BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Kajian Tanaman Tomat (Lycopersicum esculentum Mill.) 1. Morfologi Tanaman Tomat Klasifikasi Tanaman Tomat adalah sebagai berikut: Kingdom : Plantae Divisi : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledoneae Ordo : Tubiflorae Famili : Solanaceae Genus : Lycopersicum Species : Lycopersicum esculentum Mill. (Bernardinus T. W.W, 2002) Tanaman tomat memiliki akar tunggang, akar cabang, serta akar serabut yang berwarna keputih-putihan. Perakaran tanaman tidak terlalu dalam, menyebar kesemua arah hingga kedalaman rata-rata 30-40 cm. Akar tanaman tomat berfungsi untuk menopang berdirinya tanaman serta menyerap air dan unsur hara dari dalam tanah (Pitojo, 2005). Batang tanaman tomat bentuknya bulat dan membengkak pada buku-buku. Bagian yang masih muda berambut biasa dan ada yang berkelenjar. Batang tanaman tomat mudah patah, sehingga harus dibantu dengan beberapa tegakan atau tali. Selain itu batangnya juga bercabang
8
banyak sehingga secara keseluruhan berbentuk perdu (Rismunandar, 2001) Daun tanaman tomat berwarna hijau dan berbulu mempunyai panjang sekitar 20-30 cm dan lebar 15-20 cm. Daun tomat ini tumbuh didekat ujung dahan atau cabang. Sementara itu, tangkai daunnya berbentuk bulat memanjang sekitar 7-10 cm dan ketebalan 0,3-0,5 cm (Bernardinus T. W.W, 2002: 7). Bunga tanaman tomat berwarna kuning dan tersusun berdompol dengan jumlah 5-10 bunga per dompolan atau tergantung dari varietasnya. Kuntum bunganya terdiri dari lima helai daun kelopak dan lima helai mahkota (Wiryanta, 2004) Buah tomat berbentuk bulat, bulat lonjong, bulat pipih, atau oval. Buah tomat yang masih muda berwarna hijau muda sampai hijau tua. Buah yang sudah tua berwarna merah cerah atau gelap, merah kekuningan, atau merah kehitaman. Selain warna-warna di atas ada juga buah tomat yang berwarna kuning (Bernardinus T. W.W, 2002: 7). Biji tomat berbentuk pipih, berbulu, dan berwarna putih kekuningan dan coklat muda. Panjangnya 3-5 mm dan lebarnya 2-4 mm. Biji saling melekat, diselimuti daging buah dan tersusun berkelompok dengan dibatasi daging buah. Jumlah biji setiap buah bervariasi, tegantung pada varietas dan lingkungan, maksimum 200 biji per buah (Redaksi Agromedia, 2007)
9
2. Jenis Tomat a. Tomat biasa (Lycopersicum commune) Bentuk buahnya bulat pipih, bentuknya tidak teratur. Jenis Tomat ini sangat cocok ditanam di dataran rendah. b. Tomat Apel (Lycopersicum pyriforme) Bentuk buahnya bulat, kuat, sedikit keras menyerupai buah apel. Tanaman ini sangat cocok ditanam di daerah pegunungan. c. Tomat Kentang (Lycopersicum grandifolium) Buahnya berbentuk bulat, besar, padat, menyerupai buah apel tetapi agak kecil, dan daunnya lebar-lebar. d. Tomat Keriting (Lycopersicum validum) Buahnya berbentuk agak lonjong keras seperti alpukat atau pepaya yang dikenal tipe roma. Tomat ini disebut tomat gondol, yang disenangi karena kulitnya tebal. Tomat jenis ini tahan pengangkutan jarak jauh. Daunnya rimbun keriting seperti terserang penyakit virus keriting. Daunnya berwarna hijau kelam (Herry Tugiyono, 1985: 5-6). Menurut warna buah muda, tanaman tomat dapat dibedakan menjadi seperti berikut: a. Berbuah hijau merata b. Berbuah hijau keputih-putihan merata c. Berbuah hijau tua pada pangkal dan hijau muda sampai hijau keputih-putihan pada bagian lainnya (greenshoulder)
10
Sedang buah yang telah masak, dibedakan menjadi tiga tipe seperti berikut. a. Berbuah merah tua b. Berbuah merah kekuning-kuningan sampai kuning c. Berbuah merah jambu. 3. Kandungan Zat Gizi Buah Tomat Tomat memiliki komponen gizi yang cukup lengkap dan kandungan vitamin A dan C-nya cukup tinggi. Tomat sering digunakan untuk mengatasi penyakit sariawan, gusi berdarah dan menigkatkan pertahanan tubuh. Tsang (2004) menyatakan bahwa tomat banyak mengandung likopen yang dapat mencegah kanker prostat (Elmi Kamsiati, 2006). Tabel 1. Nilai Gizi Buah Tomat Segar (per 100gram) Zat Gizi
Nilai Gizi
1. Karoten (Vit A)
1.500 S.l
2. Thiamin (Vit B3)
60 µg
3. Riboflavin (Vit B2)
-
4. Asam Askorbat (Vit C)
40 mg
5. Protein
1g
6. Karbohidrat
4,2 g
7. Lemak
0,3 g
8. Kalsium (Ca)
5 mg
9. Fosfor (P)
27 mg
10. Zat Besi (Fe)
0,5 mg
11. Bagian yg dpt dimakan (bdd)
95 %
Sumber: Direktorat Gizi Departemen kesehatan RI, 1972
11
4. Syarat Tumbuh Tanaman Tomat Tanaman tomat toleran terhadap beberapa kondisi lingkungan tumbuh. Namun tanaman ini menghendaki sinar matahari sedikitnya 6 jam lama penyinaran serta temperatur yang sejuk. Agar tumbuh optimum diperlukan suhu antara 20-25oC. Apabila suhu melebihi 26oC, di daerah tropik, hujan lebat dan mendung menyebabkan dominansi pertumbuhan vegetatif dan masalah serangan penyakit tanaman. Sedangkan pada daerah kering, suhu tinggi dan kelembapan rendah dapat menyebabkan hambatan pembungaan dan pembentukan buah. Pigmen penyebab warna merah pada kulit buah hanya dapat berkembang pada temperatur 15-30oC. Pada temperatur di atas 30oC hanya pigmen kuning saja yang terbentuk. Sedangkan bila temperatur di atas 40oC tidak terbentuk pigmen. Pemakaian mulsa dapat meningkatkan kelembapan apabila ditanam pada musim kemarau. Oleh karena itu tanaman tomat lebih banyak diusahakan di dataran tinggi (700-1.500 m diatas permukaan laut). Pada suhu tinggi (dataran rendah, produksinya rendah dan buahnya lebih pucat. Sedangkan untuk tingkat keasaman tanah, tanaman tomat tumbuh pada pH 5-6,5 atau normal cenderung ke asam (Sumeru Ashari,1995:259). 5. Cara Merawat Tanaman Tomat Menurut Bambang Cahyono (1998) agar dapat menghasilkan tomat yang baik dan maksimal diperlukan perawatan yang baik dan maksimal yaitu: a. Penanaman dapat dilakukan pada musim kemarau dan musim hujan. Apabila penanaman dilakukan pada musim kemarau pakailah mulsa
12
plastik hitam perak atau kertas alumunium. Mulsa tersebut harus sudah dipasang di bedengan sebelum bibit ditanam. Apabila tomat ditanam pada musim hujan pasanglah lebih dahulu atap plastik transparan (tembus cahaya) pada bedengan yang akan ditanami. b. Gulma yang tumbuh di areal penanaman tomat perlu disiangi agar tidak menjadi pesaing dalam mengisap unsur hara. Gulma yang terlalu banyak akan mengurangi unsur hara sehingga tanaman tomat menjadi kerdil. Gulma juga dapat menjadi sarang hama dan penyakit yang akan menyerang tanaman tomat. Pemberian mulsa plastik atau daun-daunan akan mengurangi gulma. Waktu penyiangan dapat dilakukan 3-4 kali tergantung kondisi kebun. c. Tunas yang tumbuh di ketiak daun harus segera dirempel/dipangkas agar tidak menjadi cabang. Perempalan paling lambat dilakukan 1 minggu sekali. Pada tanaman tomat yang tingginya terbatas, perempalannya harus dilakukan dengan hati-hati agar tunas terakhir tidak ikut dirempel supaya tanaman tidak terlalu pendek. d. Kebutuhan air pada budidaya tanaman tomat tidak terlalu banyak, namun tidak boleh kekurangan air. Pemberian air yang berlebihan pada areal tanaman tomat dapat menyebabkan tanaman tomat tumbuh memanjang, tidak mampu menyerap unsur-unsur hara dan mudah terserang penyakit. Kelembaban tanah yang tinggi dapat mendorong pertumbuhan dan perkembangan patogen sehingga
13
tanaman tomat dapat mati keracunan karena kandungan oksigen dalam tanah berkurang. e. Tanaman tomat yang telah mencapai ketinggian 10-15 cm harus segera diikat pada ajir. Pengikatan jangan terlalu erat yang penting tanaman tomat dapat berdiri. Pengikatan dilakukan dengan model angka 8 sehingga tidak terjadi gesekan antara batang tomat dengan ajir yang dapat menimbulkan luka. Tali pengikat, misalnya tali plastik harus dalam keadaan bersih. Setiap bertambah tinggi ± 20 cm, harus dilakukan pengikatan lagi agar batang tomat selalu berdiri tegak. f. Dalam masa panen, cara memetik buah tomat cukup dilakukan dengan memuntir buah secara hati-hati hingga tangkai buah terputus. Pemuntiran buah harus dilakukan satu per satu dan dipilih buah yang sudah matang. 6. Hama dan Penyakit Menurut Wiwin Setiawati, dkk (2001), hama yang sering menyerang tanaman tomat adalah kutu kebul (Bemisia tabaci Genn.) yang merusak sel dan jaringan daun dan lalat pengorok daun (Liriomyza huidobrensis Blanchard). Hama ini dapat diobati dengan pestisida. Penyakit yang sering menjangkiti adalah rebah kecambah, busuk daun, dan bercak kering alternaria. Jika tanaman sudah terkena penyakit, disegerakan untuk menghilangkan bagian tanaman yang terjangkit penyakit sedini mungkin agar tidak menular ke bagian atau tanaman lain.
14
B. Kajian Stomata Stomata berasal dari kata Yunani: stoma yang mempunyai arti lubang atau porus. Menurut Sutrian (2004) stomata merupakan porus atau lubang-lubang yang terdapat pada epidermis yang dibatasi dua buah guard cell. Sel yang mengelilingi stoma (jamak: stomata) dapat berbentuk sama atau berbeda dengan sel epidermis lainnya yang disebut sel tetangga (Estiti B.Hidayat., 1995). Stomata banyak sekali ragamnya. Kutikula berlilin di permukaan daun menghambat difusi, sehingga sebagian besar uap air dan gas lainnya melewati bukaan diantara sel penjaga. Beberapa ahli anatomi bersikukuh bahwa stomata hanya terdiri dari bukaan ini, tapi lainnya menggunakan nama tersebut untuk seluruh perangkat stomata, termasuk sel penjaga. Di sebelah setiap sel penjaga, biasanya terdapat satu atau beberapa sel epidermis lain yang berubah bentuk, yang disebut sel tetangga. Jumlah dan susunannya ditentukan oleh suku tumbuhannya (walaupun berbagai jenis bisa ditemui pada satu daun) (Salisbury dan Ross, 1995: 77-78). Stomata adalah struktur epidermis yang dibentuk oleh dua sel penjaga atau guard cells yang terletak pada pori-pori tanaman. Permukaan epidermis lainnya terdiri atas lapisan lilin yang tidak dapat ditembus. Hal ini menjadikan stomata memiliki peran yang penting dalam mengatur keluar masuknya gas (seperti CO2 dan O2), hormon (seperti ABA) dan air dari dan ke dalam tanaman. Peran tersebut memiliki dampak pada produktivitas dan ketahanan tanaman terhadap cekaman kekeringan atau banjir (Bergmann. et.al, 2004).
15
Letak dan fungsi stoma (jamak: stomata) yang berada pada epidermis bawah dan berfungsi sebagai organ respirasi. Stoma mengambil CO2 dari udara untuk dijadikan bahan fotosintesis, mengeluarkan O2 sebagai hasil
fotosintesis.
Stoma
ibarat
hidung
manusia dimana
stoma
mengambil CO2 dari udara dan mengeluarkan O2, sedangkan hidung mengambil O2 dan mengeluarkan CO2. Bagian-bagian dari stomata daun menurut Kartasaputra (1998: 45) meliputi: 1. Sel penutup (guard cells), disebut juga sel penjaga. penutup/sel pengawal
terdiri dari
Sel
sepasang sel yang kelihatannya
simetris dan umumnya berbentuk ginjal. Sel-sel penutup merupakan sel-sel aktif (hidup). Pada sel-sel penutup terdapat kloroplas. 2. Celah (porus) berupa lubang kecil yang terletak di antara kedua sel penutup. Sel penutup dapat mengatur menutup atau membukanya porus berdasarkan perubahan osmosisnya. Bila celah ini membuka, maka stomata membuka. 3. Sel
tetangga
(subsidiary
cell)
merupakan
sel-sel
berdampingan atau yang berada di sekitar sel-sel penutup.
yang Sel-sel
tetangga dapat terdiri dari dua buah atau lebih yang secara khusus melangsungkan fungsinya secara berasosiasi dengan sel-sel penutup. 4. Ruang udara dalam (substomata chamber) merupakan suatu ruang antarsel yang
besar
dan
berfungsi
transpirasi, dan juga respirasi
16
ganda
dalam
fotosintesis,
Pada dikotil dapat dibedakan 4 jenis stomata berdasarkan susunan sel epidermis yang ada di samping sel penutup (Estiti B. Hidayat., 1995: 68-69): 1. Jenis anomositik atau jenis Ranunculaceae. Sel penutup dikelilingi oleh sejumlah sel yang tidak berbeda ukuran dan bentuknya dari sel epidermis lainnya. Jenis ini umum terdapat pada Ranunculaceae, Capparidaceae, Cucurbiaceae, Malvaceae. 2. Jenis anisositik atau jenis Cruciferae. Sel penutup dikelilingi tiga buah sel tetangga yang tiak sama besar. Jenis ini umum terdapat pada Cruciferae, Nicotiana, Solanum, 3. Jenis parasitic atau jenis Rubiaceae. Setiap sel penutup diiringi sebuah sel tetangga atau lebih dengan sumbu panjang sel tetangga itu sejajar sumbu sel penutup serta celah. Jenis ini umum terdapat pada Rubiaceae, Magnoliaceae, kebanyakan spesies Convolvulaceae, Mimosaceae, 4. Jenis diasitik atau jenis Caryophyllaceae. Setiap stomata dikelilingi dua sel tetangga. Dinding bersama dari kedua sel tetangga itu tegak lurus terhadap sumbu melalui panjang sel penutup serta celah. Jenis ini umum terdapat pada Caryophyllaceae, Acanthaceae. Sel tetangga atau sel lain di dekat stomat dapat dibentuk oleh sel prazat yang sama seperti stoma. Selain itu, dapat juga dari sel yang secara ontogenetik tidak berhubungan langsung dengan sel induk dari sel penutup. Atas dasar itulah dibedakan tiga kategori sel penutup (Estiti B. Hidayat., 1995: 70-71):
17
1. Mesogen Sel penutup dan sel didekatnya yang dapat berkembang atau tidak berkembang menjadi sel tetangga, memiliki asal yang sama 2. Perigen Sel tetangga atau sel di dekat stomata yang tidak memiliki asal yang sama dengan sel penutup 3. Mesoperigen Sedikitnya satu sel tetangga atau sel sebelahnya yang memiliki hubungan langsung dengan stomata, sementara sel lain tidak
Sel Tetangga
Sel Penjaga
stomata
Gambar 1. Cetakan Stomata Daun Bagian Bawah Tanaman Tomat. (Sumber: Dokumentasi Pribadi)
18
Pengaruh lingkungan terhadap stomata Menurut Salisbury dan Ross (1995) beberapa faktor lingkungan dapat mempengaruhi membuka dan menutupnya stomata yaitu: 1. Cahaya Stomata tumbuhan pada umumnya membuka saat matahari terbit dan menutup saat hari gelap, sehingga memungkinkan masuknya CO2 yang diperlukan untuk fotosintesis pada siang hari. Umumnya, proses pembukaan memerlukan waktu sekitar 1 jam, dan penutupan berlangsung secara bertahap sepanjang sore. Stomata menutup lebih cepat jika tumbuhan ditempatkan dalam gelap secara tiba-tiba. 2. Karbon dioksida Pada sebagian besar tumbuhan, konsentrasi CO2 yang rendah di daun juga membuat stomata membuka. Jika udara bebas CO2 dihembuskan melalui daun, sekalipun pada malam hari, maka stomata yang terbuka sedikit akan membuka lebih lebar. Sebaliknya, konsentrasi CO2 yang tinggi di daun menyebabkan stomata menutup sebagian, dan ini terjadi saat terang maupun gelap 3. Rawan Air Potensial air di daun sangat berpengaruh pada pembukaan dan penutupan stomata. Bila potensial air menurun (rawan air meningkat), stomata menutup. Hal ini merupakan cara perlindungan selama masa kekeringan
19
4. Suhu Suhu tinggi (30o – 50o) biasanya menyebabkan stomata menutup. Hal ini dimungkinkan sebagai respon tak langsung tanaman dari keadaan rawan air. Mekanisme Membukanya Stomata Pembukaan stomata terjadi ketika air masuk ke dalam sel penjaga dan kemudian menggembung. Mikrofibril selulosa atau misela, yaitu bahan dinding sel tumbuhan, tersusun melilit pada sel penjaga yang memanjang seakan menyebar dari suatu daerah di pusat stomata. Susunan mikrofibril tersebut disebut miselasi radial, artinya bila sel penjaga menggembung karena
menyerap
air, diameternya tidak
bertambah
besar, sebab
mikrofibril tidak banyak meregang ke arah sel penjaga. Sel penjaga juga dapat
bertambah
panjang,
mengembang ke arah luar.
terutama dinding
luarnya,
sehingga
Kemudian, dinding sebelah dalam akan
tertarik oleh mikrofibril tersebut, sehingga stomata membuka (Salisbury dan Ross, 1995: 84-85). Walaupun tidak ada ketentuan umum tentang mekanisme membukanya stomata, akan tetapi kebanyakan teori menganggap bahwa mekanisme ini melibatkan mekanisme turgor (Pandey dan Sinha, 1983: 91). Peningkatan tekanan turgor sel penjaga disebabkan oleh masuknya air ke dalam sel penjaga tersebut. Pergerakan air dari satu sel ke sel lainnya akan selalu terjadi dari sel yang mempunyai potensi air lebih tinggi ke sel dengan potensi air lebih rendah. Tinggi rendahnya potensi air sel akan tergantung pada jumlah
20
bahan yang terlarut (solute) di dalam cairan sel tersebut. Semakin banyak bahan yang terlarut, maka potensi osmotik sel akan semakin rendah. Dengan demikian, jika tekanan turgor sel tersebut tetap, maka secara keseluruhan potensi air sel akan menurun. Untuk memacu agar air masuk ke sel penjaga, maka jumlah bahan yang terlarut di dalam sel tersebut harus ditingkatkan (Pandey dan Sinha, 1983: 92) Selama beberapa dasawarsa, dugaan utamanya terletak pada hubungan osmotik. Sekurangnya ada tiga kemungkinan: Jika potensial osmotik protoplas sel penjaga lebih negatif daripada sel sekitarnya, air akan bergerak masuk ke dalam sel penjaga dengan cara osmosis, yang selanjutnya mengakibatkan naiknya tekanan dan selnya menggembung. Kemungkinan lainnya adalah adanya penurunan ketahanan sel penjaga terhadap peregangan, sehingga tekanan dalam sel pun turun, dan karenanya memungkinkan pengambilan air lebih banyak; akibatnya, sel menggembung. Atau sel pelengkap di sekitarnya yang mengerut, sehingga lagi-lagi menurunkan tekanan di sel penjaga (Salisbury dan Ross, 1995: 85). Pada saat stomata membuka akan terjadi akumulasi ion kalium (K+) pada sel penjaga. Ion Kalium ini berasal dari sel tetangganya. Cahaya sangat berperan merangsang masuknya ion Kalium ke sel penjaga dan jika tumbuhan ditempatkan dalam gelap, maka ion Kalium akan kembali keluar sel penjaga. Ketika ion Kalium masuk ke dalam sel penjaga, sejumlah yang sama ion Hidrogen keluar, dimana ion Hidrogen tersebut berasal dari asam-asam organik yang disintesis ke dalam sel penjaga sebagai suatu kemungkinan
21
faktor penyebab terbukanya stomata. Asam organik yang disintesis umumnya adalah asam malat dimana ion-ion Hidrogen terkandung di dalamnya. Asam malat adalah hasil yang paling umum didapati pada keadaan normal. Karena ion Hidrogen diperoleh dari asam organik, pH di sel penjaga akan turun (akan menjadi semakin asam), jika H+ tidak ditukar dengan K+ yang masuk (Salisbury dan Ross, 1995: 86). Aktivitas Nitrat Reduktase Nitrat reduktase merupakan enzim yang penting dalam rantai reduksi nitrat menjadi amonium yang berguna dalam pembentukan asam amino, protein dan senyawa-senyawa lain yang mengandung unsur N (Levitt, 1980). Jumlah enzim nitrat reduktase dalam suatu organisme ditentukan berbagai faktor lingkungan dan nutrisi. Pada awal proses fiksasi nitrogen, nitrat direduksi menjadi nitrit oleh enzim nitrat reduktase. Nitrit yang terbentuk di dalam sitosol bintil kemudian diangkut ke akar atau daun untuk direduksi menjadi amonium. Reaksi tersebut memerlukan elektron yang berasal dari air (H2O) dan dikatalisis oleh enzim nitrit reduktase. Amonium atau NH4+ yang dihasilkan dengan cepat diubah menjadi gugus amida dari asam amino glutamin dan asparagin (Junica Fitriana, dkk. 2008). Penyebaran nitrat reduktase hampir dalam seluruh bagian tanaman, akan tetapi umumnya paling banyak pada daun. Lokasi subseluler enzim ini antara lain di dalam sitoplasma, organel dan membran plasma (Anonim, 2014: 14).
22
Aktivitas nitrat reduktase dapat diinduksi oleh substratnya yaitu NO3 (inducible enzyme) dan dihambat oleh produknya (NO2). Nitrat reduktase umumnya menunjukkan aktivitas yang optimal pada medium yang memiliki kisaran pH 6,5-7,5 dan hal ini sangat bergantung dari spesies tanaman, demikian juga nilai Km bervariasi antara 0,11-0,45 mM. Aktivitas nitrat reduktase sangat dipengaruhi oleh intensitas cahaya karena energi yang digunakan selama proses reduksi nitrat diperoleh dari hasil fotosintesis (Anonim, 2014: 14). Hasil pengukuran aktivitas enzim nitrat reduktase mempunyai nilai aplikatif karena dapat digunakan antara lain untuk memprediksi produktivitas suatu tanaman semusim. Hal ini didasarkan atas beberapa hal antara lain (Anonim, 2014: 15) : 1. Nitrat reduktase merupakan enzim pertama dalam jalur reduksi nitrat yang selanjutnya menentukan sintesis amonium dan asam amino 2. Nitrat reduktase sebagai enzim regulator (dapat dinduksi oleh substratnya dan dihambat oleh produknya) 3. Pola kinetik nitrat reduktase menunjukkan pola kinetik yang labil yakni mudah dipengaruhi oleh kondisi lingkungan (misalnya : pH, pemupukan, dan cahaya)
23
C. Kajian Pupuk untuk Tanaman Pupuk adalah bahan yang ditambahkan ke dalam tanah untuk menyediakan unsur-unsur esensial bagi pertumbuhan tanaman (Sukamto Hadisuwito, 2008). Tindakan mempertahankan dan meningkatkan kesuburan tanah dengan penambahan dan pengembalian zat-zat hara secara buatan diperlukan agar produksi tanaman tetap normal atau meningkat. Jenis pupuk yang digunakan harus sesuai kebutuhan, sehingga diperlukan metode diagnosis yang benar agar unsur hara yang ditambahkan hanya yang dibutuhkan oleh tanaman dan yang kurang di dalam tanah (Leiwakabessy dan Sutandi, 2004). Pupuk digolongkan menjadi dua yaitu pupuk organik dan pupuk anorganik. Pupuk dapat berbeda pengertiannya sesuai dengan cakupan luasannya. Menurut jumlah unsur haranya pupuk dibedakan menjadi pupuk tunggal dan majemuk. Pupuk tunggal adalah pupuk yang digunakan untuk menyuplai satu jenis hara, sekalipun di dalamnya terdapat beberapa hara lainnya sebagai ikatan, sedangkan pupuk majemuk merupakan kombinasi campuran secara fisik atau formulasi pupuk (dua atau lebih pupuk tunggal) untuk memasok dua atau lebih unsur hara sekaligus (Yuseffa Amilla, 2011). Pupuk organik adalah pupuk yang sebagian besar atau seluruhnya terdiri atas bahan organik yang berasal dari tanaman dan atau hewan yang telah melalui proses, dapat berbentuk padat atau cair yang digunakan menyuplai bahan organik untuk memperbaiki sifat fisik, kimia, biologi tanah (Yuseffa Amilla,2011).
24
Pupuk organik cair adalah pupuk yang kandungan bahan kimianya maksimum 5%. Karena itu, kandungan NPK pupuk organik cair relatif rendah. Pupuk organik cair memiliki beberapa keuntungan. Pertama, pupuk tersebut mengandung mikroorganisme yang jarang terdapat dalam pupuk organik padat. Dalam bentuk kering, beberapa mikroorganisme mati dan zat tidak bisa aktif (Ayub S.P., 2004: 60) Pemupukan melalui daun adalah menyediakan hara bagi tanaman dengan cara memasukkan langsung ke tanaman, sehingga ketersediaan hara bagi tanaman dapat lebih terjamin. Penyerapan hara yang diberikan melalui daun akan berjalan lebih cepat, karena unsur hara masuk melalui stomata dan langsung masuk ke dalam sel tanaman, sehingga dapat langsung dimanfaatkan oleh tanaman. Dengan demikian energi yang digunakan untuk translokasi hara dari akar ke daun dapat dimanfaatkan untuk metabolisme tanaman. Selain itu pemupukan melalui daun dapat mengurangi kerusakan pada tanah seperti halnya apabila dilakukan pemupukan melalui tanah (Ardiyaningsih, 2011). Penggolongan pupuk umumnya didasarkan pada sumber bahan yang digunakan, cara aplikasi, bentuk dan kandungan unsur haranya. Berdasarkan bentuknya, pupuk organik dibagi menjadi dua, yakni pupuk cair dan padat. Pupuk cair adalah larutan mudah larut berisi satu atau lebih pembawa unsur yang dibutuhkan tanaman. Kelebihan dari pupuk cair adalah dapat memberikan
hara
sesuai
dengan
kebutuhan
tanaman.
Selain
itu,
pemberiannya dapat lebih merata dan kepekatannya dapat diatur sesuai
25
kebutuhan tanaman. Namun, jika dilihat berdasarkan sumber bahan yang digunakan, pupuk dibedakan menjadi pupuk anorganik dan pupuk organik (Sukamto Hadisuwito, 2012: 9-10) Pupuk anorganik adalah pupuk yang berasal dari bahan mineral yang telah diubah melalui proses produksi, sehingga menjadi senyawa kimia yang mudah diserap tanaman. Sementara itu, pupuk organik adalah pupuk yang terbuat dari bahan organik atau makhluk hidup yang telah mati. Bahan organik ini akan mengalami pembusukan oleh mikroorganisme sehingga sifat fisiknya akan berbeda dari semula. Pupuk organik termasuk pupuk majemuk lengkap karena kandungan unsur haranya lebih dari satu unsur dan mengandung unsur mikro. Dilihat dari bentuknya, pupuk organik terbagi menjadi dua, yakni pupuk organik padat dan cair (Sukamto Hadisuwito, 2012: 10). Pupuk organik cair adalah larutan dari hasil pembusukan bahan-bahan organik yang berasal dari sisa tanaman, kotoran hewan, dan manusia yang kandungan unsur haranya lebih dari satu unsur. Kelebihan pupuk organik ini adalah dapat secara cepat mengatasi defisiensi hara. Mekanisme Pupuk Akar dan Daun 1. Mekanisme Pupuk Akar Akar merupakan organ non fotosintetik pada tanaman. Proses penyerapan hara dari permukaan akar ke dalam tanaman merupakan mekanisme yang kompleks menurut Leiwakabessy dan Sutandi (2004). Masuknya ion ke dalam akar terjadi melalui 3 macam
26
mekanisme yaitu pertukaran ion, difusi, dan melalui kegiatan carrier atau senyawa–senyawa metabolik pengikat ion. 2. Mekanisme Pupuk Daun Mekanisme pengambilan unsur hara melalui daun terjadi karena adanya difusi dan osmosis melalui lubang stomata, sehinggga mekanismenya berhubungan dengan membuka dan menutupnya stomata. Membukanya stomata merupakan proses mekanis yang diatur oleh tekanan turgor melalui sel-sel penutup sedangkan tekanan turgor sendiri berbanding langsung dengan kandungan karbon dioksida dari ruang di bawah stomata. Meningkatnya tekanan turgor akan membuka lubang stomata, dan pada saat itu unsur hara akan berdifusi ke dalam stomata bersamaan dengan air (Setyamidjaja, 1986). D. Kajian Gelombang Suara (Sonic Bloom) dan Pengaruhnya terhadap Tanaman Bunyi
termasuk
gelombang
mekanik
longitudinal. Gelombang
longitudinal adalah gelombang yang arah rambatnya sejajar dengan arah getarnya.
Dalam perambatannya bunyi memerlukan medium perantara
dan rambatan
atau perpindahan
gelombangnya
berupa
rapatan
dan
renggangan bergantian secara periodik. Jarak yang dibentuk rapatan dan renggangan disebut
panjang
gelombang;
gelombang, semakin tinggi frekuensi.
27
semakin
pendek
panjang
1. Pengaruh Bunyi Terhadap Pertumbuhan Tanaman Gelombang
adalah
suatu
getaran
yang
merambat,
yang
membawa energi dari satu tempat ke tempat lainnya (Sutrisno, 1979: 140). Gelombang bunyi merupakan vibrasi/getaran molekul-molekul zat yang saling beradu satu sama lain. tersebut
terkoordinasi
Namun demikian, zat
menghasilkan
gelombang
serta
mentransmisikan energi, tetapi tidak pernah terjadi perpindahan partikel (Resnick dan Halliday, 1992: 166).
Dengan kata lain
bunyi mempunyai energi, karena bunyi merupakan salah satu bentuk gelombang menggetarkan
yang
memiliki
partikel-partikel yang
kemampuan
dilaluinya.
Energi
untuk atau
getaran yang dihasilkan oleh sumber bunyi tersebut mempunyai efek terhadap suatu tanaman, yaitu mampu merangsang stomata daun untuk membuka. Getaran dari suara akan memindahkan energi ke permukaan daun dan akan menstimulasi stomata daun untuk membuka lebih lebar. Dengan membukanya stomata lebih lebar berarti penyerapan unsur hara dan bahan-bahan lain di daun menjadi lebih banyak jika dibandingkan dengan tanaman tanpa perlakuan bunyi. Dalam artikel Yannick Van Doorne yang berjudul The Effects of Variable
Sound
Frequencies
Development dijelaskan bahwa suara
28
on
Plant
Growth
and
dengan frekuensi tertentu
bisa mempengaruhi pembukaan stomata (Doorne, 2000: 3), sebagai berikut: 1. Suara beresonansi dengan objek. Suara
beresonansi dengan rongga stomata. Menurut Dan
Carlson, serapan nutrisi
daun
dan
serapan
air
dapat
ditingkatkan karena sifat permeabilitas membran stomata. Menurut
Weinberger
(1972),
suara
dapat
beresonansi
dengan organel sel. Beberapa suara dengan frekuensi tertentu beresonansi sehingga meningkatkan gerakan sitoplasma di dalam sel. 2. Fenomena kavitasi. Kavitasi adalah fenomena yang disebabkan oleh suara dalam cairan.
Suara yang terpancar akan mengenai sitoplasma.
Sitoplasma tersusun atas air dan beberapa bahan kimia terlarut (Istamar Syamsuri, 2003: 5). Suara dengan frekuensi tertentu yang
mengenai
sitoplasma
menyebabkan
munculnya
microbubbles (gelembung-gelembung mikro) yang kemudian beresonansi penjaga.
dengan suara
dan
mendorong
dinding
sel
Oleh karena itu, tekanan turgositas mengalami
peningkatan dan stomata dapat membuka secara maksimal. 3. Resonansi skala Joel
Sternheimer
tahun 1993
seorang
ilmuan
fisika
kuantum mengembangkan metode resonansi skala. Disebut
29
resonansi skala karena sumber suara dengan frekuensi tertentu
dapat
mengaktifkan
gen
tertentu
dalam
sel,
sehingga mempengaruhi pertumbuhan dan ekspresi sel. Ekspresi sel merupakan suatu proses dimana kode-kode informasi yang ada pada gen diubah menjadi proteinprotein yang beroperasi di dalam sel. Metode resonansi skala dengan mengirimkan
urutan suara tertentu untuk
merangsang atau menghambat gen protein yang sesuai sangat
berguna sebagai
protein
yang
dapat
alat
untuk
mempelajari
fungsi
mempengaruhi optimalisasi bukaan
stomata. 2. Penerapan Sonic Bloom pada Tanaman Pada tanaman
tahun
1972,
Dan
dari Minnessota,
Carlson Amerika
seorang
ahli
pemuliaan
Serikat,
memperkenalkan
teknologi sonic bloom. Konsep teknologi sonic bloom adalah gabungan
antara
pemberian
suara
dari sumber
bunyi
yang
memancarkan gelombang dengan frekuensi antara 3 .500-5.000 Hz dengan pemupukan nutrien melalui daun. Perpaduan ini akan menjadi dua aktivitas yang bekerja secara sinergi yang mampu meningkatkan metabolisme dan produktivitas tanaman (Hartono Tapari, 2009: 16). Uji coba penggunaan sonic bloom
yang dilakukan Yulianto,
peneliti di Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) Jateng,
30
dan sejumlah pakar agroteknologi dari perguruan tinggi di Jateng, seperti UKSW Salatiga, Unika Soegijapranata, UNS Surakarta, dan Unsoed
Purwokerto
pada
pertengahan 2001
hingga
2005
merekomendasikan bahwa TSB (Teknik Sonic Bloom) sebagai terobosan
yang
bisa
mendongkrak
produksi
dan
kualitas
komoditas pertanian. Dari pengkajian BPTP Jateng, TBS selain meningkatkan kualitas dan kuantitas produk pertanian hingga lebih dari
20%, juga ramah
lingkungan. Untuk tanaman padi
peningkatannya mencapai 23%, jagung 25-37%, kentang 32%, dan bawang merah 20-21%
31
E. Kerangka Berpikir
.
Pupuk Anorganik
Teknologi Sonic Bloom
Pupuk
Pupuk Organik
Suara Garengpung Termanipulasi pada frekuensi 4500 Hz
Tanaman Tomat
Stomata membuka lebih lebar
Penyerapan Pupuk daun lebih optimal
Produktivitas Meningkat
F. Hipotesis Penelitian ini menggunakan variasi konsentrasi pupuk cair organik pada tanaman tomat (Lycopersicum esculentum Mill.) yang terpapar gelombang suara garengpung frekuensi 4500 Hz dapat mempengaruhi luas bukaan stomata, aktivitas nitrat reduktase, berat dan jumlah buah tomat yang diproduksi.
32
