4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
1.1. Kajian Pustaka1.1.1. Tanaman Kangkung
Kangkung berasal dari India yang kemudian menyebar ke Malaysia, Burma, Indonesia, China Selatan, Australia dan bagian negara Afrika. Kangkung termasuk ke dalam famili convolvulaceae atau kangkung-kangkungan. Kangkung merupakan sumber vitamin A, vitamin C dan mineral seperti zat besi, kalsium, kalium, dan fosfor (Nazaruddin, 2003). Kangkung dapat berfungsi sebagai obat tidur karena dapat menenangkan saraf. Akarnya digunakan untuk mengobati penyakit wasir sedangkan zat besi yang terkandung didalamnya berguna untuk pertumbuhan tubuh. Bagian tanaman kangkung yang paling penting adalah batang muda dan pucuk-pucuknya sebagai bahan sayur-mayur (Rukmana, 1994).
Kangkung merupakan tanaman yang tumbuh cepat dan memberikan hasil dalam waktu 4-6 minggu sejak dari benih. Biasa ditemukan di dataran rendah hingga 1.000 m di atas permukaan laut. Tanaman kangkung terdiri dari dua varietas, yakni kangkung darat yang disebut kangkung cina dan kangkung air yang tumbuh secara alami di sawah, rawa, atau parit (Rukmana, 1994).
Dalam sistematika tumbuh-tumbuhan, klasifikasi kangkung adalah : Kingdom : Plantae (tumbuhan)
Subkingdom : Tracheobionta (berpembuluh) Superdivisio : Spermatophyta (menghasilkan biji) Divisio : Magnoliophyta (berbunga)
Kelas : Dicotyledone (berkeping dua/dikotil) Sub kelas : Asteridae
Ordo : Solanales
Familia : Convolvulaceae (suku kangkung-kangkungan) Genus : Ipomoea
Spesies : Ipomoea reptans Poir.
(Suratman,2000). Batang tanaman berbentuk bulat panjang, berbuku-buku, banyak mengandung air (herbaceous), dan berlubang-lubang. Perakaran tanaman
5 kangkung berpola perakaran tunggang dan cabang akarnya menyebar kesemua arah, dapat menembus tanah sampai kedalaman 60 – 100 cm (Rukmana, 1994).
Kangkung memiliki tangkai daun melekat pada buku-buku batang dan di ketiak daunnya terdapat mata tunas yang dapat tumbuh menjadi percabangan baru. Bentuk daun umumnya runcing ataupun tumpul, permukaan daun sebelah atas berwarna hijau tua, dan permukaan daun bagian bawah berwarna hijau muda. Bentuk bunga kangkung umumnya berbentuk “terompet” dan daun mahkota bunga berwarna putih atau merah lembayung. Sedangkan buah kangkung berbentuk bulat telur yang didalamnya berisi tiga butir biji. Bentuk buah kangkung seperti melekat dengan bijinya. Warna buah hitam jika sudah tua dan hijau ketika muda. Buah kangkung berukuran kecil sekitar 10 mm, dan umur buah kangkung tidak lama. Bentuk biji kangkung bersegi-segi atau tegak bulat. Berwarna cokelat atau kehitam-hitaman, dan termasuk biji berkeping dua. Pada jenis kangkung darat biji kangkung berfungsi sebagai alat perbanyakan tanaman secara generatif (Faisal, 2016).
Kangkung Darat (Ipomoea reptans P) dapat tumbuh pada daerah yang beriklim panas dan beriklim dingin. Jumlah curah hujan yang baik untuk pertumbuhan tanaman ini berkisar antara 1500-2500 mm/tahun (Faisal,2016). Tanaman kangkung dapat tumbuh di dataran rendah sampai dataran tinggi dengan suhu 20 – 30 OC. Intensitas cahaya matahari yang dibutuhkan tanaman kangkung tergolong sedang yaitu 200 – 400 footcandels. Sedangkan untuk kelembaban tergolong tinggi yaitu > 60% (Rahman, 2014).
1.1.2. Soilless Culture
Soilless culture atau budidaya tanpa tanah dapat didefinisikan sebagai metode yang digunakan untuk menumbuhkan tanaman tanpa menggunakan tanah sebagai media perakaran, dimana nutrisi yang diserap oleh akar dipasok melalui air. Pupuk yang mengandung nutrisi dipasok ke tanaman dengan dilarutkan dalam konsentrasi yang tepat dalam air dan larutan yang dihasilkan disebut sebagai larutan nutrisi. Soilless culture diklasifikasikan menurut tipe pendukung tanaman sebagai media substrat (media buatan, mineral atau media pertumbuhan organik, atau campuran keduanya) dan media air atau hidroponik, dimana akar sebagian atau seluruhnya dicelupkan ke dalam larutan nutrisi (Savvas, dkk., 2013).
6 Tabel 2.1 Klasifikasi soilless culture menurut tipe pendukung tanaman
Soilless culture
Water culture or Hydroponic Substrate Culture
Deepwater culture Gravel culture
Float hydroponics Sand culture
Nutrient film technique Bag culture Deepflow technique Container culture
Aeroponics Trough culture
(Sumber : Savvas, dkk., 2013) Hidroponik atau water culture merupakan salah satu bagian dari soilless culture atau budidaya tanpa media tanah. Dalam bahasa Yunani, hidroponik berasal dari kata hydro (air) dan ponos (kerja) yang dapat diartikan sebagai budidaya tanaman dengan air (Lingga, 2002). Hidroponik merupakan salah satu teknologi budidaya tanaman dalam lingkungan terkendali. Budidaya tanaman secara hidroponik dilakukan tanpa tanah, dengan pemberian hara tanaman yang terkendali, serta dapat dilaksanakan menggunakan media tanam maupun tanpa media tanam (Savage, 1985).
Budidaya tanaman hidroponik memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan budidaya secara konvensional, yaitu (1) penggunaan lahan lebih efisien, (2) tidak ada resiko untuk penanaman terus menerus sepanjang tahun, (3) kuantitas dan kualitas produksi lebih tinggi dan lebih bersih, (4) penggunaan pupuk dan air lebih efisien, (5) pegendalian hama dan penyakit lebih rendah. Selain Kelebihan, dalam hidroponik juga terdapat kekurangan yaitu antara lain (1) membutuhkan modal yang besar, (2) pada “Close System” (nutrisi disirkulasi), jika ada tanaman yang terserang patogen maka dalam waktu yang sangat singkat seluruh tanaman akan terkena serangan tersebut, (3) pada kultur substrat, kapasitas memegang air media substrat lebih kecil daripada media tanah (Pratama, 2016).
Salah satu contoh sistem hidroponik yang mudah digunakan yaitu sistem rakit apung. Sistem rakit apung merupakan sistem hidroponik dengan irigasi sistem terbuka dan berdasarkan penggunaan media dikelompokkan kedalam Bare Root System atau sistem akar telanjang. Pada prinsipnya, floating raft hydroponic
7 system atau hidroponik sistem rakit apung adalah menanam tanaman dengan cara diapungkan di permukaan air, akar tanaman akan menjuntai ke dalam air (Sutiyoso, 2006).
Keuntungan menggunakan teknologi hidroponik rakit apung adalah perawatan instalasinya mudah dan murah karena tidak memerlukan pompa air khusus, filter, timer, sprinker,dan sebagainya. Pada sistem ini tidak dilakukan sirkulasi larutan hara, sehingga dapat mengurangi ketergantungan terhadap ketersediaan energi listrik. Disamping kelebihan tersebut, kekurangan dari sistem ini adalah rendahnya kadar oksigen di daerah perakaran karena terendamnya akar tanaman dalam larutan hara. Ruang pori yang berisi air dapat memperlambat atau bahkan memutuskan pertukaran gas antara atmosfer dan rizosfer, akibatnya konsentrasi oksigen yang diperlukan untuk respirasi akar menjadi faktor pembatas (Sutiyoso, 2006). Pemberian oksigen ke dalam larutan dapat melalui antara lain gelembung udara (misalnya pompa air gelembung yang dipakai aquarium), penggantian larutan nutrisi secara rutin, membersihkan atau mencabut akar tanaman yang terlalu panjang, dan memberikan lubang ventilasi pada tempat penanaman (Wulansari, 2012).
1.1.3. Pupuk Cair Sebagai Nutrisi Hidroponik
Nutrisi adalah kandungan organik yang dibutuhkan organisme untuk dapat tumbuh dan berkembang dengan baik sesuai dengan fungsinya, nutrisi didapatkan dari makanan dan cairan yang selanjutnya diasimilasi oleh tanaman (Qalyubi, 2015). Tanaman membutuhkan 16 unsur nutrisi untuk pertumbuhan yang berasal dari udara, air dan pupuk. Unsur-unsur tersebut adalah karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), fosfor (P), kalium (K), sulfur (S), kalsium (Ca), besi (Fe), magnesium (Mg), boron (B), mangan (Mn), tembaga (Cu), seng (Zn), molibdenum (Mo) dan khlorin (Cl). Unsur-unsur C, H dan O biasanya disuplai dari udara dan air dalam jumlah yang cukup (Rosliani dan Sumarni, 2005).
Pupuk merupakan bahan yang secara langsung ataupun tidak langsung diberikan ke tanaman agar tanaman dapat tumbuh dengan baik serta produksi dan kualitasnya meningkat. Pupuk cair adalah larutan mudah larut berisi satu atau lebih pembawa unsur yang dibutuhkan tanaman. Selain itu, pemberiaannya dapat lebih merata dan kepekatannya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan tanaman
8 (Zulkarnain, 2009). Nutrisi dapat diberikan dari bahan organik ataupun anorganik, nutrisi tersebut dapat dibuat dengan meracik sendiri ataupun dengan membeli pupuk jadi dengan merk dagang di toko – toko pertanian (Tim Karya Tani Mandiri, 2010).
Pupuk yang dapat digunakan dalam sistem hidroponik harus mempunyai tingkat kelarutan yang tinggi (Tim Agro Mandiri,2017). Menurut Tim Karya Tani Mandiri (2010) bahwa pupuk yang digunakan di pertanian konvensional dapat dipakai untuk hidroponik, akan tetapi pupuk tersebut haruslah mudah larut dalam air dan tahan lama dipakai, serta mengandung unsur hara makro dan mikro. Unsur makro berfungsi menumbuhkan struktur vegetatif dan produksi. Sedangkan unsur mikro berfungsi sebagai pelengkap dasar yang penting bagi rasa, kadar gula, tingkat kemanisan, warna dan daya tahan tanaman terhadap gangguan penyakit. Pupuk majemuk merupakan pupuk yang mengandung hara makro dan mikro yang dapat diberikan pada tanaman, pupuk ini mudah didapatkan di pasaran dan tersedia dalam berbagai merk dagang. Berikut ini disajikan komposisi hara berbagai pupuk cair yang digunakan :
Tabel 2.2 Komposisi hara dalam pupuk cair yang digunakan pada penelitian
Komposisi Hara
Kandungan hara (%)
AB mix Hortigro A Multitonik Supermes
N (NO3) 9,90 6 - - N (NH4) 0,48 2 - - N - 22 - 18,5 N (Urea) - 14 - - P (P2O5) 4,83 11 1,03 3,5 K (K2O) 16,5 22 4,75 - S (SO3) 3,81 - - - Ca (CaO) 11,48 - - - Mg (MgO) 2,83 - - 0,09 Fe 0,037 0,10 0,01 0,07 Mn 0,025 0,050 0,001138 0,08 Zn 0,015 0,015 - 0,08 Cu 0,002 0,011 0,000119 0,09 B 0,013 0,020 0,0001 0,06 Mo 0,003 0,007 0,0001 - Co - - 0,000114 -
9 Nutrisi hidroponik memiliki tiga hal utama yang harus diperhatikan yaitu komposisi, pH dan EC. Rekomendasi pH untuk tanaman sayuran kangkung adalah 5,5-6,5 , sedangkan rentang pH 6 – 7 sangat ideal untuk nutrisi, karena semua nutrisi larut sempurna dalam air dan tanaman menyerap unsur hara secara maksimal (Sari, 2016). Unsur – unsur akan terlarut sepenuhnya dan mudah terserap oleh akar jika nilai pH masih berada dalam kisaran tersebut. Selain pH, faktor lain yang mempengaruhi kualitas larutan nutrisi yaitu nilai Electrical conductivity, kepekatan larutan tersebut dapat diketahui dengan mengukur kemampuan larutan untuk menghantarkan listrik yang terkandung di dalam larutan ke akar tanaman. Semakin banyak unsur hara yang terkandung dalam larutan nutrisi maka akan semakin tinggi pula nilai EC, yang berarti bahwa kemampuan larutan nutrisi tersebut untuk menghantarkan ion-ion listrik ke akar tanaman akan semakin tinggi (Iqbal, 2006).
1.1.4. Pengaruh Unsur Hara Terhadap Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman
Pada umumnya Nitrogen (N) sangat diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan bagian – bagian vegetatif tanaman seperti daun, batang, dan akar. Kalau terlalu banyak akan menghambat pembungaan dan pembuahan tanaman (Sarief, 1985). Penelitian dari Siregar, dkk (2015) mendapatkan bahwa nutrisi dengan kandungan N tertinggi (42,11 mg/L) menghasilkan tinggi tanaman dan jumlah daun paling tinggi diantara perlakuan yang lain pada tanaman selada dengan hidroponik sistem terapung.
Pada penelitian Kusumawardhani dan Widodo (2003) kadar fosfor yang tinggi pada Gandapan menghasilkan tanaman tomat yang lebih tinggi diantara perlakuan nutrisi yang lain yang ditanam secara hidroponik. Hal ini berkaitan dengan fungsi fosfor yang penting untuk pertumbuhan akar yang lebih banyak sehingga mempermudah penyerapan air dan nutrisi untuk tanaman (Uexkull, 1979) dalam (Kusumawardhani dan Widodo, 2003). Seperti pada penelitian Siregar, dkk (2015) mendapatkan hasil bahwa nutrisi dengan kandungan P tertinggi (76,70 mg/L) menghasilkan panjang akar paling tinggi diantara perlakuan yang lain pada tanaman selada dengan hidroponik sistem terapung.
10 Kalium bagi tanaman berfungsi penting dalam reaksi enzim, pengaturan pH sel, keseimbangan kation-anion sel, pengaturan transpirasi stomata. Karena itu hara K berperan dalam pembentukan enzim dan protein, serta efisiensi air lewat pembukaan stomata. Hasil penelitian Indrianasari (2016) menyebutkan bahwa unsur K yang tinggi yaitu 3,5% pada pupuk cair kotoran kambing memberikan hasil tanaman tertinggi pada selada secara hidroponik. Kekurangan K pada tanaman dapat menyebabkan tanaman kerdil (Taiz and Zeiger, 1991) dalam (Indrianasari, 2016).
Fungsi Cu adalah mengaktifkan enzim sitokrom-oksidase, askorbit-oksidase, asam butirat-fenolase, dan laktase. Cu berperan pula dalam metabolisme protein dan karbohidrat. Sedangkan Cu yang berlebihan mengakibatkan terjadi defisiensi Fe (Rosmarkam dan Yuwono, 2002). Pada penelitian Adelia, dkk (2013) didapat hasil bahwa perlakuan paitan+Cu dengan kandungan hara Cu yang lebih tinggi memperlihatkan pertumbuhan yang sangat berbeda dengan perlakuan lain yaitu batang kerdil, warna daun kekuningan, dan ujung daun sedikit berwarna keputih-putihan pada tanaman bayam merah yang ditanam secara hidroponik sistem rakit apung.
Ca berperan dalam proses pembelahan sel dan mendukung kerja membran sel sebagaimana mestinya. Ca dibutuhkan dalam sistem transport auksin, sehingga Ca ikut berperan penting dalam mengendalikan pertumbuhan tanaman. Selain itu kalsium juga berperan dalam pertumbuhan akar. Defisiensi Ca dapat menghambat pertumbuhan akar hal ini karena terhambatnya pembelahan dan pemanjangan sel (Wijaya, 2008).
Sedangkan fungsi Magnesium (Mg) yaitu unsur penting dalam tanaman sebagai penyusun klorofil, berperan dalam metabolisme nitrogen, mengaktifkan beberapa enzim (Rosmarkam dan Yuwono, 2002). Dalam penelitian Adelia, dkk (2013) didapat hasil bahwa kandungan Ca (20,218%) dan Mg (10,375%) pada AB mix lebih tinggi dibandingkan perlakuan ekstrak paitan dan kotoran sapi cair, dan menyebabkan meningkatnya pertumbuhan tinggi tanaman, jumlah daun, luas daun, diameter batang, dan panjang akar pada tanaman bayam merah sistem hidroponik rakit apung.
11 Fungsi Fe antara lain sebagai penyusun klorofil, protein, enzim, dan berperanan dalam perkembangan kloroplas (Rosmarkam dan Yuwono). Penelitian Adelia, dkk (2013) mendapatkan hasil bahwa perbandingan kandungan Fe pada larutan paitan cair dan kotoran sapi dengan AB mix setelah penambahan hara Fe yaitu mendapatkan kandungan hara Fe yang setara dengan AB mix, tetapi menghasilkan tanaman yang tidak lebih tinggi dari hasil tanaman nutrisi AB mix yaitu pada tinggi tanaman, jumlah daun, luas daun, diameter batang, dan panjang akar tanaman bayam merah sistem hidroponik rakit apung.
Sulfur berperan menaikkan kadar methionin, sistein, dan total S dalam jaringan tanaman. Kekurangan S dapat menyebabkan terhambatnya penyusunan protein, asam amino, dsb. Gejala kekurangan S yaitu daun berwarna hijau kekuning-kuningan (klorosis). Unsur S diperlukan agar mengurangi penimbunan nitrat sehingga mengubah pengubahan nitrat menjadi protein (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).
Fungsi Mn hampir sama dengan fungsi Mg yaitu sebagai jembatan kompleks enzim, penyusun ribosom, dan mengaktifkan polimerase, sintesis protein dan karbohidrat. Mn yang berlebihan pada tanaman menyebabkan toksisitas dan gejalanya yaitu daun mengkerut dan noda noda coklat pada daun tua. Sedangkan unsur Boron (B) berperan dalam metabolisme asam nukleat, karbohidrat, protein, fenol, dan auksin. Selain itu berperan dalam pembelahan sel, pemanjangan sel, diferensiasi sel, permeabilitas membran, dan perkecambahan serbuk sari (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).
Fungsi Zn antara lain pengaktif enzim enolase, aldolase, asam oksalat, dekarboksilase, lesitimase, sistein desulfihidrase, serta berperan dalam penyusunan pati dan meningkatkan kegiatan enzim. Zn juga berfungsi dalam metabolisme N. Gejala kekurangan Zn yaitu pada tulang daun mengalami klorosis, kebanyakan tunas mati dan daun gugur sebelum waktunya (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).
Kekurangan Mo dapat menghambat pertumbuhan tanaman, daun menjadi pucat dan mati, dan pembentukan bunga terhambat. Sedangkan unsur Cobalt (Co) digolongkan oleh beberapa ahli, bukan unsur hara mikro yang penting, tetapi diperlukan oleh rhizobium atau mikroba penambat N. Disisi lain, Co dianggap
12 hara mikro penting untuk kesempurnaan metabolisme tanaman, misalnya sebagai penyusun enzim karbamid (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).
1.2. Hipotesis Penelitian
1. Ada pengaruh perbedaan komposisi hara dalam pupuk cair terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman kangkung darat dalam soilless culture. 2. Komposisi hara AB mix merupakan pupuk yang dapat memberikan hasil
tertinggi tanaman kangkung darat dalam soilless culture.
1.3. Definisi dan Pengukuran Variabel
Untuk menghindari penafsiran yang berbeda – beda terhadap hipotesis yang dikemukakan, maka dibuat definisi dan pengukuran variabel sebagai berikut :
1. Tinggi tanaman diukur dari pangkal batang sampai ujung tangkai daun paling tinggi menggunakan penggaris. Tinggi tanaman diukur setiap 7 hari sekali selama 35 hari. Satuan pengukuran yang digunakan yaitu centimeter (cm).
2. Jumlah daun dihitung secara manual yaitu daun yang terbuka lebar, sedangkan daun yang layu tidak dihitung. Pengamatan dilakukan 7 hari sekali hingga 35 hari. Satuan yang digunakan yaitu helai.
3. Luas daun diukur menggunakan software ImageJ dengan metode scan. Satuan pengukuran yaitu cm2. Luas daun diukur ketika tanaman memasuki umur 35 HST.
4. Diameter batang diukur pada saat tanaman berumur 35 HST dengan menggunakan alat jangka sorong digital. Satuan pengukuran yang digunakan adalah milimeter (mm).
5. Kandungan klorofil dianalisis menggunakan metode spektrofotometri yaitu diuji menggunakan Dimetil sulfoksida (DMSO) dan Soil plant analysis development (SPAD). Satuan pengukuran yang digunakan adalah mg/gram untuk DMSO dan spad unit untuk SPAD.
6. Kandungan karotenoid dianalisis menggunakan metode spektrofotometri yaitu dengan uji Dimetil sulfoksida (DMSO) bersamaan dengan pengamatan kandungan klorofil DMSO. Satuan yang digunakan adalah mg/gram.
13 7. Jumlah stomata dihitung menggunakan software OptiLab dan Image raster
yaitu menggunakan metode replika. Jumlah stomata dihitung pada umur tanaman memasuki 35 HST. Stomata diamati pada permukaan bawah daun. Jumlah stomata yang dihitung yaitu dalam luas penampang Optilab (1µm2). 8. Berat segar tanaman kangkung dibedakan menjadi dua bagian yaitu berat
segar bagian atas (tajuk) dan bawah (akar). Berat segar ditimbang dari satu populasi tanaman hidup dalam wadah penelitian. Penimbangan berat segar dilakukan pada umur tanaman 35 HST. Satuan penimbangan yang digunakan adalah gram (g).
9. Berat kering tanaman kangkung dibedakan menjadi dua bagian yaitu berat bagian atas (tajuk) dan bawah (akar) yang telah dikeringkan dengan pengovenan pada suhu 65 OC hingga bobot konstan. Pengovenan dilakukan pada umur tanaman 35 HST. Satuan penimbangan yang digunakan adalah gram (g).
10. Hasil produksi tanaman dihitung dengan cara menjumlah total wadah percobaan yang dapat ditempatkan pada luas area 1 m2. Kemudian total wadah tersebut dikalikan dengan rerata berat segar tanaman (tajuk + akar) masing – masing perlakuan pada tiap ulangan. Satuan yang digunakan adalah kg/m2.
11. Persentase tanaman hidup dihitung berdasarkan jumlah tanaman yang hidup hingga panen yaitu 35 hst dengan rumus sebagai berikut :
% tanaman hidup =𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑡𝑎𝑛𝑎𝑚𝑎𝑛 ℎ𝑖𝑑𝑢𝑝 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑤𝑎𝑑𝑎ℎ
