Terjadinya Cemaran Getah Kuning pada Aril
Getah kuning merupakan salah satu faktor yang berperan menurunkan kualitas buah manggis. Menurut Yaacob dan Tindall (1995) getah kuning merupakan kelainan fisiologis dengan gejala daging buah tercemar getah berwarna kuning. Getah kuning merupakan masalah utama dalam agribisnis manggis saat ini. Getah kuning bukan hanya merusak penampakan dan kebersihan kulit buah, tetapi juga menyebabkan daging buah (aril) menjadi pahit.
Sebelum penelitian ini dilakukan penyebab terjadinya getah kuning belum diketahui secara pasti. Dari penelitian ini diketahui bahwa getah kuning merupakan getah alami yang terdapat pada buah manggis, seperti yang dijumpai pada ranting, tangkai daun, daun, dan kulit batang. Seluruh bagian tanaman akan mengeluarkan eksudat getah kuning apabila dilukai. Getah kuning disekresi oleh jaringan sekretori yang berupa kanal bercabang.
Dari hasil penelitian diketahui bahwa struktur saluran sekretori getah kuning yang dijumpai pada bunga, buah, tangkai buah, batang, dan daun manggis memiliki tipe yang sama yaitu saluran/ kanal yang bercabang. Struktur saluran getah kuning terdiri atas lumen besar yang dikelilingi oleh sel-sel epitelium yang khas. Sesuai dengan pendapat Verheij (1972) yang menyatakan bahwa pada manggis anggota famili Guttiferae hampir seluruh bagian tanamannya mengeluarkan getah apabila dilukai.
Teori yang dibangkitkan dari hasil penelitian ini tentang bagaimana terjadinya cemaran getah kuning pada aril dibangun oleh empat hal. Hal yang pertama yaitu: pembentukan saluran getah. Menurut Esau (1974) terjadinya saluran getah terjadi oleh diferensiasi sel parenkima dengan cara skizogen membentuk ruang, dan ruangan bersambung membentuk saluran. Lamela tengah larut saat pembentukan saluran getah secara skizogen. Dari hasil penelitian ini diperoleh saluran getah kuning pada manggis berbentuk saluran memanjang dan bercabang. Pada saat perkembangan buah, pembelahan sel menyebabkan kandungan kalsium pada tiap sel perikarp terutama epitel saluran getah kuning rendah. Oleh karena lamela larut
110
saat pembentukan saluran getah dan rendahnya kandungan kalsium menyebabkan sel epitel lemah.
Hal ke dua tentang bagaimana terjadinya cemaran getah kuning pada aril adalah teori perkembangan buah. Di sini terjadi perbedaan pertumbuhan antara biji dan aril dengan bagian perikarp buah selama fase pembesaran buah sehingga terjadi desakan mekanik. Akibat desakan tersebut, sel epitel saluran getah di yang lemah di endokarp akan rusak sehingga getah keluar mengotori aril.
Teori ke tiga yang membangkitkan terjadinya cemaran getah kuning pada aril adalah faktor iklim. Perubahan dari musim kering ke musim penghujan dengan adanya air yang tiba-tiba, akar akan banyak menyerap air sehingga menimbulkan perubahan tekanan osmotik pada cairan getah dan sitoplasma sel epitel sehingga adanya tekanan osmotik ini bisa menyebabkan sel epitel pecah. Saat aplikasi dolomit dan penyemprotan berbagai kalsium pada tahun I pada saat awal perkembangan buah bulan September-Oktober kondisi iklim dengan curah hujan kering (18-55mm) dan pada saat panen Januari- Februari kondisi iklim dengan curah hujan basah (98-167 mm) (Lampiran 2). Pada tahun ke II kondisi iklim pada awal perkembangan buah bulan Oktober-November kondisi iklim dengan curah hujan basah (146-116 mm) pada saat panen Februari- Maret kondisi iklim dengan curah hujan basah (377-673 mm) (Lampiran 2). Hal ini menunjukkan adanya perubahan dari musim kering ke musim penghujan.
Teori ke empat tentang bagaimana terjadinya cemaran getah kuning pada aril adalah penelitian pemberian kalsium. Perlakuan kalsium menyebabkan cemaran getah kuning menjadi lebih sedikit. Hal ini berrkaitan dengan bagaimana cara pemberian kalsium. Pemberian kalsium dapat melalui pengapuran dan penyemprotan langsung pada buah. Kandungan kalsium yang rendah pada tanah dan pembelahan sel pada saat perkembangan buah menyebabkan rendahnya kalsium pada dinding sel sehingga sel epitel saluran getah menjadi lemah.
Dari hasil penelitian yang dilakukan diperoleh bahwa getah kuning mengotori aril diduga karena rusaknya sel-sel epitelium penyusun saluran getah di endokarp buah akibat tekanan turgor dan tekanan mekanik yaitu desakan pertumbuhan aril dan biji ke arah luar selama fase pembesaran buah dan kemungkinan bukan karena tekanan turgor sel perikarp, serangan serangga,
111
cendawan, ataupun bakteri. Hasil penelitian ini berbeda dengan pendapat Syah (2007), Sunarjono (1998), Kurniadhi (2008) dan Nurcahyani (2000).
Syah et al. (2007) melaporkan getah kuning merupakan gejala fisiologis yang berkaitan dengan turgorits sel yang menyusun kulit buah, yaitu pecahnya dinding sel akibat perubahan tekanan turgor yang disebabkan oleh perubahan lingkungan secara ekstrim. Sunarjono (1998) menyatakan bahwa getah kuning timbul akibat tusukan Helopeltis antonii yang mengeluarkaan toksin sehingga daging buah atau bekas tusukan menjadi kuning. Hal ini kemungkinan menyebabkan munculnya spot getah kuning pada permukaan luar buah. Kurniadhi (2008) melaporkan bahwa penyakit getah kuning bukanlah disebabkan oleh faktor fisiologis ataupun hama, melainkan disebabkan oleh patogen. Berdasarkan hasil penelitian yang pernah dilakukan di Universitas Gajah Mada, Yogyakarta, serangan getah kuning pada buah manggis berkaitan dengan serangan cendawan Fusarium oxysforum. Apabila cendawan tersebut menginfeksi buah manggis muda dengan bantuan kutu buah, maka cendawan tersebut akan terinkubasi pada buah dalam jangka waktu yang cukup lama, dan gejala getah kuning akan muncul setelah buah matang. Sedangkan penelitian Nurcahyani (2005) melaporkan bahwa bakteri
Corynebacterium spp. berasosiasi dengan getah kuning pada buah manggis.
Pada hasil pengamatan diperoleh bahwa getah kuning mulai mengotori aril pada saat buah berumur 14 minggu setelah antessis (MSA). Pada buah yang arilnya terkena getah kuning, tampak rusaknya sel epitel saluran getah kuning. Perubahan tekanan turgor selama fase pertumbuhan buah terkait dengan turgor sel, sedangkan getah kuning bukan berada di dalam sel melainkan di dalam saluran. Berdasarkan hasil penelitian, getah kuning mengotori aril keluar dari saluran getah akibat rusaknya dinding sel epitel penyusun saluran getah. Rusaknya dinding sel epitel diduga karena tekanan mekanik dari dalam akibat perkembangan sel-sel aril dan biji selama fase perkebangan buah mulai dari umur 10 minggu setelah antesis (MSA).
Verheij (2002) melaporkan bahwa benturan pada saat panen dapat menyebabkan keluarnya getah kuning dan mengotori aril buah. Pada saat buah matang, getah kuning sudah mengering, sehingga tidak benar kalau getah kuning mengotori aril.
112 Peran Kalsium Dalam Mengurangi Cemaran Getah Kuning
Kalsium merupakan salah satu unsur penting penguat dinding sel yang berikatan dengan pektin sebagai komponen penyusun lamela tengah. Kalsium merupakan elemen yang berkaitan dengan kelainan fisiologi (physiological
disorder) pada berbagai buah-buahan dan sayur-sayuran. Rendahnya kandungan
kalsium pada sel-sel penyusun kulit buah berkaitan dengan pecah buah (cracking) dan sudah diteliti pada berbagai macam buah seperti leci, sweet cherry, dan tomat (Huang et al., 2005; Brown et al., 1995; Astuti 2002). Pada fase perbesaran buah diperoleh jumlah sel dan volume sel penyusun buah membesar sehingga perlu lebih banyak tambahan kalsium. Kurangnya kalsium dan lemahnya dinding sel penyusun sel-sel epitelium serta adanya tekanan mekanik dari dalam akibat perkembangan sel-sel aril dan biji selama fase perkembangan buah mulai dari 10 minggu setelah antesis (MSA) menyebabkan rusaknya sel-sel epitelium penyusun saluran getah di endokarp buah sehingga getah kuning mengotori aril.
Aplikasi kalsium ke dalam sel-sel penyusun jaringan buah pada penelitian ini dilakukan dengan pemberian dolomit (CaMg(CO3)2) dengan berbagai dosis melalui tanah dan penyemprotan buah manggis dengan berbagai kalsium yaitu CaCl2, Ca(OH)2 dan Ca(NO3)24H2O tanpa dan dengan senyawa pengkelat dan beberapa taraf dosis CaCl2 dengan pemberiaan senyawa pengkelat CA.
Aplikasi kalsium dengan pemberian dolomit (CaMg(CO3)2) melalui tanah berpengaruh nyata terhadap peningkatan pH tanah, kandungan kalsium tanah, eksokarp dan daun jika dibandingkan dengan kontrol. Sebelum perlakuan dolomit, kondisi tanah latosol di Leuwiliang bersifat asam dengan pH sekitar 4 disertai dengan kandungan kalsium pada tanah yang cukup rendah sekitar 0.9 me/100g (Liferdi, 2007; Gunawan, 2007). Defisiensi kalsium sangat jarang dijumpai, tetapi bisa terjadi pada tanah yang tingkat keasamannya tinggi (White, dan Broadley, 2003). Oleh karena itu pengapuran dengan dolomit (CaMg(CO3)2) melalui tanah pada penelitian ini perlu dilakukan. Skor getah kuning di kulit luar buah di tahun ke II berkorelasi negatif dengan kandungan Ca di tanah. Hal ini berarti bahwa, kandungan kalsium yang cukup tinggi di tanahefektif mengurangi cemaran getah kuning pada kulit luar buah.
113
Kandungan kalsium pada daun dijumpai lebih tinggi jika dibandingkan dengan kulit buah. Pemberian kapur dolomit berpengaruh nyata terhadap kandungan kalsium pada daun. Kandungan kalsium pada daun akan semakin meningkat seiring dengan peningkatan dosis kalsium yang diaplikasikan. Kandungan kalsium pada daun dijumpai lebih tinggi dibandingan dengan perikarp buah. Pada mangga terutama pada lahan yang kurang kalsium, aplikasi kalsium pada tahap awal, sebagian besar kalsium diserap oleh daun. Sedangkan pada aplikasi kalsium berikutnya diserap oleh buah (Wiston, 2009 komunikasi pribadi). Kalsium diserap oleh akar dari larutan tanah dan diangkut ke pucuk melalui xilem, yang bisa diangkut secara simplas ataupun apoplas. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilaporkan Ferguson dan Bollar. (1976), perlakuan pada pucuk tanaman apel dengan media yang mengandung isotop kalsium, ternyata kalsium tersebut diangkut ke pucuk tanaman melalui xilem dan sebagian kecil ada yang diangkut melalui floem. Kalsium diangkut dari akar ke bagian pucuk tanaman melalui aliran transpirasi (Marschner, 1995; Bangerth, 1979; Saure, 2005). Kebanyakan air ditranspirasikan melalui daun, sehingga kandungan kalsium tinggi dijumpai dalam daun. Bagian buah tidak melakukan transpirasi sebanyak daun, sehingga hanya sedikit kalsium terakumulasi dalam buah (Marschner, 1995; Bangerth, 1979; Shear dan Faust, 1970).
Aplikasi pengapuran dolomit dosis 18 dan 24 ton/ha di tahun I dan dosis 17.5 ton/ha di tahun ke II efektif mengurangi cemaran getah kuning pada kulit luar buah, namun tidak efektif mengurangi cemaran getah kuning pada aril buah. Cemaran getah kuning pada buah diduga ada hubungannya dengan kandungan kalsium pada perikarp buah. Perlakuan kapur dolomit di tahun I meningkatkan kandungan kalsium pada eksokarp buah. Kalsium yang tinggi pada eksokarp buah menyebabkan tegarnya dinding sel penyusun kulit luar buah sehingga insiden getah kuning pada kulit luar buah menjadi lebih rendah. Namun kandungan kalsium pada endokarp buah pada perlakuan kontrol lebih tinggi dibanding perlakuan kapur dolomit. Di sini terlihat bahwa pola meningkatnya kandungan kalsium pada eksokarp buah tidak seiring dengan kandungan kalsium pada endokarp buah.
114
Aplikasi pengapuran dolomit tidak mempengaruhi kualitas sifat fisik dan kimia buah, seperti diameter transversal dan longitudinal, bobot buah, bobot biji,
edible portion, tebal kulit, kekerasan kulit buah, padatan terlarut total (PTT), total asam tertitrasi (TAT), rasio PTT/TAT, dan kandungan vitamin C buah manggis. Hal ini ditunjukkan pula oleh penelitian yang dilaporkan Alissa (2001) bahwa aplikasi dolomit pada tanaman tomat tidak efektif meningkatkan padatan terlarut total dan kekerasan kulit buah.
Aplikasi berbagai kalsium yaitu CaCl2, Ca(OH)2, dan Ca(NO3)24H2O tanpa atau dikombinasikan dengan zat pengkelat yaitu asam sitrat (CA) dan zat pengatur tumbuh yaitu, asam 1-naphthalene-acetic (NAA) dengan frekuensi pengulangan penyemprotan melalui buah pada minggu ke 2, 4, 6, 8, dan 10 setelah antesis di tahun I tidak efektif mengurangi insiden getah kuning di kulit luar buah, namun efektif mengurangi insiden getah kuning di aril buah. Skor getah kuning di aril buah lebih rendah pada perlakuan penyemprotan CaCl2+NAA dan Ca(OH)2+NAA dan tidak berbeda nyata dengan perlakuan yang lain kecuali dengan perlakuan CaCl2 + CA dan Ca(NO3)24H2O + CA. Di sini terlihat bahwa tipe kalsium Ca(OH)2 lebih berperan menurunkan getah kuning di aril dibanding Ca(NO3)24H2O. Respon tanaman terhadap tipe kalsium untuk mengurangi pecah buah tidak sama. Callan (1986) melaporkan bahwa Ca(OH)2 lebih efektif dibandingkan CaCl2 menurunkan laju pecah buah pada sweet cherry, sedangkan pada penelitian Huang (2005) dilaporkan bahwa larutan Ca(NO3)2 lebih efektif menurunkan pecah buah pada leci dibandingkan CaCl2.
Pemberian zat pengatur tumbuh NAA pada penelitian ini dijumpai lebih nyata pengaruhnya menurunkan skor getah kuning di aril dibanding agen pengkelat (CA). Zat pengatur tumbuh NAA mampu meningkatkan transpor dan akumulasi kalsium ke dalam buah. Transpor kalsium ke buah melalui floem pada fase ke-dua perkembangan buah, sedangkan fase pertama, kalsium diangkut ke buah melalui xilem bersamaan dengan aliran transpirasi (Marcelle dan Clijster, 1978). Namun, pemberian kalsium dengan senyawa pengkelat lebih baik dibanding dengan aplikasi kalsium tunggal tanpa pengkelat. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilaporkan oleh Combrink et al. (1995) dan Brown et al, (1995) dalam Huang et al., (2005), bahwa pemberian kalsium dengan senyawa
115
pengkelat dapat mengurangi pecah buah pada melon dan sweet cherry. Huang (2005) melaporkan bahwa penambahan senyawa pengkelat CA dan zat pengatur tumbuh NAA terhadap CaCl2 dapat mengurangi pecah buah pada leci dibandingkan dengan CaCl2 tunggal.
Pada penelitian ini, kalsium langsung diaplikasikan ke buah, karena jika diaplikasikan melalui daun tidak menjamin akan meningkatkan kalsium di buah. Hal ini berkaitan dengan sifat kalsium yang imobil dan sangat sedikit kemungkinannya diangkut melalui floem (Bangerth, 1979). Larutan kalsium berpenetrasi ke buah lewat kutikula, stomata, lenti sel, dan pangkal trikoma. Kalsium diangkut masuk melalui difusi secara apoplas yaitu melalui sistim dinding sel dan ruang antar sel ke dalam perikarp buah (Saure, 2005; Glenn et al, 1985). Dinamika dan faktor-faktor yang mempengaruhi lintasan atau penyerapan kalsium ke dalam buah hingga saat ini masih belum seluruhnya difahami (Saure, 2005). Saure (2005) melaporkan bahwa konsentrasi kalsium pada buah apel dapat berubah selama perkembangan buah dan tidak seragam di seluruh bagian buah. Pada buah matang, konsentrasi kalsium tertinggi pada buah apel dijumpai pada kulit, dan paling rendah pada daging buah.
Dinding sel buah bervariasi dalam hal ketebalan dan bekait terhadap umur dan tipe sel. Umumnya, sel muda memiliki dinding sel lebih tipis dibanding sel tua. Berdasarkan perkembangan dan strukturnya dinding sel dibedakan kedalam tiga bagian yaitu lamela tengah, dinding primer, dan dinding sekunder. Lamela tengah tersusun atas senyawa pektat yang berikatan dengan kalsium yang menjaga ketegaran dinding sel. Senyawa pektat dapat dijumpai dalam tiga bentuk yaitu protopektin, pektin, dan asam pektat yang berikatan dengan senyawa polimer terutama asam uronat. Asam pektat tersebut bersifat sangat hidrofilik, sehingga memungkinkan memelihara keadaan hidrasi tinggi pada dinding buah muda (Esau, 1974). Masuk dan keluarnya ion dan air ke dalam protoplasma sel tanaman harus melewati dinding sel. Dinding sel umumnya bermuatan negatif, sehingga dapat berinteraksi berbeda dengan kation dan anion (Nobel, 1999). Aplikasi kalsium pada buah ditambahkan senyawa surfaktan yaitu pro stiker yang bersifat non ionik (tidak bermuatan) yang berfungsi membasahi senyawa kalsium sehingga mudah berpenetrasi ke dalam perikarp buah. Senyawa kimia penyusun
116
dinding sel terutama adalah selulosa, pektin, hemiselulosa dan lignin, sedangkan senyawa kutikula, kutin, suberin dan lilin merupakan komponen dinding sel epidermis buah atau eksokarp (Esau, 1974; Nobel, 1999; Taiz dan Zeiger, 1991).
Aplikasi CaCl2 pada berbagai dosis yang dikombinasikan dengan zat pengkelat CA dengan frekuensi pengulangan penyemprotan melalui buah pada minggu ke 2, 4, 6, 8, 10, 12, dan 14 setelah antesis di tahun II efektif mengurangi insiden getah kuning baik di kulit luar maupun di aril buah, namun tidak berbeda nyata di antara taraf dosis CaCl2. Perlakuan taraf dosis yang berbeda ini sesuai dengan penelitian Schlegel dan Schonerr (2002) dalam Saure (2005) yang melaporkan bahwa penetrasi kalsium melalui buah tidak semata bergantung pada permeabilitas kutikula buah, tetapi juga terhadap konsentrasi dan jumlah larutan yang disemprotkan. Pada penelitian ini, penyemprotan buah dengan hand-sprayer dilakukan sampai buah basah dengan volume sekitar 10 ml/buah.
Pada penelitian ini pemberian kalsium dilakukan dengan penyemprotan melalui buah pada minggu ke 2, 4, 6, 8, dan 10 setelah antesis untuk tahun I sedangkan untuk tahun ke II dilakukan penyemprotan pada minggu ke ke 2, 4, 6, 8, 10, 12, dan 14 setelah antesis. Pengulangan penyemprotan ini bertujuan agar konsentrasi kalsium meningkat di perikarp buah. Huang et al. (2005) melaporkan aplikasi CaCl2 dengan frekuensi pengulangan yaitu pada saat minggu ke 4, 6 dan 8 setelah bunga mekar pada leci lebih efektif mengurangi pecah buah dibanding kontrol. Pada tomat, frekuensi 2 kali dan 3 kali penyemprotan garam kalsium CaCl2 prapanen dapat meningkatkan kandungan kalsium pada buah tomat dari 0.843 mg/g pada kontrol menjadi 0.907 mg/g pada 2 kali aplikasi dan 0.977 mg/g pada 3 kali aplikasi (Astuti, 2002). Selanjutnya Marschner (1995) mengemukakan karena sifat imobilitas kalsium, maka aplikasi penyemprotan berulang kali ke buah akan lebih efektif.
Kandungan kalsium pada eksokarp, mesokarp dan endokarp buah di tahun I berbeda nyata secara statistik. Kandungan kalsium tertinggi pada eksokarp buah dijumpai pada perlakuan Ca(OH)2+NAA dan Ca(OH)2 +CA+NAA. Kandungan kalsium pada mesokarp buah tertinggi juga dijumpai pada perlakuan Ca(OH)2+ NAA, sedangkan kandungan kalsium pada endokarp tertinggi dijumpai pada perlakuan Ca(NO3)24H2O+CA+NAA. Kandungan kalsium yang tinggi di
117
eksokarp dan mesokarp pada perlakuan Ca(OH)2+NAA, diduga berkaitan dengan rendahnya skor getah kuning di aril. Di tahun ke II, kandungan kalsium kulit buah (perikarp) pada perlakuan 22.5 g CaCl2 lebih tinggi dibanding kontrol tetapi tidak berbeda nyata dengan penyempotan CaCl2 lainnya. Pada tomat, penyemprotan CaCl2 prapanen dapat meningkatkan kandungan kalsium pada buah tomat (Astuti, 2002), sedangkan pada buah leci, varietas yang resisten pecah buah dijumpai kandungan kalsium di perikarp yang lebih tinggi dibandingkan dengan varietas yang rentan.
Jika dibandingkan dengan kontrol, perlakuan penyemprotan berbagai kalsium tidak meningkatkan diameter transversal maupun diameter longitudinal buah, bobot buah dan bobot biji. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan Callan (1986) yang melaporkan bahwa aplikasi berbagai kalsium pada tanaman sweet cherry tidak berpengaruh terhadap ukuran buah.
Penyemprotan buah di tahun ke II berpengaruh nyata terhadap sifat fisik dan kimia buah manggis. Diameter transversal dan bobot buah tertinggi dijumpai pada perlakuan kontrol, 15 dan 22.5 g/l CaCl2, nilai PTT pada perlakuan 5 hingga 30 g/l CaCl2 lebih tinggi dibanding kontrol, sedangkan rasio PTT/TAT tertinggi dijumpai pada perlakuan 22.5 g CaCl2. Nilai padatan total terlarut (PTT) dapat digunakan untuk menduga tingkat kemanisan buah. Sjaifullah (1986) menyatakan bahwa padatan total terlarut mencerminkan rasa manis sekaligus menunjukkan derajat kematangan buah. Ion kalsium berperan didalam regulasi dan sintesis α- amilase pada barley dan padi (Jones & Carbonell, 1984; Mitsui et al., 1984). Oleh karena itu semakin tinggi kadar enzim α- amilase maka hidrolisis zat pati menjadi gula akan semakin meningkat sehingga tingkat kemanisan buah dipengaruhi oleh kandungan kalsium di dalam buah. Rasio gula/asam merupakan salah satu parameter untuk menilai mutu buah (Lodh & Pantastico, 1986).
Dari hasil penelitian ini diperoleh bahwa aplikasi kalsium melalui pengapuran dolomit dan penyemprotan berbagai kalsium terhadap buah dapat mengurangi camaran getah kuning pada buah. Pada aplikasi dolomit lewat tanah selain memerlukan waktu yang lama, dosis yang diberikan terlalu tinggi dan kalsium juga lebih banyak di bawa ke daun, sehingga hanya sedikit yang terakumulasi di buah. Penyemprotan berbagai kalsium langsung ke buah sangat
118
sulit diaplikasikan, jika diperlakukan di kebun manggis yang cukup luas, karena memerlukan tenaga kerja yang trampil. Dari penelitian ini telah diketahui bahwa pemberian kalsium dapat menurunkan insiden getah kuning pada manggis. Tetapi cara aplikasi kalsium yang dilakukan kurang efektif dan ekonomis. Karena itu perlu penelitian lebih lanjut untuk cara pemberian kalsium agar lebih efektif dan ekonomis.
VIII