OH)2-3(2) Blok 2
CaCl2-2(2)
Kontrol-(2)
Ca(OH)2-2(2)
CaCl2-3(2)
CaCl2-1(2) JALAN Blok 1 CaCl2-1(1) CaCl2-3(1)
CaCl2-2(1) Ca(OH)2-1(1)
Ca(OH)2-3(1)
Kontrol-(1)
Ca(OH)2-2(1)
37
Lampiran 2. Komposisi Larutan Seri Johansen Komposisi Larutan Air Etanol 95% Etanol 100% Tertier Butil Alkohol Minyak Parafin
I 50% 40% 10%
II 30% 50% 20%
-
-
Larutan Johansen III IV V 15% 50% 45% 25% 35% 55% 75% -
Lampiran 3. Komposisi Larutan Gifford Komposisi Larutan Asam asetat Alkohol 60% Gliserin Total
Volume (ml) 20 80 5 105
-
-
VI 100%
VII 50%
-
50%
38
Lampiran 4. Analisis Varian (Anova) Tabel 1 Anova diameter getah umur 10 MSA Sumber keragaman
Blok
Perlakuan
Galat
Total
Derajat bebas
Jumlah Kuadrat Total
Jumlah Kuadrat Tengah
F hitung
P value
Diameter eksokarp
2
462.82
77.14
2.54
0.08
Diameter mesokarp
2
1428.37
238.06
1.79
0.18
Diameter endokarp
2
1556.89
259.48
0.16
0.98
Diameter eksokarp
6
41.19
20.59
0.67
0.53
Diameter mesokarp
6
138.54
69.27
0.52
0.61
Diameter endokarp
6
2909.77
1454.88
0.94
0.42
Diameter eksokarp
12
364.05
30.33
Diameter mesokarp
12
1593.75
132.81
Diameter endokarp
12
18515.09
1542.92
Diameter eksokarp
20
868.07
Diameter mesokarp
20
3160.67
Diameter endokarp
20
22981.75
Tabel 2 Anova diameter getah umur 15-16 MSA Sumber keragaman
Blok
Perlakuan
Galat
Total
Diameter eksokarp Diameter mesokarp Diameter endokarp Diameter eksokarp Diameter mesokarp Diameter endokarp Diameter eksokarp Diameter mesokarp Diameter endokarp Diameter eksokarp Diameter mesokarp Diameter endokarp
Derajat bebas 2 2 2 6 6 6 12 12 12 20 20 20
Jumlah Kuadrat Total 16.92 172.85 1606.03 544.94 942.87 5555.53 318.11 2542.13 7385.00 896.70 3608.50 14544.93
Jumlah Kuadrat Tengah 8.46 86.42 803.02 90.82 157.14 925.92 26.51 211.84 615.42
F hitung
0.32 0.41 1.30 3.43 0.74 1.50
P value
0.73 0.67 0.30 0.03* 0.63 0.26
Keterangan : * signifikan pada taraf 5% (P value<0.05, maka tolak Ho terima H1 artinya ada pengaruh aplikasi kalsium terhadap penurunan ukuran diameter getah bagian eksokarp).
39
Tabel 3 Anova panjang dan lebar sel epitel saluran getah umur 10 MSA dan 1516 MSA Sumber keragaman
Blok
Perlakuan
Galat
Total
Panjang eksokarp 10 MSA Panjang mesokarp 10 MSA Panjang endokarp 10 MSA Panjang eksokarp 15-16 MSA Panjang mesokarp 15-16 MSA Panjang endokarp 15-16 MSA Lebar eksokarp 10 MSA Lebar mesokarp 10 MSA Lebar endokarp 10 MSA Lebar eksokarp 15-16 MSA Lebar mesokarp 15-16 MSA Lebar endokarp 15-16 MSA Panjang eksokarp 10 MSA Panjang mesokarp 10 MSA Panjang endokarp 10 MSA Panjang eksokarp 15-16 MSA Panjang mesokarp 15-16 MSA Panjang endokarp 15-16 MSA Lebar eksokarp 10 MSA Lebar mesokarp 10 MSA Lebar endokarp 10 MSA Lebar eksokarp 15-16 MSA Lebar mesokarp 15-16 MSA Lebar endokarp 15-16 MSA Panjang eksokarp 10 MSA Panjang mesokarp 10 MSA Panjang endokarp 10 MSA Panjang eksokarp 15-16 MSA Panjang mesokarp 15-16 MSA Panjang endokarp 15-16 MSA Lebar eksokarp 10 MSA Lebar mesokarp 10 MSA Lebar endokarp 10 MSA Lebar eksokarp 15-16 MSA Lebar mesokarp 15-16 MSA Lebar endokarp 15-16 MSA Panjang eksokarp 10 MSA Panjang mesokarp 10 MSA Panjang endokarp 10 MSA Panjang eksokarp 15-16 MSA Panjang mesokarp 15-16 MSA Panjang endokarp 15-16 MSA Lebar eksokarp 10 MSA Lebar mesokarp 10 MSA Lebar endokarp 10 MSA Lebar eksokarp 15-16 MSA Lebar mesokarp 15-16 MSA Lebar endokarp 15-16 MSA
Derajat bebas 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20
Jumlah Kuadrat Total 37.23 207.37 256.88 17.60 123.57 100.51 21.53 49.25 48.71 1.04 7.94 14.08 137.87 125.19 381.96 198.74 659.12 898.16 21.25 36.24 79.63 30.93 105.84 247.22 209.65 932.94 1308.85 181.86 705.52 884.83 45.72 103.98 240.97 17.17 97.53 99.41 384.75 1265.51 1947.69 398.21 1488.21 1883.49 88.50 189.46 369.31 49.13 211.31 360.71
Jumlah Kuadrat Tengah 18.61 103.69 128.44 8.80 61.78 50.25 10.77 24.62 24.36 0.52 3.97 7.04 22.98 20.87 63.66 33.12 109.85 149.69 3.54 6.04 13.27 5.15 17.64 41.20 17.47 77.74 109.07 15.15 58.79 73.74 3.81 8.66 20.08 1.43 8.13 8.28
F hitung 1.06 1.33 1.18 0.58 1.05 0.68 2.83 2.84 1.21 0.36 0.49 0.85 1.31 0.27 0.58 2.19 1.87 2.03 0.93 0.69 0.66 3.60 2.17 4.97
P value 0.37 0.30 0.34 0.57 0.38 0.52 0.09 0.09 0.33 0.70 0.62 0.45 0.32 0.94 0.73 0.11 0.16 0.14 0.50 0.65 0.68 0.02* 0.11 0.01*
Keterangan : * signifikan pada taraf 5% (P value<0.05, maka tolak Ho terima H1 artinya ada pengaruh aplikasi kalsium terhadap lebar sel epitel saluran getah).
40
Tabel 4 Anova aplikasi kalsium terhadap skor getah kuning pada kulit buah Manggis umur 15-16 MSA Sumber Derajat Jumlah Jumlah F hitung P value Keragaman bebas Kuadrat Kuadrat Total Tengah Blok 2 0.09 0.04 1.07 0.37 Perlakuan 6 0.05 0.09 2.06 0.13 Galat 12 0.53 Total 20 1.18 Tabel 5
Anova aplikasi kalsium terhadap skor getah kuning pada aril buah Manggis umur 15-16 MSA Sumber Derajat Jumlah Jumlah Kuadrat F hitung P value Keragaman bebas Kuadrat Total Tengah Blok 2 0.24 0.12 6.41 0.01 Perlakuan 6 0.35 0.06 3.13 0.04 Galat 12 0.22 0.02 Total 20 0.81 Keterangan : * signifikan pada taraf 5% (P value<0.05, maka tolak Ho terima H1 artinya ada pengaruh aplikasi kalsium terhadap skor getah kuning pada aril) Tabel 6 Anova pengaruh aplikasi Ca(OH)2 terhadap skor getah kuning Sumber Keragaman
Blok Aplikasi Ca(OH)2 Galat Total
Skor getah kuning kulit Skor getah pada aril Skor getah kuning kulit Skor getah pada aril Skor getah kuning kulit Skor getah pada aril Skor getah kuning kulit Skor getah pada aril
Derajat bebas 2 2 3 3 6 6 11 11
Jumlah Kuadrat Total 0.07 0.13 0.52 0.23 0.16 0.14 0.76 0.50
Jumlah Kuadrat Tengah 0.03 0.06 0.17 0.07 0.02 0.02
F hitung 1.37 2.84 6.27 3.25
P value 0.32 0.13 0.03* 0.10
Keterangan : * signifikan pada taraf 5% (P value<0.05, maka tolak Ho terima H1 artinya ada pengaruh aplikasi Ca(OH)2 terhadap skor getah kuning pada kulit)
41
Tabel 7 Anova dengan pemilahan Jumlah Kuadrat Perlakuan mengikuti prosedur kontras orthogonal Sumber Keragaman Derajat Jumlah Jumlah F hitung F tabel bebas Kuadrat Kuadrat Total Tengah Blok 2 0.08 0.04 1.37 5.14 Perlakuan Ca(OH)2 3 0.52 0.17 6.28 5.14* Linier 1 0.43 0.43 15.21 5.99* Kuadratik 1 0.01 0.01 0.28 5.99 Sisa 1 0.09 0.09 Galat 6 0.17 0.03 Total 11 0.77 Keterangan : * signifikan pada taraf 5% (F hitung> F tabel, maka tolak Ho artinya ada pengaruh aplikasi Ca(OH)2 terhadap skor getah kuning pada kulit dengan tren linier).
Tabel 8 Anova pengaruh aplikasi CaCl2 dengan skor getah kuning pada buah manggis Sumber Keragaman
Derajat bebas
Jumlah Kuadrat Total
Skor getah kuning pada kulit
2
0.09
Skor getah pada aril
2
Aplikasi
Skor getah kuning pada kulit
CaCl2 Galat
Blok
Total
F hitung
P value
0.05
0.66
0.55
0.15
0.07
4.51
0.06
3
0.11
0.04
0.66
0.61
Skor getah pada aril
3
0.31
0.10
6.24
0.03
Skor getah kuning pada kulit
6
0.41
0.02
Skor getah pada aril
6
0.10
0.02
11
0.64
Skor getah kuning pada kulit
Jumlah Kuadrat Tengah
Skor getah pada aril 11 0.56 Keterangan : * signifikan pada taraf 5% (P value<0.05, maka tolak Ho terima H1 artinya ada pengaruh aplikasi CaCl2 terhadap skor getah kuning pada aril)
42
Tabel 9 Anova tren kuadratik (Y = 0.597 - 1.51 X + 1.25 X2 ) antara CaCl2 yang diaplikasikan dengan skor getah kuning pada aril buah manggis Sumber Keragaman
Derajat bebas
Jumlah Jumlah F hitung P value Kuadrat Kuadrat Total Tengah Tren Kuadratik 2 0.03 0.05 5.32 0.03* Galat 9 0.25 0.02 Total 11 0.56 Keterangan : * signifikan pada taraf 5% (P value<0.05, maka tolak Ho terima H1 artinya ada tren kuadratik pada konsentrasi CaCl2). Tabel 10 Anova konsentrasi kalsium total pada perikarp umur 15-16 MSA Sumber Derajat Jumlah Jumlah F hitung P value Keragaman bebas Kuadrat Kuadrat Total Tengah Blok 2 0.001 0.001 1.00 0.39 Perlakuan 6 0.005 0.001 1.25 0.34 Galat 12 0.008 0.001 Total 20 0.015
43
Tabel 11 Anova sifat fisik dan kimia buah Manggis Sumber keragaman
Blok
Perlakuan
Galat
Total
Diameter longitudinal Diameter transversal Edible portion Ketebalan kulit Kekerasan buah PTT TAT Rasio PTT/TAT Diameter longitudinal Diameter transversal Edible portion Ketebalan kulit Kekerasan buah PTT TAT Rasio PTT/TAT Diameter longitudinal Diameter transversal Edible portion Ketebalan kulit Kekerasan buah PTT TAT Rasio PTT/TAT Diameter longitudinal Diameter transversal Edible portion Ketebalan kulit Kekerasan buah PTT TAT Rasio PTT/TAT
Derajat bebas 0.391 0.156 11.041 0.015 0.003 2.482 0.005 3.698 0.256 0.101 19.595 0.021 0.002 2.168 0.009 15.696 0.399 0.350 28.662 0.025 0.009 2.678 0.018 36.259 1.046 0.607 59.298 0.061 0.015 7.328 0.032 55.654
Jumlah Kuadrat Total 2 2 2 2 2 2 2 2 6 6 6 6 6 6 6 6 12 12 12 12 12 12 12 12 20 20 20 20 20 20 20 20
Jumlah Kuadrat Tengah 0.196 0.078 5.521 0.008 0.002 1.241 0.002 1.849 0.043 0.017 3.266 0.004 0.000 0.361 0.002 2.616 0.033 0.029 2.388 0.002 0.001 0.223 0.002 3.022
F hitung
P value
5.881 2.673 2.311 3.668 2.203 5.561 1.545 0.612 1.282 0.576 1.367 1.709 0.405 1.619 0.984 0.866
0.017 0.110 0.142 0.057 0.153 0.020 0.253 0.558 0.335 0.743 0.303 0.202 0.862 0.225 0.477 0.546
36
