TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman
Klasifikasi tanaman kopi Arabika adalah sebagai berikut: Kingdom : Plantae; Subkingdom : Tracheobionta; Super Divisi : Spermatophyta;
Divisi : Magnoliophyta; Kelas : Magnoliopsida; Sub Kelas : Asteridae; Ordo : Rubiales; Famili : Rubiaceae; Genus : Coffea; Spesies : Coffea arabica L. (United States Department of Agriculture, 2011).
Kopi Arabika termasuk jenis tanaman berkeping dua (dikotil) dan memiliki akar tunggang. Pada akar tunggang, ada beberapa akar kecil yang tumbuh ke samping (melebar) yang sering disebut akar lateral. Pada akar lateral ini terdapat akar rambut, bulu – bulu akar, dan tudung akar (Panggabean, 2011).
Tanaman kopi Arabika berbentuk semak tegak atau pohon kecil yang memiliki tinggi 5 m sampai 6 m dan memiliki diameter 7 cm saat tingginya setinggi dada orang dewasa. Kopi Arabika dikenal oleh dua jenis cabang, yaitu
orthogeotropic yang tumbuh secara vertikal dan plagiogeotropic cabang yang
memiliki sudut orientasi yang berbeda dalam kaitannya dengan batang utama. Selain itu, kopi Arabika memiliki warna kulit abu - abu, tipis, dan menjadi pecah - pecah dan kasar ketika tua (Hailu, 2011).
Daun kopi Arabika berwarna hijau gelap dan dengan lapisan lilin mengkilap. Daun ini memiliki panjang empat hingga enam inci dan juga berbentuk oval atau lonjong. Daun kopi Arabika juga merupakan daun sederhana dengan tangkai yang pendek dengan masa pakai daun kopi Arabika adalah kurang dari satu tahun. Pohon kopi Arabika memiliki susunan daun bilateral, yang berarti
bahwa dua daun tumbuh dari batang berlawanan satu sama lain (Roche dan Robert, 2007).
Bunga kopi Arabika memiliki mahkota yang berukuran kecil, kelopak bunga berwarna hijau, dan pangkalnya menutupi bakal buah yang mengandung dua bakal biji. Benang sari pada bunga ini terdiri dari 5 – 7 tangkai yang berukuran pendek. Kopi Arabika umumnya akan mulai berbunga setelah berumur ± 2 tahun. Bunga yang jumlahnya banyak akan keluar dari ketiak daun yang terletak pada cabang primer. Kuncup bunga kemudian berkembang menjadi bunga secara serempak dan bergerombol (Najiyati dan Danarti, 1997).
Buah tanaman kopi terdiri atas daging buah dan biji yang terdiri atas kulit biji dan lembaga. Lembaga atau sering disebut endosperm merupakan bagian
yang bisa dimanfaatkan sebagai bahan untuk membuat kopi (Tim Karya Tani Mandiri, 2010).
Zona terbaik pertumbuhan kopi Arabika adalah antara 20° LU dan 20° LS. Sebagian besar daerah kopi di Indonesia terletak antara 0 - 10° LS yaitu Sumatera Selatan, Lampung, Bali, Sulawesi Selatan dan sebagian kecil antara 0 - 5° LU yaitu Aceh dan Sumatera Utara (Sihaloho, 2009). Tanaman kopi Arabika memerlukan curah hujan 1250 - 2500 mm/tahun dan bulan kering (curah hujan < 60 mm/bulan) 1-3 bulan. Kopi Arabika baik tumbuh dengan citarasa yang bermutu pada ketinggian tempat 1000 - 2000 m dpl (Hadi et al., 2014). Rata-rata suhu yang ideal untuk pertumbuhan kopi berkisar antara 15°C dan 24°C meskipun dapat mentolerir suhu jauh di bawah atau di atas batas-batas untuk periode pendek. Suhu yang lebih tinggi dapat menyebabkan keguguran bunga dan pembentukan buah berkurang sementara, pertumbuhan menjadi lambat, kerdil dan
tidak ekonomis, produksi cabang sekunder dan tersier menjadi tinggi (Najiyati dan Danarti, 1997).
Perkecambahan
Perkecambahan merupakan batas antara benih yang masih tergantung pada sumber makanan dari induknya dengan tanaman yang mampu mengambil sendiri unsur hara. Oleh karenanya perkecambahan merupakan mata rantai terakhir dalam proses penanganan benih. Perkecambahan ditentukan oleh kualitas benih (vigor dan kemampuan berkecambah), perlakuan awal (pematahan dormansi) dan kondisi perkecambahan seperti air, suhu, media, cahaya dan bebas dari hama dan penyakit (Utomo, 2006).
Menurut Sutopo (2012), proses perkecambahan benih terdiri dari beberapa tahap. Tahap pertama perkecambahan benih dimulai dari proses penyerapan air benih, melunaknya kulit benih dan penambahan air pada protoplasma sehingga menjadi encer. Tahap kedua dimulai dengan kegiatan-kegiatan sel dan enzim serta naiknya tingkat respirasi benih yang mengakibatkan pembelahan sel dan penembusan kulit biji oleh radikel. Tahap ketiga merupakan tahap penguraian bahan-bahan seperti karbohidrat, protein, dan lemak menjadi bentuk yang melarut dan ditranslokasikan ke titik-titik tumbuh. Tahap keempat adalah asimilasi dari bahan-bahan yang telah diuraikan di daerah meristematik untuk menghasilkan energi bagi kegiatan pembentukan komponen dan pertumbuhan sel baru. Tahap kelima adalah pertumbuhan dari kecambah melalui proses pembelahan, pembesaran dan pembelahan sel-sel pada titik tumbuh.
Dormansi Biji
Benih dikatakan dorman apabila benih tersebut sebenarnya hidup tetapi tidak berkecambah walaupun diletakan pada keadaan yang secara umum dianggap telah memenuhi persyaratan bagi suatu perkecambahan. Dormansi pada benih dapat berlangsung selama beberapa hari, semusim, bahkan sampai beberapa tahun tergantung pada jenis tanaman dan tipe dari dormansinya (Sutopo, 2012).
Dormansi pada beberapa jenis benih disebabkan oleh: 1) struktur benih, misalnya pada kulit benih, braktea, gluma, perikap, dan membran, yang mempersulit keluar masuknya air dan udara; 2) kelainan fisiologis pada embrio; 3) penghambat (inhibitor) perkecambahan atau penghalang lainnya; 4) gabungan dari faktor-faktor diatas (Justice dan Louis, 1994).
Terdapat beberapa tipe pada dormansi benih yaitu: 1) dormansi fisik yang menyababkan pembatasan struktural terhadap perkecambahan, seperti kulit biji yang keras dan kedap sehingga menjadi penghalang mekanis terhadap masuknya air atau gas pada beberapa benih tanaman; 2) dormansi fisiologis yang disebabkan oleh sejumlah mekanisme, umumnya dapat juga disebabkan pengatur tumbuh baik penghambat atau perangsang tumbuh, dapat juga disebabkan oleh faktor-faktor dalam seperti immaturity atau ketidak masakan embrio, dan sebab-sebab fisilogi lainnya (Sutopo, 2012).
Dormansi dapat diatasi dengan melakukan perlakuan sebagai berikut : 1) pemarutan atau penggoresan (skarifikasi ) yaitu dengan cara menghaluskan
kulit benih ataupun menggores kulit benih agar dapat dilalui air dan udara; 2) stratifikasi terhadap benih dengan suhu rendah (cold stratification) ataupun suhu yang tinggi (warm stratification), dimana benih yang mengalami dormansi
fisiologis dikarenakan rendah selama waktu tertentu agar benih dapat aktif kembali; 3) perubahan suhu (alternating) dengan tujuan untuk mempercepat perkecambahan dilakukan teknik dengan perubahan-perubahan suhu, artinya direndahkan derajatnya (5oC – 10oC) tergantung dari jenis benih atau ditinggikan derajatnya (20oC – 35oC); 4) penggunaan zat kimia dalam perangsangan perkecambahan benih (Kartasapoetra, 2003).
Ada beberapa teknik untuk mematahkan dormansi yaitu dengan skarifikasi secara mekanis, fisik maupun kimia. Salah satu cara efektif pematahan dormansi adalah dengan menggunakan larutan kimia. Berbagai larutan yang biasa dipakai untuk pemecahan dormansi diantaranya adalah larutan KNO3, H2SO4, HCl, dan
larutan lainnya. Disamping itu dapat pula digunakan hormon tumbuh seperti sitokinin, auksin dan Giberelin. Pemberian Giberelin pada benih terong dengan dosis 100-200 ppm dapat menghilangkan dormansi benih tersebut (Sutopo, 2012). Perlakuan Suhu pada Benih
Menurut Sutopo (2012) struktur kulit biji juga terdiri dari lapisan sel-sel serupa polisade berdinding tebal terutama di permukaan paling luar dan lapisan lilin dari bahan kutikula. Pada bagian dalam akan mengakibatkan permeabilitas yang rendah. Proses dalam tumbuhan seperti difusi, osmosis dan imbibisi sangat dipengaruhi oleh temperatur, kenaikan temperatur akan menambah giatnya difusi, osmosis dan imbibisi, untuk kegiatan difusi bertambah 1,2 sampai 1,3 kali pada kenaikan suhu 10°C.
Pada penelitian Isnaeni dan Habibah (2014) pengaruh suhu terhadap perkecambahan biji kepel menunjukan bahwa suhu yang paling optimal adalah 40oC karena persentase perkecambahannya 100%. Hal ini membuktikan bahwa
perubahan struktur tanin dan lignin pada kulit biji kepel terurai maksimal pada suhu tersebut, sehingga banyak biji yang dapat berkecambah setelah direndam air pada suhu 40oC. Sedangkan hasil penelitian Siregar (2013) diperoleh perlakuan benih Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) disiram dengan air hangat 60°C dan dibiarkan hingga dingin selama 24 jam, dan air diganti berpotensi meningkatkan persentase perkecambahan benih andaliman mencapai 36.25% pada 63.31 hari setelah pengecambahan.
Air panas, mematahkan dormansi fisik pada Leguminosae melalui tegangan yang menyebabkan pecahnya lapisan macrosclereid, atau merusak tutup
strophiolar. Metode ini paling efektif bila benih direndam dalam air panas.
Pencelupan juga baik untuk mencegah kerusakan embrio. Perubahan suhu yang cepat menyebabkan perbedaan tegangan, bukan karena suhu tinggi, bila perendaman terlalu lama panas dapat diteruskan ke dalam embrio sehingga dapat menyebabkan kerusakan. Cara umum dilakukan adalah dengan menuangkan benih dalam air mendidih dan membiarkannya untuk mendingin dan menyerap air selama 12-24 jam. Suhu air menurun dengan cepat sehingga tidak merusak embrio, contoh pada Cassia siamea. Kepekaan terhadap suhu bervariasi di antara maupun di dalam jenis, demikian pula pada beberapa jenis Acacia yang lebih baik diberi perlakuan di bawah titik didih, sedangkan benih kering yang masak atau kulit bijinya relatif tebal, toleran terhadap perendaman sesaat dalam air mendidih. Namun jenis berkulit sangat keras seperti Acacia dari Afrika terbukti tidak terpengaruh perlakuan air mendidih (Utomo, 2006).
Giberelin
Asam Giberelin (GA) adalah kelompok hormon tanaman yang ada secara alami. Ia berperan dalam proses awal perkecambahan melalui aktivitas produksi enzim dan pengangkutan cadangan makanan. Dalam hubungannya dengan dormansi GA mengatur pengaruh zat-zat penghambat seperti coumarin, atau ABA. Penggunaan asam Giberelin (biasanya GA3) berpengaruh mengatasi dormansi suhu, dormansi cahaya dan dormansi yang diakibatkan oleh zat penghambat. GA juga berpengaruh positif dalam perkembangan tunas dan vigor (Utomo, 2006).
Perkecambahan pada biji diatur oleh sejumlah hormon yang kerjanya bertahap. Pertama kali absorbsi air dari tanah menyebabkan embrio memproduksi sejumlah kecil Giberelin. Giberelin menggiatkan enzim hidrolitik dalam pencernaan cadangan makanan dalam benih setelah benih menyerap air. Giberelin membantu mempercepat hidrolisis amilase menjadi gula maltosa dan glukosa. Semakin banyak ketersediaan Giberelin, proses hidrolisis amilase juga juga semakin cepat dan gula-gula sederhana yang dihasilkan juga semakin banyak. Adanya cadangan energi yang tinggi dapat memacu pembelahan dan pemanjangan sel sehingga pertumbuhan kecambah meningkat. Akibatnya, kualitas kecambah yang dihasilkan menjadi lebih baik. Giberelin dalam konsentrasi yang rendah sudah dapat mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan. Namun pada kosentrasi yang tinggi tidak akan membawa pengaruh atau menyebabkan respon negatif pada tanaman (Sari, 2016).
Giberelin (GA3) merupakan hormon yang dapat ditemukan pada hampir semua seluruh siklus hidup tanaman. Hormon ini mempengaruhi perkecambahan
biji, batang perpanjangan, induksi bunga, perkembangan biji dan pertumbuhan pericarp. Selain itu, hormon ini juga berperan dalam respon menanggapi rangsang melalui regulasi fisiologis berkaitan dengan mekanisme biosintesis GA. Giberelin yang aktif secara biologis (GA bioaktif) mengontrol beragam aspek pertumbuhan dan perkembangan tanaman, termasuk perkecambahan biji, batang perpanjangan, perluasan daun, dan bunga dan pengembangan benih (Bewley dan Black, 1978).
Menurut Gardner et al. (1991) Giberelin berperan dalam proses awal perkecambahan melalui aktivitas produksi enzim yang berfungsi dalam perombakan bahan – bahan cadangan makanan yaitu karbohidrat, protein dan lemak sehingga lebih mudah diserap oleh embrio. Salisbury dan Ross (1995) menyatakan bahwa Giberelin dapat menginduksi enzim penghidrolisis bahan organik yang diperlukan dalam perkecambahan biji. Hasil perombakan cadangan makanan tersebut menghasilkan energi bagi kegiatan pembentukan komponen dan pertumbuhan sel–sel baru, seperti munculnya radikula dan plumula dari kulit biji.
Penelitian yang dilakukan oleh Cahyanti (2009) menunjukkan bahwa perlakuan perendaman benih kopi dalam larutan GA3 500 ppm selama 24 jam berpengaruh terhadap panjang akar tunggang, jumlah akar sekunder, tinggi hipokotil, kecambah serta bobot basah dan bobot kering kecambah. Hal ini dapat terjadi karena GA3 berfungsi untuk menstimulasi panjang batang dengan cara menstimulasi pembelahan dan pemanjangan sel.
Durmistan (1991) menyatakan bahwa pematahan dormansi yang paling baik pada benih kenanga (Cananga odorata) adalah dengan pengampelasan dan kombinasi perlakuan pengampelasan dan perendaman GA3 400 ppm selama
12 jam dapat meningkatkan potensi tumbuh maksimum 13.33%, daya berkecambah 6.66%, dan kecepatan tumbuh benih 1.53%/etmal terhadap kontrol.
Konsentrasi Giberelin 500 ppm dengan lama perendaman 24 jam merupakan konsentrasi yang optimal dalam merangsang perkecambahan biji
Calopogonium caeruleum. Konsentrasi Giberelin ini merupakan konsentrasi yang
maksimal yang diberikan pada perlakuan demikian juga halnya dengan waktu lama perendaman. Giberelin eksternal yang diberikan akan mengubah level Giberelin internal yang terdapat dalam biji, level inilah yang merupakan faktor pemicu untuk terjadinya proses perkecambahan (Asra, 2014).
