MUH
INST
MEDIA TUMBUH
UHAMMAD ALWI MUSTAHA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
A
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi “Pemacuan Pertumbuhan Bibit Manggis (Garcinia mangostana) dengan Rekayasa Media Tumbuh” adalah hasil penelitian saya sendiri dengan bimbingan komisi pembimbing dan belum pernah diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Bogor, Juli 2012
(Garcinia mangostana) Seedlings with Growing Media Optimation. Under supervision of ROEDHY POERWANTO, ANAS DINURROHMAN SUSILA, and JOKO PITONO.
Mangosteen is slowly growth trees that caused by root system development. Mangosteen root system has limited number of lateral roots and easily disturbed by unfavorable medium environmental conditions such as poor aeration, water availability, and nutrient content. The objective of this study was to enhance the growth of mangosteen seedlings by modifying media properties. The experiment was conducted in the Plastic house at Centre for Tropical Fruit Studies (CETROFS) Bogor Agricultural University, Tajur from January 2009 until May 2011. The study consisted of five experiments. The first experiment conducted to study the morphological and physiological characteristics of mangosteen seedlings that cultivate in drought conditions. Experiment arranged in a completely randomized block design with three replications. The results shown that an increasing the level of drought stress was decreased canopy and root growth include plant height, leaf area, root length, shoot and root dry weight and also root volume. Increasing the level of drought stress also led to significantly increased proline content. The second experiment was conducted to obtain the porosity of the media from various sources. The result shown that the lowest porosity in media was 53.48% and the highest was 69.63%, thus this research obtained four porosity ranges e.i.: 51-55%, 56-60%, 61-65% and 66-70%. These criteria then applied as the basis of the experimental treatments for the third study. The third experiment was conducted to analyses the growth of mangosteen seedlings at different water availability and porosity of the media. The result shown that watering intervals 6 day + water retaining polymer (WRP) at 61-65% porosity media drive the availability of optimal water and air. It caused an optimal rate of photosynthesis, stomata conductivity and the highest water potential of leaf tissue. The fourth experiment was conducted to study the growth of mangosteen seedlings at different method of fertilizer application and porosity of the media. The result shown that fertilizer application by fertigation in 61-65% porosity media produced the highest growth of root length, root dry weight, shoot dry weight and total dry weight. Nutrient uptake of N in the leaf by fertigation applications was support shoot and root growth higher than the application of granular fertilizers and slow release fertilizer. The fifth experiment was conducted to study mangosteen plant growth in two types of pots containers in various media porosity. Results shown that the use of woven bamboo pots obtained shoot and root growth higher than the polybag. As the results from previous experiments, the porosity of 61-65% seems to consistently produce the highest shoot and root growth.
(Garcinia mangostana) dengan Rekayasa Media Tumbuh. Dibimbing oleh ROEDHY POERWANTO, ANAS DINURROHMAN SUSILA, dan JOKO PITONO.
Manggis (Garcinia mangostana) merupakan salah satu buah segar yang digemari masyarakat Indonesia maupun di dunia dan saat ini menjadi andalan ekspor buah segar Indonesia. Permasalahannya adalah pertumbuhannya yang lambat sehingga diperlukan waktu relatif lama hingga bibit siap ditanam di lahan. Karakteristik pertumbuhan akar yang lambat dan jumlah akar lateral yang terbatas menyebabkan bibit manggis peka terhadap cekaman kekeringan dan pengaruhnya terlihat dari terhambatnya pertumbuhan dan perubahan morfologi tanaman serta aktivitas fisiologis. Pemacuan pertumbuhan sangat diperlukan sehingga masa pembibitan bisa lebih cepat (1-2 tahun). Penelitian ini bertujuan meningkatkan pertumbuhan bibit manggis dengan rekayasa media tumbuh dan telah dilaksanakan di Rumah Plastik Pusat Kajian Buah Tropika IPB Tajur dari bulan Januari 2009 hingga Mei 2011. Penelitian terdiri atas lima percobaan. Percobaan pertama bertujuan untuk mempelajari karakteristik morfologi dan fisiologi pertumbuhan bibit manggis pada kondisi cekaman kekeringan. Percobaan disusun dalam rancangan acak lengkap dengan tiga ulangan. Perlakuan simulasi cekaman kekeringan dengan lima konsentrasi PEG, yaitu: 0, 5, 10, 15 dan 20%. Hasil percobaan menunjukkan bahwa semakin tinggi taraf cekaman kekeringan, maka semakin besar penurunan pertumbuhan tajuk dan akar. Cekaman kekeringan menurunkan komponen pertumbuhan tajuk yaitu: tinggi tanaman mengalami penurunan sebesar 10-26%, jumlah daun (9-21%), luas daun (10-25%), bobot kering tajuk (12-27%). Cekaman kekeringan juga menurunkan pertumbuhan akar yaitu: bobot kering akar (11-44%), panjang akar (3-41%) dan volume akar (10-40%). Peningkatan taraf cekaman kekeringan juga menyebabkan peningkatan kandungan prolin secara nyata dan taraf cekaman tertinggi (20% PEG) menghasilkan kandungan prolin tertinggi yaitu 3.66 µmol/g berat basah. Hasil percobaan telah membuktikan bahwa cekaman kekeringan berpengaruh sangat nyata terhadap penurunan laju pertumbuhan tanaman. Oleh karena itu pentingnya pengaturan ketersediaan air untuk menghindari dampak negatif dari cekaman kekeringan. Namun pemberian air juga harus mempertimbangkan aspek efisiensi penggunaan air dan hal ini sangat dipengaruhi oleh karakteristik fisik media seperti porositas media. Beberapa pertimbangan tersebut mendasari pelaksanaan percobaan ketiga sebagai rangkaian dari tahapan penelitian ini.
pertama adalah porositas media, terdiri atas empat taraf: 51-55%, 56-60%, 61-65%, dan 66-70%. Faktor kedua adalah interval penyiraman air dan aplikasi polimer penyimpan air (PPA)Alcosorb, terdiri atas 4 taraf: 2 hari + tanpa PPA, 4 hari + PPA, 6 hari + PPA dan 8 hari + PPA. Hasil percobaan menunjukkan adanya pengaruh interaksi antara porositas media dengan interval penyiraman terhadap berbagai aktivitas fisiologis. Interval penyiraman 6 hari + PPA pada porositas media 61-65% mendorong ketersediaan air dan udara secara optimal sehingga menghasilkan laju fotosintesis, daya hantar stomata dan potensial air jaringan daun tertinggi yaitu masing-masing 7.89 µmol CO2/m2/detik; 0.07 µmol/m2/detik; dan -0.72 MPa sehingga meningkatkan pertumbuhan tajuk dan akar. Besarnya gradien potensial air antara jaringan akar dan daun pada porositas 61-65% dengan penyiraman 6 hari sekali + PPA, mendorong peningkatan serapan air sehingga menghasilkan pertumbuhan terbaik pada sebagian besar komponen pertumbuhan tajuk dan akar.
Percobaan keempat bertujuan mempelajari pertumbuhan bibit manggis pada berbagai aplikasi pemupukan dan porositas media. Percobaan disusun menggunakan percobaan faktorial dalam rancangan acak lengkap dengan tiga ulangan. Faktor pertama adalah porositas media dan faktor kedua adalah aplikasi pemupukan, terdiri atas tiga cara:granular, fertigasi (fertigation)danslow release.
Hasil percobaan menunjukkan porositas media 61-65% dan pemupukan secara fertigasi memberikan pengaruh interaksi terhadap sebagian besar komponen pertumbuhan akar dan tajuk. Aplikasi pemupukan secara fertigasi pada porositas media 61-65% menghasilkan pertumbuhan tertinggi terhadap panjang akar (26.83 cm), bobot kering akar (10.07 g/tanaman), pertambahan tinggi tanaman (17.90 cm), pertambahan lebar kanopi (11.25 cm), pertambahan luas daun 717.60 cm2, bobot kering tajuk (18.33 g/tanaman) dan bobot kering total (28.40 g/tanaman). Serapan hara N dan K daun yang tinggi pada aplikasi pupuk secara fertigasi mendorong pertumbuhan tajuk dan akar yang lebih tinggi dibanding aplikasi pupukgranulardan pupukslow release.
penurunan aktivitas fisiologis sebagai respon peningkatan taraf cekaman kekeringan. Untuk menghindari tanaman dari cekaman kekeringan maka dibutuhkan ketersediaan air media yang cukup melalui pengaturan penyiraman dan nampaknya interval penyiraman air masih dapat dipertahankan sampai 6 hari, asalkan disertai aplikasi PPA. Komposisi media dari berbagai sumber ternyata memiliki porositas yang bervariasi dan dari semua percobaan diketahui bahwa porositas media 61-65% secara konsisten menghasilkan pertumbuhan tajuk dan akar yang terbaik. Berdasarkan hasil penelitian ini diketahui bahwa pertumbuhan bibit manggis dapat ditingkatkan melalui manajemen media antara lain penggunaan media dengan porositas 61-65%, aplikasi pemupukan secara fertigasi dan penggunaan pot yang beraerasi. Dari penelitian ini diperoleh beberapa komponen teknologi yang dapat disumbangkan untuk perbaikan paket teknologi pembibitan manggis, antara lain media pembibitan berbasis porositas, pengaturan pengairan, aplikasi pemupukan dan pengaturan aerasi melalui penggunaan pot beraerasi sehingga diharapkan dapat meningkatkan pertumbuhan bibit manggis dan sekaligus meningkatkan ketersediaan bibit yang berkualitas guna mendukung pengembangan manggis nasional.
MEDIA TUMBUH
MUHAMMAD ALWI MUSTAHA
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor
pada Program Studi Agronomi dan Hortikultura
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Penguji Luar Komisi: 1. Dr. Ir. Sudradjat, MS
2. Dr. Ir. Sandra Arifin Aziz, MS
Ujian Terbuka:
Hari/Tanggal : Rabu, 18 Juli 2012 Penguji Luar Komisi:
Nama : Muhammad Alwi Mustaha
NIM : A262070111
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Roedhy Poerwanto, MSc Ketua
Dr. Ir. Anas Dinurrohman Susila, MSi Dr. Ir. Joko Pitono, MSc
Anggota Anggota
Mengetahui
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana
Agronomi dan Hortikultura
Prof. Dr. Ir. Munif Ghulamahdi, MS Dr. Ir. Dahrul Syah, MSc.Agr
Allah SWT atas segala karuniah-Nya sehingga disertasi ini dapat diselesaikan. Penelitian yang berjudul “Pemacuan Pertumbuhan Bibit Manggis (Garcinia mangostana) dengan Rekayasa Media Tumbuh” ini berisikan lima percobaan, yang dimulai sejak persiapan pada bulan Juli 2008 sampai selesai tahapan penelitian pada bulan Mei 2011. Kelima percobaan ini merupakan satu kesatuan penelitian yang dilakukan untuk menjawab permasalahan pertumbuhan bibit manggis yang diketahui lambat. Oleh karena itu dilakukan perbaikan media tumbuh berbasis porositas media yang selama ini belum digunakan dalam penyusunan media tumbuh. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perbaikan media tumbuh disertai pengelolaan lingkungan tumbuh spesifik seperti air, unsur hara dan aerasi dapat meningkatkan pertumbuhan bibit manggis. Dengan demikian hasil penelitian ini diharapkan memberikan sumbangan dalam perbaikan teknologi pembibitan yang berdampak positif dalam penyediaan bibit manggis berkualitas dan sekaligus menunjang program pengembangan manggis nasional.
Dalam pelaksanaan penelitian dan penyelesaan studi, penulis banyak mendapat bantuan baik dari lembaga atau instansi tertentu maupun perorangan. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Prof. Dr. Ir. Roedhy Poerwanto, MSc selaku Ketua Komisi Pembimbing, Dr. Ir. Anas Dinurrohman Susila, MSi dan Dr. Ir. Joko Pitono, MSc selaku anggota Komisi Pembimbing atas segala perhatian dan bimbingannya selama penulis mempersiapkan penelitian sampai penulisan disertasi.
2. Dr. Ir. Adiwirman, MS dan Dr. Ir. Winarso D. Widodo, MS selaku penguji luar komisi saat Ujian Kualifikasi Program Doktor yang telah memberikan saran-saran dan koreksi konstruktif.
saran dan koreksi konstruktif.
5. Kepala Badan Litbang Pertanian, Kementerian Pertanian Republik Indonesia, Ketua Komisi Pembinaan Tenaga/Sekretaris Badan Litbang Pertanian, Kepala Balai Besar Pengkajian dan Pengembangan Teknologi Pertanian dan Kepala Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) Sulawesi Tenggara atas kesempatan tugas belajar dan beasiswa yang diberikan untuk mengikuti pendidikan doktor di Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
6. Kementerian Negara Riset dan Teknologi Republik Indonesia, yang telah mendanai sebagian penelitian disertasi ini melalui Program Riset Unggulan Strategi Nasional (RUSNAS) Pengembangan Buah-Buahan Unggulan Indonesia yang dikelola Pusat Kajian Buah Tropika (PKBT), Institut Pertanian Bogor.
7. Ketua Program Studi Agronomi dan Hortikultura, Ketua Departemen Agronomi dan Hortikultura, Dekan Fakultas Pertanian dan Dekan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor atas segala pendidikan dan pelayanan administrasi.
8. Direktur Utama PT. Antam TBK yang telah memberikan bantuan biaya penelitian disertasi.
9. Direktur Utama Yayasan Toyota dan Astra, PT. Astra Motor yang telah memberikan bantuan penulisan disertasi.
10. Kepala Balai Penelitian Tanah dan staf Laboratorium Fisika dan Kimia Tanah serta Rumah Kaca Sindang Barang yang telah banyak membantu selama penulis melaksanakan penelitian.
11. Kepala Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat yang telah memberikan bantuan penggunaan laboratorium dan alat penelitian selama melaksanakan penelitian.
12. Ketua Dewan Redaksi Jurnal Hortikultura, Puslitbang Hortikultura dan staf yang telah banyak membantu dalam publikasi hasil penelitian.
15. Kepala Laboratorium Pusat Kajian Buah Tropika (PKBT) dan staf yang telah banyak membantu selama melaksanakan penelitian.
16. Kepada Prof. Dr. Gatot Kartono, MS, Prof. Dr. Subandi, MS, Dr. Sahardi MS, Dr. Didiek Harnowo, MS, Ir. Amiruddin Syam, MS, Ir. Nur Imah Sidik, MS, dan Ir. Lukman Hutagalung, MSc, yang telah banyak membimbing dan mengarahkan penulis sebagai peneliti.
17. Kepada Prof. Dr. Ir. Akib Tuwo dan Dr. Ir. Sarawa Mamma, MS, yang telah memberikan rekomendasi bagi penulis untuk dapat melanjutkan pendidikan doktor di Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
18. Kepada Dr. Ir. Ai Dariah sebagai peneliti Fisika Tanah pada Balai Besar Sumberdaya Lahan Pertanian, Badan Litbang Pertanian, Kementerian Pertanian dan Dr. Ir. Adiwirman atas masukan yang sangat berharga selama perencanaan dan pelaksanaan penelitian sehingga penelitian dapat berjalan lancar.
19. Kepada seluruh rekan kerja di BPTP Sulawesi Tenggara yang telah banyak membantu selama penulis melakukan tugas belajar.
20. Kepada Mas Joko, Mas Yudi, Mas Bambang dan Mas Agus atas bantuannya selama penulis menggunakan fasilitas laboratorium di lingkup Departemen Agronomi dan Hortikultura.
21. Kepada Setiawan, SP yang telah banyak membantu dalam pelaksanaan pengamatan fisiologis tanaman di rumah kaca.
22. Kepada seluruh rekan satu bimbingan: Ismadi, Selvi Handayani, Martias, Desi Hernita, Pardedi, Lutfi Izhar, dan Odit Ferry K., atas bantuan dan kerjasamanya selama melakukan penelitian sampai penyelesaian studi.
kerjasamanya selama berlangsungnya studi di Program Studi Agronomi dan Hortikultura.
25. Kepada seluruh rekan petugas belajar Badan Litbang Pertanian atas kerjasamanya selama berlangsungnya studi di Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
26. Kepada seluruh rekan mahasiswa Pascasarjana asal Sulawesi Selatan dan Sulawes Tenggara atas kerjasamanya selama berlangsungnya studi di Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
27. Kepada Ayahanda Drs. H. Mustaha Hamang dan Ibunda Hj. Sintang, Bapak mertua Bahri, AMd dan Ibu mertua Harmina, isteri tercinta Sashariwati,SP, ananda tersayang Muhammad Shalman Fariz Zashwan Daeng Mattiro, kakak Ir. H. Muhammad Anwar Mustaha dan adik Ir. Muhammad Ramli Mustaha serta semua keluarga, saya sampaikan hormat dan ucapan terima kasih atas semua perhatian, pengertian, dukungan dan doa serta pengorbanan yang telah diberikan selama melaksanakan tugas belajar ini. Terima kasih juga kepada semua pihak yang telah membantu selama studi dan pelaksanaan penelitian sampai penulisan disertasi.
Akhirnya penulis berharap semoga disertasi ini bermanfaat dalam pengembangan khasanah ilmu pengetahuan dan bagi semua pihak yang membutuhkannya. Amin
22 Juli 1968, sebagai anak kedua dari tiga bersaudara dari Ayah Drs. H. Mustaha Hamang dan Ibu Hj. Sintang. Pendidikan Sarjana Pertanian ditempuh di Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian, Universitas Hasanuddin dan lulus pada tahun 1991. Pada tahun 1997, penulis diterima di Program Studi Agronomi Pascasarjana Institut Pertanian Bogor, dan lulus pada tahun 1999. Kesempatan untuk melanjutkan ke Program Doktor pada Program Studi Agronomi dan Hortikultura (AGH) Institut Pertanian Bogor pada tahun 2007. Beasiswa pendidikan diperoleh melalui Badan Litbang Pertanian, Kementerian Pertanian, Republik Indonesia.
Penulis diterima bekerja sebagai peneliti pada Sub Balai Penelitian Hortikultura Jeneponto, Badan Litbang Pertanian pada tahun 1994-1996. Pada tahun 1996 sampai sekarang, penulis bekerja sebagai peneliti di Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) Sulawesi Tenggara, Badan Litbang Pertanian. Selain sebagai peneliti, penulis juga aktif membimbing skripsi pada Universitas Haluoleo.
Selama mengikuti program Doktor, penulis menjadi pengurus Forum Wacana IPB periode 2008/2009 dan sebagai sekretaris pada Forum Wacana Departemen Agronomi dan Hortikultura (FORSCA) periode 2008/2009. Dalam kegiatan profesi, penulis menjadi anggota Perhimpunan Hortikultura Indonesia. Penulis juga menjadi asisten pada Mata Kuliah Hortikultura Lanjut pada Program Studi Agronomi dan Hortikultura, Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor, tahun 2009/2010 dan 2010/2011. Sebuah artikel telah diterbitkan dengan judul: Pertumbuhan Bibit Manggis pada Berbagai Interval Penyiraman dan
xix
Halaman 1 Rekomendasi pemupukan manggis per tahun berdasarkan umur
tanaman ... 31 2 Rekomendasi pemupukan berdasarkan kondisi status hara N,P,
dan K daun ... 32 3 Rata-rata lama periode trubus, periode dormansi dan siklus trubus
pada berbagai konsentrasi PEG ………. 43 4 Pengaruh konsentrasi PEG terhadap rata-rata tinggi tanaman,
jumlah dan luas daun pada pada 11 BSP ……… 44 5 Pertambahan diameter batang dan lebar kanopi pada berbagai
konsentrasi PEG selama 1 tahun ……… 48 6 Pengaruh konsentrasi PEG terhadap bobot kering tajuk dan bobot
kering total tanaman pada 11 BSP ………....………. 49 7 Pengaruh konsentrasi PEG terhadap bobot kering akar, panjang
akar primer dan volume akar pada 11 BSP ………. 51 8 Pengaruh konsentrasi PEG terhadap rasio tajuk/akar pada 11
BSP ………. 52
9 Pengaruh konsentrasi PEG terhadap kandungan prolin pada 11
BSP ………. 53
10 Pengaruh konsentrasi PEG terhadap potensial air daun pada 11
BSP ………….……… 55
11 Pengaruh konsentrasi PEG terhadap laju fotosintesis, laju transpirasi dan daya hantar stomata pada 11 BSP …….…………. 57 12 Hubungan antara peubah pertumbuhan tanaman pada perlakuan
cekaman kekeringan ………... 59 13 Perlakuan komposisi media dari berbagai sumber media ………. 63 14 Karakteristik fisik dan kimia media tanahInceptisolsCicadas …. 66 15 Nilai bobot jenis, bobot jenis partikel dan porositas berbagai
komposisi media ……….… 68 16 Kisaran porositas media dari berbagai komposisi media tumbuh .. 69 17 Rata-rata lama periode trubus, periode dormansi dan siklus trubus
pada berbagai porositas media dan interval penyiraman ……….. 82 18 Pengaruh interaksi antara porositas media dan interval
xx
20 Pengaruh interaksi antara porositas media dan interval penyiraman air terhadap panjang akar primer pada 11 BSP …….. 92 21 Pengaruh porositas media dan interval penyiraman terhadap
volume akar pada 11 BSP ………….……….. 93 22 Pengaruh interaksi antara porositas media dan interval
penyiraman air terhadap bobot kering akar, tajuk dan total pada 11 BSP ……... 97 23 Pengaruh interaksi antara porositas media dan interval
penyiraman air terhadap rasio tajuk/akar pada 11 BSP …………. 98 24 Kandungan klorofil (a, b, total) dan rasio klorofil a/b pada
berbagai porositas media dan interval penyiraman air pada 11
BSP ………. 99
25 Pengaruh interaksi antara porositas media dan interval penyiraman air terhadap kandungan prolin daun pada 11 BSP …. 101 26 Pengaruh interaksi antara porositas media dan interval
penyiraman air terhadap potensial air jaringan dan laju transpirasi pada 11 BSP ………. 103 27 Pengaruh interaksi antara porositas media dan interval
penyiraman air terhadap laju fotosintesis dan daya hantar stomata pada 11 BSP ………... 105 28 Hubungan antara peubah pertumbuhan tanaman pada berbagai
porositas media ………... 109 29 Rata-rata lama periode trubus, periode dormansi dan siklus trubus
pada berbagai aplikasi pemupukan ……… 118 30 Pengaruh porositas media dan aplikasi pemupukan terhadap
tinggi tanaman, jumlah daun, lebar kanopi dan luas daun ……….. 119 31 Pengaruh interaksi antara porositas media dan aplikasi
pemupukan terhadap pertambahan tinggi tanaman, lebar kanopi dan luas daun selama 1 tahun ………...……… 121 32 Pengaruh interaksi antara porositas media dan aplikasi
pemupukan terhadap bobot kering tajuk dan bobot kering total pada 11 BSP ………... 122 33 Pengaruh interaksi antara porositas media dan aplikasi
pemupukan terhadap panjang akar primer dan bobot kering akar 11 BSP ……… 123 34 Pengaruh porositas media dan aplikasi pemupukan terhadap
xxi
36 Kadar N, P dan K daun pada berbagai porositas media dan aplikasi pemupukan pada 11 BSP ………..…… 126 37 Serapan hara N, P dan K daun pada berbagai porositas media dan
aplikasi pemupukan pada 11 BSP …….………. 127 38 Hubungan antara peubah pertumbuhan tanaman pada berbagai
aplikasi pemupukan ……….. 129 39 Rata-rata lama periode trubus, periode dormansi dan siklus trubus
pada dua jenis pot ………... 137 40 Pengaruh perlakuan jenis pot dan porositas media terhadap tinggi
tanaman, jumlah daun, lebar kanopi dan diameter batang ……… 139 41 Pengaruh interaksi antara jenis pot dan porositas media terhadap
luas daun pada 5, 7, 9 BST ……… 140 42 Pengaruh perlakuan jenis pot dan porositas media terhadap
pertumbuhan luas daun pada 3 dan 11 BST ……….. 140 43 Pengaruh jenis pot dan porositas media terhadap pertambahan
(tinggi tanaman, jumlah daun, lebar kanopi, diameter batang dan luas daun) ………... 141 44 Pengaruh perlakuan jenis pot dan porositas media terhadap bobot
kering tajuk dan total tanaman ……….. 142 45 Pengaruh perlakuan jenis pot dan porositas media terhadap bobot
kering akar, panjang akar primer dan volume akar ………..……. 144 46 Rasio tajuk/akar pada berbagai jenis pot dan porositas media pada
11 BSP ……….... 144 47 Pengaruh perlakuan jenis pot dan porositas media terhadap
pertumbuhan tinggi tanaman setelah ditanam di lahan …………. 146 48 Pengaruh perlakuan jenis pot dan porositas media terhadap
pertumbuhan jumlah daun setelah ditanam di lahan ………. 146 49 Pengaruh perlakuan jenis pot dan porositas media terhadap
xxiii
Halaman 1 Bagan alur pelaksanaan kegiatan penelitian ... 15 2 Karakter morfologi berbagai stadia pertumbuhan tunas tanaman
manggis mulai dari trubus awal sampai dormansi ……….. 41 3 Hubungan peningkatan konsentrasi PEG dengan tinggi tanaman
pada 11 BSP ………. 45
4 Keragaan pertumbuhan bibit manggis pada berbagai konsentrasi
PEG pada 11 BSP ……… 45
5 Hubungan antara potensial air daun (Ψ daun) dengan tinggi tanaman pada 11 BSP …………..………... 47 6 Hubungan antara potensial air daun (Ψ daun) dengan jumlah daun
pada 11 BSP ……….………... 47 7 Hubungan konsentrasi PEG dengan bobot kering total pada 11
BSP ……….. 49
8 Keragaan akar bibit manggis umur 11 BSP pada berbagai konsentrasi PEG ……….. 51 9 Kerapatan stomata pada berbagai konsentrasi PEG pada11 BSP.
Nilai pengamatan merupakan rata-rata ± standard error dari 6
tanaman ………..…. 58
10 Penurunan kadar air pada berbagai porositas media sampai 8 hari setelah penyiraman ………..…….... 80 11 Pertambahan tinggi tanaman pada berbagai interval penyiraman
selama 1 tahun. Nilai pengamatan merupakan rata-rata ±
standard errordari 6 tanaman ………... 86
12 Pertambahan jumlah daun pada berbagai interval penyiraman selama 1 tahun. Nilai pengamatan merupakan rata-rata ±standard
errordari 6 tanaman ………. 87
13 Pertumbuhan tinggi tanaman pada berbagai porosita media dan interval penyiraman (A0= 2 hari, A1= 4 hari + PPA, A2 = 6 hari + PPA dan A3 = 8 hari + PPA). Nilai pengamatan merupakan rata-rata ±standard errordari 6 tanaman ……… 88 14 Pertumbuhan jumlah daun pada berbagai porosita media dan
xxiv
rata-rata ±standard errordari 6 tanaman……….... 90 16 Perakaran tanaman pada interval penyiraman 6 hari + PPA
dengan berbagai porositas media ……… 92 17 Panjang akar tampak pada berbagai porositas media pada wadah
rizotron selama 8 BST. Nilai pengamatan merupakan rata-rata ±
standard errordari 6 tanaman ………...……. 94
18 Panjang akar tampak pada berbagai interval penyiraman air pada wadahrizotronselama 8 BST. Nilai pengamatan merupakan rata-rata ±standard errordari 6 tanaman ……….. 95 19 Kerapatan stomata pada berbagai porositas media (a) dan interval
penyiraman (b). Nilai pengamatan merupakan rata-rata ±
standard errordari 6 tanaman ……… 106
20 Hubungan antara potensial air daun (Ψ daun) dengan bobot kering total tanaman dan bobot kering akar pada perlakuan porositas
media ………... 107
21 Hubungan antara potensial air daun (Ψ daun) dengan dan panjang akar primer (a), pertambahan tinggi tanaman (b) dan pertambahan luas daun (c) pada perlakuan porositas media …………...……….. 108 22 Pertumbuhan tanaman pada perlakuan N,P, K granular pada
porositas 51-55% (A), 56-60% (B), 61-65% (C) dan 66-70% (D)
pada 11 BSP ……… 120
23 Pertumbuhan tanaman pada porositas media 56-60% dan aplikasi pupukgranular(A),soil drench(B) danslow release(C) 11 BSP 120 24 Keragaan pertumbuhan tanaman pada porositas media 61-65%
(A) dan 51-55% (B) dengan aplikasi pupuk secara fertigasi pada
11 BSP……….. 120
25 Keragaan akar tanaman manggis pada berbagai aplikasi pemupukan dan porositas media …….……… 124 26 Pengaruh interaksi antara porositas media dengan aplikasi
pemupukan terhadap kadar P daun ..……… 126 27 Kerapatan stomata pada berbagai porositas media (a) dan aplikasi
pemupukan (b). Nilai pengamatan merupakan rata-rata ±
standard errordari 6 tanaman ………...………. 128 28 Keragaan pertumbuhan bibit manggis pada porositas media
61-65% pada pot keranjang anyaman bambu (A) dan polybag (B) … 138 29 Keragaan pertumbuhan bibit manggis pada porositas media
56-60% pada pot keranjang anyaman bambu (A) dan polybag (B) … 138 30 Keragaan akar tanaman manggis pada wadah keranjang anyaman
xxv
Halaman 1 Prosedur lengkap pengukuran potensial air (Kaufman 1968;
Hamim 2007; Taiz & Zeiger 2012) ………... 175 2 Prosedur penentuan kandungan prolin daun (Bateset al. 1973) 176 3 Penetapan kandungan klorofil daun (Sims & Gamon 2002) … 177 4 Prosedur pengukuran kadar air pada berbagai porositas media 178 5 Penetapan kandungan N jaringan daun menggunakan metode
Semi mikro-kjedahl ………... 179 6 Penetapan kandungan P dan K jaringan daun dengan metode
Pengabuan ... 180 7 Rangkuman sidik ragam pertumbuhan tanaman pada berbagai
simulasi cekaman kekeringan dengan aplikasi PEG ... 182 8 Rangkuman sidik ragam (F-hit) pengaruh porositas media dan
interval penyiraman terhadap pertumbuhan tanaman ... 183 9 Rangkuman sidik ragam (F-hit) respon pertumbuhan bibit
tanaman pada berbagai media tumbuh dan cara aplikasi
pemupukan ……… 186
10 Rangkuman sidik ragam (F-hit) respon pertumbuhan tanaman pada dua jenis pot dan berbagai porositas media di pembibitan
rumah plastik ……… 188
11 Rangkuman sidik ragam (F-hit) respon pertumbuhan tanaman pada dua jenis pot dan berbagai porositas media setelah
ditanam di lahan ………. 190 12 Rata-rata suhu udara dan kelembaban udara di dalam rumah
plastik Kebun Percobaan Tajur dari bulan Juli 2009 sampai
Desember 2010 ………. 191
13 Intensitas radiasi cahaya di dalam rumah plastik dan lahan
xvii
Halaman
DAFTAR TABEL ………... xix
DAFTAR GAMBAR ………... xxiii
DAFTAR LAMPIRAN ………... xxv
DAFTAR ISTILAH ………. xxvii
PENDAHULUAN ………... 1
Latar Belakang ……….. 1
Rumusan Masalah ………. 3
Tujuan Penelitian ……….. 8
Manfaat Penelitian ……… 8
Kerangka Pemikiran …..……… 9
Hipotesis ……… 13
TINJAUAN PUSTAKA………... 17
Karakteristik Umum Tanaman Manggis …...……… 17 Karakteristik Perakaran Tanaman Manggis ……….. 18 Cekaman Kekeringan terhadap Pertumbuhan Tanaman ... 20 Pemacuan Pertumbuhan melalui Perbaikan Lingkungan Tumbuh …... 23 KARAKTERISTIK MORFOLOGI DAN FISIOLOGI BIBIT MANGGIS
PADA KONDISI CEKAMAN KEKERINGAN ... 35
Pendahuluan …………..……… 36
Bahan dan Metode …………...………...……….. 37 Hasil dan Pembahasan ……….………. 42
Simpulan …….……….. 60
PENETAPAN POROSITAS MEDIA BERBAGAI SUMBER
BAHAN MEDIA TUMBUH………... 61
Pendahuluan …………..……… 62
Bahan dan Metode…………...……….. 63 Hasil dan Pembahasan ……….………. 66
Simpulan …….……….. 70
PENINGKATAN PERTUMBUHAN BIBIT MANGGIS MELALUI
PENGATURAN POROSITAS MEDIA DAN KETERSEDIAAN AIR … 71
Pendahuluan ………….……… 72
Bahan dan Metode ………...………...………. 74 Hasil dan Pembahasan ………..……… 78
xviii
Pendahuluan ………….……… 112
Bahan dan Metode ………...…………...………. 113 Hasil dan Pembahasan ………..……… 117
Simpulan …….……….. 130
PENINGKATAN PERTUMBUHAN BIBIT MANGGIS PADA DUA
JENIS POT DENGAN PENGATURAN POROSITAS MEDIA ……….. 131
Pendahuluan ………….……… 132
Bahan dan Metode ………...………. 133 Hasil dan Pembahasan ………..……… 136
Simpulan …….……….. 147
PEMBAHASAN UMUM ………... 149
SIMPULAN DAN SARAN …………...…………...………. 163
Simpulan ….………..………..….. 163
Saran ….…………..………..…………. 164
DAFTAR PUSTAKA ………...………... 165
xxvii
ada di dalam tanah masuk ke jaringan tanaman. Aerasi
=
Proses yang dapat menyebabkan udara di dalamtanah ditukar dengan udara dari atmosfir; pada tanah yang beraerasi baik biasanya susunan udara tanah hampir sama dengan atmosfir di atas permukaan tanah.
Aerobik
=
Bersifat memerlukan oksigen bagikehidupannya.
Air gravitasi
=
Air yang tidak dapat ditahan oleh tanah sehingga meresap ke bawah karena gaya gravitasi.Air higroskopis
=
Air yang diikat kuat oleh tanah sehingga tidak dapat digunakan oleh tanaman.Air kapiler
=
Air di dalam tanah dengan gaya kohesi (tarik menarik antar butir-butiran air) dan daya adhesi (antar air dan tanah) lebih kuat dari gravitasi. Akar rambut=
Seperti tabung yang tidak bercabang, terbentukdi bagiang belakang daerah pemanjangan akar, permukaan luarnya berlendir dan berfungsi memperluas permukaan serapan akar
Anion
=
Ion yang bermuatan listrik negatif.Apomiksis
=
Embrio yang tidak dihasilkan dari miosis dan penyerbukan, tetapi dari sel di dalam kantong embrio atau sekeliling nuselus dan berkembang membentuk biji dengan konstitusi genetik yang sama dengan induk betinanya.ATP (adenosin tri
phosphate)
=
Senyawa di dalam sel tanaman yang berperan dalam menangkap energi dari cahaya matahari pada proses fotosintesis.
Bibitseedling
=
Bibit atau tumbuhan hasil perbanyakan dari biji. Daun terminal=
Sepasang daun (tunggal) atau satu pasang daun(tipe inflorescence) yang terletak pada bagian ujung pucuk (terminal).
Daun sub terminal
=
Daun yang terletak di bawah daun terminal. Derajat kemasaman /pH(potential of Hydrogen)
=
Kondisi yang menggambarkan jumlah ion hidrogen, yang ada pada larutan tanah. Semakin tinggi jumlah ion hidrogen semakin tinggi juga derajat kemasaman tanah.
Dormansi tunas
=
Berhentinya sementara pertumbuhan yang tampak (visibel) dari organ atau tanaman yang mengandung jaringan meristem. Pada saat itu aktivitas metabolismenya sangat rendah.Enzim
=
Substansi yang dibentuk dalam sel hidup yang menyebabkan atau mempercepat terjadinya proses reaksi kimia. Enzim adalah katalisator untuk reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh makluk hidup.Hara
=
Bio zat yang diperlukan tumbuhan untuk pertumbuhan, pembentukan jaringan, dan kegiatan hidup lainnya, diperoleh dari bahan mineral seperti nitrogen, fosfor, kalium dan lainnya.Higroskopis
=
Kemampuan suatu bahan untuk menyerap uap air dari udara. Pupuk yang bersifat hidroskopis akan cepat mencair jika ditempatkan di tempat yang terbuka.xxix Kapasitas tukar kation
(KTK)
=
Kemampuan koloid tanah untuk memegang dan melepaskan kation. KTK diukur dengan satuan miliekuivalen/100 gram tanah.
Kation
=
Ion yang bermuatan positif seperti Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4+, H+, Al3+dan sebagainya.Kejenuhan basa
=
Perbandingan antara jumlah kation-kation basa dengan KTK (semua kation basa dan kation asam) yang terdapat dalam komplek jerapan tanah dikali 100%Kejenuhan basa yang tinggi menunjukan ketersedian hara yang tinggi, artinya, tanah tersebut belum banyak mengalami pencucian. Klorofil
=
Sel pembentuk warna hijau pada daun dantempat terjadinya proses fotosintesis.
Korelasi
=
Suatu teknik statistik yang digunakan untuk mencari hubungan antara dua variabel atau lebih yang sifatnya kuantitatif.Koefisien korelasi
=
Ukuran untuk mengukur hubungan kekuatan antara 2 variabel yang disimbolkan dengan huruf r. Nilai absolut dari r berada pada interval -1≤ r≤1tanda – dan + menunjukan arah hubungan Koloid tanah
=
Bagian tanah yang sangat aktif dalam prosesfisikokimia. Koloid berukuran sangat halus dengan diameter kurang dari 1 mikron dan umumnya bermuatan negatif.
Metabolisme
=
Proses penyusunan dan perombakan protein, lemak, dan karbohidrat melalui fotosintesis dan respirasiPori-pori tanah/media
=
Bagian yang tidak terisi oleh bahan padat tanah/media (terisi oleh udara dan air); terdiri atas pori makro dan pori mikro. Pori makro berisi udara atau air gravitasi dan pori mikro berisi udara atau air kapiler.Pucuk
=
Bagian ujung tajuk tanaman yang masih muda. Ritme pertumbuhan=
Periode tumbuh yang dimulai dari terbentuknyadaun (flush) dan diakhiri dengan berakhirnya periode dormansi.
Unsur hara esensial
=
Apabila terjadi defisiensi hara tersebut maka tanaman tidak akan dapat melanjutkan siklus hidupnya. Fungsi hara tersebut tidak dapat digantikan oleh hara lain. Unsur tersebut harus secara langsung terlibat dalam proses metabolisme.Siklus trubus
=
Satu tahapan atau daur yang dmulai dari munculnya atau pecahnya tunas pertama sampai dengan pecah tunas berikutnya.Trubus
=
Stadia pertumbuhan tunas yang dimulai dari pecah (tunas awal) sampai dengan perkembangan tunas mencapai ukuran maksimum pada stadium trubus dewasaSink
=
Organ-organ yang tidak mampu memenuhi fotosintat untuk kebutuhan sendiri, sehingga harus mengimpor dari organ yang berfungsi sebagaisource.Source
=
Organ tanaman yang sudah mampu memenuhifotosintat untuk kebutuhan sendiri atau mengekspor sebagian hasil fotosintesisnya untuk organ lain yang membutuhkan (sink), biasanya
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Manggis (Garcinia mangostana) merupakan salah satu buah segar yang digemari masyarakat Indonesia maupun dunia, karena mempunyai rasa dan aroma yang lezat serta memiliki perpaduan warna yang indah. Buah manggis merupakan andalan ekspor Indonesia ke beberapa negara seperti Hong Kong, Taiwan, RRC, Singapura, Arab Saudi, Uni Emirat Arab, dan Eropah (Deptan 2008). Menurut laporan BPS (2011), volume ekspor manggis sebesar 4 285 ton pada periode Januari sampai Pebruari tahun 2009 menjadi 8 225 ton pada periode yang sama pada tahun 2010 atau mengalami peningkatan sebesar 91%.
Besarnya volume ekspor tersebut mencerminkan tingginya permintaan buah manggis, namun ternyata belum ditunjang produksi buah manggis nasional. Pada tahun 2000, produksi manggis Indonesia mencapai 26 400 ton dengan luas panen 5 192 ha dan meningkat menjadi 105 558 ton dengan luas panen 11 992 ha pada tahun 2009. Data tersebut menunjukkan adanya kenaikan produktivitas dari 50.85 ku/ha pada tahun 2000 menjadi 88.00 ku/ha pada tahun 2009 (Deptan 2012). Peningkatan produksi dari tahun 2000 sampai 2009 masih belum bisa memenuhi permintaan buah manggis, baik untuk pasar dalam maupun luar negeri sehingga memberikan peluang besar untuk pengembangan manggis nasional.
Kendala utama pengembangan manggis adalah lambatnya pertumbuhan, baik saat pembibitan maupun setelah ditanam di lahan. Kondisi tersebut menyebabkan masa bibit siap tanam menjadi lebih lama (3-4 tahun) sehingga ketersediaan bibit tidak bisa segera dipenuhi dalam waktu yang singkat dan masa tanaman belum menghasilkan (TBM) menjadi lama yaitu 8-15 tahun (tanaman asal biji).
kurang berkembangnya sistem perakaran dan tidak adanya akar rambut menyebabkan laju serapan air dan unsur hara menjadi berkurang. Apabila dihubungkan dengan fungsi air sebagai penyusun utama protoplasma, bahan baku dalam proses fotosintesis dan sebagai pelarut dalam sejumlah proses hidrolisis, maka terbatasnya serapan air akan menyebabkan terhambatnya berbagai aktivitas sel (Taiz & Zeiger 2012). Bahkan stres air yang ringan saja (sekitar -1 sampai -3 bar) sudah dapat menyebabkan pembelahan dan pembesaran sel menjadi terhambat bahkan berhenti sama sekali (Harjadi & Yahya 1988).
Pertumbuhan tanaman yang lambat dan sulitnya penyediaan bibit bermutu menjadi salah satu penyebab rendahnya produksi manggis nasional sehingga dibutuhkan upaya pemacuan pertumbuhan melalui teknologi pembibitan yang baik. Salah satu cara memacu pertumbuhan adalah pengelolaan lingkungan tumbuh yang disesuaikan dengan karakteristik tanaman. Lingkungan tumbuh yang penting diperhatikan antara lain media tumbuh, ketersediaan air dan unsur hara serta kecukupan aerasi. Peran penting media tumbuh terhadap pertumbuhan tanaman, antara lain dilaporkan Wiebel et al. (1992a), bahwa pertumbuhan bibit manggis pada media yang porous lebih baik dibanding media yang kurang porous. Istilah media porous atau kurang porous sering dikenal pada pembuatan media tumbuh, sesungguhnya merupakan nilai porositas media. Porositas merupakan salah satu sifat fisik tanah/media yang diartikan sebagai bagian tanah atau media yang tidak terisi bahan padat (terisi oleh air dan udara), terdiri atas pori makro dan pori mikro (Hardjowigeno 1987). Media yang banyak mengandung bahan organik memiliki porositas tinggi, begitu pula struktur remah mempunyai nilai porositas yang lebih tinggi dibanding struktur massive (Hillel 1997).
O2 dipengaruhi oleh kadar air, porositas media dan derajat pemadatan (Gruda & Schnitzler 2004; Dresboll & Kristensen 2011).
Pada penelitian ini pemacuan pertumbuhan manggis dilakukan melalui rekayasa media tumbuh dengan pendekatan porositas media dan pengelolaan faktor lingkungan tumbuh seperti ketersediaan air dan unsur hara serta kecukupan aerasi. Pendekatan porositas menjadi alasan penting karena selama ini media pembibitan manggis hanya berupa media tanah atau campuran tanah dan sedikit pupuk kandang. Kondisi media seperti itu menyebabkan terjadinya pemadatan media yang kurang mendukung perkembangan akar. Selain itu pada media yang padat, kapasitas memegang air memang tinggi tetapi air tersebut tidak bisa tersedia bagi tanaman (Dresboll 2010). Bahkan pada kondisi media yang sangat padat (jumlah ruang pori-pori makro sangat sedikit), penyiraman yang intensif dapat menyebabkan terjadinya penggenangan dan memicu defisiensi O2. Sebaliknya pada media berporositas tinggi, walaupun baik ditinjau dari aspek kecukupan aerasi, namun kemampuannya dalam menyimpan air sangat rendah.
Oleh karena itu perakitan media tumbuh tepat adalah penting, selain dapat meningkatkan ketersediaan air dan unsur hara juga memperbaiki aerasi media. Penyusunan media tumbuh dengan pendekatan porositas media disertai pengelolaan lingkungan tumbuh spefisik sesuai karakteristik tanaman diharapkan dapat menghasilkan bibit manggis yang berkualitas.
Rumusan Masalah
Beberapa laporan penelitian menyebutkan bahwa lambatnya pertumbuhan manggis antara lain disebabkan oleh (a) buruknya sistem perakaran, sehingga (b) penyerapan air dan hara lambat, (c) rendahnya laju fotosintesis, dan (d) rendahnya laju pembelahan sel pada meristem pucuk (Wibel et al. 1992a; Ramlan et al. 1992; Poerwanto 2000). Pada tanaman manggis akar tumbuh dengan sangat lambat, rapuh, jumlah akar lateral terbatas dan tidak mempunyai akar rambut, mudah rusak dan terganggu oleh kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan, sehingga luas permukaan kontak antara akar dan media tumbuh sempit yang menyebabkan serapan air dan hara terbatas (Cox 1988). Rendahnya serapan hara dan air ke dalam jaringan tanaman akan menurunkan aktivitas fisiologi tanaman dan menganggu ritme endogen secara keseluruhan di dalam tanaman (Hidayat 2002).
Beberapa hasil penelitian yang bertujuan untuk memacu pertumbuhan bibit manggis telah dilakukan melalui penggunaan zat pengatur tumbuh seperti pemberian Indole butyric acid (IBA) 50-150 ppm terhadap biji dan akar (saat
transplanting dari pesemaian) mampu meningkatkan pertambahan panjang akar, diameter batang, bobot kering total, kandungan hara daun dan serapan hara (Poerwanto et al. 1995). Demikian pula pemberian 0.075-0.150 ppm triankontanol mampu meningkatkan luas daun, tinggi bibit, diameter batang, panjang akar, bobot kering total dan serapan hara pada bibit umur 7 bulan (Hidayatet al. 1999).
campuran kompos daun bambu + tanah + pupuk kandang (3:2:1 v/v) menghasilkan volume akar yang lebih besar dibanding media yang berupa campuran pasir + tanah + pupuk kandang (3:2:1 v/v). Kedua hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa media porous menghasilkan pertumbuhan yang lebih baik, tetapi dari laporan tersebut dan sejumlah laporan yang ada belum diketahui nilai porositas media sesungguhnya sebagai ukuran porous atau tidaknya media. Oleh karena itu, porositas media sangat penting dalam membantu perencanaan media tumbuh yang tepat dari berbagai sumber bahan media.
Karakteristik pertumbuhan akar yang lambat dan jumlah akar lateral yang terbatas menyebabkan bibit manggis peka terhadap cekaman kekeringan dan pengaruhnya terlihat dari terhambatnya pertumbuhan dan perubahan morfologi tanaman serta aktivitas fisiologis. Cekaman kekeringan merupakan salah satu faktor pembatas pertumbuhan karena dapat menghambat aktivitas fotosintesis dan translokasi fotosintat (Savin & Nicolas 1996). Menurut Levitt (1980); Bray (1997), cekaman kekeringan yang biasa disebut drought stress pada tanaman dapat disebabkan oleh dua hal, yaitu: (1) kekurangan suplai air di daerah perakaran dan (2) permintaan air yang berlebihan oleh daun akibat laju evapotranspirasi melebihi laju absorbsi air, walaupun kandungan air tanah dalam kondisi cukup tersedia.
Saat pertumbuhan tunas, aktivitas metabolisme meningkat dan kebutuhan air secara langsung menjadi faktor pembatas sehingga saat pertumbuhan tunas dibutuhkan ketersediaan air yang lebih tinggi dibandingkan stadia dorman. Dengan demikian saat aktif tumbuh, tanaman manggis sangat peka terhadap cekaman kekeringan. Gejala yang jelas ditunjukkan apabila tanaman manggis mengalami cekaman kekeringan berat adalah terhambatnya pertumbuhan, seperti ukuran daun menjadi lebih kecil dan warna daun pada saat trubus awal menjadi kekuning-kuningan serta siklus trubus berikutnya menjadi lebih panjang (Wiebel
berpengaruh terhadap beberapa aspek fisiologi dan morfologi antara lain menurunkan laju fotosintesis dan luas daun. Apabila tanaman mengalami cekaman kekeringan maka potensial air daun menurun dan pembentukan klorofil juga terganggu (Alberte et al. 1977). Kramer (1983) menjelaskan bahwa pengaruh cekaman kekeringan pada pertumbuhan vegetatif antara lain berupa berkurangnya luas daun, terhambatnya pembentukan tunas baru dan meningkatnya nisbah akar/tajuk. Bray (1997) menyatakan respon tanaman terhadap cekaman kekeringan tergantung jumlah air yang hilang, lamanya cekaman, genotipe, umur dan fase perkembangan tanaman.
Media tumbuh yang porous memiliki pori-pori makro yang lebih banyak dibanding pori mikro sehingga kemampuan menyimpan air menjadi sangat rendah. Ketersediaan air yang rendah akibat kemampuan menyimpan air yang rendah pada porositas tinggi dapat menyebabkan terjadinya cekaman kekeringan. Oleh karena itu untuk meningkatkan ketersediaan air pada porositas media yang tinggi maka harus diikuti penyiraman intensif dan apabila hal ini diterapkan pada skala pembibitan yang besar berarti dibutuhkan biaya, waktu dan tenaga kerja yang banyak.
Pertumbuhan bibit manggis juga diketahui peka terhadap kekurangan dan kelebihan unsur hara sehingga dibutuhkan aplikasi pemupukan yang tepat. Namun masalahnya sampai saat ini masih terbatas rekomendasi pemupukan yang benar-benar dapat diaplikasikan secara tepat sesuai kondisi tanaman. Saat ini anjuran pemupukan manggis yang tertuang dalam standar prosedur operasional (SPO) tanaman manggis umumnya masih bersumber dari kebiasaan petani (Direktur Tanaman Buah 2004). Acuan pemupukan tersebut belum mempertimbangkan ketersediaan hara tanah dan tanaman serta kondisi media tumbuh.
hasilnya kurang memuaskan, bahkan pemupukan dengan dosis 10 g dalam 3 l media justeru menyebabkan tanaman mengalami keracunan. Oleh karena itu pentingnya dikaji penggunaan pupuk yang cepat tersedia dan pupuk lepas terkendali serta cara aplikasi pada berbagai porositas media. Selama ini telah dikenal beberapa aplikasi pemupukan diantaranya aplikasi pupuk butiran (granular) yang telah banyak digunakan dan dianggap mudah diaplikasikan serta harganya relatif murah. Aplikasi pemupukan dapat pula dengan cara dilarutkan dalam air lalu disiram ke media tumbuh atau yang dikenal sebagai fertigasi (fertigation). Cara ini dapat mempercepat penyerapan hara tetapi dibutuhkan waktu yang lebih banyak karena umumnya frekuensi aplikasinya lebih tinggi. Untuk mengurangi frekuensi penyiraman maka dapat digunakan pupuk lepas terkendali (slow release) dengan interval pemupukan yang lebih panjang (4-6 bulan) tetapi ketersediaan hara lebih lambat dan harga pupuknya juga lebih mahal. Lambatnya ketersediaan hara dari pupuk slow release karena sifat kelarutannya yang lambat akibat adanya lapisan khusus dari bahan resin yang sifatnya
permeabel(awet) pada setiap butirannya. Akibatnya unsur hara yang terkandung dalam butiran pupuk tersebut dilepaskan secara perlahan-lahan sehingga unsur hara menjadi lambat tersedia bagi tanaman. Ketiga cara aplikasi pemupukan tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan sehingga perlu dikaji bagaimana pengaruhnya terhadap pertumbuhan bibit manggis.
sehingga sirkulasi udara menjadi lebih baik. Namun belum diketahui bagaimana pengaruhnya terhadap tanaman apabila dipadukan dengan porositas media.
Beberapa informasi di atas menunjukkan peran penting lingkungan tumbuh terhadap pertumbuhan bibit manggis. Namun masih terbatas informasi yang menjelaskan bagaimana mekanisme perubahan morfologi dan fisiologi akibat perubahan lingkungan tumbuh. Informasi ini menjadi dasar pertimbangan dalam pengelolaan lingkungan tumbuh spesifik sehingga kedepannya bisa dirancang teknologi pembibitan yang mampu menghasilkan bibit yang berkualitas dengan pertumbuhan yang optimal.
Tujuan Penelitian
Secara umum penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan pertumbuhan bibit manggis melalui perbaikan komponen teknologi pembibitan manggis dengan rekayasa media tumbuh yang berbasis porositas media dan dikombinasikan dengan lingkungan tumbuh spesifik.
Secara khusus penelitian ini bertujuan:
1. Mempelajari karakteristik morfologi dan fisiologi pertumbuhan bibit manggis pada kondisi cekaman kekeringan.
2. Mendapatkan nilai porositas media dari berbagai sumber atau bahan media yang akan digunakan dalam penyusunan media tumbuh yang sesuai karakteristik perakaran tanaman manggis.
3. Mempelajari faktor-faktor lingkungan tumbuh spesifik seperti ketersediaan air, unsur hara dan kecukupan aerasi dalam kaitannya dengan upaya meningkatkan pertumbuhan bibit manggis.
Manfaat Penelitian
Sebagai dasar kajian mekanisme morfologi dan fisiologi yang menjelaskan pertumbuhan tajuk dan akar maka diperlukan data penelitian yang meliputi:
1. Periode pertumbuhan tunas dan periode dormansi pada berbagai porositas media, ketersediaan air dan unsur hara serta kecukupan hara.
2. Pertumbuhan tajuk (tinggi tanaman, jumlah daun, diameter batang, lebar kanopi, luas daun, bobot kering tajuk dan bobot kering total) dan pertumbuhan akar (panjang akar primer, panjang akar tampak, volume akar, bobot kering akar) serta keseimbangan pertumbuhan tajuk dan akar melalui pengamatan rasio tajuk/akar.
3. Perubahan potensial air jaringan, laju fotosintesis, laju transpirasi dan daya hantar stomata.
4. Perubahan kandungan asam amino prolin sebagai indikator terjadinya cekaman kekeringan.
5. Perubahan kandungan hara N,P dan K daun serta serapan hara 6. Pengamatan kerapatan stomata
7. Perubahan kandungan klorofil daun (klorofil a, klorofil b, klorofil total dan rasio klorofil a/b).
Berdasarkan pemahaman mengenai porositas media maka dapat direkomendasikan beberapa sumber media yang dapat dijadikan sebagai pertimbangan dalam pemilihan dan penyusunan media tumbuh berdasarkan ketersediaan sumberdaya setempat serta sesuai dengan karakteristik perakaran tanaman. Pemilihan media tumbuh yang tepat disertai perbaikan teknik budidaya dan pengelolaan lingkungan tumbuh spesifik diharapkan dapat dihasilkan bibit yang berkualitas untuk mendukung pengembangan manggis nasional.
Kerangka Pemikiran
media tumbuh, ketersediaan air dan unsur hara serta kecukupan aerasi sehingga kedepannya dapat dirancang teknologi pembibitan yang sesuai karakteristik tanaman dan sekaligus dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman.
Media tumbuh berfungsi sebagai tempat tumbuh sementara sebelum dipindahkan ke lapang dan memiliki peran penting dalam menghasilkan bibit yang berkualitas. Selama ini pertimbangan utama yang digunakan dalam pembuatan atau pemilihan media tumbuh adalah ketersediaan bahan. Melalui penelitian ini ditambahkan aspek porositas media sebagai dasar penyusunan atau pemilihan media tumbuh. Porositas media yang sesuai karakteristik tanaman diharapkan mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman. Hal ini disebabkan peningkatan porositas media dapat memperbaiki aerasi sehingga proporsi udara seperti O2 di dalam media meningkat sehingga berdampak pada peningkatan laju respirasi akar.
Masalahnya terdapat hubungan yang berlawanan antara kecukupan udara dengan ketersediaan air. Pada porositas tinggi umumnya didominasi pori-pori makro dan ruang-ruang pori tersebut banyak ditempati oleh O2 sehingga aerasi meningkat. Namun porositas media yang tinggi memiliki keterbatasan dalam menyimpan air sehingga rentang mengalami cekaman kekeringan apabila tidak diimbangi dengan penyiraman intensif. Kondisi sebaliknya pada porositas media yang rendah, karena fraksi media didominasi oleh pori-pori mikro, maka kemampuannya menyimpan air cukup tinggi, namun karena ruang pori-pori makro relatif sedikit sehingga pertukaran udara terhambat dan kandungan O2 menjadi rendah dan akibatnya respirasi akar terhambat. Berdasarkan dua kondisi tersebut maka dibutuhkan pengaturan porositas media yang selain dapat meningkatkan ketersediaan air, juga mampu meningkatkan kecukupan aerasi, utamanya pada tanaman yang memiliki kendala perakaran seperti tanaman manggis.
terhambatnya laju pembesaran sel dan akibatnya pertumbuhan tanaman juga terhambat (Salisbury & Ross 1995). Pada kondisi cekaman ringan dapat menyebabkan stomata tertutup sehingga laju difusi CO2 dan O2 juga terhambat, akibatnya kandungan O2 dan laju serapan air juga menurun sehingga menurunkan laju fotosintesis. Oleh karena itu penting diketahui batas kritis cekaman kekeringan yang dapat dijadikan sebagai acuan dalam penanganan bibit manggis. Untuk mempelajari bagaimana pengaruh cekaman kekeringan terhadap tanaman, maka dilakukan simulasi cekaman kekeringan. Dari beberapa laporan diketahui bahwa polietilena glikol (PEG) telah banyak digunakan sebagai bahan simulasi antara lain pada tanaman kedelai (Husni et al. 2006), cabai (Yusniwati 2007), kelapa sawit (Palupi & Dedywiryanto 2008), Phaseolus mungo (Garg 2010), tembakau (Riduan et al. 2010) dan Trifolium repens L (Wang 2010). Hasil simulasi ini diharapkan menjadi acuan dalam pengaturan ketersediaan air media sehingga tanaman bisa terhindar dari cekaman kekeringan.
sehingga meningkatkan sejumlah aktivitas metabolisme tanaman. Namun masih perlu dikaji kemampuan PPA dalam mempertahankan ketersediaan air pada berbagai porositas media.
Rekomendasi pemupukan manggis yang ada selama ini masih sangat umum, sehingga sulit diaplikasikan secara tepat, contohnya belum ada rekomendasi pemupukan pada pembibitan sesuai kondisi media tumbuh. Melalui penelitian ini diharapkan diketahuinya jenis dan cara pemupukan yang sesuai kondisi media tumbuh. Aplikasi pemupukan bisa dengan pupuk yang mudah larut seperti pupuk anorganik NPK atau pupuk yang kelarutannya lambat atau yang biasa dikenal sebagai pupuk lepas terkendali (slow release). Beberapa jenis pupuk slow release telah banyak digunakan pembibitan pada tanaman tahunan karena dengan interval aplikasi yang panjang (4-6 bulan), unsur hara dapat disediakan secara kontinyu. Jenis pupuk ini memiliki kelebihan antara lain mampu mengontrol jumlah hara yang larut dalam air tanah atau media. Hasil penelitian Wiebel et al. (1992a) menunjukkan bahwa aplikasi pupuk lepas terkendali Osmocote plus mampu meningkatkan pertumbuhan bibit manggis. Namun umumnya pupuk slow release memiliki kelarutan yang lambat karena adanya lapisan dari bahan resin yang melindungi permukaan butiran pupuk sehingga unsur hara menjadi lambat tersedia bagi tanaman.
tersebut diduga memberikan respon yang berbeda pada porositas yang berbeda, sehingga perlu dikaji lebih jauh bagaimana pengaruhnya terhadap tanaman.
Kecukupan aerasi dan ketersediaan air menjadi dua hal yang sangat mempengaruhi pertumbuhan akar tanaman. Oleh karena itu dibutuhkan jenis pot dan porositas media yang ideal yang dapat menyatukan peran faktor aerasi dan ketersediaan air. Penelitian ini dilakukan sebagai terobosan untuk meningkatkan kecukupan aerasi melalui penggunaan pot beraerasi dan pengaturan porositas media. Selama ini wadah atau pot yang umum digunakan pada pembibitan manggis adalah polybag dengan ukuran yang beragam. Polybag memiliki aerasi yang rendah sehingga sirkulasi udara terbatas utamanya apabila menggunakan media yang porositasnya rendah. Sebagai alternatif yang ditawarkan pada penelitian ini adalah penggunaan pot beraerasi tinggi dari keranjang anyaman bambu. Penggunaan pot beraerasi seperti keranjang anyaman bambu dapat menyebabkan terpangkasnya akar (root prunning) yang menembus sisi pot sehingga menstimulir munculnya akar-akar muda yang aktif dalam menyerap air dan unsur hara. Root prunning sangat efektif dalam meremajakan akar tanaman sehingga senantiasa diperoleh akar yang produktif (Walston 2012). Selain itu, juga dapat mengurangi persaingan antar akar dan tajuk dalam memanfaatkan fotosintat. Dengan demikian penggunaan pot beraerasi dari keranjang anyaman bambu diharapkan dapat meningkatkan aerasi di sekitar tanaman dan sekaligus mendorong pertumbuhan tanaman.
Rekayasa media tumbuh dengan pertimbangan porositas media disertai pengelolaan dan perbaikan lingkungan tumbuh spesifik (air, unsur hara dan aerasi) yang sesuai karakteristik tanaman diharapkan diperoleh bibit manggis yang berkualitas dan siap ditanam di lahan dengan performan pertumbuhan yang baik. Bagan alur kegiatan penelitian disajikan pada Gambar 1.
Hipotesis
2. Terdapat variasi nilai porositas dari berbagai sumber bahan media sehingga memungkinkan diperoleh komposisi media ideal dengan pertimbangan porositas media.
Gambar 1 Bagan alur pelaksanaan kegiatan penelitian
Masalah: PERTUMBUHAN BIBIT MANGGIS LAMBAT
Perakaran yang tumbuh lambat, kurang berkembang & peka terhadap kondisi lingkungan tumbuh yg tidak sesuai
MANAJEMEN MEDIA TUMBUH
pendekatan porositas media
Lingkungan tumbuh spesifik (peka terhadap keterbatasan air, unsur hara & aerasi yang kurang sesuai)
Perobaan 1:
Karakteristik morfologi & fisiologi akar & tajuk pada berbagai cekaman kekeringan
Percobaan 2: penetapan porositas media:
Informasi porositas media dari berbagai sumber media tumbuh sebagai dasar
penyusunan media tumbuh:
Percobaan 3: Porositas media & Interval penyiraman
Percobaan 4: Porositas media & pemupukan
Percobaan 5: jenis pot & porositas media
Perbaikan teknologi pembibitan
Karakeristik morfologi & fisiologi tanaman
Informasi dasar untuk
pengaturan ketersedian air pada manajemen media tumbuh
Karakteristik morfologi & fisiologi
Ketersediaan air, cara aplikasi pupuk yang efisien & kecukupan aerasi pada berbagai porositas berbeda
Masa pembibitan lama & ketersediaan bibit lambat
TINJAUAN PUSTAKA
Karakteristik Umum Tanaman Manggis
Manggis (Garcinia mangostana L.) tergolong dalam famili Guttiferae, yang berasal dari Asia Tenggara, khususnya Thailand, Malaysia dan Indonesia (Nakasone & Paull 1999). Tanaman manggis dewasa merupakan pohon besar dengan tinggi dapat mencapai 10-25 m, daun lebar dan rimbun. Bentuk tajuk bervariasi dari bulat silindris hingga kerucut dengan penyebaran simetris ke semua arah. Lebar tajuk dapat mencapai 12 m dan semakin mengecil ke arah puncak pohon. Diameter batang pohon dewasa dapat mencapai 60 cm dengan percabangan ke semua arah. Daunnya tunggal dan berpasangan di sisi ranting. Bentuk daun bulat panjang dengan ukuran panjang 13-26 cm dan lebar 6-12 cm. Helai daunnya kaku dan tebal. Daun muda yang baru tumbuh berwarna cokelat kemerahan, kemudian berubah menjadi cokelat kehijauan, hijau muda, lalu hijau tua sesuai umur tanaman (Tirtawinataet al. 2000).
Bunga manggis terletak di ujung ranting, memiliki tangkai bunga yang pendek dan tebal, daun kelopak empat helai tersusun dalam dua pasang dan daun mahkota empat helai. Kedua pasang kelopak memiliki panjang 2 cm, berwarna hijau kekuningan, berlekuk dan tumpul, sedangkan mahkotanya berwarna hijau kekuningan dengan bagian di sekelilingnya berwarna kemerahan, tebal, dan berdaging. Bunga muncul secara menyendiri atau berpasangan pada bagian ujung ranting di luar kanopi (Nakasone & Paull 1999).
Proses pembentukan dan perkembangan buah manggis berkisar antara 100-160 hari dari awal pembungaan hingga pematangan buah. Buah berdiameter 4-8 cm, berbentuk bulat, berwarna kekuningan hingga berwarna ungu kehitaman pada saat masak dan beratnya berkisar 30-180 g. Daging buah (aril) terdiri atas 5-7 segmen berwarna putih, rasanya manis dan hanya mengandung 1-2 biji.
struktur tanah remah dengan drainase baik dan tekstur tanah lempung berpasir serta dengan kandungan bahan organik yang tinggi. Untuk pertumbuhan yang optimum dibutuhkan kondisi tanah yang subur dan air tanah yang dangkal (kedalaman 2-3 meter dari permukaan tanah). Derajat kemasaman tanah yang sesuai berkisar antara 5-7 tetapi tanaman manggis diketahui cukup toleran terhadap reaksi tanah yang masam.
Tanaman manggis membutuhkan curah hujan merata dengan 10 bulan basah dalam setahun dengan curah hujan antara 1 500 - 2 500 mm/tahun dan untuk dapat terjadi pembungaan dibutuhkan curah hujan lebih dari 100 mm/bulan. Pada masa awal pertumbuhannya dibutuhkan naungan dan menjelang dewasa justeru dibutuhkan sinar matahari penuh untuk mempercepat masa awal produksinya (Tirtawinata et al. 2000). Untuk pertumbuhan optimal dibutuhkan suhu udara berkisar 25-35 oC dan kelembaban udara sekitar 80% (Nakasone & Paull 1999; Verheij 1992).
Karakteristik Perakaran Tanaman Manggis
Organ yang pertama terbentuk pada kebanyakan tanaman adalah akar. Akar tumbuh langsung dari benih (radikel) berkembang menjadi akar primer atau disebut akar tunggang (tap root) pada tanaman dikotil. Pertumbuhan lebih lanjut dari akar primer sangat dipengaruhi oleh aktivitas dari meristem apikalnya. Pembelahan sel berlansung sangat aktif pada bagian meristem akar ini. Bagian meristem akar ini dilindungi oleh tudung akar (root cap). Peranan tudung akar penting sekali dalam proses pemanjangan akar pada saat akar melakukan penetrasi ke dalam tanah. Tudung akar juga menghasilkan sejenis bubur polisakarida yang disebut musigel (mucigel) yang berfungsi sebagai pelumas untuk mempermudah penetrasi akar ke dalam tanah (Lakitan 1995).
berkembang dari bagian dasar tunas dan sistem perakaran yang pertama terbentuk berhenti berfungsi (Verheij 1992).
Satu bulan setelah biji berkecambah, sistem perakaran tanaman manggis masih sangat jarang. Bijinya tetap melekat pada pangkal tunas sampai umur 11 bulan, baik tunas maupun biji yang masih melekat tersebut masing-masing masih memperlihatkan perakarannya. Saat umur 2 sampai 4 bulan terjadi peningkatan akar sekunder, sedangkan pertumbuhan akar tersier dimulai pada umur 3 bulan. Akar sekunder maupun tersier tebal, dengan permukaan halus dan tidak berakar rambut pada semua stadia tumbuh (Rukayah & Zabedah 1992).
Pertumbuhan tanaman manggis yang lambat berkaitan erat dengan sistem perakarannya. Tanaman manggis mempunyai akar tunggang yang panjang dan kuat, tetapi percabangan akarnya sangat sedikit, juga tidak memiliki akar rambut. Uniknya di antara seluruh spesies Garcinia, hanya Garcinia mangostana saja yang mempunyai perakaran lemah, sedangkan jenis lainnya memiliki perakaran kuat dan lebat. Hasil pemeriksaan sitologi terhadap tanaman manggis memperlihatkan bahwa tanaman ini mempunyai kromosom poliploid 2n=96 yang sifatnya sangat lemah, laju pembelahan selnya rendah demikian pula pembesaran selnya lambat, sedangkan spesies Garcinia lainnya yaitu
penyangga batang dan penyimpan cadangan karbohidrat. Rendahnya persentase akar tersier pada tanaman manggis menyebabkan serapan air dan hara rendah sehingga menyebabkan lambatnya pertumbuhan tanaman manggis dan juga peka terhadap kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan seperti terjadinya cekaman kekeringan.
Cekaman Kekeringan terhadap Pertumbuhan Tanaman
Perakaran tanaman manggis memiliki jumlah akar lateral terbatas dan tidak mempunyai akar rambut serta pertumbuhannya lambat menyebabkan bibit manggis peka terhadap cekaman kekeringan utamanya saat kandungan air media rendah. Saat terjadi cekaman kekeringan maka potensial air daun menjadi sangat rendah sehingga respon pertama yang nampak adalah terhambatnya laju pembesaran sel sehingga pertumbuhan tanaman menjadi terhambat (Salisbury & Ross 1995). Pada kondisi cekaman ringan dapat menyebabkan stomata tertutup sehingga laju difusi CO2 dan O2juga terhambat akibatnya kandungan O2 dan laju serapan air juga menurun sehingga menurunkan laju fotosintesis.
Cekaman atau stres air dapat berupa kekurangan atau kelebihan air di sekitar lingkungan tumbuh tanaman. Pada umumnya kekurangan air terjadi karena defisit air atau kekeringan sehingga disebut juga stres defisit air disingkat stres air atau cekaman kekeringan (Harjadi & Yahya 1988). Cekaman kekeringan merupakan salah satu faktor pembatas pertumbuhan karena dapat menghambat aktivitas fotosintesis dan translokasi fotosintat (Savin & Nicolas 1996). Menurut Levitt (1980); Bray (1997), cekaman kekeringan yang biasa disebutdrought stress
dapat terjadi karena dua hal yaitu: (1) kekurangan suplai air di daerah perakaran dan, (2) permintaan air yang berlebihan oleh daun akibat laju evapotranspirasi melebihi laju absorbsi air walaupun air tanah dalam kondisi cukup tersedia.
Menurut Sopandie (2006), berdasarkan kemampuan genetik maka diketahui terdapat empat mekanisme adaptasi tanaman menghadapi cekaman kekeringan yaitu: drought escape, dehydration avoidance, dehydration tolerance
sistem pembungaan yang cepat. (2). dehydration avoidance yaitu mekanisme toleransi dengan potensial air jaringan yang tinggi meskipun pada kondisi kurang air, melalui perbaikan serapan air, penyimpanan dalam sel tanaman dan mengurangi kehilangan air. (3). dehydration tolerance yaitu mekanisme toleransi dengan potensial air jaringan yang rendah. Mekanisme ini merupakan kemampuan tanaman menjaga tekanan turgor sel dengan menurunkan potensial airnya melalui akumulasi solut seperti gula dan asam amino. (4).drought recovery
merupakan mekanisme penyembuhan dimana proses metabolisme dapat berjalan normal kembali setelah mengalami cekaman kekeringan. Mekanisme ini penting apabila cekaman kekeringan terjadi pada awal perkembangan tanaman.
Terdapat dua cara tanaman menghindar ketika terjadi cekaman kekeringan yaitu dengan memperluas sistem perakaran dan pertumbuhan memanjang ke dalam tanah (Tare & Peet 1983, diacu dalam Susilawati 2003). Pada kondisi kekeringan, tanaman yang memiliki perakaran dalam nampak lebih toleran dibandingkan yang perakarannya dangkal. Hal ini berhubungan dengan respon tanaman untuk mencari air lebih jauh ke dalam lapisan tanah apabila air pada permukaan tidak mencukupi (Kasperet al.1984, diacu dalam Susilawati 2003).
Menurut Jones et al. (1992), mekanisme ketahanan tanaman terhadap kekeringan adalah: (1). penghindaran terhadap defisit air yang meliputi: (a). melepaskan diri dari cekaman dengan memperpendek siklus pertumbuhan dan memperpanjang periode dormansi; (b). konservasi air pada tanaman melalui ukuran daun yang kecil, penutupan stomata, kultivar tanaman yang resisten dan penyerapan radiasi matahari yang terbatas; (c). penyerapan air yang efektif, dengan bentuk morfologi akar yang memanjang, dalam dan tebal. (2). toleran terhadap defisit air, yaitu dengan cara: (a). memelihara tekanan turgor; (b). mengaktifkan larutan-larutan pelindung untuk aktivitas berbagai enzim yang toleran kekeringan, dan (3). mekanisme efisiensi yaitu penggunaan air yang tersedia secara efisien dan memaksimalkan indeks panen.
integritas dan proses fisiologi sitoplasma. Penyesuaian osmotik berpotensi menjaga proses fotosintesis dan pertumbuhan tanaman (Riduanet al. 2007).
Penyesuaian osmotik terjadi pada tanaman yang mengalami cekaman kekeringan secara perlahan dan juga pada cekaman medium. Namun tidak semua tanaman mengembangkan penyesuaian osmotik sebagai respon terhadap cekaman kekeringan. Penyesuaian osmotik dipengaruhi oleh laju perkembangan tanaman, tingkat cekaman, kondisi lingkungan dan perbedaan genotipe tanaman. Disamping itu penyesuaian osmotik melalui perubahan potensial osmotik dipengaruhi oleh akumulasi senyawa terlarut, ukuran sel, volume senyawa terlarut dan ketebalan dinding sel. Menurut Levitt (1980) penurunan potensial osmotik disebabkan oleh dua hal yaitu: akibat menurunnya akumulasi kadar air pada sel karena terjadi kehilangan air dan karena adanya tambahan akumulasi senyawa terlarut sehingga lebih menurunkan potensial osmotik.
Senyawa organik terlarut yang terlibat pada penyesuaian osmotik bervariasi antara lain asam organik, asam amino dan senyawa terlarut kompatibel. Senyawa prolin merupakan senyawa yang memegang peran penting dalam mekanisme toleransi tanaman terhadap cekaman kekeringan (Kim & Janick 1991). Prolin merupakan salah senyawa osmotik yang disintesis dan diakumulasi pada jaringan tanaman yang mengalami cekaman kekeringan terutama pada jaringan daun (Yang & Kao 1999).
Pemacuan Pertumbuhan melalui Perbaikan Lingkungan Tumbuh
Hasil-hasil penelitian pemacuan pertumbuhan
Tanaman manggis mempunyai masa juvenil yang lama, dimana tanaman asal biji baru mulai berbuah pada umur 10-15 tahun. Menurut Yaacob & Tindall (1995), masa juvenil tanaman ini berakhir apabila telah menghasilkan 16 pasang tunas lateral dan melalui penerapan teknik budidaya yang tepat maka lamanya periode juvenil dapat dikurangi menjadi 8-10 tahun.
Pola pertumbuhan yang lambat pada tanaman manggis antara lain karena sistem perakaran yang buruk. Kondisi ini menyebabkan terhambatnya serapan air sehingga laju fotosintesis dan laju pembelahan sel pada meristem pucuk menjadi rendah serta masa dormansi tunas menjadi lama (Poerwanto 2000; Wiebel et al. 1994). Karakteristik lainnya adalah pertumbuhan akar juga lambat dan tidak mempunyai akar rambut serta mudah rusak pada kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan (Yaacob & Tindall 1995; Hidayat 2002).
Setelah biji manggis disemai selama satu bulan, nampak sistem perakarannya masih sangat kurang sehingga pertumbuhan kecambah masih sangat tergantung pada suplai makanan dari biji. Akar tersier mulai tampak pada umur 3 bulan tapi jumlahnya tetap sampai umur 6 bulan. Akar tersier mengalami pertambahan dalam jumlah besar pada umur 6-14 bulan, diikuti pertumbuhan tajuk yang cepat (Rukayah & Zabedah 1992).
5-6 kali trubus per tahun, tetapi setelah bercabang ternyata hanya 3-4 kali trubus per tahun (Wiebelet al. 1993; Hidayat 2002).
Oleh karena itu dibutuhkan teknologi untuk memacu pertumbuhan. Pemacuan pertumbuhan bibit manggis melalui penggunaan zat pengatur tumbuh telah banyak dilakukan. Poerwantoet al. (1995) melaporkan pemberian 50-150 ppm indole butyric acid (IBA) pada biji dan akar (saat transplanting dari pesemaian) dapat meningkatkan pertambahan panjang akar, diameter batang, bobot kering total, kandungan hara daun dan serapan hara. Demikian pula pemberian 0.075-0.150 ppm triakontanol dapat meningkatkan luas daun, tinggi bibit, jumlah ruas, diameter batang, panjang akar, bobot kering tanaman dan serapan hara pada bibit umur 7 bulan (Hidayatet al. 1999), tetapi konsentrasi 0.1-10 ppm triakontanol cenderung menurunkan pertumbuhan bibit umur satu tahun. Tinggi bibit semai dapat dipacu dengan perendaman 100-200 ppm GA3 pada biji sebelum disemai (Rais et al. 1996), sedangkan aplikasi 3 ppm sitokinin dapat meningkatkan pertumbuhan bibit umur satu tahun dengan meningkatkan frekuensi pecah tunas dari 2.0 menjadi 2.7 selama 7 bulan (Poerwantoet al. 1995).
Walaupun aplikasi zat pengatur tumbuh telah memperlihatkan efek positif dalam memacu pertumbuhan tanaman, namun metode aplikasinya belum bisa diterapkan secara luas karena dibutuhkan ketelitian yang tinggi dalam penentuan dosis, cara aplikasi dan waktu aplikasi sehingga diperlukan keahlian khusus untuk dapat diterapkan. Selain itu beberapa jenis zat pengatur tumbuh memiliki harga yang relatif mahal. Oleh karena itu diperlukan strategi lain untuk memacu pertumbuhan bibit manggis, diantaranya melalui perbaikan lingkungan tumbuh spesifik seperti peng
