Pengaruh Ketersediaan Air Terhadap Pertumbuhan Tiga Varietas Cabai Rawit (Capsicum Frutescens)
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Karakteristik Capsicum frutescens
Tanaman cabai (Capsicum frutescens) tergolong tanaman setahun, berbentuk
perdu, dari suku (famili) terong-terongan (Solanaceae). Tanaman cabai bukan
tanaman asli Indonesia dan termasuk kedalam golongan tanaman berbunga,
adapun sistematikanya adalah sebagai berikut :
Kingdom
: Plantae
Divisio
: Spermatophyta
Subdivisi
: Angiospermae
Klass
: Dicotyledonae
Ordo
: Solanales
Famili
: Solanaceae
Genus
: Capsicum
Species
: Capsicum frutescens
Cabai merupakan salah satu jenis sayuran penting yang dibudidayakan
secara komersil di daerah tropis. Cabai menduduki areal paling luas di antara
sayuran lain di Indonesia. Terdapat lima spesies cabai yang didomestikasi yaitu
Capsicum annuum, C. frutescens, C. chinense, C. bacctum, dan C. pubescens.
Tanaman cabai yang memiliki potensi ekonomis ialah C. annuum dan C.
frutescens (Siregar, 2005).
Tanaman cabai merupakan tanaman semusim dengan tinggi tanaman 50120 cm dan mempunyai banyak cabang, dari setiap cabang akan tumbuh bunga
atau buah. Akar tanaman cabai menyebar, tetapi dangkal. Akar-akar cabang dan
rambut-rambut akar banyak terdapat dipermukaan tanah, semakin ke dalam akarakar cabang tersebut semakain berkurang. Ujung akar tanaman cabai hanya dapat
Universitas Sumatera Utara
menembus tanah sedalam 30-40 cm. Akar horizontal cepat berkembang didalam
tanah, menyebar dengan kedalaman 10-15 cm (Zulfitri, 2005).
Varietas cabai rawit yang digunakan terdiri dari varietas Lokal, Genie, dan
Bhaskara. Penjelasan dari masing-masing varietas dapat dilihat pada gambar
berikut.
Tumbuh liar disekitar semak-semak. Tanaman
dengan
pertumbuhan
yang
tegak
dengan
percabangan yang banyak. Berdaun lebar. Bunga
berwarna kehijuauan. Buah muda berwarna hijau tua
DWIDWI
INTAN
INTAN
HARDILA
HARDILA
dan ketika tua berwarna merah.
Gambar 2.1 Varietas Lokal
Tumbuh tegak dan berdaun kecil. Tanaman
dengan banyaknya cabang samping yang produktif
cocok untuk dataran rendah hingga tinggi. Bunga
berwarna putih. Buah muda berwarna hijau mengkilap
DWI INTAN HARDILA
dan ketika berwarna merah mengkilap dan mulus.
Gambar 2.2 Varietas Genie
Tanaman
dengan
pertumbuhan
tegak
dan
berbuah lebat. Daun berukuran besar. Bunga berwarna
putih. Buah muda berwarna putih kehijauan dan
berwana merah cerah ketika tua.
DWI INTAN HARDILA
Gambar 2.3 Varietas Bhaskara
2.2
Kandungan Buah Cabai
Buah cabai banyak digunakan sebagai penyedap masakan, karena
mengandung zat-zat gizi yang sangat diperlukan untuk kesehatan manusia. Cabai
mengandung protein, lemak, karbohidrat, kalsium (Ca), fosfor (P), besi (Fe),
vitamin-vitamin dan senyawa alkali seperti capsaicin, flavonoid dan minyak
esensial. Cabai rawit kaya akan vitamin A dan C, mineral yang sangat berguna
bagi kesehatan tubuh. Vitamin A berguna untuk mencegah kebutaan dan
Universitas Sumatera Utara
mengobati sakit tenggorokan (Zulfitri, 2005). Vitamin C berperan sebagai
antioksidan yang dapat melindungi sel dari penyebab kanker, dan mampu
meningkatkan daya serap tubuh atas kalsium (mineral untuk pertumbuhan gigi
dan tulang) serta zat besi dari bahan makanan lain. Cabai rawit mengandung
vitamin C tinggi dan betakaroten (Rachmawati et al., 2009).
2.3 Pengaruh Kekeringan terhadap Tanaman
Kandungan air di dalam tanaman sangat bervariasi antara 70 dan 90%, tergantung
umur, spesies, jaringan tertentu, dan lingkungan. Air dibutuhkan untuk
bermacam-macam fungsi tanaman, seperti; pelarut dan medium reaksi kimia,
medium untuk transport zat organik dan anorganik, medium yang memberikan
turgor pada sel tanaman, bahan baku untuk fotosintesis, dan transpirasi untuk
mendinginkan permukaan tanaman. Tanaman dikatakan mengalami stress air
ketika kondisi sel tanaman kehilangan air dan berada pada tekanan turgor yang
lebih rendah daripada nilai maksimumnya (Hanum, 2009).
Cekaman air mempengaruhi aspek pertumbuhan tanaman, seperti proses
fisiologi dan biokimia tanaman serta menyebabkan terjadinya modifikasi anatomi
dan morfologi tanaman (Kurniasari et al., 2010). Pengaruh cekaman air terhadap
pertumbuhan tanaman tergantung pada tingkat cekaman yang dialami dan jenis
atau kultivar yang ditanam. Pengaruh awal dari tanaman yang mendapat cekaman
air adalah terjadinya hambatan terhadap pembukaan stomata daun (Mapegau,
2006).
Stomata berperan penting sebagai alat adaptasi tanaman terhadap cekaman
kekeringan. Kondisi cekaman kekeringan menyebabkan stomata akan menutup
sebagai upaya untuk menahan laju transpirasi. Senyawa yang berperan dalam
membuka dan menutupnya stomata adalah asam absisat (ABA). Tanaman
beradaptasi terhadap cekaman kekeringan dengan cara mengurangi ukuran
stomata dan jumlah stomata. Mekanisme membuka dan menutup stomata pada
Universitas Sumatera Utara
tanaman yang toleran terhadap cekaman kekeringan sangat efektif sehingga
tanaman dapat menghindari kehilangan air melalui penguapan (Lestari, 2006).
Cahaya dan air dianggap sebagai faktor-faktor yang paling penting bagi
berlangsungnya gerakan-gerakan sel penutup. Sel penutup menyerap air sehingga
menjadi jenuh, dinding sel penutup bagian luar akan lebih menggembung
dibandingkan dengan dinding sel penutup bagian dalam yang menyebabkan
bentuk sel penutup berubah dan stomata menjadi terbuka. Kekurangan air dalam
sel penutup menyebabkan volume sel penutup berubah dan tegangan turgor sel
penutup menurun sehingga stomata menjadi tertutup (Sutrian, 2004).
Stomata membuka pada siang hari dan menutup pada malam hari
bertujuan untuk mencegah kehilangan air. Cahaya merangsang sel penutup untuk
mengakumulasi kalium. Respon ini dipengaruhi oleh reseptor cahaya biru yang
terdapat pada sel penutup. Cahaya juga merangsang pembukaan stomata dengan
cara mendorong fotosintesis di dalam sel penutup untuk menyediakan ATP agar
terjadi transport aktif ion hidrogen. Kehilangan CO2 di dalam ruang udara daun
yang terjadi ketika fotosintesis di mesofil juga menyebabkan stomata untuk
membuka (Campbell et al., 2003).
Keseluruhan proses mengenai pengaturan stomata melibatkan konsentrasi
ABA dan CO2 dalam sel penjaga. Respon sel penjaga terhadap salah satu senyawa
tersebut tergantung kepada konsentrasi setiap senyawa tersebut. Kondisi stress air
menyebabkan konsentrasi ABA di dalam sel penjaga meningkat, sel penjaga akan
kehilangan H+ dan turgornya sehingga stomata akan menutup untuk melindungi
tanaman terhadap kekeringan dengan meningkatnya CO2 (Wattimena, 1988).
Perubahan-perubahan
morfologi
pada
tanaman
yang
mengalami
kekeringan antara lain terhambatnya pertumbuhan akar, tinggi tanaman, diameter
batang, luas daun dan jumlah daun. Pengaruh fisiologi dan biokimia adalah
penurunan hasil atau bahan kering, perubahan alokasi asimilat, penurunan laju
Universitas Sumatera Utara
fotosintesis, penurunan diameter hidraulik xylem akar dan laju pertumbuhan
tanaman (Sinaga, 2007).
Pertumbuhan akar memberikan respon terhadap kekurangan air. Selama
musim kemarau, tanah umumnya mengering dari bagian permukaan hingga
bagian bawah. Keadaan ini menghambat pertumbuhan akar dangkal, karena selselnya tidak dapat mempertahankan turgor yang sangat diperlukan untuk
pemanjangan akar. Akar yang lebih dalam yang berada dalam kondisi masih
lembab akan terus tumbuh (Campbell et al., 2003).
Tumbuhan berada dalam stadia berbunga dan mengalami kekurangan air,
proses fertilisasi akan terganggu karena pada proses tersebut sangat diperlukan air
yang cukup. Akibat hal tersebut tumbuhan tersebut tidak jadi berbuah karena
bunga akan gugur tanpa adanya pembuahan. Buah tidak berkembang dengan
sempurna walaupun terjadi fertilisasi, buah tersebut gugur sebelum waktunya
(Ismal, 1997).
Perubahan metabolik yang terjadi pada daun yang mengalami stress air
meliputi (i) laju pertambahan ABA menjadi asam faseik dan dihydrofaseik, (ii)
konsentrasi ABA meningkat dan menjadi hampir konstan karena laju pertambahan
sintesis dan metabolismE sama, (iii) konsentrasi ABA menurun karena naiknya
potensial air dan turgor kembali seperti semula, menyebabkan turunnya laju
sintesis ABA ke metabolisme (Wattimena, 1988).
Mekanisme toleransi pada tanaman sebagai respon adanya cekaman
kekeringan adalah (i) kemampuan tanaman tetap tumbuh pada kondisi kekurangan
air yaitu dengan menurunkan luas daun dan memperpendek siklus tumbuh, (ii)
kemampuan akar untuk menyerap air di lapisan tanah paling dalam, (iii)
kemampuan
untuk
melindungi
meristem
akar
dari
kekeringan
dengan
meningkatkan akumulasi senyawa tertentu seperti glisin, betain, gula alkohol atau
prolin dan (iv) mengoptimalkan peranan stomata untuk mencegah hilangnya air
melalui daun (Lestari, 2006).
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Karakteristik Capsicum frutescens
Tanaman cabai (Capsicum frutescens) tergolong tanaman setahun, berbentuk
perdu, dari suku (famili) terong-terongan (Solanaceae). Tanaman cabai bukan
tanaman asli Indonesia dan termasuk kedalam golongan tanaman berbunga,
adapun sistematikanya adalah sebagai berikut :
Kingdom
: Plantae
Divisio
: Spermatophyta
Subdivisi
: Angiospermae
Klass
: Dicotyledonae
Ordo
: Solanales
Famili
: Solanaceae
Genus
: Capsicum
Species
: Capsicum frutescens
Cabai merupakan salah satu jenis sayuran penting yang dibudidayakan
secara komersil di daerah tropis. Cabai menduduki areal paling luas di antara
sayuran lain di Indonesia. Terdapat lima spesies cabai yang didomestikasi yaitu
Capsicum annuum, C. frutescens, C. chinense, C. bacctum, dan C. pubescens.
Tanaman cabai yang memiliki potensi ekonomis ialah C. annuum dan C.
frutescens (Siregar, 2005).
Tanaman cabai merupakan tanaman semusim dengan tinggi tanaman 50120 cm dan mempunyai banyak cabang, dari setiap cabang akan tumbuh bunga
atau buah. Akar tanaman cabai menyebar, tetapi dangkal. Akar-akar cabang dan
rambut-rambut akar banyak terdapat dipermukaan tanah, semakin ke dalam akarakar cabang tersebut semakain berkurang. Ujung akar tanaman cabai hanya dapat
Universitas Sumatera Utara
menembus tanah sedalam 30-40 cm. Akar horizontal cepat berkembang didalam
tanah, menyebar dengan kedalaman 10-15 cm (Zulfitri, 2005).
Varietas cabai rawit yang digunakan terdiri dari varietas Lokal, Genie, dan
Bhaskara. Penjelasan dari masing-masing varietas dapat dilihat pada gambar
berikut.
Tumbuh liar disekitar semak-semak. Tanaman
dengan
pertumbuhan
yang
tegak
dengan
percabangan yang banyak. Berdaun lebar. Bunga
berwarna kehijuauan. Buah muda berwarna hijau tua
DWIDWI
INTAN
INTAN
HARDILA
HARDILA
dan ketika tua berwarna merah.
Gambar 2.1 Varietas Lokal
Tumbuh tegak dan berdaun kecil. Tanaman
dengan banyaknya cabang samping yang produktif
cocok untuk dataran rendah hingga tinggi. Bunga
berwarna putih. Buah muda berwarna hijau mengkilap
DWI INTAN HARDILA
dan ketika berwarna merah mengkilap dan mulus.
Gambar 2.2 Varietas Genie
Tanaman
dengan
pertumbuhan
tegak
dan
berbuah lebat. Daun berukuran besar. Bunga berwarna
putih. Buah muda berwarna putih kehijauan dan
berwana merah cerah ketika tua.
DWI INTAN HARDILA
Gambar 2.3 Varietas Bhaskara
2.2
Kandungan Buah Cabai
Buah cabai banyak digunakan sebagai penyedap masakan, karena
mengandung zat-zat gizi yang sangat diperlukan untuk kesehatan manusia. Cabai
mengandung protein, lemak, karbohidrat, kalsium (Ca), fosfor (P), besi (Fe),
vitamin-vitamin dan senyawa alkali seperti capsaicin, flavonoid dan minyak
esensial. Cabai rawit kaya akan vitamin A dan C, mineral yang sangat berguna
bagi kesehatan tubuh. Vitamin A berguna untuk mencegah kebutaan dan
Universitas Sumatera Utara
mengobati sakit tenggorokan (Zulfitri, 2005). Vitamin C berperan sebagai
antioksidan yang dapat melindungi sel dari penyebab kanker, dan mampu
meningkatkan daya serap tubuh atas kalsium (mineral untuk pertumbuhan gigi
dan tulang) serta zat besi dari bahan makanan lain. Cabai rawit mengandung
vitamin C tinggi dan betakaroten (Rachmawati et al., 2009).
2.3 Pengaruh Kekeringan terhadap Tanaman
Kandungan air di dalam tanaman sangat bervariasi antara 70 dan 90%, tergantung
umur, spesies, jaringan tertentu, dan lingkungan. Air dibutuhkan untuk
bermacam-macam fungsi tanaman, seperti; pelarut dan medium reaksi kimia,
medium untuk transport zat organik dan anorganik, medium yang memberikan
turgor pada sel tanaman, bahan baku untuk fotosintesis, dan transpirasi untuk
mendinginkan permukaan tanaman. Tanaman dikatakan mengalami stress air
ketika kondisi sel tanaman kehilangan air dan berada pada tekanan turgor yang
lebih rendah daripada nilai maksimumnya (Hanum, 2009).
Cekaman air mempengaruhi aspek pertumbuhan tanaman, seperti proses
fisiologi dan biokimia tanaman serta menyebabkan terjadinya modifikasi anatomi
dan morfologi tanaman (Kurniasari et al., 2010). Pengaruh cekaman air terhadap
pertumbuhan tanaman tergantung pada tingkat cekaman yang dialami dan jenis
atau kultivar yang ditanam. Pengaruh awal dari tanaman yang mendapat cekaman
air adalah terjadinya hambatan terhadap pembukaan stomata daun (Mapegau,
2006).
Stomata berperan penting sebagai alat adaptasi tanaman terhadap cekaman
kekeringan. Kondisi cekaman kekeringan menyebabkan stomata akan menutup
sebagai upaya untuk menahan laju transpirasi. Senyawa yang berperan dalam
membuka dan menutupnya stomata adalah asam absisat (ABA). Tanaman
beradaptasi terhadap cekaman kekeringan dengan cara mengurangi ukuran
stomata dan jumlah stomata. Mekanisme membuka dan menutup stomata pada
Universitas Sumatera Utara
tanaman yang toleran terhadap cekaman kekeringan sangat efektif sehingga
tanaman dapat menghindari kehilangan air melalui penguapan (Lestari, 2006).
Cahaya dan air dianggap sebagai faktor-faktor yang paling penting bagi
berlangsungnya gerakan-gerakan sel penutup. Sel penutup menyerap air sehingga
menjadi jenuh, dinding sel penutup bagian luar akan lebih menggembung
dibandingkan dengan dinding sel penutup bagian dalam yang menyebabkan
bentuk sel penutup berubah dan stomata menjadi terbuka. Kekurangan air dalam
sel penutup menyebabkan volume sel penutup berubah dan tegangan turgor sel
penutup menurun sehingga stomata menjadi tertutup (Sutrian, 2004).
Stomata membuka pada siang hari dan menutup pada malam hari
bertujuan untuk mencegah kehilangan air. Cahaya merangsang sel penutup untuk
mengakumulasi kalium. Respon ini dipengaruhi oleh reseptor cahaya biru yang
terdapat pada sel penutup. Cahaya juga merangsang pembukaan stomata dengan
cara mendorong fotosintesis di dalam sel penutup untuk menyediakan ATP agar
terjadi transport aktif ion hidrogen. Kehilangan CO2 di dalam ruang udara daun
yang terjadi ketika fotosintesis di mesofil juga menyebabkan stomata untuk
membuka (Campbell et al., 2003).
Keseluruhan proses mengenai pengaturan stomata melibatkan konsentrasi
ABA dan CO2 dalam sel penjaga. Respon sel penjaga terhadap salah satu senyawa
tersebut tergantung kepada konsentrasi setiap senyawa tersebut. Kondisi stress air
menyebabkan konsentrasi ABA di dalam sel penjaga meningkat, sel penjaga akan
kehilangan H+ dan turgornya sehingga stomata akan menutup untuk melindungi
tanaman terhadap kekeringan dengan meningkatnya CO2 (Wattimena, 1988).
Perubahan-perubahan
morfologi
pada
tanaman
yang
mengalami
kekeringan antara lain terhambatnya pertumbuhan akar, tinggi tanaman, diameter
batang, luas daun dan jumlah daun. Pengaruh fisiologi dan biokimia adalah
penurunan hasil atau bahan kering, perubahan alokasi asimilat, penurunan laju
Universitas Sumatera Utara
fotosintesis, penurunan diameter hidraulik xylem akar dan laju pertumbuhan
tanaman (Sinaga, 2007).
Pertumbuhan akar memberikan respon terhadap kekurangan air. Selama
musim kemarau, tanah umumnya mengering dari bagian permukaan hingga
bagian bawah. Keadaan ini menghambat pertumbuhan akar dangkal, karena selselnya tidak dapat mempertahankan turgor yang sangat diperlukan untuk
pemanjangan akar. Akar yang lebih dalam yang berada dalam kondisi masih
lembab akan terus tumbuh (Campbell et al., 2003).
Tumbuhan berada dalam stadia berbunga dan mengalami kekurangan air,
proses fertilisasi akan terganggu karena pada proses tersebut sangat diperlukan air
yang cukup. Akibat hal tersebut tumbuhan tersebut tidak jadi berbuah karena
bunga akan gugur tanpa adanya pembuahan. Buah tidak berkembang dengan
sempurna walaupun terjadi fertilisasi, buah tersebut gugur sebelum waktunya
(Ismal, 1997).
Perubahan metabolik yang terjadi pada daun yang mengalami stress air
meliputi (i) laju pertambahan ABA menjadi asam faseik dan dihydrofaseik, (ii)
konsentrasi ABA meningkat dan menjadi hampir konstan karena laju pertambahan
sintesis dan metabolismE sama, (iii) konsentrasi ABA menurun karena naiknya
potensial air dan turgor kembali seperti semula, menyebabkan turunnya laju
sintesis ABA ke metabolisme (Wattimena, 1988).
Mekanisme toleransi pada tanaman sebagai respon adanya cekaman
kekeringan adalah (i) kemampuan tanaman tetap tumbuh pada kondisi kekurangan
air yaitu dengan menurunkan luas daun dan memperpendek siklus tumbuh, (ii)
kemampuan akar untuk menyerap air di lapisan tanah paling dalam, (iii)
kemampuan
untuk
melindungi
meristem
akar
dari
kekeringan
dengan
meningkatkan akumulasi senyawa tertentu seperti glisin, betain, gula alkohol atau
prolin dan (iv) mengoptimalkan peranan stomata untuk mencegah hilangnya air
melalui daun (Lestari, 2006).
Universitas Sumatera Utara