bab ii tinjauan pustaka - repository.ump.ac.idrepository.ump.ac.id/7297/3/yongky abdurrahman bab...

8

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Kopi Robusta (Coffea canephora Pierre ex A. Froehner)

Kopi merupakan salah satu tumbuhan dalam famili Rubiaceae yang

banyak dibudidayakan di negara tropis. Kopi pertama kali ditemukan pada abad

ke-9 oleh bangsa Ethiopia yang memanfaatkan kopi sebagai jenis makanan

penambah energi “energy bar”. Jenis kopi yang banyak dibudidayakan pertama

kali adalah kopi arabika (Coffea arabica L.). Kopi tersebut pertama kali

dibudidayakan di Indonesia pada tahun 1696. Namun demikian, jenis kopi arabika

tidak tahan terhadap penyakit karat daun (Hemileia vastatrik) sehingga budidaya

kopi mengalami kemunduran. Sebagai penggantinya, petani di Indonesia mulai

membudidayakan kopi jenis liberika (C. liberica Bull ex. Hiern ) pada pada tahun

1875. Akan tetapi, kopi liberika juga tidak tahan terhadap penyakit karat daun.

Pada awal abad ke-19, petani di Indonesia mulai mengenal kopi robusta (C.

canephora var. Robusta) dan membudidayakannya karena jeni kopi tersebut tahan

terhadap penyakit karat daun. Pada saat ini, kopi robusta banyak dibudidayakan di

daerah dataran rendah wilayah pulau Jawa, Sumatra, Bali dan Sulawesi (van

Steenis et al., 2008).

2.1.1 Morfologi Kopi

Kopi memiliki sistem perakaran tunggang dengan kedalaman akar utama

kurang dari 1 meter. Akar lateral tumbuh dan berkembang dengan panjang sekitar

3 – 4 meter. Akar pada kopi 90 % berada pada lapisan tanah dengan kedalaman

kurang dari 30 cm (Gambar 2.1.A; van der Vossen et al., 2000).

Pengaruh Substrat Taman..., Yongky Abdurrahman Wachid, FKIP UMP 2016

9

Kopi merupakan tanaman perdu dengan batang berkayu yang memiliki

tinggi antara 2 - 4 meter. Batang kopi memiliki dua tipe percabangan yaitu

cabang orthotrop dan cabang plagiotrop. Cabang orthotrop adalah cabang yang

tumbuh tegak serta tidak menghasilkan bunga, sedangkan cabang plagiotrop

adalah cabang yang tumbuh mendatar dan berfungsi sebagai penghasil bunga

(Gambar 2.1.B; van Steenis et al., 2008).

Daun tanaman kopi bertangkai pendek sekitar 1 cm ( Gambar 2.1.C; van

Steenis et al., 2008) dan berbentuk memanjang (oblongus) dengan ukuran panjang

berkisar 20 – 30 cm dan lebar 10 – 16 cm, dengan ujung daun meruncing dan

pangkal daun membulat atau berbentuk baji (van Steenis et al., 2008). Daun kopi

bertepi rata dengan permukaan helaian daun mengkilap dan permukaan bagian

atas berwarna hijau gelap serta permukaan daun bagian bawah berwarna hijau

lebih terang (van der Vossen et al., 2000).

Pada umumnya, tanaman kopi mulai berbunga setelah berumur 1 sampai 2

tahun (Gambar 2.1.D). Bunga kopi tumbuh dari ketiak daun pada cabang

plagiotrop, memiliki tangkai bunga dengan susunan yang berkelompok, masing-

masing kelompok terdiri dari 4 – 6 kuntum bunga (van Seenis et al., 2008).

Tangkai bunga berukuran 1 mm dengan kelopak bunga berwarna hijau, serta

memiliki mahkota berjumlah 5 – 7 buah yang berwarna putih dan berbau harum,

sedangkan tabung mahkota memiliki panjang sekitar 15 – 18 mm dan lebar sekitar

2 – 3,5 mm. Bunga kopi memiliki tangkai putik yang berukuran kecil dengan

posisi menjulang jauh ke luar tabung dengan dua cabang yang panjangnya

berukuran 5 mm. Benang sari terdiri dari 5 – 7 helai, sedangkan kepala sari


10

memiliki panjang yang berukuran 5 mm dan memiliki tangkai sari dengan

panjang 3 – 4 mm (van Seenis et al., 2008).

Apabila bunga sudah dewasa, akan terjadi penyerbukan dengan

membukanya kelopak dan mahkota yang akan berkembang menjadi buah.

Penyerbukan yang terjadi pada tanaman kopi robusta merupakan jenis

penyerbukan silang (Sudarka et al., 2009). Penyerbukan ini terjadi karena

kedudukan tangkai putik pada kopi robusta menjulang tinggi dari posisi benang

sari, sehingga kemungkinan benang sari dapat jatuh di tangkai putik sendiri sangat

kecil (Sudarka et al., 2009). Selain itu, kopi robusta memiliki sifat self-

incompatibility yaitu apabila terjadi penyerbukan sendiri, maka buluh sari tidak

terbentuk sehingga tidak terjadi pembuahan (van der Vossen et al., 2000).

Buah kopi bertipe batu dan berbentuk bulat telur dengan diameter sekitar

15 - 18 mm (van Steenis et al., 2008). Buah kopi muda berwarna hijau (Gambar

2.1.E) dan berwarna merah jika telah masak (van Steenis et al., 2008). Buah kopi

terdiri dari daging buah dan biji. Daging buah kopi terdiri dari atas 3 lapisan yaitu

lapisan kulit luar (eksokarp), lapisan daging (mesokarp), dan lapisan kulit tanduk

(endokarp), sedangkan biji kopi terdiri dari dua bagian, yaitu kulit biji ( kulit ari )

dan endosperma (putih lembaga; Gambar 2.1.F). Pada umumnya, di dalam buah

kopi terdapat biji sebanyak 2 butir biji yang berwarna coklat. Biji kopi tersebut

berbentuk elips dengan panjang antara 8 - 12 mm (van der Vossen et al., 2000).


11

Gambar 2.1 (A) akar tunggang pada kopi, (B) batang kopi, (C) daun kopi, (D)

bunga kopi, (E) buah kopi), (F) buah kopi (Hulupi & Martini,

2013).

2.1.2 Varietas Kopi

Berdasarkan varietasnya ada sekitar 80 jenis kopi di dunia, namun ada dua

jenis kopi yang memiliki nilai ekonomi tinggi dan diperdagangkan secara

komersil yaitu kopi arabika (Coffea arabica L.) dan kopi robusta (C. canephora

Pierre var robusta; van Steenis et al., 2008).

Kopi Arabika (Gambar 2.2.A) merupakan jenis kopi yang pertama kali

masuk di Indonesia sekitar abad ke-17. Kopi arabika tumbuh baik pada daerah

tropis maupun sub tropis pada suhu sekitar 18 - 22 oC (van Steenis et al., 2008).

Pada daerah tropis (7o

LU - 7o

LS) kopi arabika tumbuh pada ketinggian 1000 –

A

B

C

D

E

F


12

2100 meter di atas permukaan laut (dpl), sedangkan pada daerah sub tropis (9o

LU

- 23o

LU dan 9o

LS - 23o

LS) kopi arabika tumbuh pada ketinggian 300 – 1100 m

dpl (van der Vossen et al., 2000). Pada saat ini, kopi arabika banyak

dibudidayakan di Indonesia seperti Sumatra utara, Aceh, Lampung, dan beberapa

propinsi di pulau Sulawesi, Jawa dan Bali (Panggabean, 2011)

Secara morfologi, buah kopi arabika berwarna hijau dan berubah menjadi

merah apabila sudah masak. Buah kopi berbentuk lonjong (ovoid-ellpsoidal)

memiliki diameter sekitar 8 - 15 mm dengan panjang 12 - 18 mm. (van der

Vossen et al., 2000). Biji kopi arabika memiliki berat sekitar 0,45 - 0,5 gram per

biji dengan kandung kafein berkisar 0,6 - 1,7 %. (van der Vossen et al., 2000).

Selain itu, biji kopi arabika memiliki harga jual yang tinggi karena memiliki rasa

yang manis dan memiliki aroma yang kuat (Ibrahim et al., 2013).

Kopi Robusta (Gambar 2.2.B) merupakan jenis kopi yang mulai banyak

dibudidayakan di Indonesia pada abad ke-19. Kopi robusta tumbuh ideal di daerah

tropis pada ketinggian 100 – 800 m dpl dengan suhu sekitar 21 – 24 0C (van der

Vossen et al., 2000). Kopi robusta mampu beradaptasi dengan lingkungannya

lebih baik dibandingkan dengan kopi arabika. Kopi robusta juga lebih tahan

terhadap penyakit karat daun dibandingkan dengan kopi arabika (van Steenis et

al., 2008). Oleh karena itu, 90 % kopi yang dibudayakan di Indonesia adalah kopi

robusta (Prastowo et al., 2010). Pada saat ini, kopi robusta banyak dibudidayakan

di Jawa Tengah, Jawa Timur, Lampung dan Aceh (van der Vossen et al., 2000).


13

Secara morfologi buah kopi robusta berbentuk bulat telur bola (ovoid-

globose) memiliki biji yang berukuran lebih pendek dibandingkan kopi arabika (8

- 16 mm). Selain itu, biji kopi robusta memiliki ukuran lebih ringan jika

dibandingkan dengan kopi arabika sekitar 0,4 g per biji kopi dengan kandungan

kafein berkisar 0,6 %. Dari segi rasa, kopi robusta memiliki rasa yang kurang

digemari dibandingkan dengan kopi arabika. Kandungan kafeina kopi robusta

juga lebih tinggi (1,5 - 3,3 %; van der Vossen et al., 2000) dibandingkan dengan

kopi arabika.

Gambar 2.2 (A) kopi arabika, (B) kopi robusta (Sumaryono, 2013).

A

B


14

2.1.3 Manfaat Kopi

Kopi merupakan tanaman yang dibudidayakan oleh masyarakat untuk

dimanfaatkan bijinya. Hal ini dikarenakan biji kopi mempunyai nilai ekonomi

yang cukup tinggi dan memiliki banyak manfaat bagi tubuh dan kesehatan. Biji

kopi banyak mengandung kafein yang dapat memberi efek stimulan pada tubuh

dengan cara merangsang kerja otak sehingga menyebabkan tubuh akan terasa

lebih segar (Utami, 2011). Selain kafein, di dalam biji kopi juga mengandung

chlorogenic acid, yaitu suatu senyawa polyphenol yang berfungsi sebagai

antioksidan kuat sehingga dapat membantu tubuh untuk memperbaiki sel-sel yang

rusak (Johnston et al., 2003). Selain itu, biji kopi juga kaya akan kalsium,

magnesium, tembaga, karbohidrat dan beberapa macam vitamin lainnya sehingga

banyak dimanfaatkan sebagai sunblock untuk mencegah sengatan matahari dan

mencegah kulit keriput (Gambar 2.3.A; Adikasari, 2012).

Bagian dari tanaman kopi selain biji juga banyak dimanfaatkan oleh

manusia. Batang kopi yang telah tua banyak digunakan sebagai bahan kayu bakar

atau arang bakar (Gambar 2.3.B). Daun kopi juga banyak digunakan sebagai

bahan minuman seperti daun teh (Gambar 2.3.C; Setiono, 2013). Kulit biji

sebagai limbah pengolahan buah juga banyak digunakan sebagai bahan alternatif

pakan ternak maupun kompos (Gambar 2.3.D; Usman et al.,2013).


15

Gambar 2.3 (A) masker kopi, (B) arang kopi, (C) minuman dari kopi, (D) pakan

ternak.

D

C

B

A


16

2.2 Budidaya Kopi dan Permasalahannya

2.2.1 Produksi Kopi Dunia dan Indonesia

Kopi merupakan salah satu komoditas pertanian yang paling banyak

diperdagangkan di dunia. Pada tahun 2013, produksi kopi di dunia mencapai 8,7

juta ton dari luas lahan sekitar 10 juta hektar (FAO, 2015). Negara-negara utama

penghasil kopi dunia di antaranya adalah Brazil dengan rata-rata produksi

mencapai 2,8 juta ton kopi per tahun (32,54 %), Vietnam dengan rata-rata

produksi mencapai 1,2 juta ton per tahun (14,98 %), maupun Indonesia dengan

rata-rata produksi mencapai 679 ribu ton per tahun (7,86 %) (Gambar 2.4; FAO,

2015).

Total produksi kopi di Indonesia yang tinggi tersebut sangat berkaitan erat

dengan luas lahan perkebunan kopi yang mencapai sekitar 1,3 juta Ha. Hal ini,

menempatkan Indonesia sebagai negara dengan luas perkebunan kopi kedua

setelah negara Brazil dengan luas perkebunan sekitar 2 juta Ha (FAO, 2015). Oleh

karena itu, kopi merupakan salah satu komoditas utama yang banyak

dibudidayakan di Indonesia setelah kelapa sawit 6,1 juta Ha dan karet 5,2 juta Ha

(FAO, 2015)

Sebagai salah satu komiditas terbesar di Indonesia, kopi merupakan salah

satu komoditas ekspor utama Indonesia dari sektor perkebunan. Pada tahun 2013,

total ekspor dari komoditas perkebunan di Indonesia mencapai mencapai 27,6

milyard US$ (BPS, 2014). Dari angka tersebut, kelapa sawit memiliki konstribusi

sebesar 17,6 milyard US$ dan karet memiliki kontribusi sebesar 6,9 milyard US$.

Komoditas kopi berhasil menghasilkan devisa negara mencapai sekitar 1,1


17

milyard US$ pada tahun tersebut, sehingga menempatkan kopi sebagai komoditas

penyumbang devisa terbesar ketiga setelah kelapa sawit dan karet (BPS, 2014).

Gambar 2.4 Nilai rata - rata produksi kopi di dunia pada tahun 2009 - 2013

(FAO, 2015).

2.2.2 Permasalahan Budidaya Kopi di Indonesia

Sebagai negara dengan lahan kopi terluas kedua di dunia, Indonesia hanya

mampu menempati urutan ketiga terbesar di dunia sebagai negara penghasil kopi

dunia. Hal tersebut terjadi karena produktivitas perkebunan kopi di Indonesia

tergolong rendah. Pada tahun 2013, total produksi biji kopi yang mampu

dihasilkan oleh setiap hektar lahan per tahunnya hanya berkisar 500 kg biji.

Angka tersebut masih jauh di bawah negara - negara penghasil kopi utama lainnya

seperti Malaysia, Vietnam, Siera Leone, ataupun China yang mampu

menghasilkan biji kopi sekitar 2,4 ton biji kopi untuk setiap hektar lahan setiap

tahunnya. Hal tersebut menempatkan Indonesia di urutan ke-38 dari 78 negara

penghasil kopi di dunia (Gambar 2.5; FAO, 2015).

0

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

3000000

Brazil Vietnam Indonesia Colombia

Pro

du

ksi (

ton

)

Negara


18

Gambar 2.5 Produktivitas perkebunan kopi Indonesia dibandingkan dengan

empat negara dengan produktivitas kopi tertinggi di dunia (FAO,

2015).

Ada beberapa faktor yang diduga menjadi penyebab rendahnya

produktivitas lahan kopi di Indonesia, seperti teknik budidaya yang masih

sederhana, mayoritas perkebunan berusia tua, maupun penggunaan bibit unggul

yang masih rendah. Teknik budidaya kopi seperti penanaman, pemupukan,

pemangkasan dan pengendalian hama penyakit yang dilakukan oleh para petani

kopi masih secara tradisional, selain itu cara pengelolahan budidaya dan

penanganan pasca panen yang kuranag memadai (Arnawa et al., 2010).

Penanaman kopi mayoritas perkebunan kopi di Indonesia telah melebihi usia

produktif, yaitu sekitar 30 tahun, dengan usia produktif kopi rata-rata sekitar 5 -

20 tahun (Viva, 2013). Mayoritas perkebunan kopi di Indonesia juga

menggunakan bibit yang kurang unggul (Santoso & Raharjo, 2011). Oleh karena

itu peremajaan perkebunan kopi dengan menggunakan bibit yang unggul menjadi

prioritas utama perkebunan kopi di Indoensia.

0,

1000,

2000,

3000,

4000,

2009 2010 2011 2012 2013

Pro

du

kti

vit

as k

op

i (K

g

bij

i/ H

a l

ah

an

)

Tahun

Sierra Leone

China

Vietnam

Indonesia

Malaysia


19

2.2.3 Pembibitan Kopi di Indonesia

Pada umumnya petani di Indonesia membudidayakan tanaman kopi

dengan menggunakan bibit yang berasal dari biji atau secara generatif (Gambar

2.6; Ibrahim et al., 2013). Biji kopi yang akan dijadikan benih dipilih, dari

tanaman unggul dengan produktivitas tinggi. Biji kopi dikecambahkan selama 30

- 40 hari, kemudian dipelihara selama 8 bulan untuk menghasilkan benih kopi

yang siap tanam (Prastowo et al., 2010). Teknik ini mudah dilakukan oleh para

petani dan tidak membutuhkan biaya yang besar serta bibit dapat diproduksi

secara masal (Prastowo et al., 2010). Namun demikian, bibit yang dihasilkan tidak

memiliki kualitas yang unggul seperti induknya. Kopi robusta dikenal sebagai

jenis kopi yang melakukan penyerbukan silang (Santoso & Raharjo, 2011). Salah

satu dampak penyerbukan silang adalah memunculkan alel-alel resesif yang

memungkinkan adanya sifat-sifat yang kurang baik dari salah satu pohon muncul

pada keturunannya sehingga pada biji-biji yang dihasilkan dari pohon indukan

yang unggul belum tentu menghasilkan keturunan yang unggul pula apabila

digunakan sebagai benih (Sunarti et al., 2012).


20

Gambar 2.6 Pembibitan tanaman kopi secara generatif (Hulupi dan martini,

2013).

Salah satu alternatif yang dapat digunakan untuk menghasilkan bibit yang

unggul seperti tanaman induknya adalah dengan melakukan pembibitan secara

vegetatif, melalui stek, okulasi dan sambung pucuk (Oktavia et al., 2003).

Perbanyakan kopi melalui stek (Gambar 2.7.A) dapat dilakukan dengan cara

memotong dua atau tiga ruas cabang yang memiliki 2 - 4 daun dari pucuk,

kemudian di tanam pada medium tanam. Hasil stek akan terlihat setelah umur 20

hari dan bibit stek tersebut siap ditanam ke lapang setelah berumur sekitar 7 bulan

(Prastowo et al., 2010). Teknik ini mampu menghasilkan bibit yang memiliki sifat

genetik yang sama dengan induknya, mudah dilakukan, dan lebih cepat

menghasilkan bibit. Namun, teknik ini tidak dapat menghasilkan bibit dalam skala

besar karena terbatasnya jumlah cabang yang dapat digunakan sebagai bibit.


21

Selain itu, teknik ini juga dapat merusak tanaman induknya, maupun bibit yang

dihasilkan akan memiliki akar serabut sehingga mudah roboh (Prastowo et al.,

2010).

Pembibitan kopi secara vegetatif yang mampu menghasilkan tanaman

dengan akar tunggang adalah dengan menggunakan teknik okulasi (Gambar

2.7.B). Teknik ini dilakukan dengan cara menempelkan mata tunas yang diambil

dari pohon kopi unggul pada batang bawah yang diperoleh dari pembibitan

melalui biji. Kemudian, bibit hsil okulasi dipelihara lebih lanjut sekitar sekitar 15

bulan sebelum bibit siap ditanam di lahan (Prastowo et al., 2010). Namun

demikian, teknik tersebut masih memiliki keberhasilan yang relatif rendah , yaitu

sekitar 11 % (Prastowo et al., 2010; Basri, 2009). Di samping itu, teknik tersebut

masih menyebabkan kerusakan pada tanaman induknya.

Teknik pembibitan kopi lainnya melalui sambung pucuk (Gambar 2.7.C).

Memiliki teknik yang mirip seperti okulasi namun yang ditempelkan merupakan

cabang yang masih muda yang diambil dari pohon induk unggul. Bibit dapat

ditanam pada lahan setelah berumur 6 - 8 bulan (Prastowo et al., 2010). Seperti

halnya okulasi, teknik ini mampu menghasilkan bibit dengan kualitas yang sama

dengan induknya (Prastowo et al., 2010), namun, Teknik sambung pucuk belum

mampu menghasilkan bibit secara masal serta dapat merusak tanaman induk yang

digunakan sebagai sumber batang atas (Oktavia et al., 2003).


22


23

induksi kalus embriogenik dilakukan dengan cara menanam eksplan pada medium

tanam yang mengandung auksin dengan konsentrasi tinggi atau dengan

menggunakan auksin serta sitokinin secara bersamaan (Gambar 2.8.A Ibrahim et

al., 2013). Tahap induksi kalus pada umunya dilakukan selama 4 minggu

(Sumaryono, 2014 ) dengan tingkat keberhasilan yang masih tinggi sekitar 100 %

(Murni, 2010).

Tahap selanjutnya yaitu tahap induksi embrio. Tahap induksi embrio

dilakukan dengan cara kalus embriogenik ditanam pada medium induksi yang

mengandung auksin dengan konsentrasi rendah yang dikombinasikan dengan

sitokinin dengan konsentrasi tinggi sehingga terinduksi pembentukan embrio

somatik (Purnamaningsih, 2002). Perkembangan embrio somatik dapat melalui

beberapa tahap, yaitu embrio globular (Gambar 2.8.C), embrio tahap hati

(Gambar 2.8.D), embrio tahap torpedo (Gambar 2.8.E), embrio tahap pra

kotiledon(Gambar 2.8.F), dan embrio tahap kotiledon (Gambar 2.8G)

(Purnamaningsih, 2002). Pada tahap ini waktu yang dibutuhkan sekitar 8 bulan

(Ibrahim, 2013) dengan tingknat keberhasilan yang masih tinggi sekitar 100 %

(Riyadi & Tirtoboma, 2004)

Setelah terbentuk embrio pada fase kotiledon, maka dilanjutnya pada tahap

perkecambahan (Gambar 2.8.H-I) yaitu tahapan embrio somatik membentuk

tunas dan akar. Pada tahap ini, embrio dikecambahkan pada media

perkecambahan dengan penambahan ZPT dengan konsentrasi yang sangat rendah

bahkan tidak ditambahkan ZPT (Purnamaningsih, 2002). Pada tahap ini, waktu

yang dibutuhkan untuk menumbuhkan kecambah sekitar 3 bulan dengan tingkat


24

keberhasilan masih cukup tinggi sekitar 90 % (Arimarsetiowati & Ardiyani,

2012).

Tahapan terakhir dari pembibitan kopi melalui embriogenesis somatik

adalah aklimatisasi (Gambar 2.8. J-K). Aklimatisasi merupakan tahapan yang

menentukan berhasil tidaknya teknik embriogenesis somatik yang digunakan

dalam produksi bibit suatu tumbuhan (Purnamaningsih, 2002). Teknik ini perlu

dilakukan secara hati - hati karena pemindahan bibit dilakukan dari kondisi antara

in vitro ke kondisi ex vitro dengan penurunan kelembaban dan peningkatan

intensitas cahaya (Purnamaningsih, 2002; Sandra, 2012). Pada tahap ini, waktu

sekitar 3 bulan (Yenitasari, 2015) dengan tingkat keberhasilannya sekitar 78 %

dengan (Priyono dan Zaenudin, 2002).

Gambar 2.8 Tahap embriogenesis somatik; Induksi kalus embrioneik ( A-B),

Induksi embrio globular (C), embrio tahap hati (D), embrio tahap

torpedo (E), pra kotiledon (F), embrio tahap kotiledon (G),

perkecambahan (H-I) dan tanaman kopi yang siap di aklimatisasi

(J), tahap aklimatisasi (Gatica et al., 2008).


25

Namun demikian, tahapan produksi bibit kopi melalui teknik embriogenesis

somatik masih memiliki banyak kendala seperti lamanya waktu yang dibutuhkan

untuk memelihara kultur dalam kondisi in vitro. Sampai saat ini, produksi bibit

kopi melalui teknik embriogenesis somatik memerlukan waktu sekitar 12 bulan

untuk kondisi in vitro yang terdiri atas pada induksi kalus selama 1 bulan

(Sumaryono, 2014), induksi embrio somatik selama 8 bulan (Ibrahim et al.,

2013), dan perkecambahan selama 3 bulan (Murni, 2010). Disamping itu bibit

yang dihasilkan masih membutuhkan tahapan aklimatisasi selama 3 bulan

sebelum siap dibesarkan di screen house (Santoso et al, 2014). Dengan

panjangnya waktu yang dibutuhkan untuk kondisi in vitro tersebut mengakibatkan

resiko kegagalan produksi cukup tinggi sebagai akibat adanya kontaminasi bakteri

dan jamur, tingginya medium yang digunakan, konsumsi listrik maupun tenaga

kerja yang banyak (Ahloowalia & Savangikar, 2002). Oleh karena itu perlu

inovasi teknik embriogenesis somatik untuk mempersingkat lamanya waktu oleh

embrio kopi dalam kondisi in vitro.

2.4 Aklimatisasi Embrio Somatik Secara Langsung (Direct Sowing)

Salah satu alternatif yang dapat digunakan untuk mempersingkat waktu

kultur secara in vitro adalah dengan menggunakan teknik direct sowing. Teknik

direct sowing adalah teknik yang menggabungkan tahapan perkecambahan embrio

sekaligus bersamaan dengan tahapan aklimatisasi bibit terhadap kondisi eksternal

(Kubota, 2002). Embrio somatik dikecambahkan secara langsung pada kondisi ex

vitro sekaligus dilakukan aklimatisasi. Manfaat teknik direct sowing untuk


26

produksi bibit kopi adalah mempersingkat waktu kultur sehingga mampu

menghemat tenaga, biaya serta memperkecil resiko kontaminasi (Priyono &

Zaenudin, 2012).

Beberapa tanaman telah berhasil diperbanyak dengan mengaplikaasikan

teknik tersebut seperti tanaman Medicago sativa L (Fujii et al., 1989), Magnolia

pyramidata (Merkle et al., 1994) dan Theobroma cacao L. (Niemenak et al.,

2008). Pada tanaman M. sativa embrio somatik berhasil dikecambahkan sekaligus

diaklimatisasikan dengan menggunakan teknik direct sowing. Tingkat

keberhasilan teknik direct sowing pada embrio somatik tanaman tersebut

mencapai 60 % dan mampu mempersingkat waktu kultur in vitro sekitar 6 minggu

(Fuji et al., 1989). Hal yang sama juga dilaporkan pada tanaman M. pyramidata

dengan tingkat keberhasilan mencapai sekitar 40 % dan mampu mempersingkat

waktu kultur in vitro sekitar 5 minggu (Merkle et al., 1994).

Pada T.cacao L, teknik direct sowing juga berhasil digunakan untuk

mempersingkat waktu kultur in vitro sekitar 8 minggu, namun demikian teknik

tersebut hanya memiliki tingkat keberhasilan rendah 10 % (Niemenak et al.,

2008)

Pada tanaman kopi arabika, teknik direct sowing juga telah dicobakan untuk

meningkatkan produksi bibit kopi unggul secara masal. Embrio somatik yang

berumur 4 bulan diaklimatisasikan pada medium campuran tanah : pasir : bubur

batang (plup) kopi dengan perbandingan 2 : 1 : 1 kemudian di pelihara selama 2

bulan. Teknik tersebut berhasil digunakan untuk produksi bibit kopi arabika

dengan tingkat keberhasilan mencapai 80 %. Teknik tersebut juga mampu


27

mempersingkat lama kultur 13 % lebih cepat dibandingkan dengan teknik

embriogenesis somatik secara konvesional (Etienne-Barry et al., 1999).

Pada tanaman kopi robusta, teknik direct sowing juga telah dicobakan,

namun dengan tingkat keberhasilan yang lebih rendah, yaitu sekitar 50 %

(Yenitasari, 2015). Salah satu faktor yang menyebabkan rendahnya keberhasilan

teknik embrio somatik selama proses aklimatiasai adalah derajat keasaman (pH)

substrat tanam

2.5 Derajat Keasaman Substrat Tanam

2.5.1 Pengertian dan Fungsi Derajat Keasaman pada Tumbuhan

Derajat Keasaman (pH) merupakan tingkat keasaman atau kebasaan yang

dimiliki suatu larutan. Tingkat keasaman ditunjukan sebagai konsentrasi ion H+

pada suatu larutan berpelarut air. Nilai pH berjarak antara 0 (sangat asam) sampai

14 (sangat basa) dan titik netralnya pada pH 7 (Fitriani, 2001). Bila nilai pH suatu

larutan bernilai kurang dari 7 maka larutan disebut bersifat asam dan apabila nilai

pH lebih besar dari 7 maka larutan tersebut basa.

Derajat keasaman (pH) memiliki peranan penting pada proses

pertumbuhan suatu tanaman. Hal tersebut dikarenakan pH berperan penting dalam

keberadaan mikroorganisme tanah, ketersediaan nutrisi makro dan mikro maupun

daya serap tanaman terhadap nutrisi (Widiastoety et al., 2005 & Salisbury &

Ross, 1992).

Keberadaan mikroorganisme pada substrat tanam dipengaruhi oleh pH

substrat tersebut. Pada umumnya, pH optimum untuk pertumbuhan

mikroorganisme bervariasi di sekitar 6,8 – 7,8 (Khaerunnisa & Rahmawati, 2013),


28

namun setiap organisme membutuhkan nilai pH tertentu. Jamur dapat tumbuh

secara optimum pada pH sekitar 4 – 6 (Budiman et al., 2009), sedangkan bakteri

membutuhkan pH sekitar 6 – 8 (Khaerunnisa & Rahmawati, 2013), dan algae

membutuhkan pH berkisar 7 – 9 (Isnadina & Hermana, 2013).

Ketersediaan nutrisi pada substrat tanam juga dipengaruhi oleh pH substrat

tanam. Pada umumnya, ketersediaan nutrisi yang optimum terjadi pada kisaran

5,2 – 6,5 (Soemarno, 2010). Secara umum ketersediaan nutrisi pada suatu substrat

tanam sangat dipengaruhi oleh pH substrat tersebut (Gambar 2.9). Sebagai

contoh ketersediaan unsur fosfat yang optimum berada pada kisaran pH 4,5 – 7,6.

Pada pH rendah (< 4,5), fosfat akan bereaksi dengan ion besi dan alumunium

membentuk besi fosfat atau alumunium fosfat yang sukar larut dalam air,

sedangkan pada pH tinggi, fosfat akan bereaksi dengan ion kalium membentuk

kalium fosfat yang juga sukar larut dalam air sehingga senyawa tersebut tidak

dapat diserap oleh tanaman (Matson, 2010).


29

Gambar 2.9. Keberadaan unsur nutrisi tumbuhan sangat dipengaruhi oleh pH

substrat tanam (Taiz & Zeiger, 2002, p.77).

Daya serap tumbuhan terhadap nutrisi yang tersedia pada substrat tanaman

juga dipengaruhi oleh pH substrat tersebut. Nilai pH yang tepat agar daya serap

tumbuhan terhadap nutrisi optimum sangat tergantung kepada jenis tumbuhan

maupun jenis nutrisi yang akan diserap. Pada anggrek, pH optimum untuk

penyerapan nutrisi terjadi pada kisaran pH 5,0 – 5,5 (Widiastoety et al., 2005),

sedangkan pada kedelai, pH optimum untuk penyerapan nutrisi adalah berkisar 6 -

6,8 (Sofia, 2007).

Pada umumnya, pH optimun yang dibutuhkan agar tumbuhan dapat

menyerap nutrisi secara optimum berada pada kisaran 5,0 – 7,0. Namun demikian,

pH optimum untuk setiap nutisi yang diserap oleh tanaman bervariasi tergantung

jenis nutrisi. Ion fosfat diserap oleh tumbuhan secara optimum pada pH di bawah

7. Pada pH tersebut, fosfat berada dalam bentuk anion bervalensi satu (H2PO4-),


30

sedangkan pada pH di atas 7 ion fosfat berada dalam bentuk anion valensi dua

(HPO42-

, Gambar 2.9 ; Salisbury & Ross, 1992). Hal yang sama juga terjadi pada

penyerapan nitrogen dalam bentuk anion (NO3-) paling optimum pada pH asam,

sedangkan penyerapan nitrogen dalam bentuk kation (NH4+) paling optimum pada

pH basa (George & de Klerk, 2008). Hal sebaliknya terjadi pada penyerapan ion

Cl- yang optimum pada pH di atas 7 (Schubert et al., 1990).

Gambar 2.10 Grafik penyerapan fosfat terhadap nutrisi pada substrat tanam yang

berpengaruh terhadap derajat keasaman (pH).

2.5.2 Fungsi Derajat Keasaman (pH) Substrat Tanam dalam Aklimatisasi

Bibit Hasil Kultur Jaringan

Pada kultur jaringan, pH suatu substrat tanam menunjukkan pengaruh

yang signifikan terhadap keberhasilan aklimatisasi suatu tanaman. Perveen et al.

(2013) melaporkan bahwa pH medium berpengaruh secara nyata terhadap

regenerasi dan aklimatisasi Euphorbia cotinifolia L. pH 5,8 memberikan

persentase regenerasi paling tinggi (90 %) dibandingkan pH 5,0 (50 %) ataupun


31

pH 6,6 (45%). pH 5,8 juga dilaporkan menjadi nilai pH paling optimum untuk

regenerasi dan aklimatisasi Polyscias balfauriana dibandingkan dengan pH 5,0

ataupun 6,6 (Ilyas et al., 2013). Hal yang sedikit berbeda dilaporkan pada tanaman

Hygrophila polysperma (Roxb.) T. Anderson yang menunjukkan bahwa

perlakuan pH yang bervariasi dari 4,0 sampai 10,0 tidak berpengaruh secara nyata

terhadap keberhasilan aklimatisasi karena seluruh plantlet berhasil

diaklimatisasikan. Namun demikian, pH berpengaruh secara nyata tinggi tanaman

dan jumlah internodus sesudah aklimatisasi dengan pH optimum sebesar 7,0

(Karatas et al., 2013).

Kemampuan pH berpengaruh erat terhadap keberhasilan aklimatisasi

tumbuhan hasil kultur jaringan diduga disamping berkaitan erat dengan

ketersediaan nutrisi bagi tumbuhan maupun penyerapan nutrisi bagi tumbuhan

juga berhubungan dengan peran pH terhadap aktivitas auksin dalam menginduksi

pembentukan akar (George & de Klerk, 2008). pH substrat yang bersifat asam

sangat dibutuhkan oleh tanaman dalam proses induksi akar pada tanaman

Nicotiana tabacum (Thorpe et al., 2008).


bab ii tinjauan pustaka - repository.ump.ac.idrepository.ump.ac.id/7297/3/yongky abdurrahman bab...

Documents