ii pertumbuhan & perkembangan · mutasi ☺pembelahan sel di apeks, memungkinkan terjadi...
TRANSCRIPT
PERTUMBUHAN & PERKEMBANGAN POHON BUAH-BUAHAN
PROF. DR IR H. ROEDHY POERWANTO, MSC
PROGRAM STUDI HORTIKULTURAJURUSAN BUDIDAYA PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIANINSTITUT PERTANIAN BOGOR
Ontogeni Batang
☺ Mengapa batang memanjang ?Meristem apikal: pembelahan selMeristem sub-apikal: pembesaran ukuran sel
☺ Perkembangan:Protoderm epidermisGround meristem korteksProkambium kambium vaskuler
☺ Filotaksi:Berseling: satu daun tiap bukuBerhadapan: dua daun berlawanan arahBerkarang: tiap buku berdaun tiga atau lebih
Klasifikasi Kuncup
☺Aktivitas:Aktif:∗ Memanjang menjadi trubus terminal∗ Tumbuh menjadi cabang lateral pendek/spur∗ Tumbuh menjadi bunga atau malai
Dorman☺Fungsi
VegetatifReproduktifVegetatif & reproduktif
☺Posisi:TerminalLateralAdventif
Spur Apel
Trubus Manggis
Ritme Pertumbuhan Tanaman
Dormansi
☺ Berhentinya sementara pertumbuhan yang nampak dari organ yang mengandung meristem
☺ Dibedakan atas:Endodormansi / rest:
Dikontrol/disebabkan/respon pada jaringan yang mengalami dormansiParadormansi / corelative inhibition:
Dikontrol/disebabkan/respon pada jaringan di luar yang mengalami dormansiEkodormansi / dormansi:
Lingkungan tidak sesuai untuk pertumbuhan
Penyimpan Karbohidrat
Apikal Dominan
☺ Penghambatan korelatif, contohnya:Dominasi apikalSisik mata tunas yang mengandung ABA menyebabkan dorman; dormansi hilang dengan hujanDasar petiol anggur menekan kuncupEndokarp yang tebalIntergumen biji yang impermiabel
☺ Dominasi apikal menghambat tunas lateral☺ Adanya konsentrasi auksin supra optimal pada mata tunas
lateral (berasal dari mata tunas apikal)☺ Diatasi dengan:
PangkasGirdlingAplikasi TIBA (triiodobenzoic acid)Defoliasi anggur & apel di Indonesia
Mutasi
☺ Pembelahan sel di apeks, memungkinkan terjadi kromosom tidak terbagi sempurna, sehingga anak sel hasil mitosis tidak identik
☺ Bila terjadi di epidermis atau korteks tidak kelihatan☺ Bila terjadi di sel apikal dari mata tunas dan menghasilkan
tunas atau buah yang berbeda dengan tetuanya bud sports
☺ Bila ekpresi dari mutan & non mutan terjadi organ yang sama varigata kimera:
MeriklinalSektoralperiklinal
Mutasi
☺ Mutasi biasanya tidak diturunkan dengan hibridisasi,☺ Tetapi bila mutasi terjadi pada ovule, anther, maka sel telur &
polen dapat menurunkan karakter yang termutasi
Ontogeni & Morfologi Daun
Fungsi Daun
☺Fotosintesis☺Transpirasi☺Biosintesis asam amino, protein, florigen,
pigmen, hormon, ☺Penyimpan karbohidrat dan nutrisi☺Fotosensor pada sistem fitokrome
Fotosintesis
☺Fotosintesis∗ Morfologi daun sesuai∗ Aparatus biosintesis∗ Banyaknya klorofil dan pigmen lain
☺Buah, batang, dll juga mempunyai klorofil, stomata & lentisel, tetapi tidak beradaptasi untuk pertukaran CO2 & O2 secara cepat
Net Fotosintesis
NAR
Photosintesis & Transpirasi
☺Fotosintesis (Pn) = nmol CO2/m2 daun/detik☺Stomatal conductance (g)☺Transpiration rate (T)= mmol air / m2 daun/detik☺Water Use Eficiency (WUE)☺WUE = dPn/dT
Stomata terbuka 15 menit setelah matahari terbit,
Pn pada 08.00 mendekati puncak, dan menjelang tengah hari mencapai puncak, berkurang setelah siang
Yang mempengaruhi fotosintesis
☺Umur daun☺Klorofil & nitrogen☺Adanya buah☺Kualitas cahaya☺ Intensitas cahaya☺Potensial air tanah & tanaman☺Angin☺Genangan☺Suhu ☺Kelembaban udara
Fotosintesis Jeruk
Fotosintesis Manggis
Source-Sink
☺Source: organ yang mensintesis dan mengekspor zat
Karbohidrat: daun, phloem, (buah muda, batang hijau)hormon: pucuk, akar, biji
☺Sink: organ yang mengimport dan menggunakan/ menyimpan suatu zat
Karbohidrat: biji, daging buah, akar, pucuk yang tumbuh
☺Hasil fotosintesis diekspor dari source ke sink☺Urutan kekuatan sink untuk hasil fotosintesis:
Biji > daging buah = pucuk daun muda > kambium > akar > organ penyimpan lain
☺ 14C partitioning pada aple:dari daun pada spur yang berbuah: ke buahdaun pada ranting tidak berbuah: ke buah pada spur terdekatpada cabang yang tumbuh daun baru ke daun muda
☺ Pada anggur:dari daun mekar penuh ke 12 - 15 dikirim ke pucuk yang sedang tumbuhdaun basal untuk mengisi kluster buahSisanya dikirim ke akar
Kemampuan relatif dari organ untuk menarik fotosintat tergantung pada: ukuran & stadia pertumbuhan
kedua faktor & jarak menentukan laju aliran fotosintatjarak & laju menentukan gradient source:sink
☺Bobot Kering pohon apel & anggur yang berbuah < tidak berbuah
☺Tetapi, total komulatif BK (termasuk buah & daun) lebih banyak
☺Daun tanaman berbuah memfiksasi karbon lebih banyak (pada apel bisa mencapai 1.5 x)
☺Jika:sink makin kuatgradien antara source-sink meningkat
source distimulasi untuk lebih produktif
Kompetisi tiga arah
☺ Pada buah batu (stone fruit) saat buah masih muda:cadangan pati pada ploempucuk yang sedang tumbuhbuah dan biji
☺ Menjelang buah panen, aliran KH ke buah:hasil langsung fotosintesis saat itucadangan dari xyllem & phloem
☺ Pada French prune:buah yang lebat akan mengurangi aliran fotosintat ke akar, sehingga mengurangi serapan unsur hara (terutama K)
☺ Cabang yang berbuah & muncul infloresence baru:aliran fotosintat ke infloresence < d/p cabang tidak berbuahlebih banyak fotosintat mengalir ke embryo yang sedang tumbuh
Produktivitas Tanaman
☺Produktivitas suatu tanaman:Kemampuan fotosintesispengalokasian sebagian besar hasil fotosintesis ke organ yang bernilai ekonomi
☺Harvest Index (HI): untuk tanaman monokarpikHI = organ bernilai ekonomi/produksi biomas x 100%Pada serealia > 60%
☺Harvest Increment (H Inc): untuk tanaman polikarpik:H Inc = organ bernilai ekonomi (buah)/tambahan produksi biomas dalam satu satuan waktu x 100%Buah yang masak > 60%
☺Nampak bahwa biji dan buah adalah sink utama
Hasil fotosintesis untuk buah
☺Luas daun/jumlah buah (Nisbah D/B)Thinning∗ jeruk keprok dan siem:
♪ 1 daun mendukung 4 g buah♪ bobot buah waktu panen : 100 g/buah♪ 1 buah memerlukan 100/4 = 25 lembar daun
∗ Pada apel digunakan: ♪ DNOC sebelum bunga mekar♪ NAA, carbaryl sesudah bunga mekar
Pruning:∗ pruning pucuk/daun muda (pinching):
♪ merubah alokasi hasil fotosintesis ke buah♪ memperbaiki kondisi cahaya pada daun: fotosintesis
meningkat♪ warna buah lebih baik♪ kualitas buah meningkat
Hasil fotosintesis untuk buah
☺Aktivitas daun:cahaya * airsuhu * aktivitas sinkunsur hara * ada tidaknya buah
☺Nisbah Luas daun/kekuatan sink:rootstock * ringingaktivitas sink * ZPT
Saat tanaman berbuah translokasi hasil fotosintesis ke akar berkurang:
pertumbuhan akar terhambatabsorbsi nutrient berkurang:∗ K pada prune & Pecan∗ Mg pada jeruk
Hubungan pertumbuhan vegetatif & reproduktif
☺Tumbuhan: kumpulan sink-sink yang saling bersaing
☺Persaingan sink:Hambatan pertumbuhan vegetatif oleh buahHambatan pertumbuhan generatif oleh trubusPengaruh buah terhadap pembungaanKompetisi antar buah
Akar:•sink yang lemah•pengaruh adanya buah (pesaing) besar•pertumbuhan akar menurun pesat oleh buah•difisiensi unsur hara
☺Pengaruh beban vegetatif pada pertumbuhan reproduktif
Tidak selalu reproduktif dominanPada tomat (Kinet, 1977):∗ Intensitas Cahaya turun: aborsi, karena hasil fotosintesis
berkurang dan digunakan untuk pertumbuhan apeks.∗ Apabila dilakukan:
♪ pembatasan akar♪ pemetikan daun muda persaingan berkurang, ♪ tambahan suplai CO2 aborsi berkurang♪ tamabahn cahaya
Phloem loading
☺ transportasi jarak pendek antar sel daun menuju ke jaringan vaskuler lebih banyak melalui apoplas d/p simplas
☺ transportasi sukrose mencapai apoplas karena gradien konsentrasi
☺ pada apoplas dekat vena minor konsentrasi sukrosa tinggi ( 20 mM pada gula beet, dan 7 mM pada jagung)
☺ sedangkan transportasi memasuki pembuluh tapis adalah transport aktif, karena melawan gradien konsentrasi (pada phloem sap konsentrasi sukrosa mencapai 100-200 mM)
☺ phloem loading dari asimilat terjadi pada vena minor
Peran K transportasi sukrosa
☺K+ tidak esensial dalam phloem loading, tetapi dapat meningkatkan phloem loading & transportasi sukrosa:
mengaktifkan ATPasemeningkatkan konsentrasi sukrosa pada apoplas:∗ K+ dan Na+ meningkatkan sukrosa efflux dari sel daun ke
apoplasmeningkatkan aktivitas sukrose-P-sinthase
☺Kalium dapat meningkatkan laju transportasi sukrosa dalam phloem sampai 2 x, karena:
Meningkatkan sintesis sukrosameningkatkan laju pelepasan sukrosa ke apoplasmeningkatkan phloem loadingmeningkatkan tekanan osmotik pada pembuluh tapis sehingga meningkatkan laju aliran masa
Pendewasaan Daun
☺ Perubahan aktivitas enzim:acid invertase menurunsukrose-P-sinthase meningkat (pada daun muda enzim ini tidak ada)Pada Apel alkohol sorbitol adalah gula yang dominan:∗ aldose-6-P-reduktase tiddak ada pada daun muda & meningkat
tajam saat daun dewasa
☺ Saat laju impor sukrosa pada daun muda tinggi, impor:KaliumFosfor juga tinggiAsam amino
☺ Ketika daun menjadi dewasa:Eksport solute selain sukrosa (nutrisi mineral & asam amino) juga meningkatTerjadi keseimbangan impor-ekspor hara yang mobil
Senesen Daun
☺ Pada daun:Laju fotosintesis & ekspor gula menurunPermeabilitas membran meningkatKompartementasi terpengaruh:∗ enzim proteolotik (acid protease) lepas ke sitoplasma:
pemecahan protein & kloroplas
☺ Pada phloem sap:gula menurunsenyawa N dengan BM rendah & nutrisi yang mobil meningkat
☺ Untuk menginduksi senesen dengan menempatkan daun dalam gelap
☺ Senesen dapat dihambat dengan penyemprotan kinetin☺ Strategi parasit dan jamur menjaga agar daun tetap hijau
dengan senyawa seperti sitokinin
Morfologi Akar
☺ Perbedaan dengan batangMempunyai tudung akarMempunyai pithMempunyai endodermisMempunyai perisikle
☺ Ujung akar:Daerah pembelahan selDaerah pemanjangan selDaerah deferensiasi dan pendewasaan sel∗ Aktivitas meristematik pada perisikel akar lateral
☺ Rambut akar☺ Akar stek: berasal dari aktivitas meristematik pada kambium lateral
batang
Ujung Akar
Morfologi Bunga
Bakal Buah
Anther & Polen
Hypoginous & Perigenous
Hypoginous atau bunga seperior: bagian perianth bunga tidak bersatu dan masing-masing muncul dari reseptakel dibawah putik disebut
Hypanthium/torus/tabungbunga: bagian basal itu berupa kelopak, mahkota dan benang sari bersatu
Perigynous: hypanthium muncul sebagai tabung bunga; tempat melekatnya bagian bunga sejajar dan mengelilingi putik
Epigenous
Epigynous: bagian bunga muncul di atas ovari. Suatu bunga epigynous mempunyai sebuah ovari yang inferior.
Semi epigenous
Perkembangan ovari bunga setelah terjadi feritilisasi
Botanikus Hortikulturis
Sesuatu yang dimakan segar
Sesuatu yang berkembang dari ovari dan/atau jaringan lunak dapat dimakan yang terkait dengannya
Buah
Bagian Buah
•Epikarp atau Eksokarp
•Mesokarp
•Endokarp
Buah Tunggal
Buah Ganda
Buah Majemuk
Type Buah Berdaging
☺ Buni (Berry): pepaya, belimbing, sawo manila, kurmaRambutan, duku, manggis termasuk buni tetapi mesocarpnya menjadi kulit buah, sedangkan daging buah adalah arilus
☺ Pepo (mentimun): seperti buni tetapi di ruangan buah selain berisi biji juag terdapat bagian kosong: mentimun, semangka, melon, waluh, markisa
☺ Hysperdium (jeruk)☺ Pome: apel, persik☺ Buah batu (drupe): mangga, kelapa, nyamplung☺ Delima: seperti buni tetapi bagian endokarap licin, dan yang
dimakan adalah arilus☺ Ganda: srikaya (buni), rubus (batu)☺ Majemuk: nenas (buni), pandan (batu), nangka, fig