BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman Manggis
Manggis termasuk famili Guttiferae dari ordo Guttiferales dan merupakan tanaman tropika basah. Genus Garcinia terdiri atas lebih dari 400 spesies dan 40
spesies diantaranya dapat dimakan Verheij 1992. Tanaman manggis merupakan tanaman asli Asia tenggara yang tumbuh secara luas di Indonesia, Malaysia,
Thailand dan Filipina. Saat ini manggis telah menyebar kedaerah-daerah tropika lainnya, seperti Birma, Srilangka, Madagaskar, India Selatan, China, Brazil dan
sebagian Australia bagian Utara Almeyda dan Martin 1976
Tanaman manggis umumnya diperbanyak dengan menggunakan biji. Tanaman yang berasal dari biji umumnya membutuhkan 10-15 tahun untuk mulai
berbuah. Tanaman manggis dewasa mempunyai ukuran kanopi sedang, berbentuk piramid dengan tajuk yang rimbun sehingga cocok untuk pohon peneduh.
Manggis tergolong evergreen dengan tinggi pohon mencapai 10-25 m dan diameter batang 25-35 cm Cox 1988; Verheij 1992. Kulit kayu berwarna coklat
tua hingga kehitaman. Ranting muda berwarna hijau dan berubah coklat seiring denga bertambahnya umur. Getah kuning atau resin ada pada semua jaringan
utama tanaman Yaacob dan Tindal 1995.
Gambar 3. Ilustrasi daun, bunga dan buah manggis Sumber : Nakasone dan Paull 1999
Daun manggis letaknya berhadapan, bentuknya membujur bulat panjang lonjong, Bagian pucuknya tajam dengan tekstur tebal dan kasar Zomlefer
1994. Panjang daun berkisar antara 15-25 cm dan lebarnya 7-13 cm. Permukaan atas daun mengkilap, licin, tebal dan berwarna hijau muda hingga hijau tua
tergantung umurnya, sedangkan bagian bawah daun berwarna hijau muda hingga kekuningan Cox 1988; Nakasone dan Paull 1999.
Bunga tanaman manggis tumbuh dari ujung ranting, menyendiri atau berpasangan, bergagang pendek dan tebal, berdiameter sekitar 5
—6.2 cm, daun kelopak 4 helai tersusun dalam 2 pasang. Daun mahkota juga terdiri atas 4 helai,
tebal dan berdaging, berwarna kuning dengan pinggiran kemerah-merahan. Benang sari semu banyak, berseri 1-2, dengan panjang sekitar 0.5 cm, bersifat
rudimeter yaitu tumbuh kecil kemudian mengering sehingga tidak berfungsi. Bakal buah tidak bertangkai, berbentuk agak bulat, beruang 4-8, memiliki kepala
putik yang tidak bertangkai, bercuping 4-8 Richards 1990; Sunaryono 1988; Verheij 1992; Yaacob dan Tindal 1995; Nakasone dan Paull 1999.
Buah manggis termasuk buah berry, berbentuk bola dengan diameter 3.5-7 cm. Biji bersifat apomiksis yaitu biji tidak terbentuk secara kawin sehingga
memiliki sifat genetik yang sama dengan induknya. Buah muda berwarna hijau dan bila telah tua berubah menjadi ungu kehitaman. Tangkai buah tebal berdaging
dan keras, dengan panjang 1.8-2 cm. Kulit buah pericarp tebal berukuran 0.8-1 cm, berwarna keungu-unguan, berdaging dan bergetah kuning. Buah manggis
mempunyai 4-8 segmen dan setiap segmen mengandung satu bakal biji yang diselimuti oleh aril salut biji berwarna putih terkadang transparan, bertekstur
lembut dan berair, namun tidak semua bakal biji dalam segmen dapat berkembang menjadi biji, umumnya hanya 1-3 bakal biji yang dapat berkembang menjadi biji
Verheij 1992; Yaacob dan Tindal 1995; Harris dan Harris 1994.
Syarat Tumbuh Tanaman Manggis
Tanaman manggis dapat tumbuh baik pada dataran rendah sampai dengan ketinggian 1.000 m di atas permukaan air laut dpl. Di daerah tropis, dengan
bertambah tinggi tempat tumbuh maka akan bertambah lambat pertumbuhan dan semakin lama permulaan berbunga Verheij 1992. Ketinggian optimum bagi
tanaman manggis agar tumbuh dengan baik adalah 460-610 m dpl. Iklim yang paling cocok untuk tanaman manggis adalah daerah dengan udara lembab, curah
hujan merata sepanjang tahun 1.500-2.500 mmthn dengan iklim kering pendek Yaacob dan Tindall 1995. Untuk pertumbuhan yang baik, tanaman manggis
membutuhkan curah hujan lebih dari 100 mm per bulan dengan musim kering yang pendek untuk menstimulir pembungaan. Meskipun demikian, manggis dapat
tumbuh dengan baik pada tempat lain dengan persyaratan air tetap tersedia dimusim kemarau. Tanaman manggis tumbuh baik pada tanah lempung berpasir,
gembur, kaya kandungan bahan organik dengan drainase baik. Permeabilitas tanah baik dengan kelembaban tinggi, tetapi tidak menggenang. Hal ini dibutuhkan
terkait dengan lemahnya sistem perakaran, baik pada saat seedling maupun setelah tanaman dewasa Verheij 1992.
Getah Kuning Buah Manggis
Getah kuning adalah getah yang dihasilkan secara alami pada setiap organ tanaman manggis. Getah kuning merupakan salah satu ciri dari tanaman manggis
yang termasuk kedalam famili Guttiferae dari Ordo Guttiferales. Getah kuning berada dalam pembuluh atau saluran getah diseluruh jaringan tanaman, termasuk
pada bagian buah Cox 1988; Verheij 1992. Saluran getah terdapat pada semua jaringan tanaman manggis. Struktur sekretori getah kuning pada buah manggis
berbentuk saluran memanjang dan bercabang, dikelilingi oleh sel-sel epithelium
Dorly et al. 2008. Cemaran getah kuning terjadi saat getah ini keluar dari salurannya yang pecah dan mengotori aril daging buah atau kulit buah manggis.
Gambar 4. Saluran getah kuning pada jaringan tangkai buah manggis. A Potongan membujur; B potongan melintang
Struktur sekretori getah kuning pada buah manggis berbentuk saluran memanjang dan bercabang yang dikelilingi oleh sel-sel epitelium yang khas.
Saluran getah kuning tersebut lebih dikenal sebagai kanal bercabang. Struktur saluran getah kuning yang terdapat pada tangkai buah menyatu dengan saluran
yang terdapat pada bagian buahnya Dorly et al. 2008
Gambar 5. Struktur saluran getah kuning. A Irisan membujur mesokarp buah manggis; B Pada endokarp tampak 3 dimensi. GK= Getah Kuning;
berbentuk saluran yang bercabang Sumber : Dorly et al. 2008 Saluran getah akan pecah jika kekuatan dinding sel-sel epitel penyusun
saluran getah kuning lemah pada saat mendapat tekanan. Tekanan kemungkinan terjadi karena satu atau dua hal berikut, yaitu pertama, disebabkan adanya
peningkatan potensial cairan getah, akibat menyerap air berlebih pada saat terjadi perubahan potensial air tanah yang mendadak. Kedua adalah tekanan dari aril dan
biji yang tumbuh lebih cepat daripada kulit buah Poerwanto et al. 2010.
A B
A B
Saluran getah kuning Saluran getah kuning
Gambar 6. Getah kuning keluar dari jaringan kulit buah, pedisel dan batang pohon manggis
Tekanan yang terjadi karena adanya peningkatan potensial cairan getah akibat tanaman menyerap air berlebih, menyebabkan sel-sel epitel saluran getah
kuning dapat pecah oleh perubahan tekanan turgor sel secara tiba-tiba Pechkeo et al. 2007; Poerwanto et al. 2010. Apabila dinding sel-sel epitel lemah, maka sel-
sel ini akan pecah dan menyebabkan cemaran getah kuning pada buah manggis. Saat tanaman manggis berbuah, jika kondisi cuaca kering dan dan tiba-tiba turun
hujan deras, dapat dipastikan buah yang terkena getah kuning meningkat. Hal itu disebabkan pada saat kering, kandungan air tanah terbatas dan hujan deras akan
menyebabkan kondisi air tanah berlimpah, sehingga akar manggis akan menyerap
Getah kuning
air dalam jumlah besar dan mengakibatkan sel penyusun buah manggis mengembang karena terjadi perubahan turgor sel. Pada saat itulah dinding sel
yang tidak kuat pecah dan mengeluarkan getah kuning Poerwanto et al. 2010.
Tekanan lain yang dapat menyebabkan saluran getah kuning pecah adalah tekanan yang terjadi akibat perbedaan laju pertumbuhan aril dan biji terhadap kulit
buah Poerwanto et al. 2010. Dorly 2009 menjelaskan bahwa terdapat perbedaan laju pertumbuhan antara biji dan aril dengan bagian perikarp buah
selama fase pembesaran buah manggis. Perbedaan laju tumbuh tersebut menyebabkan terjadi desakan mekanik dari biji dan aril ke perikarp. Apabila sel
epitel saluran getah lemah maka saluran akan pecah dan getah keluar mengotori kulit dan atau aril Poerwanto et al. 2010.
Dorly et al. 2008 dalam penelitiannya mendapatkan bahwa saluran getah kuning telah dijumpai pada kuncup bunga satu minggu sebelum antesis, pada
bunga mekar sempurna antesis pada bagian ovary buah, pada buah muda 1-5 MSA, pada buah sedang 6-10 MSA dan pada buah tua 11-15 MSA. Getah
kuning mulai mengotori aril pada saat buah berumur 14 MSA hingga 16 MSA, yaitu pada saat biji bertambah besar terjadi desakan dari dalam sehingga sel epitel
yang mengelilingi saluran getah kuning yang ada pada endokarp pecah dan getah kuning keluar dari saluran getah dan mengotori aril.
Kalsium dalam Tanaman
Kalsium merupakan salah satu unsur hara makro yang diperlukan oleh tanaman dan diserap dalam bentuk kalsium. Kalsium bersifat immobil pada
jaringan tanaman, seperti halnya Sulfur S, Iron Fe, Boron B dan Cooper Cu Ignatief dan Page 1968; Donahue et al. 1977. Serapan kalsium oleh akar
tanaman terutama melalui aliran massa. Kalsium diserap melalui jaringan akar muda ataupun rambut-rambut akar Himelrick dan McDuffie 1983. Menurut
White 2001 dan Gilliham et al. 2011 terdapat dua mekanisme serapan kalsium dalam akar tanaman, yaitu :
a. Translokasi kalsium melalui mekanisme apoplas. Kalsium ditranslokasikan
melalui ruang antar sel dan dinding sel b.
Translokasi kalsium melalui mekanisme simplas. Kalsium ditranslokasikan melalui antar sel, melalui sitoplasma sel.
Jalur utama translokasi kalsium menuju pembuluh xylem adalah melalui mekanisme apoplas. Namun jalur translokasi ini dapat terhambat dengan
keberadaan pita kaspari pada endodermis akar-akar tua White 2001; Yang dan Jie 2005. Translokasi kalsium melalui mekanisme simplas menyebabkan kalsium
harus memasuki sitoplasma sel difasilitasi oleh ion channel. Kalsium terutama berada pada bagian lamella tengah dan dinding sel Gambar 7. Kandungan
kalsium di sitoplasma lebih rendah apabila dibandingkan kandungan kalsium pada apoplas. Kandungan kalsium yang tinggi pada apoplas disebabkan melimpahnya
binding sites untuk kalsium pada dinding sel serta adanya hambatan masuknya kalsium kedalam sitoplasma.
Pada lamela tengah kalsium berikatan dengan R.COO
-
group polygalacturonic acid. Kalsium berfungsi sebagai penyusun dan penstabil dinding sel dalam bentuk Ca-pektat yang mengikat rantai pektin, sebagai
second messenger, dan membantu dalam peristiwa osmoregulasi Marschner 1995; Huang et al. 2005; Wilsdorf 2011.
Gambar 7. Distribusi kalsium pada ikatan sel. • = kalsium Sumber :
Marschner 1995 Pengaruh kalsium dalam meningkatkan kekuatan dinding sel buah
ditemukan pada berbagai tanaman buah-buahan seperti pada tanaman apel Knee dan Srivastava. 1995, strawberry Lara et al. 2004, kiwi Montanaro et al. 2006,
peach Manganaris et al. 2007 dan tomat Gisslen et al. 1996; Bastias et al. 2010, dan manggis Dorly 2009; Depari 2011; Saribu 2011; Primilestari 2011;
Purnama 2014
Penyebaran kalsium dalam tanaman tidak merata, bagian bunga dan biji mengandung sedikit kalsium bila dibandingkan dengan kandungan kalsium pada
daun. Hal ini terutama disebabkan karena translokasi kalsium di dalam jaringan tanaman dipengaruhi oleh proses transpirasi tanaman Marschner 1995; Saure
2005. Lebih lanjut Gardner et al. 1991 menyatakan bahwa kalsium yang telah berada pada jaringan daun, tidak dapat ditranslokasikan kembali ke jaringan lain
termasuk buah, sehingga kebutuhan buah terhadap kalsium akan bergantung pada pengiriman kalsium langsung dari xilem.
Sebagian besar tanah mengandung cukup kalsium untuk menyokong pertumbuhan dan kelangsungan hidup tanaman dengan baik, tetapi pada tanah
masam akibat curah hujan yang tinggi sering terjadi gejala defisiensi kalsium akibat terjadinya pencucian Salisbury dan Ross 1992. Menurut Hardjowigeno
1992 ketersediaan unsur kalsium dalam tanah dapat ditingkatkan dengan memberikan kapur atau pupuk kalsium pada waktu dan dosis tertentu.
Pemberian kapur pada tanah masam memberikan manfaat menaikkan pH tanah, menambah unsur kalsium, persentase kejenuhan basa, mengurangi
keracunan besi, mangan, dan aluminium, serta memperbaiki kehidupan mikroorganisme tanah Ignatief dan Page 1968. Bahan kapur yang umum
digunakan di bidang pertanian adalah kapur kalsit CaCO
3
dan kapur dolomit CaMgCO
3 2
. Pemberian kalsium sebagai pupuk melalui tanah pada tanaman manggis
pada saat yang tidak tepat tidak efektif mengurangi cemaran getah kuning pada buah manggis dan tidak mampu meningkatkan kandungan kalsium pada pericarp
buah manggis. Peningkatan kalsium justru terjadi pada jaringan daun tanaman manggis, dimana kandungan kalsium pada jaringan daun lebih besar dibandingkan
jaringan buah manggis Dorly 2009. Pada stadia awal pertumbuhan dan perkembangan buah manggis membutuhkan kalsium yang tinggi. Terdapat
beberapa stadia pertumbuhan pada saat pertumbuhan dan perkembangan buah manggis yaitu stadia I 1-4 Minggu Setelah Antesis MSA, stadia II 5-13 MSA,
dan stadia III 14-15 MSA. Kandungan kalsium pada dinding sel akan terus meningkat selama perkembangan buah dan akan menurun menjelang pemasakan.
Perbedaan laju pembelahan dan pembesaran sel selama priode tersebut akan mempengaruhi kebutuhan kalsium sehingga akan berpengaruh pula terhadap
serapan kalsium pada tiga stadia perkembangannya. Pemberian kalsium pada saat yang tepat dimaksudkan agar kalsium sebagai salah satu unsur yang tidak mobil
dapat terus tersedia bagi tanaman Rigney dan Wills 1981; Poovarodom 2009.
Boron
Boron B adalah salah satu dari unsur mikro penting yang diperlukan oleh tumbuhan. Kandungan boron dalam tanah bervariasi antara 2-100 ppm. Kadar
boron yang lebih rendah umumnya terdapat pada tanah yang berasal dari batuan masam, tanah sedimen berstektur kasar, maupun tanah dengan kadar organik yang
rendah Tanaka 1967; Ignatief dan Page 1968.
Boron menjadi bagian dari komponen struktural sel dan berperan meningkatkan stabilitas dan ketegaran sturuktur dinding sel dan integritas
membran plasma Hu dan Brown 1997; Marschner 1995; Blevins dan Lukaszewski 1998; dan
O’Neill et al. 2004. Defisiensi boron menghambat pertumbuhan, perkembangan dan produksi tanaman, walaupun gejala defisiensi
sering kali tidak terlihat secara langsung pada tanaman Osotsapar 2000. Defisiensi boron menyebabkan perubahan fisiologi dan biokimia seperti
perubahan struktur dinding sel, fungsi dan integritas membran, aktivitas enzim serta produksi sebagian besar metabolit tanaman. Selain itu boron
menyebabkan lemahnya dinding sel, kondisi ini dapat menyebabkan kematian sel karena keluarnya organel-organel sel Nicholaichuk et al. 1988;
O’Neill et al. 2004. Sedangkan kelebihan boron menyebabkan efek fisiologi yang negatif. Pada
apel Malus domestica dan anggur Vitis vinifera toksisitas boron menginduksi kerusakan oksidatif oleh peroksida lipid dan akumulasi hidrogen peroksida
Molassiotis et al. 2006; Gunes et al. 2006.
Fungsi boron dalam penyusun dinding sel pada tanaman berbeda-beda tergantung kepada jenis tanaman, hal ini berkaitan dengan keberadaan substansi
pektin polygalacturonans pada tanaman tersebut Marschner 1995. Kandungan boron pada dinding sel akar gandum lebih kurang 3-
5 μgg berat kering, sedangkan pada tanaman bunga matahari lebih besar yaitu lebih d
ari 30 μgg berat kering Tanaka 1967. Martias 2012 dalam penelitiannya menjelaskan bahwa
boron memiliki keterkaitan dan berkontribusi terhadap cemaran getah kuning pada buah manggis.
K
adar boron pada daun sebesar 86.5 ppm akan mengeliminasi cemaran getah kuning hingga mencapai 2.86 , namun peningkatan kadar boron
pada daun hingga 130 ppm menyebabkan cemaran getah kuning meningkat hingga 40.7 . Lebih lanjut Lim et al. 2001 menyebutkan bahwa boron
mendukung fungsi kalsium dalam jaringan tanaman. Sedangkan Pechkeo et al. 2007 menyatakan bahwa aplikasi kalsium dan boron akan meningkatkan
efektifitas kalsium dalam meningkatkan rasio buah normal: buah tercemar getah kuning pada tanaman manggis.
Saribu 2011 dalam penelitiannya menunjukkan bahwa kombinasi kalsium dan boron masing-masing sebesar 5.79 kg
Capohontahun + 1.553 g Bpohontahun menghasilkan penurunan cemaran getah kuning pada aril buah manggis sampai dengan 100 bila dibandingkan tanpa
aplikasi kalsium dan boron.
Lubang Resapan Biopori
Teknologi Lubang Resapan Biopori LRB merupakan teknologi yang digunakan untuk membuat saluran-saluran biopori tanah secara alami yang
dilakukan oleh cacing dan mikroba di daerah perakaran tanaman. Biopori adalah lubang-lubang dalam tanah yang terbentuk akibat berbagai aktivitas organisme
dalamnya, seperti cacing, perakaran tanaman, serta makro dan mikro organisme lainnya Brata 2011, komunikasi pribadi. Proses pembentukan pori-pori tanah
diawali dengan cara membuat lubang berdiameter lebih kurang 10 cm dengan kedalaman 1 m di dalam lingkar tajuk tanaman. Di dalam lubang diberikan
stimulan berupa bahan organik Gambar 8. Adanya seresah bahan organik yang dibenamkan tersebut akan mendorong aktivitas berbagai organisme mikro dan
makro dalam proses dekomposisi bahan organik. Dalam proses ini akan terbentuk pori-pori alami di sekitar lubang dan perakaran tanaman yang disebut sebagai
biopori.
Gambar 8. Ilustrasi teknologi Lubang Resapan Biopori Biopori yang terbentuk secara alami sangat bermanfaat bagi tanaman
terutama bagi tanaman tahunan. Biopori akan terisi oleh air dan udara yang akan meningkatkan aerasi tanah di sekitar perakaran. Kondisi aerasi yang baik akan
mendorong terjadinya peningkatan serapan dan distribusi kalsium dalam jaringan akar menuju xylem dan kemudian ke jaringan buah Marschner 1995; Dong et al.
2009.
BAB III APLIKASI KALSIUM DAN BORON UNTUK MENGATASI CEMARAN
Kategori