TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman
Menurut Sharma (2002), kentang (Solanum tuberosum L.) memiliki sistematika sebagai berikut : Divisi
: Spermatophyta
Subdivisio
: Angiospemae
Kelas
: Dicotyledonae
Ordo
: Tubiflorae
Famili
: Solanaceae
Genus
: Solanum
Spesies
: Solanum tuberesum L. Akar memiliki sistem perakaran tunggang dan serabut. Akar tunggang bisa
menembus sampai kedalaman 45 cm. Sedangkan akar serabutnya tumbuh menyebar (menjalar) ke samping dan menembus tanah dangkal. Akar berwarna keputih-putihan, halus dan berukuran sangat kecil. Dari akar-akar ini ada akar yang akan berubah bentuk dan fungsinya menjadi bakal umbi (stolon) dan akhirnya menjadi umbi (Setiadi, 2009). Batang yang berada di atas permukaan tanah berwarna hijau polos, hijau kemerahan, atau ungu tua. Penampang lintang batang berbentuk bulat atau bersudut. Batang yang bersudut dapat bersayap dan tidak bersayap, sayap dapat berupa lebar (> 0,5 cm) atau sempit (<0,5 cm) dan tepi sayap dapat lurus atau bergelombang. Tanaman berbentuk semak dan panjang batang 50 cm – 120 cm.
Pertumbuhan batang memiliki tiga tipe yaitu tegak, menyebar dan menjalar (Soelarso, 1997). Daun majemuk menempel di satu tangkai (rachis). Jumlah helai daun umumnya ganjil, saling berhadapan dan di antara pasang daun terdapat pasangan daun kecil seperti telinga yang di sebut daun sela. Pada pangkal tangkai daun majemuk terdapat sepasang daun kecil yang disebut daun penumpu (stipulae). Tangkai lembar daun sangat pendek dan seolah-olah duduk. Warna daun hijau muda sampai hijua gelap dan tertutup oleh bulu-bulu halus (Sunarjono, 2007). Bunga kentang berjenis kelamin dua (hermaphroditus atau bunga sempurna), warna mahkota bunga putih, merah jambu, atau ungu. Daun kelopak, daun mahkota dan benang sari masing-masing berjumlah 5 buah dengan satu buah putik. Mahkota berbentuk terompet dengan ujung seperti bintang, benang sari berwarna kuning melingkari putik. Bunga kentang tersusun dalam bentuk karangan bunga yang tumbuh pada ujung batang. Satu karangan memiliki 1-30 bunga tapi umumnya 7-15 pada tiap karanagn bunga. Susunanya ada yang sederhana atau majemuk. Bunga kentang membuka pada pagi hari dan menutup pada sore hari yang berlangsung 3-7 hari (Soelarso, 1997). Satu minggu setelah penyerbukan, bakal buah akan membesar dan berkembang menjadi buah. Buah berwarna hijau tua sampai keungu-unguan, berbentuk bulat, berukuran kira-kira 2,5 cm dan berongga dua. Buah kentang mengandung 500 bakal biji dan yang dapat berkembang menjadi biji hanyalah berkisar antara 100-300 biji. Buah bisa dipanen pada umur 6-8 minggu setelah penyerbukan (Setiadi, 2009).
Umbi terbentuk dari ujung stolon yang membengkak. Pada bagian ujung umbi terdapat banyak mata yang bersisik, sedangkan pada bagian pangkalnya atau tangkai umbi tidak ada matanya. Mata umbi tersebut dapat tumbuh menjadi tanaman baru. Satu mata umbi bisa menghasilkan satu batang utama atau lebih (Sunarjono, 2007).
Syarat Tumbuh Iklim Keadaan iklim sangat berpengaruh terhadap budi daya tanaman kentang. Di Indonesia, tanaman kentang di usahakan di daerah yang memiliki ketinggian 500 m – 3000 m di atas permukaan laut, dan pada ketinggian optimum antara 1000 m – 2000 m di atas permukaan laut (Soelarso, 1997). Tanaman kentang memerlukan banyak air, terutama pada stadia berbunga, tetapi tidak menghendaki hujan lebat yang berlangsung terus-menerus. Curah huajn yang baik untuk pertumbuhan tanaman kentang ialah 2.000-3000 mm/tahun. Hujan lebat yang berkepanjangan
menghambat pancaran sinar
matahari, memperlemah energi surya, hingga fotosintesis tidak berlangsung optimal. Hal ini menyebabkan umbi yang terbentuk kecil dan produksinya rendah (Sunarjono, 2007). Suhu udara yang ideal untuk kentang berkisar antara 15 – 180 C pada malam hari dan 24 – 300 C di siang hari. Namun kentang masih bisa hidup di daerah yang suhu udaranya terutama pada malam hari di bawah suhu ini. Ukuran iklim ini cukup dingin bagi Indonesia yang tergolong negara tropis dan
mempunyai suhu pada siang hari 24 – 350 C dan 15 – 240 C di malam hari (Setiadi, 2009). Untuk pembentukan umbi, tanaman kentang menghendaki hari pendek, tetapi untuk pembentukan bunga tanaman menghendaki hari panjang 16-18 jam sehari. Di daerah tropok basah seperti di Indonesia, hari pendek disertai suhu tinggi akan mendorong pembentukan umbi yang optimal. Sebaliknya, bila hari lebih panjang pembentukan umbi akan terhampat, kadang-kadang tanaman tidak menghasilkan umbi (Sunarjono, 2007) Tanah Tanaman kentang dapat tumbuh baik pada tanah yang mempunyai struktur cukup halus atu gembur, darinase baik, tanpa lapisan kedap air, debu atau debu berpasir dan sedikit kering. Lapisan keras akan menyebabkan genangan air dan perakaran kentang tidak dapat menembus lapisan kedap air. Lebih suka tanah vulkalis (andosol). Tanah lempung berpasir dan subur, rasa umbi lebih enak dan kandungan karbohidratnya lebih tinggi. Pada tanah liat yang berat, umbi cenderung berlemak dan aromanya berkurang (Soelarso, 1997). Tanah yang gembur atau mengandung sedikit pasir,mengandung banyak humus merupakan tanah yang bisa menjaga kelembapan tanah ketika musim hujan. Kelembapan tanah yang cocok untuk umbi kentang adalah 70%. Kelembapan yang lebih dari ini menyebabkan kentang mudah terserang oleh penyakit busuk batang, leher akar atau umbi (Setiadi, 2009). Tanaman kentang tumbuh pada tanah dengan pH antara 5-5,5. Pada tanah asam (pH kurang dari 5), tanaman sering mengalami gejalakekurangan Mg dan
keracunan Mn. Selain itu tanaman menjadi mudah terserang nematoda. Sementara itu pada tanah basa (pH lebih dari 7), sering timbul gejala keracunan unsur K dan umbinya mudah terserang penyakit kudis, sehingga tidak laku dijual (Sunarjono, 2007). Pertumbuhan Kentang
Baik pembentukan ubi maupun umbi diikuti dengan penghentian pertumbuhan memanjang yang normal. Pada brambang penghentian ini bersifat sistemik dan sempurna, termasuk pula penghambatan pertumbuhan akar (Sideris, 1925) dan perombakan dalam daun maupun akar yang telah berkembang. Pada tanaman pembentuk umbi, terjadi hambatan pertumbuhan batang dimana akan terbentuk ubi, ini merupakan hambatan sistemik pertumbuhan vegetatif. Masa perkembangan ubi bersamaan waktunya dengan penghentian pertumbuhan bagian tanaman diatas tanah, diikuti senescence bagian tersebut pada akhir pembentukan atau pertumbuhan ubi (Heddy, dkk, 1994). Pembelahan pada bakal umbi selanjutnya berlansung pada semua selnya, sehingga penampang melintang (diameter) umbi bertambah cepat. Ukuran umbi pada dasarnya tergantung pada aktivitas pembelahan sekunder yang terjadi pada semua sel umbi, tetapi laju pembelahan dan pembesaran sel tidak seragam pada semua bagian umbi. Faktor internal yang mempengaruhi pertumbuhan umbi adalah laju dan kuantitas fotisintat yang dipasok dari tajuk tanaman. Pada tanaman kentang, ukuran umbi rata-rata berbanding terbalik dengan jumlah umbi yang terbentuk. Pertumbuhan umbi akan terhenti jika tajuk tanaman mati karena pasokan fotosintat untuk menopang pertumbuhan umbi terhenti (Lakitan, 1996).
Usaha budidaya tanaman (bertanam) merupakan suatu kegiatan vital dalam kelangsungan hidup manusia yang menggunakan hasil tanaman sebagai bahan makanan utama dan untuk banyak keperluaan lain. Karena itu tujuan akhir dari segala upaya yang dilakukan pada setiap usaha bertanama, apapun yang dilakukan, adalah untuk mendapatkan hasil yang setinggi mungkin baik dari kuantitas maupun kualitas dan apakah itu berupa bagian generatif atau vegetatif tanaman (Sitompul dan Bambang, 1995). Pertumbuhan dan mutu kentang dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti temperatur, kelembapan, cahaya, jenis tanah dan nutrisi. Banyak faktor yang mempengaruhi pertumbuhan kentang yang tak dapat dikendalikan: panjangnya bertumbuh musim, udara dan temperatur tanah, intensitas cahaya dan lamanya, kelembaban dan angin. Faktor
lain yang mempengaruhi pertumbuhan panen
dapat dikendalikan oleh penanam: varetas kentang, ukuran benih umbi, pemotongan umbi, jenis potongan umbi, ukuran potongan umbi, operasi penanam, tumbuhan berdiri,batang tanaman utama, kelembapan, nutisi, pengendalian hama, waktu penanaman dan tanggal panen. Hanya ketika semua faktor level optimum maka akan didapat kentang berkwalitas dengan hasil
yang menguntungkan
(http://www.gov.mb.ca, 2010). Pertumbuhan kentang terdiri dari 3 stadium pertumbuhan yaitu : 1. Stadium Awal Pertumbuhan a. Bila jumlah suhu komulatif setelah penanaman (12-13 hari) tunas akan muncul pada permukaan tanah. b. Pada saat bersamaan tumbuhnya tunas di permukaan tanah, tumbuh stolon. c. Sekitar 25 hari setelah bertunas, stolon mencapai jumlah terbanyak.
d. Setelah stadium primordia bunga, batang umbi akan memanjang dengan cepat. 2. StadiumTertinggi Pertumbuhan a. Kira-kira 10-20 hari setelah tunas tumbuh, bentuk primordia bunga sudah dapat terlihat. b. Di bagian dalam tanah, ujung stolon menebal mulai membentuk umbi. c. Kira-kira 20-25 hari setelah bertunas, umbi mulai membesar dan pada stadium ini jumlah kentang dapat diperhitungkan. d. Umbi akan terus membesar sampai daun-daun mati. e. Pertumbuhan batang paling aktif adalah pada sekitar 25-30 hari setelah bertunas f. Biasanya, 45-50 hari setelah tumbuhnya tunas, pertumbuhan batang berhenti. g. Pada stadium perhentian pertumbuhan batang, jumlah pengisapan air sangat tinggi. Bila pada saat ini persediaan air tidak mencukupi, pertumbuhan di permukaan tanah akan berkurang dan hasilnya akn menurun. h. Pada iklim sejuk, kandungan zat tepung tinggi, sedangkan pada suhu tinggi akan menurun. 3. Stadium Penyempurnaan Umbi a. Setelah 75-80 hari bertunas, daun-daun umumnya menguning sekitar 10 hari kemudian mati. b. Pembesaran umbi dapat berlangsung sampai daun mati.
c. Kentang yang telah dipanen akan memasuki masa dormansi dan tidak bertunas lagi. d. Masa dormansi berbeda-beda menurut varietasnya, tetapi umumnya sekitar 85-105 hari. (Soelarso, 1997). Varietas Secara botani, varietas adalah suatu populasi tanaman dalam satu spesies yang menunjukkan ciri berbeda yang jelas.Dalam taksonomi tumbuhan, spesies merupakan unit terkecil dalam hierarki klasifikasi. Semua anggota spesies yang sama dapat secara alamiah saling kawin dan menghasilkan keturunan. Namun demikian, untuk sejumlah spesies tertentu terdapat variasi yang sangat jelas di dalamnya (http://wikipedia.com 2010). Kelastarian sifat yang dimiliki suatu tanaman atau kelompok tanaman dari generasi ke generasi berikutnya sangat tergantung pada kombinasi gen yang terdapat dalam kromosom sel tanaman.Kombinasi atau kumpulan gen-gen tersebut pada suatu individu tanamandisebut genitipe. Perwujutan genotipe yang tanpak disebut phenotipe, yakni penampilan suatu genotipe tertentu pada lingkungan tempat tumbuh tanaman. Hal demikian dikenal sebagai interaksi antara faktor genetik dengan lingkungan (Sitompul dan Bambang, 1995). Varietas unggul merupakan faktor utama yang menentukan tingginya produksi yang diperoleh bila persyaratan lain dipenuhi. Varietas unggul dapat diperoleh melalui pemuliaan tanaman. Suatu varietas unggul tidak selamanya
akan menunjukkan keunggulannya, tetapi makin lama akan menurun tergantung pada komposisis genetiknya (Mangoendidjojo, 2003). Perbedaan susunan genetik merupakan faktor penyebab keragaman penampilan tanaman. Program genetik yang akan diekspresikan pada suatu fase pertumbuhan yang berbeda pada berbagai sifat tanaman yang mencakup berbagai bentuk dan fungsi tanaman yang menghasilkan keanekaragaman pertumbuhan tanaman. Keragaman penampilan tanaman akibat susunan selalu dan mungkin terjadi sekalipun tanaman yang digunakan berasal dari jenis yang sama (Sitompul dan Bambang, 1995). Selain ditentukan oleh faktor kultur teknis, produksi tanaman kentang juga ditentukan oleh banyaknya tunas batang tersebut. Secara teoritis, makin banyak tunas bantang, makin banyak umbi yang terbentuk. Satu batang biasanya mempunyai 1-5 umbi. Penggunaan umbi belah (1/2 umbi, 1/3 umbi atau ¼ umbi) akan mengurangi jumlah tunas cabang, konsekuansinya jumlah umbi lebih sedikit (Sunarjono, 2007). Varietas granola merupakan varietas unggul karena produktifitasnya bisa mencapai 30-35 ton/Ha. Dari jumlah ini, 20 ton berkualitas baik (AB), 5 ton kualitas sedang (C), 4 ton kualitas TO (campuran) dan 1 ton kualitas rindil. Granola juga tahan terhadap penyakit, bila varietas lain kerusakan akibat penyakit biasa 30%, granola hanya 10%. Umur panen normal adalah 90 hari, meskipun umur 80 hari sudah dapat dipanen. Warna kulit dan daging umbi kuning dan bentuk relatif lonjong atau oval (Setiadi, 2009)
Varietas Selek tani berbatang besar, berdaun rimbun, berbunga ungu, dan mudah berbuah. Tanaman tahan terhadap penyakit Phytophora infestans, penyakit layu dan virus daun menggulung dan penyakit kulit. Selek tani termasuk kentang berumur sedang (110 hari) dan produktivitasnya tinggi. Umbi Selek tani berbentuk oval sampai oval panjang, bermata dangkal, kulit berwarna kuning, dan dagingnya kuning. Giberelin Giberelin ditemukan di Jepang dalam penelitian mengenai penyakit padi yang menyebabkan tanaman tumbuh sangat tinggi. Tanaman tak dapat tegak dan kemudian mati akibat lemahnya batang dan kerusakan oleh parasit. Sejak 1890-an orang Jepang telah mengenal penyakit ini, disebut penyakit bakanae yang disebabkan oleh jamur Gibberella fujikuroi. Tahun 1926, ahli penyakit tanaman menemukan bahwa ekstrak dari jamur ini bila diberikan pada tanaman padiakan menyebabkan gejala yang sama dengan serangan langsung. Tahun 1930-an T. Yabuta dan T. Hayashi dapat mengisolasikan senyawa aktif dari jamur ini dan disebut dengan giberelin (lakitan, 1996). Beberapa fungsi giberelin pada tumbuhan sebagai berikut : 1. Mematahkan dormansi atau hambatan pertumbuhan tanaman sehingga tanaman dapat tumbuh normal (tidak kerdil) dengan cara mempercepat proses pembelahan sel. 2. Meningkatkan pembungaan. 3. Memacu proses perkecambahan biji. Salah satu efek giberelin adalah mendorong terjadinya sintesis enzim dalam biji seperti amilase, protease dan
lipase dimana enzim tersebut akan merombak dinding sel endosperm biji dan menghidrolisis pati dan protein yang akan memberikan energi bagi perkembangan embrio diantaranya adalah radikula yang akan mendobrak endosperm,
kulit
biji
atau
kulit
buah
yang
membatasi
pertumbuhan/perkecambahan biji sehingga biji berkecambah 4. Berperan pada pemanjangan sel. 5. Berperan pada proses partenokarpi. pada beberapa kasus pembentukan buah dapat terjadi tanpa adanya fertilisasi atau pembuahan, proses ini dinamai partenokarpi. (http://green tec’blog.com. 2009). Agar hormon tumbuhan yang terdapat dalam jumlah yang relatif sangat kecil bersifat aktif dan khas, dapat dipastikan harus ada tiga syarat utama dalam sistem respon yaitu: 1. Hormon harus ada dalam jumlah yang cukup dalam sel yang tepat. 2. Hormon harus dikenali dan diikat erat oleh setiap kelompok sel yang tanggap terhadap hormon (sel sasaran yang peka), diperlukan protein penerima yaitu suatu protein yang memilih suatu diantara molekul yang jauh lebih kecil. 3. Protein penerima harus bias menyebabkan perubahan metabolik lainyang mengarah pada penguatan isyarat atau kurir hormon. Nyatanya, proses penguatan terjadi secara berurutan,sebelum respon terhadap terjadi. (Santoso dan Fatimah, 2004). Bila dormansi berakhir dengan adanya imbibisi air dan pada keadaankeadaan tertentu dengan hilangnya inhibitor, biji kembali menjadi pusat aktivitas metabolisme yang tinggi. Sel-sel embrio membesar dan organel-organel
subselular terorganisasi. Pada beberapa tumbuhan aktivitas sitokinin meningkat dengan cepat segera setelah embrio menjadi turgid kembali. Pada biji serealia, gibberellin dilepaskan dari embrio dan diangkut ke endosperm dimana zat ini menyebabkan dimulainya perombakan simpanan pati dam protein. Gibberellin menginisiasi sintesa amilase, enzim pencerna, dalam sel-sel aleuron, lapisan selsel paling luar dari endosperm. Giberelin juga terlibat dalam pengaktifan sintesa protease dan enzim-enzim hidrolitik lainnya. Senyawa-senyawa gula dan asamasam amino, zat-zat yang dapat larut yang dihasilkan oleh aktivitas amilase dan protease ditranspor ke embrio dan di sini zat-zat ini mendukung perkembangan embrio dan munculnya kecambah (Heddy, 1996). Giberelin (GA) merupakan kelompok lainnya dari zat pengatur tumbuh atau hormon. Kelompok ini dicirikan dengan adanya struktur dasar kimia yang disebut rangka ’gibbane’. Meskipun telah banyak ditemukan berbagai bentuk GA dengan berbagai variasi aktivitas biologinya, ternyata hanya 2-3 saja yang dapat dikatakan komersil salah satunya Giberelin acid (GA3). Dari tanaman telah dijumpai ±72 jenis GA. GA ada yang mengelompokan menjadi 2, yaitu : GA dengan jumlah karbon 19, merupakan kelompok yang paling aktif dan GA dengan jumlah karbon 20. GA sintetik yang paling banyak dipasaran dalah GA3 disusul GA4, GA7 dan GA9 yang semuanya termasuk dalam kelompok berkarbon 19 (Santoso dan Fatimah, 2004).
H2 H2 H
O=C OH
HO H2 CH3
COOH
CH2
Gibberellic-acid (GA3) (1 gibberellin)
GA3 yang lazim digunakan tampaknya yang paling lambat terurai, namun selama pertumbuhan aktif, sebagian besar giberelin dimetabolismekan dengan cepat melalui proses hidroksilasi, menghasilkan produk yang tidak aktif. Juga, giberelin dengan mudah diubah menjadi konjugat yang sebagian besar tidak aktif. Konjugat ini mungkin disimpan atau dipindahkan sebelum dilepaskan pada saat dan tempat yang tepat. Konjugat yang dikenal meliputi glukosida, yang glukosanya dihubungkan dengan ikatan eter pada salah satu gugus –OH atau dengan ikatan ester pada gugus karboksil giberelin tersebut. Proses metabolik penting lainnya ialah perubahan giberelin yang aktif sekali menjadi kurang aktif (Salisbury and Ross, 1995). GA dapat merangsang pertumbuhan batang pada strain pendek kacang kapri dan sebagian strain pendek jagung. GA juga mengingkatkan besaran daun beberapa jenis tumbuhan. Demikian juga besar bunga dan buah dapat ditingkatkan. Giberelin dapat pula memecahkan dormansi biji dan tunas pada sejumlah tanaman. Respon terhadap giberelin meliputi peningkatan pembelahan sel dan pembesaran sel. Giberelin lebih efektif pada tanaman utuh (Heddy, 1996).
Biji yang belum matang mengandung giberelin dalam jumlah yang cukup tinggi dibandingkan dengan bagian tumbuhan lainnya. Daun muda diduga menjadi
tempat
utama sintesis
giberelin
seperti
halnya auksin.
Akar
juga mensintesis giberelin, namun giberelin eksogen menimbulkan efek kecil pada pertumbuhan akar, dan menghambat pertumbuhan akar, dan menghambat pertumbuhan akar liar. Untuk giberelin, selain melalui difusi, pengangkutan
berlangsung melalui
xilem
dan
floem
dan
tidak
polar
(Salisbury and Ross, 1995). Aspek khusus dari pertumbuhan adalah dormansi (ketidak aktifan). Pada tanaman yang rontok tunas apikal menjadi dorman (tak aktif) setiap musim gugur dan pertumbuhan berlangsung hanya jika dormansi dipecahkan dengan proses dingin atau siklus gelap oleh cahaya yang tepat. Untuk beberapa tanaman, seperti birch dan sycamore (Eagles dan Wareing, 1964), giberelin mampu mengganti pemrosesan dingin atau cahaya, dengan hasil bahwa kapasitas tunas dipulihkan. Biji-biji juga sering memperlihatkan dormansi (Wilkins, 1989). Pemberian giberelin langsung pada daun sedikit memaju pertumbuhannya Dan mempengaruhi bentuknya, sedangkan bila langsung diberikan pada akar, biasanya hampir tidak terlihat efeknya pada akar itu sendiri. Tapi, bila giberelin diberikan dengan cara apa pun di tempat yang dapat mengangkutnya ke aspek tajuk, peningkatan pembelahan sel dan pertumbuhan sel tampak mengarah pada pemanjangan batang dan (pada beberapa spesies) perkembangan daun muda. Pada spesies yang perkembangan daunnya berlangsung lebih cepat, terpacunya laju fotosintesis menghasilkan peningkatan keseluruhan pertumbuhan termasuk akar (Salisbury and Ross, 1995)
