Pertumbuhan dan Produksi Bawang merah (Allium ascalonicum L.) Lokal Samosir Generasi M1V5 Hasil Iradiasi Sinar Gamma di Dataran Rendah
18
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman
Steenis (2003) bawang merah dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
Kingdom Plantae, Divisi Spermatophyta, Subdivisi Angiospermae, Kelas
Monocotyledonae, Ordo Liliales (liliflorae), Famili Liliaceae, Genus Allium,
Spesies Allium ascalonicum L.
Tanaman bawang merah memiliki batang sejati (discus) yang merupakan
bagian seperti kayu berada pada dasar umbi bawang merah, sebagai tempat
melekatnya perakaran dan mata tunas. Diatas discus terdapat batang semu yang
tersusun dari pelepah - pelepah daun. Batang semu yang kelihatan seperti batang
pada tanaman bawang merah sebenarnya merupakan batang semu yang akan
berubah bentuk dan fungsi sebagai umbi lapis (Sinclair, 1988).
Bawang merah mempunyai daun agak bulat, melengkung memanjang,
berlubang padabagian tengahnya seperti pipa dan memiliki umbi yang tersusun
atas lapisan-lapisanpelepah daun yang bervariasi bentuk, ukuran dan warna untuk
masing-masing varietas (Tim Penulis, 2006).
Bunga bawang merah merupakan bunga majemuk berbentuk tandan
dengan 50-200 kuntum bunga. Pada ujung dan pangkal tangkai mengecil dan di
bagian tengah menggembung, bentuknya seperti pipa yang berlubang didalamnya.
Tangkai tandan bunga ini sangat panjang, lebih tinggi dari daunnya sendiri dan
mencapai 30-50 cm. Bunga bawang termasuk bunga sempurna yang tiap
bunga
terdapat
benang
sari
dan
kepala
putik
(Dinas Pertanian dan Perikanan Majalengka, 2012).
Universitas Sumatera Utara
19
Umbi terbentuk dari pangkal daun yang bersatu dan membentuk batang
yang berubah bentuk dan fungsi, membesar dan membentuk umbi berlapis. Umbi
bawang merah terbentuk dari lapisan-lapisan daun yang membesar dan bersatu.
Semakin banyak daun maka pelepah daunnya juga akan semakin banyak sehingga
modifikasi pelepah daun menjadi lapisan penyusun umbi juga akan semakin
banyak. Semakin banyak lapisan penyusun umbi maka akan semakin besar umbi
yang akan dihasilkan (Hervandi et al., 2009).
Buah berbentuk bulat dengan ujungnya tumpul membungkus biji
berjumlah 2-3 butir. Bentuk biji pipih, sewaktu masih muda berwarna bening atau
putih, tetapi setelah tua menjadi hitam (Rahayu dan Berlian, 1999).
Syarat Tumbuh
Untuk mendapatkan pertumbuhan dan produksi tanaman bawang merah
yang maksimal maka perlu untuk memenuhi syarat sebagai berikut yaitu :
Iklim
Tanaman ini membutuhkan penyinaran cahaya matahari yang maksimal
100% dan kelembaban nisbi 50-70%. Bawang merah akan membentuk umbi lebih
besar ditanam di daerah dengan penyinaran lebih dari 12 jam. Pada tempat-tempat
yang terlindung dapat menyebabkan pembentukan umbinya kurang baik
(Nani dan Hidayat, 2010)
Angin merupakan faktor iklim bepengaruh terhadap pertumbuhan tanaman
bawang merah. Sistem perakaran tanaman bawang merah yang sangat dangkal,
maka angin kencang yang berhembus terus-menerus secara langsung dapat
menyebabkan kerusakan tanaman (Dinas Pertanian Yogyakarta, 2012).
Universitas Sumatera Utara
20
Budidaya bawang merah yang baik adalah daerah yang beriklim kering
dengan suhu antara 27 - 33ºC. Tempatnya yang terbuka, tidak berkabut dan
berangin. Curah hujan yang sesuai yaitu 1000-1500 mm/tahun atau 200 mm/bulan
(Wibowo, 2007).
Tanah
Tanaman bawang merah tumbuh baik pada tanah berstruktur remah,
tekstur sedang sampai liat, drainase/aerasi baik, mengandung bahan organik yang
cukup. Tanah yang cukup lembab dan air tidak menggenang disukai oleh tanaman
bawang merah akan tetapi tanaman ini banyak membutuhkan air terutama dalam
masa pembentukan umbi (Nani dan Hidayat, 2010).
Bawang merah dapat tumbuh dan berproduksi dengan baik di dataran
rendah sampai dataran tinggi ± 1100 meter di atas permukaan laut dan dapat
tumbuh pada tanah sawah atau tegalan. Di Indonesia 70 % penanaman dilakukan
pada dataran rendah di bawah 450 meter (Dalmadi, 2010).
Kemasaman tanah berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman dan
terhadap kegiatan organisme tanah terutama dalam penguraian bahan organik
menjadi unsur hara bagi tanaman. pH tanah baik untuk pertumbuhan bawang
antara 5.6 - 6.5 (Nani dan Hidayat, 2010).
Iradiasi Sinar Gamma Pada Tanaman
Radiasi dengan sinar radioaktif dapat menimbulkan perubahan sifat pada
tanaman. Kenyataan ini telah dipergunakan didalam ilmu pemuliaan tanaman
sebagai salah satu cara untuk memperbesar variabilitas sifat-sifat keturunan. Hal
ini sangat diperlukan untuk mempertinggi kemungkinan diperolehnya suatu jenis
tanaman dengan sifat-sifat yang lebih baik akibat mutasi (Siwi, 1996).
Universitas Sumatera Utara
21
Mutasi adalah perubahan dalam struktur gen yang terjadi secara spontan
maupun buatan dengan menggunakan mutagen fisik atau kimia. Mutasi dapat
terjadi pada setiap bagian tanaman dan pada fase pertumbuhan tanaman, namun
lebih banyak terjadi pada bagian yangsedang aktif mengalami pembelahan sel,
misalnya pada tunas, biji, dan bagian tanaman yang lain (Melina, 2008).
Mutagen fisik atau iradiasi untuk pemuliaan tanaman yang lazim
digunakan
adalah
sinar
gamma.
Sinar
gamma
merupakan
gelombang
elektromagnetik pendek (0,0001-0,1 nm) dengan energi tinggi yang berinteraksi
dengan atom-atom atau molekul untuk memproduksi radikal bebas dalam sel.
Radikal bebas tersebut akan menginduksi mutasi dalam tanaman sebab akan
menghasilkan kerusakan sel atau pengaruh penting dalam komponen sel tanaman.
Iradiasi sinar gamma menyebabkan kombinasi gen-gen baru dengan frekuensi
mutasi tinggi (Zanzibar dan Sudrajat, 2013).
Faktor yang mempengaruhi terbentuknya mutan antara lain adalah
besarnya dosis iradiasi. Dosis iradiasi diukur dalam satuan Gray (Gy), 1 Gy sama
dengan 0,10 krad yakni 1 J energi per kilogram iradiasi yang dihasilkan. Dosis
iradiasi dibagi tiga, yaitu tinggi (> 10 Gy), sedang (1-10 Gy), dan rendah (< 1 Gy)
(Aryanto, 2008). Dosis iradiasi yang diberikan untuk mendapatkan mutan
tergantung pada jenis tanaman, fase tumbuh, ukuran, kekerasan dan bahan yang
akan dimutasi. Penggunaan dosis paparan radiasi yang lebih rendah telah mampu
menimbulkan efek genetik yang besar. Seringkali pemberian dosis yang lebih
rendah dapat memberikan mutan yang lebih baik hasilnya daripada dosis radiasi
yang lebih tinggi. Pemberian dosis yang lebih tinggi sering menimbulkan
kerusakan fisik (Dyan, 2015).
Universitas Sumatera Utara
22
Hasil penelitian Niken dan Yuliana (2009) menunjukkan bahwa kultivar
dan dosis radiasi sinar gamma menginduksi tingkat ketahanan terhadap penyakit.
Penggunaan dosis radiasi sinar gamma 45 Gy kultivar tanaman apel Rome beauty
tahan terhadap penyakit powdery mildew. Norfadzrin et al (2007) melaporkan
dosis sinar gamma pada 800 Gy mempunyai efek negatif pada penampilan
morfologi dan karakter dari perkecambahan tomat dan okra.
Pengaruh peningkatan dosis mutagen terhadap kerusakan fisiologis
memberikan kurva sigmoid, dimana kerusakan atau kematian tidak terjadi
sekaligus sesuai dengan tingkatan dosis. Makin tinggi dosis radiasi sinar gamma
makin banyak terjadi mutasi dan kerusakan (Mugiono, 2001).
Puspa, Fery, dan Mariati (2015) melaporkan bahwa dosis 10 dan 12 Gy
pada bawang merah lokal Samosir nyata menurunkan jumlah anakan generasi
pertama M1V1 sebesar 30.37%, 62.96% dibandingkan dengan tidak diradiasi.
Hendro et al (2010) melaporkan bahwa pada populasi M1V2 dosis 1, 2, 4, dan 5
Gy dapat merangsang pembungaan bawang serta meningkatkan ketahanan
tanaman terhadap penyakit. Radiasi sinar gamma pada bawang putih dengan dosis
2 -12 Gy dapat mempengaruhi panjang tanaman. Hanafiah et al (2010)
melaporkan pada generasi M3 populasi kacang kedelai hasil iradiasi dosis 200 Gy
menghasilkan rataan yang rendah pada karakter tinggi tanaman, jumlah cabang
produktif, jumlah buku produktif, polong bernas dan lebih peka pada kondisi
kekeringan.
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman
Steenis (2003) bawang merah dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
Kingdom Plantae, Divisi Spermatophyta, Subdivisi Angiospermae, Kelas
Monocotyledonae, Ordo Liliales (liliflorae), Famili Liliaceae, Genus Allium,
Spesies Allium ascalonicum L.
Tanaman bawang merah memiliki batang sejati (discus) yang merupakan
bagian seperti kayu berada pada dasar umbi bawang merah, sebagai tempat
melekatnya perakaran dan mata tunas. Diatas discus terdapat batang semu yang
tersusun dari pelepah - pelepah daun. Batang semu yang kelihatan seperti batang
pada tanaman bawang merah sebenarnya merupakan batang semu yang akan
berubah bentuk dan fungsi sebagai umbi lapis (Sinclair, 1988).
Bawang merah mempunyai daun agak bulat, melengkung memanjang,
berlubang padabagian tengahnya seperti pipa dan memiliki umbi yang tersusun
atas lapisan-lapisanpelepah daun yang bervariasi bentuk, ukuran dan warna untuk
masing-masing varietas (Tim Penulis, 2006).
Bunga bawang merah merupakan bunga majemuk berbentuk tandan
dengan 50-200 kuntum bunga. Pada ujung dan pangkal tangkai mengecil dan di
bagian tengah menggembung, bentuknya seperti pipa yang berlubang didalamnya.
Tangkai tandan bunga ini sangat panjang, lebih tinggi dari daunnya sendiri dan
mencapai 30-50 cm. Bunga bawang termasuk bunga sempurna yang tiap
bunga
terdapat
benang
sari
dan
kepala
putik
(Dinas Pertanian dan Perikanan Majalengka, 2012).
Universitas Sumatera Utara
19
Umbi terbentuk dari pangkal daun yang bersatu dan membentuk batang
yang berubah bentuk dan fungsi, membesar dan membentuk umbi berlapis. Umbi
bawang merah terbentuk dari lapisan-lapisan daun yang membesar dan bersatu.
Semakin banyak daun maka pelepah daunnya juga akan semakin banyak sehingga
modifikasi pelepah daun menjadi lapisan penyusun umbi juga akan semakin
banyak. Semakin banyak lapisan penyusun umbi maka akan semakin besar umbi
yang akan dihasilkan (Hervandi et al., 2009).
Buah berbentuk bulat dengan ujungnya tumpul membungkus biji
berjumlah 2-3 butir. Bentuk biji pipih, sewaktu masih muda berwarna bening atau
putih, tetapi setelah tua menjadi hitam (Rahayu dan Berlian, 1999).
Syarat Tumbuh
Untuk mendapatkan pertumbuhan dan produksi tanaman bawang merah
yang maksimal maka perlu untuk memenuhi syarat sebagai berikut yaitu :
Iklim
Tanaman ini membutuhkan penyinaran cahaya matahari yang maksimal
100% dan kelembaban nisbi 50-70%. Bawang merah akan membentuk umbi lebih
besar ditanam di daerah dengan penyinaran lebih dari 12 jam. Pada tempat-tempat
yang terlindung dapat menyebabkan pembentukan umbinya kurang baik
(Nani dan Hidayat, 2010)
Angin merupakan faktor iklim bepengaruh terhadap pertumbuhan tanaman
bawang merah. Sistem perakaran tanaman bawang merah yang sangat dangkal,
maka angin kencang yang berhembus terus-menerus secara langsung dapat
menyebabkan kerusakan tanaman (Dinas Pertanian Yogyakarta, 2012).
Universitas Sumatera Utara
20
Budidaya bawang merah yang baik adalah daerah yang beriklim kering
dengan suhu antara 27 - 33ºC. Tempatnya yang terbuka, tidak berkabut dan
berangin. Curah hujan yang sesuai yaitu 1000-1500 mm/tahun atau 200 mm/bulan
(Wibowo, 2007).
Tanah
Tanaman bawang merah tumbuh baik pada tanah berstruktur remah,
tekstur sedang sampai liat, drainase/aerasi baik, mengandung bahan organik yang
cukup. Tanah yang cukup lembab dan air tidak menggenang disukai oleh tanaman
bawang merah akan tetapi tanaman ini banyak membutuhkan air terutama dalam
masa pembentukan umbi (Nani dan Hidayat, 2010).
Bawang merah dapat tumbuh dan berproduksi dengan baik di dataran
rendah sampai dataran tinggi ± 1100 meter di atas permukaan laut dan dapat
tumbuh pada tanah sawah atau tegalan. Di Indonesia 70 % penanaman dilakukan
pada dataran rendah di bawah 450 meter (Dalmadi, 2010).
Kemasaman tanah berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman dan
terhadap kegiatan organisme tanah terutama dalam penguraian bahan organik
menjadi unsur hara bagi tanaman. pH tanah baik untuk pertumbuhan bawang
antara 5.6 - 6.5 (Nani dan Hidayat, 2010).
Iradiasi Sinar Gamma Pada Tanaman
Radiasi dengan sinar radioaktif dapat menimbulkan perubahan sifat pada
tanaman. Kenyataan ini telah dipergunakan didalam ilmu pemuliaan tanaman
sebagai salah satu cara untuk memperbesar variabilitas sifat-sifat keturunan. Hal
ini sangat diperlukan untuk mempertinggi kemungkinan diperolehnya suatu jenis
tanaman dengan sifat-sifat yang lebih baik akibat mutasi (Siwi, 1996).
Universitas Sumatera Utara
21
Mutasi adalah perubahan dalam struktur gen yang terjadi secara spontan
maupun buatan dengan menggunakan mutagen fisik atau kimia. Mutasi dapat
terjadi pada setiap bagian tanaman dan pada fase pertumbuhan tanaman, namun
lebih banyak terjadi pada bagian yangsedang aktif mengalami pembelahan sel,
misalnya pada tunas, biji, dan bagian tanaman yang lain (Melina, 2008).
Mutagen fisik atau iradiasi untuk pemuliaan tanaman yang lazim
digunakan
adalah
sinar
gamma.
Sinar
gamma
merupakan
gelombang
elektromagnetik pendek (0,0001-0,1 nm) dengan energi tinggi yang berinteraksi
dengan atom-atom atau molekul untuk memproduksi radikal bebas dalam sel.
Radikal bebas tersebut akan menginduksi mutasi dalam tanaman sebab akan
menghasilkan kerusakan sel atau pengaruh penting dalam komponen sel tanaman.
Iradiasi sinar gamma menyebabkan kombinasi gen-gen baru dengan frekuensi
mutasi tinggi (Zanzibar dan Sudrajat, 2013).
Faktor yang mempengaruhi terbentuknya mutan antara lain adalah
besarnya dosis iradiasi. Dosis iradiasi diukur dalam satuan Gray (Gy), 1 Gy sama
dengan 0,10 krad yakni 1 J energi per kilogram iradiasi yang dihasilkan. Dosis
iradiasi dibagi tiga, yaitu tinggi (> 10 Gy), sedang (1-10 Gy), dan rendah (< 1 Gy)
(Aryanto, 2008). Dosis iradiasi yang diberikan untuk mendapatkan mutan
tergantung pada jenis tanaman, fase tumbuh, ukuran, kekerasan dan bahan yang
akan dimutasi. Penggunaan dosis paparan radiasi yang lebih rendah telah mampu
menimbulkan efek genetik yang besar. Seringkali pemberian dosis yang lebih
rendah dapat memberikan mutan yang lebih baik hasilnya daripada dosis radiasi
yang lebih tinggi. Pemberian dosis yang lebih tinggi sering menimbulkan
kerusakan fisik (Dyan, 2015).
Universitas Sumatera Utara
22
Hasil penelitian Niken dan Yuliana (2009) menunjukkan bahwa kultivar
dan dosis radiasi sinar gamma menginduksi tingkat ketahanan terhadap penyakit.
Penggunaan dosis radiasi sinar gamma 45 Gy kultivar tanaman apel Rome beauty
tahan terhadap penyakit powdery mildew. Norfadzrin et al (2007) melaporkan
dosis sinar gamma pada 800 Gy mempunyai efek negatif pada penampilan
morfologi dan karakter dari perkecambahan tomat dan okra.
Pengaruh peningkatan dosis mutagen terhadap kerusakan fisiologis
memberikan kurva sigmoid, dimana kerusakan atau kematian tidak terjadi
sekaligus sesuai dengan tingkatan dosis. Makin tinggi dosis radiasi sinar gamma
makin banyak terjadi mutasi dan kerusakan (Mugiono, 2001).
Puspa, Fery, dan Mariati (2015) melaporkan bahwa dosis 10 dan 12 Gy
pada bawang merah lokal Samosir nyata menurunkan jumlah anakan generasi
pertama M1V1 sebesar 30.37%, 62.96% dibandingkan dengan tidak diradiasi.
Hendro et al (2010) melaporkan bahwa pada populasi M1V2 dosis 1, 2, 4, dan 5
Gy dapat merangsang pembungaan bawang serta meningkatkan ketahanan
tanaman terhadap penyakit. Radiasi sinar gamma pada bawang putih dengan dosis
2 -12 Gy dapat mempengaruhi panjang tanaman. Hanafiah et al (2010)
melaporkan pada generasi M3 populasi kacang kedelai hasil iradiasi dosis 200 Gy
menghasilkan rataan yang rendah pada karakter tinggi tanaman, jumlah cabang
produktif, jumlah buku produktif, polong bernas dan lebih peka pada kondisi
kekeringan.
Universitas Sumatera Utara