TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman Menurut Hartus (2001), kentang (Solanum tuberosum L.) masih satu famili dengan cabai, tomat, terung, paprika, dan tembakau. Kentang termasuk dalam divisi Spermatophyta, subdivisi Angiospermae, kelas Dicotyledonae, ordo (bangsa) Tubiflorae, suku (famili) Solanaceae, genus (marga) Solanum, dan spesies (jenis) Solanum tuberosum L. Tanaman kentang yang berasal dari umbi tidak terdapat akar utama tetapi hanya akar halus atau akar serabut saja yang panjangnya dapat mencapai 60 cm. Dalam tanah, akar – akar banyak terdapat pada kedalaman 20 cm (Soelarso, 1997). Batang di bawah permukaan tanah (rizoma), umumnya disebut stolon, menimbun dan menyimpan produk fotosintesis dalam umbi yang membengkak dekat bagian ujung. Karbohidrat ditranslokasikan sebagai sukrosa ke dalam stolon, yang pembelahan dan pembesaran selnya menyebabkan pertumbuhan umbi; sukrosa yang ditransportasikan dikonversi dan disimpan dalam bentuk butiran pati (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Daun tanaman kentang merupakan daun majemuk yang terdiri atas tangkai daun utama (rachis), anak daun primer (pinnae), dan anak daun sekunder (folioles) yang tumbuh pada tangkai daun utama diantara anak daun primer. Bagian rachis di bawah pasangan daun primer yang terbawah disebut petiola (Soelarso, 1997). Bunga yang bergerombol membentuk tandan simosa, memiliki lima lembar mahkota yang menyatu, dengan warna berkisar antara putih hingga merah jambu dan keunguan. Bunga tidak bermadu dan sebagian besar menyerbuk silang
Universitas Sumatera Utara
dengan perantaraan angin, tetapi serangga dapat juga melakukan penyerbukan (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Satu minggu setelah penyerbukan, bakal buah membesar dan berkembang menjadi buah. Buah kentang berwarna hijau tua sampai keunguan, berbentuk bulat, bergaris tengah ± 2 ½ cm dan berongga dua. Buah kentang mengandung 500 bakal biji dan yang dapat berkembang menjadi biji hanyalah berkisar antara 10 – 300 biji. Buah kentang dapat dipanen kira – kira 6 – 8 minggu setelah penyerbukan (Soelarso, 1997). Secara morfologi, umbi adalah batang pendek, tebal dan berdaging dengan daun berubah menjadi kerak atau belang, berdampingan dengan tunas samping (aksilar), yang dikenal sebagai mata. Tunas tersebut membentuk susunan spiral yang tertekan pada permukaan umbi, dengan jumlah yang makin banyak mendekati titik apikal. Mata berada pada belang ketiak daun yang tetap dorman selama pembesaran umbi. Permukaan umbi dapat halus atau kasar akibat jala-jala dengan warna epidermis coklat hingga coklat cerah, merah atau ungu tua. Warna daging umbi biasanya kuning muda atau putih; ada kultivar yang berwarna kuning cerah, jingga, merah atau ungu. Bentuk umbi beragam; memanjang, kotak, bulat atau pipih (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Syarat Tumbuh Iklim Di Indonesia, tanaman kentang diusahakan di daerah yang memiliki ketinggian 500 m – 3000 m di atas permukaan laut, dan pada ketinggian optimum antara 1000 – 2000 m di atas permukaan laut. Suhu yang paling tepat bagi pertumubhan kentang adalah 20o C – 24o C pada siang hari dan 8o C – 12o C pada
Universitas Sumatera Utara
malam hari. Suhu yang cocok selama periode pertumbuhan dari bertunas sampai stadium primordia bunga adalah 12o C – 16o C. Jika suhu rata-rata melebihi 23o C, daun biasanya akan menjadi kecil dan jarak antar ruas menjadi panjang (Soelarso, 1997). Tanaman kentang menghendaki penyinaran penuh. Naungan berpengaruh negatif terhadap pertumbuhan dan perkembangannya. Kerapatan fluks intensitas radiasi surya rendah akan mengakibatkan laju fotosintesis menurun. Beberapa kultivar kentang menghendaki hari pendek (short day). Maksudnya lama penyinaran kurang dari 12 jam. Namun ada pula kultivar yang menghendaki hari panjang (long day), yakni 16 – 18 jam (Hartus, 2011). Berdasarkan tipe fotosintesis, tumbuhan dibagi ke dalam tiga kelompok besar, yaitu C3, C4 dan CAM (crassulacean acid metabolism). Tumbuhan C4 dan CAM lebih adaptif di daerah panas dan kering dibandingkan dengan tumbuhan C3. Sebagian besar tanaman pertanian seperti gandum, kentang, kedelai, kacang – kacangan, dan kapas merupakan tanaman dari kelompok C3 (Deptan, 2010). Curah
hujan
yang
diketahui
tanaman
kentang
adalah
antara
200 mm – 300 mm tiap bulan atau rata – rata 1000 mm selama masa pertumbuhan. Pertumbuhan kentang pada periode awal sampai pertengahan, saat daun sedang aktif tumbuh, memerlukan air adalah jumlah yang cukup. Sedangkan pada periode pertengahan sampai akhir membutuhkan keadaan yang sedikit kering. Kelembapan tanah yang paling baik adalah 40% - 60%. Kelembapan udara yang tinggi 80% - 90% adalah sangat baik pertumbuhan kentang (Soelarso, 1997).
Universitas Sumatera Utara
Tanah Tanah dengan pH antara 5 – 5,5 paling optimal untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman kentang. Pada pH kurang dari 5, tanaman mudah terserang penyakit bintil – bintil pada umbi yang disebabkan oleh serangan nematoda. Di samping itu, tanaman akan mengalami defisiensi fosfor (P) dan magnesium (Mg) serta keracunan mangan (Mn). Pada pH tinggi, tanaman mengalami defisiensi kalium (K) (Hartus, 2001). Tanaman kentang dapat tumbuh baik pada tanah yang mempunyai struktur cukup halus atau gembur, drainase baik, tanpa lapisan kedap air, debu atau debu berpasir, dan sedikit kering, dengan pH 5,0 – 6,5 (Soelarso, 1997). Permeabilitas tanah menggambarkan kemampuan tanah untuk dapat ditembus oleh air. Porositas tanah melukiskan kemampuan tanah dalam menyerap dan merembeskan air. Kedua sifat tanah ini penting bagi kentang karena drainase tanah yang baik dibentuk oleh kedua sifat di atas. Selesai hujan, tidak boleh ada genangan air. Hal ini dapat berlangsung apabila drainasenya baik. Tanah dengan tekstur lempung berpasir sudah pasti mempunyai sistem drainase yang baik (Hartus, 2001). Umbi Mikro Target mutu pada benih kentang adalah kesehatan benih (seed health) dan kebenaran varietasnya. Oleh karena itu persoalan pokok pada benih kentang adalah bagaimana agar benih kentang yang diproduksi itu sehat, bebas dari infeksi dan infestasi penyakit. Benih kentang yang dipakai sekarang berupa organ vegetatif (umbi), sehingga sekalipun diperbanyak berkali-kali tidak akan terjadi perubahan secara genetis. Adapun kemerosotan (degenerasi) produksi yang terjadi
Universitas Sumatera Utara
pada setiap generasi benih kentang yang diperbanyak/ditanam secara terus menerus disebabkan oleh infestasi penyakit yang terakumulasi pada setiap generasi dan terus terbawa pada regenerasi benih (Kuntjoro, 2000). Propagula in vitro yang banyak digunakan dalam usaha menghasilkan benih kentang bermutu adalah tunas mikro dan umbi mikro (Wattimena 1991). Selanjutnya propagula ini dapat digunakan untuk produksi umbi mini, yaitu umbi dengan bobot 1 – 10 gram yang diinduksi dalam rumah kaca atau ketat serangga (screen house). Umbi mini diinduksi secara in vitro sehingga biayanya lebih murah (Rainiyati, dkk., 2011). Menurut Donelly, dkk., (2003) beberapa penelitian menunjukkan bahwa umbi mikro dapat dimanfaatkan dalam produksi benih berupa generasi awal (G0) maupun generasi lanjut bergantung pada kondisi lingkungan untuk memenuhi standar mutu benih yang diharapkan. Dalam penelitian ini persentase kontaminasi antara 20 - 30 % dari total jumlah kultur. Kontaminasi ini merupakan faktor pembatas dalam keberhasilan kultur jaringan yang dapat disebabkan atau berasal dari (a) bahan tanaman/eksplan baik external maupun internal, (b) organisme yang masuk ke media/ kultur, (c) peralatan yang kurang baik, (d) lingkungan kerja, ruang kultur yang tidak mendukung, (e) kecerobohan dalam pelaksanaan. Jenis kontaminasi yang ditemukan adalah jamur dengan hifa yang berwarna putih dan sedikit merah muda, jamur yang berwarna hijau kehitaman, dan bakteri berwarna putih susu. Jenis kontaminasi ini dapat dikenali dari penampakan fisiknya. Dari keempat jenis kontaminasi jamur berwarna hijau kehitaman adalah kontaminasi yang paling cepat merusak kultur. Berkembangnya jamur ini cepat dengan
Universitas Sumatera Utara
terbentuknya spora-spora berwarna hijau gelap dan mampu menutupi seluruh permukaan media. Akibatnya tanaman tidak mampu bersaing dan akhirnya mati (Karjadi dan Buchory, 2007). Perbanyakan tanaman kentang dengan kultur jaringan dapat menghasilkan benih berupa umbi mini dan umbi mikro. Penggunaan umbi mikro memiliki beberapa keuntungan, yaitu bebas dari patogen terutama virus, menghasilkan tanaman yang seragam, dan umur panen sama dengan propagul umbi biasa, kebutuhan umbi mikro sebagai benih hanya 4-5 kg per hektar dibandingkan dengan umbi biasa yang memerlukan 1-2 ton per hektar, mudah dalam penyimpanan dan transportasi serta mudah memenuhi persyaratan karantina untuk lalu lintas propagul baik dalam maupun luar negeri. Keuntungan lainnya adalah tidak dibutuhkan lahan untuk memproduksi benih G0 dan tidak tergantung pada iklim dan musim, sehingga benih G0 dapat diproduksi sepanjang tahun (Halimah, dkk., 2008). Ada beberapa faktor yang mempengaruhi pembentukan umbi mikro yaitu temperatur, waktu penyinaran/photoperiode, konsentrasi sumber karbohidrat, zat pengatur tumbuh yang dipergunakan dan kandungan nitrogen pada media tumbuh (Karjadi dan Buchory, 2007). Kriteria umbi mikro berkualitas baik adalah umbi dengan bobot basah lebih dari 100 mg per umbi dan berdiameter 5-10 mm serta mempunyai bahan kering lebih dari 14%. Umbi mikro dapat tumbuh secara langsung dari ketiak tunas eksplan dan secara tidak langsung pada ketiak atau terminal tunas baru (Wattimena, 2005).
Universitas Sumatera Utara
Varietas Granola Varietas adalah suatu kelompok tumbuhan tertentu asli di alam dalam suatu spesies yang mempunyai ciri atau sifat tertentu. Yang dimaksud varietas disini berbeda dengan pengertian orang awam. Istilah varietas yang sering digunakan oleh orang awam sebenarnya lebih tepat disebut kultivar. Apabila orang menyebut varietas Granola sebenarnya lebih tepat dikatakan kultivar Granola. Varietas dalam pengertian botanis adalah subspesies (Hartus, 2001). Di Indonesia, Balai Penelitian Tanaman Sayuran Lembang telah mengoleksi plasma nutdah kentang lebih dari 300 nomor klon atau varietas. Namun, varietas unggul yang telah dilepas (dirilis) baru sedikit, antara lain varietas Cosima, Desiree, Eigenheimer, Patrones, Rapan 106, Cipanas, Thung 151 C, Segunung, Katela dan Granola. Dalam beberapa tahun terakhir dikenalkan pula beberapa varietas unggul kentang indtroduksi, misalnya Hertha, LBC, dan Atlantic. Diantara varietas – varietas unggul kentang, ternyata varietas Granola dan Atlantic paling disukai konsumen (pasar) di dalam negeri. Varietas Granola mempunyai sifat multiguna, baik untuk konsumen rumah tangga dan konsumen lembaga, maupun sebagai bahan baku industri (Rukmana, 2002). Saat ini yang ditanam secara luas oleh para petani adalah varietas Granola dan sudah tersedia bibit bebas penyakit dari keturunan program kultur jaringan (tissue cultur). Varietas – varietas lainnya yang ditanam oleh sebagian petani adalah varietas Diaman, Atlantik (benih impor) dan Herta (Soelarso, 1997). Untuk pasar umum, dikehendaki kentang dengan warna umbi kuning dan kadar gula tinggi. Itulah sebabnya masyarakat konsumen lebih memilih Granola yang memiliki sifat umbi demikian. Umbi varietas Granola berbentuk oval. Umur
Universitas Sumatera Utara
genjah (80 – 90 hari), dan tahan terhadap beberapa penyakit berbahaya. Potensi hasil tinggi, yakni dapat mencapai 30 – 35 ton per hektar (Hartus, 2001). Terjadi perbedaan respons antara varietas atlantik dengan granola, dimana rata-rata waktu pembentukan umbi varietas granola lebih cepat dibandingkan dengan atlantik, baik pada pemberian ekstrak daun gamal maupun pada pemberian filtrat diplodia. Salah satu faktor yang mempengaruhi pertumbuhan maupun produksi tanaman kentang adalah jenis tanaman yang berkaitan dengan genotipe. Perbedaan waktu pembentukan umbi pada kedua varietas dikarenakan perbedaan genotipe yang mempengaruhi proses metabolisme dalam jaringan tanaman. Cepat lambatnya pembentukan umbi dipengaruhi oleh varietas, fotoperiode dan zat pengatur tumbuh (Halimah, dkk., 2008). Coumarin Coumarin ialah suatu zat kimia yang menyebabkan pengembangan sel. Zat ini lazim kedapatan di dalam tanaman. Penyelidikan membuktikan, bahwa coumarin mempergiat pengembangan sel – sel pada koleoptil dan lembaran – lembaran daun. Oleh karena itu, layaklah jika coumarin itu dimasukkan di dalam golongan fitohormon (Dwidjoseputro, 1980). Coumarin dan turunannya adalah antikoagulan utama. Coumarin tidak larut air, namun 4-hydroxy mensubstitusi sifat asam lemah dengan molekul yang membuatnya larut dalam air di bawah sedikit kondisi basa,
(Jain dan Joshi, 2012).
Universitas Sumatera Utara
Pembentukan umbi mikro perlu diinduksi dengan pemberian sitokinin dan retardan. Menurut Wattimena (2000) jenis sitokinin yang dapat digunakan terdiri dari air kelapa 10 %, BA 5 mg/l, adenin sulfat 100 mg/l dan Benomyl 150 mg/l. Jenis retardan yang biasa digunakan adalah Cycocel 600 mg/l, Alar (B9) 10 mg/l, Coumarin 25 mg/l, Ancymidol 10 mg/l, Paclobutrazol 10 mg/l dan Uniconazol 3 mg/l (Warnita, 2008). Coumarin adalah fitokimia dengan seperti rasa vanili. Coumarin adalah heterosiklik
oksigen.
Coumarin
dapat
terjadi
baik
secara
bebas
atau
dikombinasikan dengan glukosa (glikosida kumarin). Coumarin ditemukan dalam beberapa tanaman, termasuk kacang tonka, lavender, licorice, stroberi, aprikot, ceri, kayu manis, dan semanggi manis (http://www.phytochemicals.info, 2013). Menurut Warnita (2008), jumlah umbi dipengaruhi oleh komposisi media yang digunakan. Tampak bahwa jumlah umbi tertinggi didapat pada media yang diberi alar. Pembentukan umbi mikro membutuhkan zat pengatur tumbuh sebagai inisiator atau pendorong dalam pertumbuhan tanaman. Retardan (alar) mampu merangsang pengumbian dengan jalan menghambat biosintesis giberelin yang berperan
dalam
pertumbuhan
tanaman.
Terhambatnya
pertumbuhan
mengakibatkan akumulasi asimilat pada batang dan daun sehingga mampu menginduksi terbentuknya umbi. Berdasarkan hasil pengamatan Sakya, dkk., (2002) rata-rata persentase plantlet yang menghasilkan umbi terbanyak terdapat pada plantlet dengan pemberian coumarin konsentrasi 45 mg/l, sedangkan plantlet tanpa pemberian coumarin
menunjukkan
persentase
paling
kecil.
Adanya
penghambatan
pertumbuhan vegetatif yang terjadi dengan pemberian coumarin konsentrasi
Universitas Sumatera Utara
45 mg/l akan mempercepat masuknya tanaman ke fase generatif karena energi untuk melakukan pertumbuhan tersebut diakumulasikan untuk pembentukan umbi. Dengan demikian, plantlet yang diperlakukan dengan coumarin konsentrasi 45 mg/l ini akan lebih banyak yang dapat menghasilkan umbi. Pemberian coumarin berpengaruh nyata terhadap tinggi planlet, jumlah planlet yang berumbi, jumlah buku, jumlah akar, waktu pembentukan umbi, dan berat kering umbi. Jumlah planlet yang berumbi dari sepuluh ulangan mulai 1 MST sampai 8 MST mengalami peningkatan. Hal ini dikarenakan pertumbuhan umbi mikro sangat baik dalam menyerap unsur hara pada media kultur dan adanya penghambatan pertumbuhan vegetatif yang terjadi dengan pemberian coumarin 25 mg/l (Yudistira, 2010). Semakin lama masa kultur semakin banyak fotosintat yang diperoleh, selanjutnya fotosintat tersebut digunakan untuk menambah jumlah sel di seluruh tubuh planlet, hasilnya planlet bertambah tinggi dan diameter batangnya semakin besar. diameter planlet kentang setelah masa inkubasi selama 21 hari dalam perlakuan intensitas cahaya 3000 lux lebih kecil ukurannya, tetapi setelah masa inkubasi selama 28 hari ukuran diameter batang planlet kentang relatif tidak berbeda satu dengan lainnya. Dalam percobaan terlihat pada planlet yang dikulturkan dalam perlakuan dengan intensitas cahaya yang lebih rendah (3000 lux), tumbuh relatif lebih tinggi dengan diameter batang yang relatif lebih kecil ukurannya (Pertamawati, 2010). Pengumbian in vitro dapat terjadi karena kondisi lingkungan tumbuh dan komposisi media yang digunakan mampu mendorong inisiasi umbi, terutama bila dilihat dari tingginya kecepatan tumbuh umbi. Zat pengatur tumbuh merupakan
Universitas Sumatera Utara
salah satu faktor yang menentukan arah perkembangan kultur selain komposisi medium, eksplan dan lingkungan kultur seperti suhu lingkungan yang rendah (18-20 oC), keadaan gelap pada saat pengumbian dan konsentrasi sukrosa yang tinggi. Hal ini juga dikarenakan fungsi dari inhibitor (coumarin) untuk menginduksi pengumbian dengan cara menghambat sintesis giberelin dan proses pertumbuhan secara umum, karena inisiasi umbi mikro membutuhkan gibberelin yang rendah (Wattimena, 2005).
Universitas Sumatera Utara
