i
STUDI PERANAN LINGKUNGAN (SIFAT KIMIA DAN
FISIKA TANAH SERTA CUACA) TERHADAP CEMARAN
GETAH KUNING BUAH MANGGIS (
Garcinia mangostana
)
MARTIAS
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Studi Peranan Lingkungan (Sifat Kimia dan Fisika Tanah serta Cuaca) terhadap Cemaran Getah Kuning Buah Manggis (Garcinia mangostana) adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. 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 disertasi ini.
Bogor, Agustus 2012
iii
ABSTRACT
The Role of Environmental Study (Soil Chemical, Physical and Weather) on contamination of Yellow Sap on Mangosteen (Garcinia mangostana), under supervision of ROEDHY POERWANTO, SYAIFUL ANWAR, and RINI HIDAYATI.
Yellow sap contamination is a major problem caused the poor quality of mangosteen fruits for export. The research aimed to study (1) variability of yellow sap contamination in some mangosteen production centers (2) variability of soil chemical properties and their effects on the yellow sap contamination, (3) the variability of soil physical properties and their effects on the yellow sap contamination, (4) variability of rainfall as controlling water balance and its relationship with the yellow sap contamination of the mangosteen fruit. The study was conducted at 10 mangosteen production centers, namely Karacak and Barengkok (Bogor, West Java), Garogek and Pusaka Mulya (Purwakarta, West Java), Koto Lua, Baringin, Pakandangan, Padang Laweh, and Lalan (West Sumatra), and Sukarame (Lampung). Ten mangosteen plants at each locations were taken as samples with 100 fruit samples per plant. Observations were carried out on soil chemical properties, leaf nutrient content, and fruit pericarp nutrient content. Weather data were obtained from the nearest climatological stations. Observational data were analyzed using correlation analysis, regression, and path analysis to determine direct and indirect effect of soil chemical and physical properties to the yellow sap contamination. The results showed that the chemical properties of soil, especially nutrient availability, soil physical properties and weather are environmental factors play an important role in the physiological process of contamination of the yellow sap on mangosteen fruit. Yellow sap contamination is directly influenced by the availability of soil Ca and Mn. Soil calcium plays in eliminating yellow sap contamination, while Mn contribute in inducing the yellow sap contamination. Phosphorus, K, Mg, Cu, Zn, B are indirectly contributing to eliminate the yellow sap contamination. Calcium in endocarp tissue, mesocarp, and leaves contribute directly to eliminate the yellow sap contamination, whereas Mn in the endocarp and leaf increased yellow sap contamination. Zinc in mesocarp directly eliminate contamination of yellow sap, and in endocarp and leaves indirectly reduce yellow sap contamination. Boron in endocarp and mesocarp increase yellow sap contamination. Copper in the leaf directly enhance yellow sap contamination, and in endocarp and mesocarp indirectly increased yellow sap contamination. Phosphorus, K and Mg in the endocarp, mesocarp, and the leaves were indirectly eliminate the yellow sap contamination. Soil physical properties especially water available and total soil pore spaces contribute directly to eliminate the yellow sap contamination. Organic matter and soil permeability indirectly contributed in eliminating, while the bulk density indirectly induced the yellow sap contamination. Weather, particularly rainfall one of factor that controlling weekly water balance, was correlated positively and significantly with the yellow sap contamination in the three weeks lead time.
RINGKASAN
MARTIAS. Studi Peranan Lingkungan (Sifat Kimia dan Fisika Tanah serta Cuaca) terhadap Cemaran Getah Kuning Buah Manggis (Garcinia mangostana). Dibimbing oleh ROEDHY POERWANTO, SYAIFUL ANWAR, dan RINI HIDAYATI.
Manggis merupakan buah unggulan Indonesia dan termasuk salah satu jenis buah segar yang paling banyak diekspor dibandingkan buah lainnya. Volume ekspornya sangat rendah dibanding total produksi yang dihasilkan, terutama disebabkan oleh adanya cemaran getah kuning pada daging dan kulit buah manggis.
Getah kuning menjadi persoalan manakala keluar dari salurannya yang pecah dan mengotori aril (daging) dan kulit buah. Saluran getah kuning pecah disebabkan oleh adanya desakan tekanan dari biji dan aril pada saat perkembangan buah atau perubahan potensial air dalam buah. Saluran getah kuning yang pecah juga diduga akibat kekurangan Ca dan perubahan tekanan turgor pada dinding sel-sel epitel. Ketersediaan hara selain Ca dan interaksi antar hara juga diduga berpengaruh dan terlibat dalam kejadian cemaran getah kuning baik secara langsung maupun tidak langsung. Sifat fisika tanah termasuk faktor lingkungan yang menentukan ketersediaan air, hara, proses fisiologis dan diduga berkontribusi terhadap cemaran getah kuning. Cemaran getah kuning juga diakibatkan oleh fluktuasi ketersediaan air yang tinggi atau perubahan musim kering ke musim hujan yang mendadak. Kondisi neraca air tanah yang stabil diduga berkontribusi dalam mengeliminasi cemaran getah kuning pada buah manggis. Diperlukan studi yang komprehensif sebagai landasan pengendaliannya.
Tujuan umum penelitian adalah mempelajari fisiologi terjadinya cemaran getah kuning dalam kaitannya dengan sifat kimia dan fisika tanah serta cuaca sebagai bahan rumusan pengendalian cemaran getah kuning pada agroklimat yang berbeda. Tujuan khusus penelitian adalah mempelajari (1) keragaan cemaran getah kuning pada beberapa sentra produksi manggis, (2) variabilitas sifat kimia tanah dan pengaruhnya terhadap cemaran getah kuning buah manggis, (3) variabilitas sifat fisika tanah dan pengaruhnya terhadap cemaran getah kuning buah manggis, dan (4) variabilitas cuaca, terutama neraca air dalam hubungannya dengan cemaran getah kuning buah manggis.
Penelitian telah dilakukan di Desa Karacak, Barengkok, Garogek, dan Pusaka Mulia (Jawa Barat); Nagari Koto Lua, Baringin, Pakandangan, Padang Laweh, Lalan (Sumatera Barat); dan Desa Sukarame (Lampung), dari bulan Desember 2009 sampai Juli 2011. Lokasi penelitian di tingkat desa atau nagari ditentukan dari hasil wawancara menggunakan tekhnik purposive sampling dengan pedagang pengumpul di tingkat kecamatan dan desa atau nagari. Pada setiap lokasi sentra produksi yang telah terpilih, ditentukan 10 tanaman yang representatif untuk diamati.
pohon dan dianalisis kadar hara kulitnya. Data cuaca diperoleh dari stasiun klimatologi terdekat dari lokasi penelitian untuk menentukan neraca air mingguan, kondisi defisit dan surplus air tanah di masing-masing lokasi.
Data yang diperoleh dianalisis dengan One Way ANOVA, apabila didapatkan perbedaan yang nyata dari nilai parameter antar lokasi dilanjutkan dengan uji DMRT (Duncan News Multiple Range Test) pada taraf nyata 5%. Analisis regresi dan korelasi untuk mengetahui hubungan parameter sifat kimia, fisika tanah, dan neraca air tanah dengan parameter cemaran getah kuning. Pengaruh langsung dan tidak langsung sifat kimia, fisika tanah dan kadar hara jaringan daun, kulit buah (endokarp dan mesokarp) dengan parameter cemaran getah kuning ditentukan dengan path analysis (analisis jalur).
Hasil penelitian menunjukkan bahwa keragaan cemaran getah kuning pada 10 sentra produksi manggis (Jawa Barat, Sumatera Barat, dan Lampung) bervariasi antar lokasi berturut turut 8.7-54.04 %; 4.0-51.6 %; dan 17.7-78.6 %, untuk persentase aril bergetah kuning, persentase juring bergetah kuning dan persentase kulit buah bergetah kuning. Kalsium tanah berperan mengeliminasi cemaran getah, sedangkan Mn berkontribusi menginduksi cemaran getah kuning. Hara P, K, Mg, Cu, Zn, B adalah hara yang berkontribusi secara tidak langsung melalui ketersediaan Ca dan Mn tanah dalam mengeliminasi cemaran getah kuning buah manggis.Kalsium di jaringan endokarp, mesokarp, dan daun berperan secara langsung mengeliminasi cemaran getah kuning, sedangkan Mn pada endokarp dan daun menyebabkan meningkatnya cemaran getah kuning. Unsur hara Zn di mesokarp secara langsung mengeliminasi tingkat keparahan cemaran getah kuning, dan di endokarp serta daun secara tidak langsung mengeliminasi cemaran getah kuning. Unsur hara B di endokarp dan mesokarp meningkatkan cemaran getah kuning. Unsur hara Cu di daun secara langsung meningkatkan cemaran getah kuning, di endokarp, mesokarp secara tidak langsung juga menyebabkan meningkatnya cemaran getah kuning. Unsur hara P, K dan Mg di endokarp, mesokarp, dan daun secara tidak langsung mengeliminasi cemaran getah kuning. Sifat fisika tanah, terutama air tersedia dan ruang pori total tanah berperan secara langsung mengeliminasi cemaran getah kuning. Bahan organik dan permeabilitas tanah secara tidak langsung berkontribusi mengeliminasi, sedangkan bobot isi tanah secara tidak langsung menginduksi cemaran getah kuning. Air tersedia dan bahan organik tanah bersinergi dengan Ca tersedia tanah dalam mengeliminasi cemaran getah kuning, sedangkan bobot isi tanah dan Mn tersedia tanah berkontribusi menginduksi cemaran getah kuning. Kadar Ca endokarp optimum (0.26 %), Ca mesokarp dan Ca daun maksimum (0.29 % dan 1.69 %) mampu mengeliminasi cemaran getah kuning berturut-turut hingga 12.94 %, 8.95 %, dan 6.98 %. Kadar Mn daun tertinggi (872 ppm) menginduksi cemaran getah kuning hingga 42.89 %. Kadar B daun optimum (86.5 ppm) mengeliminasi cemaran getah kuning hingga mencapai minimum (2.86 %), namun peningkatan B daun hingga 130 ppm menyebabkan cemaran getah kuning meningkat hingga 40.7 %. Cuaca, terutama curah hujan sebagai pengendali neraca air mingguan pada periode minggu ke tiga sebelum panen berkorelasi positif sangat nyata dengan cemaran getah kuning. Keterkaitan neraca air dengan cemaran getah kuning menunjukkan bahwa surplus air yang meningkat berimplikasi terhadap peningkatan cemaran getah kuning buah manggis.
vii
©Hak Cipta milik IPB, tahun 2012
Hak Cpta dilindungi Undang-Undang
STUDI PERANAN LINGKUNGAN (SIFAT KIMIA DAN
FISIKA TANAH SERTA CUACA) TERHADAP CEMARAN
GETAH KUNING BUAH MANGGIS (
Garcinia mangostana
)
MARTIAS
Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor
pada Program Studi Agronomi dan Hortikultura
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Penguji Pada Ujian Tertutup :
1. Dr. Ir. Sudradjat, MS.
Staf Pengajar Departemen Agronomi dan Hortikultura Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor
2. Dr. Ir. Iskandar Lubis, MS.
Staf Pengajar Departemen Agronomi dan Hortikultura Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor
Penguji Pada Ujian Terbuka :
1. Prof. Dr. Ir. Slamet Sutanto, MSc. Guru Besar Departemen Agronomi dan Hortikultura Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
2. Dr. Ir. Yusdar Hilman MS.
Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Hortikultura. Badan Penelitian dan
Pengembangan Pertanian. Kementrian Pertanian Republik Indonesia.
Judul Disertasi : Studi Peranan Lingkungan (Sifat Kimia dan Fisika Tanah serta Cuaca) terhadap Cemaran Getah Kuning Buah Manggis (Garcinia mangostana )
Nama : Martias
NRP : A262080051
Disetujui Komisi Pembimbing
Ketua
Prof. Dr. Ir. Roedhy Poerwanto, M.Sc
Dr. Ir. Rini Hidayati, MS
Anggota Anggota
Dr. Ir. Syaiful Anwar, M.Sc
Diketahui
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana Agronomi dan Hortikultura
PRAKATA
Alhamdulillah, puji dan syukur dipanjatkan ke hadirat Allah S.W.T, atas hidayah dan rahmatNya, sehingga penulisan disertasi yang berjudul Studi Peranan Lingkungan (Sifat Kimia dan Fisika Tanah serta Cuaca) terhadap Cemaran Getah Kuning Buah Manggis (Garcinia mangostana) telah dapat diselesaikan. Salawat dan salam juga disampaikan kepada Rasul Muhammad S.A.W yang telah memberikan fondasi moral dan peradaban kepada umatnya dalam mengungkap tabir ilmu pengetahun.
Disertasi ini disusun atas arahan dan bimbingan dari Prof. Dr. Ir. Roedhy Poerwanto, M.Sc (Ketua Komisi Pembimbing), Dr. Ir. Rini Hidayati, MS, dan Dr. Ir. Syaiful Anwar, M.Sc (anggota Komisi Pembimbing). Penulis mengucapkan terimakasih tak terhingga kepada Bapak dan Ibu, atas curahan fikiran dan waktunya dari penyusunan proposal, pelaksanaan penelitian hingga penyusunan disertasi ini. Terimakasih juga disampaikan kepada Dr. Darda Effendi, M.Si dan Ir. Atang Sutandi, M.Si, Ph.D, yang telah bersedia sebagai tim penguji ujian kualifikasi lisan serta telah memberikan saran yang konstruktif dalam perbaikan proposal dan landasan yang kuat dalam penyusunan disertasi. Terimakasih yang sama juga disampaikan kepada Prof. Dr. Ir. Munif Ghulamahdi, MS, yang telah memberikan semangat dan saran dalam ujian kualifikasi lisan dan ujian terbuka. Terimakasih yang tak terhingga juga disampaikan kepada Dr. Ir. Sudaradjat MS, Dr. Ir. Iskandar Lubis MS, dan Dr. Ir. Maya Melati MS, MSc, yang telah memberikan koreksi serta saran dalam ujian tertutup dan Prof. Dr. Ir. Slamet Sutanto MSc, dan Dr. Ir. Yusdar Hilman MS sebagai penguji pada ujian terbuka.
penulis dalam melaksanakan penelitian di laboratorium PKBT juga di ucapkan terimakasih.
Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada Ketua Program Studi Agronomi dan Hortikultura, Kepala Departemen Agronomi dan Hortikultura, Dekan Sekolah Pascasarjana IPB, atas kesempatan dan bimbingan selama penulis menempuh pendidikan. Layanan yang sangat menyenangan dan bernuansa kekeluargaan dari staf administrasi Progran Studi Agronomi dan Hortikultura diucapkan terimakasih.
Ucapan terimakasih juga disampaikan kepada teman-teman mahasiswa Pascasarjana Departemen Agronomi dan Hortikultura angkatan 2008, 2009, dan 2010. Persaudaraan dan kerja sama yang terjalin di antara kita merupakan dukungan yang amat berharga bagi penulis dalam menyelesaikan pendidikan.
Istriku Nurmalinna yang tercinta dan Merisa RA, Fachrian NA anakku tersayang, atas kesabaran dan ketabahannya serta telah memberikan segala dukungan, kiranya semua pengorbanan ini menjadi pelajaran hidup untuk mengujudkan suatu kesuksesan. Ayahnda Maad yang selalu memberikan nasehat untuk menjunjung tinggi kejujuran dan kebenaran, kiranya menjadi ibadah bagi ayahnda. Almarhum Ibunda Rakawi yang telah mewariskan sifat-sifat fundamental, terutama untuk ikhlas dalam menerima segala rintangan hidup. Semoga nilai-nilai tersebut menjadi amal berkelanjutan di hadirat Allah S.W.T. Terimakasih yang mendalam juga disampaikan kepada kakak-kakak yang telah memberikan dukungan yang ikhlas selama menempuh dan menyelesaikan pendidikan.
Disertasi ini kiranya dapat menjadi landasan untuk meningkatkan kemampuan penulis dalam melaksanakan penelitian dan diharapkan kelak berimplikasi terhadap kemajuan ilmu pertanian, khususnya dalam bidang fisiologi tanaman manggis.
Bogor, Agustus 2012
Martias
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan tanggal 29 Nopember 1964 di Andalas Kecamatan Batipuh Kabupaten Tanah Sumatera Barat, sebagai putra bungsu dari Ayahnda Maad dan almarhum Ibunda Rakawi. Pendidikan Ilmu Pertanian pertama kali ditempuh di Jurusan Tanah Fakultas Pertanian Universitas Andalas Tahun 1984 dan memperoleh gelar Insinyur Pertanian pada tahun 1989. Tahun 1991, penulis diterima sebagai staf peneliti dalam bidang Ekofisiologi di Balai Penelitian Hortikultura Badan Litbang Pertanian dan menjadi peneliti pada Balai Penelitian Tanaman Buah Tropika hingga sekarang. Kesempatan mendalami Ilmu Pertanian, terutama di Bidang Kesuburan Tanah diperoleh tahun 1999 di Departemen Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada Yogyakarta dan memperoleh Master Pertanian awal Tahun 2002. Peluang emas yang amat berharga dalam mendalami Ilmu Ekofisiologi pada Program Studi Agronomi dan Hortikultura di Institut Pertanian Bogor diperoleh pada Tahun 2008.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ………... xix
DAFTAR GAMBAR ………... xxi
DAFTAR LAMPIRAN ………... xxv
PENDAHULUAN Latar Belakang ………... 1
Tujuan Penelitian ………... 3
Manfaat Penelitian ... 4
Hipotesis ... 4
TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman Manggis ………... 7
Persyaratan Iklim Tanaman Manggis ……….. 8
Sifat Tanah yang Diperlukan Tanaman Manggis …………... 9
Getah Kuning pada Buah Manggis ………... 11
Peranan Unsur Hara dan Hubungannya dengan Cemaran Getah Kuning ... 13
Interaksi Antar Hara ………... 26
Peranan Sifat Fisika Tanah dan Hubungannya dengan Cemaran Grtah Kuning ... 27 Hubungan Curah Hujan dan Neraca Air dengan Cemaran Getah Kuning ………... 29
METODE PENELITIAN Pengamatan Cemaran Getah pada Buah, Kadar Hara Jaringan Daun dan Kulit Buah ...………... 32
Pengamatan Variabilitas Sifat Kimia Tanah ……… 35
Pengamatan Variabilitas Sifat Fisika Tanah ………... 36
Pengamatan Variabilitas Cuaca………... 36
Analisis Data ………... 39
HASIL DAN PEMBAHASAN Keragaan Cemaran Getah Kuning Buah Manggis ……….... 41
Halaman Keragaan Kadar Hara di Jaringan Endokarp, Mesokarp, Eksokarp
dan Daun Manggis ………... 47
Variabilitas Sifat Kimia Tanah ………... 54
Variabilitas Sifat Fisika Tanah ………... 59
Variabilitas Curah Hujan dan Neraca Air ………... 62
Pengaruh Ketersediaan Hara Tanah terhadap Cemaran Getah Kuning... 69
Pengaruh Kadar Hara Jaringan terhadap Cemaran Getah Kuning .... 76
Pengaruh Sifat Fisika Tanah terhadap Cemaran Getah Kuning …… 100
Pengaruh Neraca Air terhadap Cemaran Getah Kuning …………... 110
PEMBAHASAN UMUM ………... 115
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan ………... 127
Saran ………... 128
DAFTAR PUSTAKA ………... 129
LAMPIRAN ………... 147
DAFTAR TABEL
Halaman 1 Kelas persentase cemaran getah kuning untuk aril, juring, dan kulit
buah manggis... 34 2 Sifat kimia tanah yang dianalisis serta metodenya ……... 36 3 Sifat fisika tanah yang dianalisis serta metodenya …………... 36 4 Koefisien determinasi dan korelasi dari hubungan sifat fisik buah
dengan persentase aril bergetah kuning (PAGK) ……... 46 5 Rata-rata padatan total terlarut, vitamin C, total asam tertitrasi, dan
pH aril buah manggis dari sentra produksi manggis di Jawa Barat,
Sumatera Barat dan Lampung... 48 6 Kadar hara makro jaringan endokarp kulit buah manggis dari beberapa
sentra produksi manggis di Jawa Barat, Sumatera Barat, dan Lampung.. 49 7 Kadar hara mikro jaringan endokarp kulit buah manggis dari beberapa
sentra produksi manggis di Jawa Barat, Sumatera Barat, dan Lampung.. 50 8 Kadar hara makro jaringan mesokarp kulit buah manggis dari beberapa
sentra produksi manggis di Jawa Barat, Sumatera Barat, dan Lampung.. 51 9 Kadar hara mikro jaringan mesokarp kulit buah manggis dari beberapa
sentra produksi manggis di Jawa Barat, Sumatera Barat, dan Lampung.. 52 10 Kadar hara makro jaringan daun manggis dari beberapa sentra produksi
manggis di Jawa Barat, Sumatera Barat, dan Lampung ………... 53 11 Kadar hara mikro jaringan daun manggis dari beberapa sentra produksi
manggis di Jawa Barat, Sumatera Barat, dan Lampung ………... 54 12 Sifat kimia tanah pada10 sentra produksi manggis di Jawa Barat,
Sumatera Barat, dan Lampung ………... 55 13 Ketersediaan hara makro tanah dari beberapa sentra produksi manggis
di Jawa Barat, Sumatera Barat, dan Lampung ………... 57 14 Ketersediaan hara mikro tanah dari beberapa sentra produksi manggis
di Jawa Barat, Sumatera Barat, dan Lampung ………... 59 15 Proporsi kandungan fraksi dan tekstur tanah dari beberapa sentra
produksi manggis di Jawa Barat, Sumatera Barat, dan Lampung …... 60 16 Sifat fisika tanah pada 10 sentra produksi manggis di Jawa Barat,
Sumatera Barat, dan Lampung ………... 61 17 Variabilitas curah hujan, jumlah hari hujan pada minggu ke 3 sebelum
panen, persentase aril bergetah kuning (PAGK) dan persentase juring
bergetah kuning (PJGK) pada beberapa sentra produksi manggis ... 62 18 Koefisien jalur dari pengaruh ketersediaan hara tanah dengan
Halaman 19 Koefisien jalur dari pengaruh ketersediaan hara tanah terhadap juring
bergetah kuning (PJGK) ………... 72 20 Koefisien jalur dari pengaruh ketersediaan hara tanah terhadap
persentase kulit buah bergetah kuning (PKGK) ... 76 21 Koefisien jalur dari pengaruh kadar hara di endokarp terhadap
persentase aril bergetah kuning (PAGK) ... 78 22 Koefisien jalur dari pengaruh kadar hara di endokarp terhadap
persentase juring bergetah kuning (PJGK) ... 83 23 Koefisien jalur dari pengaruh kadar hara di mesokarp terhadap
persentase aril bergetah kuning ( PAGK) ... 88 24 Koefisien jalur dari pengaruh kadar hara di mesokarp terhadap
persentase juring bergetah kuning (PJGK) ... 91 25 Koefisen jalur dari pengaruh kadar hara di daun terhadap persentase
aril bergetah kuning (PAGK) ………... 94 26 Koefisien jalur dari pengaruh sifat fisika tanah terhadap aril bergetah
kuning (PAGK) ……… 101
27 Koefisien jalur dari pengaruh sifat fisika tanah terhadap persentase kulit
buah bergetah kuning (PKGK) ……… 103 28 Persamaan struktural dari pengaruh sifat fisika dan ketersediaan hara
tanah terhadap persentase aril bergetah kuning (PAGK) ………... 106 29 Koefisien jalur dari pengaruh sifat fisika dan ketersediaan hara tanah
terhadap persentase aril bergetah kuning (PAGK) ………... 106 30 Persamaan struktural dari pengaruh sifat fisika tanah ketersediaan
hara tanah terhadap persentase kulit buah begetah kuning (PKGK) .. 107 31 Koefisien jalur dari pengaruh sifat fisika dan ketersediaan hara tanah
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1 Bagan alir penelitian studi peranan lingkungan terhadap cemaran
getah kuning buah manggis ………... 5 2. Boron sebagai asam borate terikat bersama dua rantai
rhamnogaladuronan II (RG II) membentuk kompleks
boron-polisakarida ... 16 3 Keragaan persentase aril bergetah kuning (PAGK), persentase juring
bergetah kuning (PJGK), dan persentase kulit buah bergetah kuning (PKGK) pada 10 lokasi sentra produksi manggis di Jawa Barat,
Sumatera Barat, dan Lampung ………... 41 4 Rata-rata bobot buah (BB), diemeter horizontal buah (DHB), diameter
longitudinal buah (DLB) manggis dari 10 sentra produksi manggis di Jawa
Barat, Sumatera Barat dan Lampung ...……… 43 5 Rata-rata bobot basah kulit buah (BKB), bobot basah aril (BA),dan
tebal kulit Buah (TKB) manggis dari 10 sentra produksi manggis di
Jawa Barat, Sumatera Barat dan Lampung ……….. 44 6 Bobot basah biji manggis dari 10 sentra produksi manggis di Jawa
Barat, Sumatera Barat, dan Lampung ………... 45 7 Buah yang arilnya tercemar getah kuning (A) dan Buah yang
arilnya bebas cemaran getah kuning (B)………... 47 8 Curah hujan dan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum
panen di Desa Karacak (mm) ………... 64 9 Curah hujan dan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum
panen di Desa Pusaka Mulia (mm) ………... 64 10 Curah hujan dan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum
panen di Nagari Pakandangan (mm) ………... 65 11 Curah hujan dan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum
panen di Nagari Koto Lua (mm) ...……. 66 12 Curah hujan dan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum
panen di Nagari Baringin (mm) ……….. 67 13 Curah hujan dan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum
panen di Nagari Padang Laweh (mm) ……….... 67 14 Curah hujan dan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum
panen di Nagari Lalan (mm) ... 68 15 Curah hujan dan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum
panen di Desa Sukarame …... 68 16 Pengaruh ketersediaan hara tanah terhadap persentase aril bergetah
Halaman 17 Pengaruh ketersediaan hara tanah terhadap persentase juring bergetah
kuning (PJGK) ... 72 18 Pengaruh ketersediaan hara tanah terhadap persentase kulit buah
bergetah kuning (PKGK) ... 75 19 Pengaruh kadar hara endokarp terhadap persentase aril bergetah kuning
(PAGK) ... 77 20 Hubungan kadar Ca di endokarp dengan persentase aril bergetah
kuning (PAGK) ………... 79 21 Hubungan kadar Mn di endokarp dengan persentase aril bergetah
kuning (PAGK) ………... 80 22 Hubungan kadar B di endokarp dengan persentase aril bergetah
kuning (PAGK) ... 80 23 Pengaruh kadar hara di endokarp terhadap persentase juring bergetah
kuning (PJGK) ... 82 24 Hubungan kadar Zn di endokarp dengan persentase juring bergetah
kuning (PJGK) ………... 84 25 Hubungan kadar B di endokarp dengan persentase juring bergetah
kuning (PJGK) ………... 85 26 Hubungan kadar Ca di endokarp dengan persentase juring bergetah
kuning (PJGK) ………... 86 27 Pengaruh kadar hara mesokarp terhadap persentase aril bergetah
kuning (PAGK) ... 87 28 Hubungan kadar Ca mesokarp dengan persentase aril bergetah kuning
(PAGK) ... 89 29 Pengaruh kadar hara mesokarp terhadap persentase juring bergetah
kuning (PJGK) ... 90 30 Pengaruh kadar hara di daun terhadap persentase aril bergetah kuning
(PAGK) ………... 93 31 Hubungan kadar Ca daun dengan persentase aril bergetah kuning
(PAGK)... 95 32 Hubungan kadar Mn daun dengan persentase aril bergetah kuning
(PAGK) ... 97 33 Hubungan kadar B di daun dengan persentase aril bergetah kuning
(PAGK) ... 99 34 Pengaruh sifat fisika tanah terhadap persentase aril bergetah kuning
(PAGK) ………... 101 35 Pengaruh sifat fisika tanah terhadap persentase kulit buah bergetah
Halaman 36 Pengaruh sifat fisika dan ketersediaan hara tanah terhadap aril
bergetah kuning (PAGK) ………... 106 37 Pengaruh sifat fisika dan ketersediaan hara tanah terhadap persentase
kulit buah bergetah kuning (PKGK) ………... 109 38 Hubungan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum panen
dengan persentase aril bergetah kuning (PAGK) ………... 111 39 Hubungan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum panen
dengan rasio bobot basah kulit buah dengan bobot basah aril ……….... 112 40 Hubungan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum panen
dengan tebal kulit buah ...………... 112 41 Hubungan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum panen
dengan bobot basah kulit Buah ………... 113 42 Hubungan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum panen
dengan persentase juring bergetah kuning (PJGK) ………... 114 43 Hubungan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum panen
dengan persentase aril bergetah kuning (PAGK) dan persentase juring bergetah kuning (PJGK) pada sentra produksi manggis di Jawa
Barat, Sumatera Barat dan Lampung ………... 114 44 Hubungan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum panen
(NA3MSP) dengan persentase aril bergetah kuning (PAGK) dan persentase juring bergetah kuning (PJGK) pada kadar Ca di
mesokarp buah yang berbeda di sentra produksi manggis Jawa Barat,
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman 1 Kriteria penilaian sifat kimia tanah ………. 147 2 Korelasi neraca air 1-17 minggu sebelum panen dengan parameter
cemaran getah kuning dan kualitas buah ………... 148 3 Neraca air 1-17 minggu sebelum panen pada 10 sentra produksi
1 Bagan alir penelitian studi peranan lingkungan terhadap cemaran
getah kuning buah manggis ………... 5 2. Boron sebagai asam borate terikat bersama dua rantai
rhamnogaladuronan II (RG II) membentuk kompleks
boron-polisakarida ... 16 3 Keragaan persentase aril bergetah kuning (PAGK), persentase juring
bergetah kuning (PJGK), dan persentase kulit buah bergetah kuning (PKGK) pada 10 lokasi sentra produksi manggis di Jawa Barat,
Sumatera Barat, dan Lampung ………... 41 4 Rata-rata bobot buah (BB), diemeter horizontal buah (DHB), diameter
longitudinal buah (DLB) manggis dari 10 sentra produksi manggis di Jawa
Barat, Sumatera Barat dan Lampung ...……… 43 5 Rata-rata bobot basah kulit buah (BKB), bobot basah aril (BA),dan
tebal kulit Buah (TKB) manggis dari 10 sentra produksi manggis di
Jawa Barat, Sumatera Barat dan Lampung ……….. 44 6 Bobot basah biji manggis dari 10 sentra produksi manggis di Jawa
Barat, Sumatera Barat, dan Lampung ………... 45 7 Buah yang arilnya tercemar getah kuning (A) dan Buah yang
arilnya bebas cemaran getah kuning (B)………... 47 8 Curah hujan dan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum
panen di Desa Karacak (mm) ………... 64 9 Curah hujan dan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum
panen di Desa Pusaka Mulia (mm) ………... 64 10 Curah hujan dan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum
panen di Nagari Pakandangan (mm) ………... 65 11 Curah hujan dan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum
panen di Nagari Koto Lua (mm) ...……. 66 12 Curah hujan dan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum
panen di Nagari Baringin (mm) ……….. 67 13 Curah hujan dan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum
panen di Nagari Padang Laweh (mm) ……….... 67 14 Curah hujan dan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum
panen di Nagari Lalan (mm) ... 68 15 Curah hujan dan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum
panen di Desa Sukarame …... 68 16 Pengaruh ketersediaan hara tanah terhadap persentase aril bergetah
Halaman 17 Pengaruh ketersediaan hara tanah terhadap persentase juring bergetah
kuning (PJGK) ... 72 18 Pengaruh ketersediaan hara tanah terhadap persentase kulit buah
bergetah kuning (PKGK) ... 75 19 Pengaruh kadar hara endokarp terhadap persentase aril bergetah kuning
(PAGK) ... 77 20 Hubungan kadar Ca di endokarp dengan persentase aril bergetah
kuning (PAGK) ………... 79 21 Hubungan kadar Mn di endokarp dengan persentase aril bergetah
kuning (PAGK) ………... 80 22 Hubungan kadar B di endokarp dengan persentase aril bergetah
kuning (PAGK) ... 80 23 Pengaruh kadar hara di endokarp terhadap persentase juring bergetah
kuning (PJGK) ... 82 24 Hubungan kadar Zn di endokarp dengan persentase juring bergetah
kuning (PJGK) ………... 84 25 Hubungan kadar B di endokarp dengan persentase juring bergetah
kuning (PJGK) ………... 85 26 Hubungan kadar Ca di endokarp dengan persentase juring bergetah
kuning (PJGK) ………... 86 27 Pengaruh kadar hara mesokarp terhadap persentase aril bergetah
kuning (PAGK) ... 87 28 Hubungan kadar Ca mesokarp dengan persentase aril bergetah kuning
(PAGK) ... 89 29 Pengaruh kadar hara mesokarp terhadap persentase juring bergetah
kuning (PJGK) ... 90 30 Pengaruh kadar hara di daun terhadap persentase aril bergetah kuning
(PAGK) ………... 93 31 Hubungan kadar Ca daun dengan persentase aril bergetah kuning
(PAGK)... 95 32 Hubungan kadar Mn daun dengan persentase aril bergetah kuning
(PAGK) ... 97 33 Hubungan kadar B di daun dengan persentase aril bergetah kuning
(PAGK) ... 99 34 Pengaruh sifat fisika tanah terhadap persentase aril bergetah kuning
(PAGK) ………... 101 35 Pengaruh sifat fisika tanah terhadap persentase kulit buah bergetah
Halaman 36 Pengaruh sifat fisika dan ketersediaan hara tanah terhadap aril
bergetah kuning (PAGK) ………... 106 37 Pengaruh sifat fisika dan ketersediaan hara tanah terhadap persentase
kulit buah bergetah kuning (PKGK) ………... 109 38 Hubungan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum panen
dengan persentase aril bergetah kuning (PAGK) ………... 111 39 Hubungan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum panen
dengan rasio bobot basah kulit buah dengan bobot basah aril ……….... 112 40 Hubungan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum panen
dengan tebal kulit buah ...………... 112 41 Hubungan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum panen
dengan bobot basah kulit Buah ………... 113 42 Hubungan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum panen
dengan persentase juring bergetah kuning (PJGK) ………... 114 43 Hubungan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum panen
dengan persentase aril bergetah kuning (PAGK) dan persentase juring bergetah kuning (PJGK) pada sentra produksi manggis di Jawa
Barat, Sumatera Barat dan Lampung ………... 114 44 Hubungan neraca air mingguan pada minggu ke 3 sebelum panen
(NA3MSP) dengan persentase aril bergetah kuning (PAGK) dan persentase juring bergetah kuning (PJGK) pada kadar Ca di
mesokarp buah yang berbeda di sentra produksi manggis Jawa Barat,
DAFTAR TABEL
Halaman 1 Kelas persentase cemaran getah kuning untuk aril, juring, dan kulit
buah manggis... 34 2 Sifat kimia tanah yang dianalisis serta metodenya ……... 36 3 Sifat fisika tanah yang dianalisis serta metodenya …………... 36 4 Koefisien determinasi dan korelasi dari hubungan sifat fisik buah
dengan persentase aril bergetah kuning (PAGK) ……... 46 5 Rata-rata padatan total terlarut, vitamin C, total asam tertitrasi, dan
pH aril buah manggis dari sentra produksi manggis di Jawa Barat,
Sumatera Barat dan Lampung... 48 6 Kadar hara makro jaringan endokarp kulit buah manggis dari beberapa
sentra produksi manggis di Jawa Barat, Sumatera Barat, dan Lampung.. 49 7 Kadar hara mikro jaringan endokarp kulit buah manggis dari beberapa
sentra produksi manggis di Jawa Barat, Sumatera Barat, dan Lampung.. 50 8 Kadar hara makro jaringan mesokarp kulit buah manggis dari beberapa
sentra produksi manggis di Jawa Barat, Sumatera Barat, dan Lampung.. 51 9 Kadar hara mikro jaringan mesokarp kulit buah manggis dari beberapa
sentra produksi manggis di Jawa Barat, Sumatera Barat, dan Lampung.. 52 10 Kadar hara makro jaringan daun manggis dari beberapa sentra produksi
manggis di Jawa Barat, Sumatera Barat, dan Lampung ………... 53 11 Kadar hara mikro jaringan daun manggis dari beberapa sentra produksi
manggis di Jawa Barat, Sumatera Barat, dan Lampung ………... 54 12 Sifat kimia tanah pada10 sentra produksi manggis di Jawa Barat,
Sumatera Barat, dan Lampung ………... 55 13 Ketersediaan hara makro tanah dari beberapa sentra produksi manggis
di Jawa Barat, Sumatera Barat, dan Lampung ………... 57 14 Ketersediaan hara mikro tanah dari beberapa sentra produksi manggis
di Jawa Barat, Sumatera Barat, dan Lampung ………... 59 15 Proporsi kandungan fraksi dan tekstur tanah dari beberapa sentra
produksi manggis di Jawa Barat, Sumatera Barat, dan Lampung …... 60 16 Sifat fisika tanah pada 10 sentra produksi manggis di Jawa Barat,
Sumatera Barat, dan Lampung ………... 61 17 Variabilitas curah hujan, jumlah hari hujan pada minggu ke 3 sebelum
panen, persentase aril bergetah kuning (PAGK) dan persentase juring
bergetah kuning (PJGK) pada beberapa sentra produksi manggis ... 62 18 Koefisien jalur dari pengaruh ketersediaan hara tanah dengan
Halaman 19 Koefisien jalur dari pengaruh ketersediaan hara tanah terhadap juring
bergetah kuning (PJGK) ………... 72 20 Koefisien jalur dari pengaruh ketersediaan hara tanah terhadap
persentase kulit buah bergetah kuning (PKGK) ... 76 21 Koefisien jalur dari pengaruh kadar hara di endokarp terhadap
persentase aril bergetah kuning (PAGK) ... 78 22 Koefisien jalur dari pengaruh kadar hara di endokarp terhadap
persentase juring bergetah kuning (PJGK) ... 83 23 Koefisien jalur dari pengaruh kadar hara di mesokarp terhadap
persentase aril bergetah kuning ( PAGK) ... 88 24 Koefisien jalur dari pengaruh kadar hara di mesokarp terhadap
persentase juring bergetah kuning (PJGK) ... 91 25 Koefisen jalur dari pengaruh kadar hara di daun terhadap persentase
aril bergetah kuning (PAGK) ………... 94 26 Koefisien jalur dari pengaruh sifat fisika tanah terhadap aril bergetah
kuning (PAGK) ……… 101
27 Koefisien jalur dari pengaruh sifat fisika tanah terhadap persentase kulit
buah bergetah kuning (PKGK) ……… 103 28 Persamaan struktural dari pengaruh sifat fisika dan ketersediaan hara
tanah terhadap persentase aril bergetah kuning (PAGK) ………... 106 29 Koefisien jalur dari pengaruh sifat fisika dan ketersediaan hara tanah
terhadap persentase aril bergetah kuning (PAGK) ………... 106 30 Persamaan struktural dari pengaruh sifat fisika tanah ketersediaan
hara tanah terhadap persentase kulit buah begetah kuning (PKGK) .. 107 31 Koefisien jalur dari pengaruh sifat fisika dan ketersediaan hara tanah
1 Kriteria penilaian sifat kimia tanah ………. 147
2 Korelasi neraca air 1-17 minggu sebelum panen dengan parameter
cemaran getah kuning dan kualitas buah ………... 148
3 Neraca air 1-17 minggu sebelum panen pada 10 sentra produksi
manggis di Jawa Barat, Sumatera Barat dan Lampung ... 149
Latar Belakang
Manggis merupakan buah unggulan Indonesia dan termasuk salah satu jenis
buah segar yang paling banyak diekspor dibandingkan buah lainnya. Ekspornya
cenderung meningkat, dari 4,744 ton pada tahun 1999 menjadi 9,988 ton pada
tahun 2009. Nilai ekspor buah manggis juga tertinggi dibandingkan nilai ekspor
buah segar lainnya, yaitu mencapai US$ 6,451 juta pada tahun 2009 (Deptan,
2010).
Produksi manggis Indonesia tahun 2009 mencapai 105,558 ton, namun yang
dapat diekspor hanya sekitar 9.46 % dari total produksi (Deptan. 2010).
Rendahnya persentase buah yang layak ekspor disebabkan oleh mutu sebagian
besar buah manggis yang diproduksi di Indonesia masih rendah. Salah satu
penyebab utama rendahnya mutu manggis yang layak ekspor adalah adanya
cemaran getah kuning pada daging dan kulit buah. Getah kuning yang mencemari
daging buah (aril) menimbulkan rasa pahit dan pada kulit buah menyebabkan
kotornya kulit buah sehingga penampilan buah kurang menarik.
Getah kuning secara alamiah dihasilkan pada semua organ manggis, kecuali
pada akar (Dorly et al. 2008). Getah kuning menjadi persoalan manakala keluar
dari salurannya yang pecah dan mengotori aril (daging) atau kulit buah manggis.
Cemaran getah kuning pada buah adalah akibat pecahnya saluran getah kuning
karena adanya desakan tekanan dari biji dan aril pada saat perkembangan buah
serta perubahan tekanan turgor. Saluran getah kuning yang pecah diduga akibat
dari kekurangan unsur hara Ca pada dinding sel (Dorly 2008; Poerwanto et al.
2010).
Implikasi defisiensi unsur hara Ca terhadap gangguan fisiologi dan
penurunan kualitas buah telah dilaporkan oleh beberapa peneliti (Pludbuntong et
al. 2007; Poerwanto et al. 2010; Huang et al. 2005). Kalsium berperan penting
dalam penyusunan struktur dinding sel sebagai Ca-pektat dalam lamela tengah
(Marschner 1995) dan merupakan komponen utama yang menentukan sifat
Unsur hara B diduga juga berkontribusi terhadap cemaran getah kuning
disamping Ca. Unsur hara B mempunyai fungsi hampir sama dengan Ca sebagai
komponen didnding sel. Boron merupakan bagian dari struktural sel dan berperan
meningkatkan stabilitas dan ketegaran sturuktur dinding sel, mendukung bentuk,
kekuatan sel tanaman (Hu dan Brown 1994; Brown dan Hu 1996; 1994;
Marschner 1995 O’Neill et al. 2004). Defisiensi unsur hara B menyebabkan
kebocoran membran (Dordas dan Brown 2005), melemahnya dinding sel dan sel
mati karena lepasnya organel-organel sel, yang diindikasikan oleh pecahnya
dinding sel (Fleischer et al.1998).
Sifat kimia tanah dan ketersediaan hara lainnya diduga berkontribusi
terhadap cemaran getah kuning. Status hara merupakan komponen faktor
lingkungan yang berperan kritis dalam meningkatkan ketahanam tanaman
terhadap stres faktor lingkungan (Marschener 1995). Ketersediaan hara
mempengaruhi proses fisiologis, pembentukan dan elastisitas sel tanaman
(Kavanova et al. 2006; Dreyer dan Uozumi 2011). Antar hara juga terjadi
interaksi (Ho dan Adam 1995; Kaya et al. 2009; Pedas et al. 2011), memberikan
pengaruh yang bervariasi terhadap fisiologis tanaman dan diduga berpengaruh
langsung maupun tidak langsung terhadap cemaran getah kuning pada buah
manggis.
Sifat fisika tanah, termasuk faktor lingkungan yang menentukan
ketersediaan air dan hara, tentunya juga berpengaruh pada proses fisiologis
tanaman. Sifat fisika tanah bertanggung jawab atas sirkulasi udara, ketersediaan
air, dan zat terlarut di dalam tanah (Sanchez 1976). Sifat fisika tanah diduga baik
secara langsung maupun melalui sinerginya dengan ketersediaan hara, akan
berkontribusi mempengaruhi cemaran getah kuning pada buah manggis.
Cemaran getah kuning juga diduga akibat dari fluktuasi ketersediaan air
yang tinggi atau akibat perubahan musim kering ke musim hujan yang mendadak.
Dorly (2009) melaporkan bahwa peralihan musim hujan ke musim kering
meningkatkan skor getah kuning pada buah manggis. Beberapa hasil penelitian
menunjukkan bahwa fluktuasi ketersediaan air, terutama dari suasana kering ke
kondisi air berlebih atau akibat irigasi, dapat mendukung kejadian retak buah
(2009) juga mengemukakan bahwa ketersediaan air mendadak adalah penyebab
terlalu cepatnya perluasan buah yang menghasilkan keretakan buah. Kondisi
neraca air tanah yang stabil diduga berperan penting untuk mengeliminasi
cemaran getah kuning pada buah manggis disamping meningkatkan status hara
tanah dan tanaman. Anwarudinsyah et al. (2010) melaporkan bahwa pemberian
air secara kontinyu mampu menurunkan getah kuning aril buah manggis sebesar
23.05 % dibandingkan tanpa pemberian air. Apakah neraca air yang dikendalikan
oleh curah hujan berpengaruh terhadap cemaran getah kuning pada buah manggis
perlu dipelajari untuk mengetahui secara komprehensif peranan lingkungan
sebagai landasan pengendalian cemaran getah kuning.
Keterkaitan elemen-elemen faktor lingkungan yang diduga berperan
mengeliminasi dan atau menginduksi cemaran getah kuning buah manggis di
formulasikan dalam bagan alir penelitian (Gambar 1). Sifat kimia tanah berperan
mengendalikan ketersediaan hara, akumulasi hara di daun, mesokarp, endokarp
dan diduga berimplikasi terhadap hara spesifik yang berperan secara langsung dan
tidak langsung terhadap cemaran getah kuning. Sifat fisika tanah juga diduga
berperan secara langsung dan tidak langsung mempengaruhi cemaran getah
kuning, disamping itu juga bersinergi dengan ketersediaan hara tanah tertentu
mempengaruhi cemaran getah kuning. Curah hujan sebagai elemen utama faktor
iklim berperan penting mengendalikan neraca air dan menjadi aspek yang perlu
dipelajari dalam kaitannya dengan cemaran getah kuning buah manggis Tiga sub
aspek kegiatan yang dipelajari dalam penelitian ini, yaitu variabilitas (1) sifat
kimia tanah, (2) sifat fisika tanah, dan (3) cuaca pada beberapa sentra produksi
manggis dan pengaruhnya terhadap cemaran getah kuning.
Tujuan Penelitian
Tujuan umum penelitian adalah mempelajari fisiologi cemaran getah kuning
dalam kaitannya dengan sifat kimia dan fisika tanah serta cuaca sebagai bahan
rumusan pengendalian cemaran getah kuning pada agroklimat yang berbeda.
Tujuan khusus penelitian adalah mempelajari:
1. Keragaan cemaran getah kuning pada beberapa sentra produksi manggis.
2. Sifat kimia tanah dan pengaruhnya terhadap cemaran getah kuning buah
3. Sifat fisika tanah dan pengaruhnya terhadap cemaran getah kuning buah
manggis.
4. Cuaca, terutama curah hujan sebagai pengendali neraca air dalam
hubungannya dengan cemaran getah kuning buah manggis.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat dimanfaatkan untuk merumuskan
teknologi pengendalian cemaran getah kuning buah manggis terutama melalui
perbaikan sifat kimia dan fisika tanah serta ketersediaan air tanah pada berbagai
agroklimat sentra produksi manggis.
Hipotesis
1. Satu atau beberapa elemen sifat kimia dan fisika tanah berpengaruh langsung
dan tidak langsung terhadap cemaran getah kuning buah manggis.
2. Cuaca terutama curah hujan sebagai pengendali neraca air berpengaruh
Gambar 1. Bagan alir penelitian studi peranan lingkungan (sifat kimia dan fisika tanah, serta cuaca) terhadap cemaran getah kuning buah manggis
CEMARAN GETAH KUNING BUAH MANGGIS
SIFAT KIMIA TANAH Bobot isi, bahan organik, air tersedia, permeabilitas, terkstur tanah
Varibilitas cuaca dan pengaruhnya terhadap
cemaran getah kuning
(Topik sub kegiatan III) Pecahnya saluran getah kuning buah manggis Poerwanto et al .(2010); Dorly et al. (2011)
Unsur hara spesifik yang berpengaruh langsung dan tidak langsung terhadap cemaran getah kuning
Sifat fisika tanah spesifik yang berpengaruh
langsung dan tidak langsung terhadap cemaran getah kuning
Botani Tanaman Manggis
Manggis (Garcinia mangostana) termasuk family Gutiferae dan merupakan
tanaman asli Asia Tenggara yang tumbuh secara luas di Indonesia, Malaysia,
Thailand, Filipina, Birma, dan Srilangka. Penyebarannnya terletak pada zone 100 Lintang Utara sampai 100
Tanaman manggis tergolong evergreen dengan tinggi pohon mencapai 10 m
− 25 m dan diameter batang 25−35 cm (Verheij 1992; Cox 1988). Batangnya lurus dengan percabangan melengkung ke bawah, kulit batang berwarna coklat tua
sampai kehitaman. Ranting muda berwarna hijau dan menjadi coklat dengan
bertambahnya umur tanaman.
Lintang Selatan (Richard 1990). Tanaman manggis juga
telah menyebar ke daerah tropika lainnya, di antaranya Madagaskar, India Selatan,
Cina, Brasil dan Australia Bagian Utara (Ameyda dan Martin 1976).
Posisi daun manggis letaknya berhadapan, berbentuk membujur bulat
panjang (lonjong), bagian pucuknya tajam dengan tekstur tebal dan kasar
(Zomlefer 1994). Panjang daun berkisar antara 15−25 cm dan lebarnya 7−13 cm.
Permukaan atas daunnya mengkilap, licin dan berwarna hijau muda sampai tua
tergantung umurnya, sedangkan bagian bawahnya berwarna hijau muda sampai
kekuningan (Cox 1998).
Bunga manggis tumbuh dari ujung ranting, tunggal atau berpasangan,
bergagang pendek dan tebal, diameternya sekitar 5.0−6.2 cm, daun kelopak 4
helai yang tersusun dalam 2 pasang, dan daun mahkota 4 helai. Benang sari semu
dalam jumlah yang banyak, berseri 1−2, panjangnya sekitar 0.5 cm, bersifat
rudimenter. Bakal buah tidak bertangkai, berbentuk agak bulat, mempunyai ruang
4−8, memiliki kepala putik yang tidak bertangkai, bercuping 4−8 (Yaacob dan
Tindal 1995; Verheij 1992; Richards 1990).
Tipe buah manggis termasuk tipe berry, pipih pada bagian dasar dan di
bagian pangkalnya terdapat kelopak dan rongga-rongga stigma yang tetap tinggal
pada ujung buahnya. Buah berbentuk bulat atau agak pipih dan relatif kecil
dengan diameter 3,5−8,0 cm. Berat buah bervariasi dari 75−150 g (Yaacob dan
mengandung satu bakal biji yang diselimuti oleh daging buah (aril), berwarna
putih, empuk, manis dan mengandung sari buah (Martin 1980). Kulit buah
(perikarp) manggis memiliki permukaan luar yang halus dengan tebal 4−8 mm,
keras berwana ungu kecoklatan pada bagian luarnya dan ungu pada bagian
dalamnya pada buah tua, dan mengandung getah kuning yang pahit (Yaacob dan
Tindall 1995). Kulit buahnya mengandung tanin, pektin, dan resin, yang dapat
diekstrak untuk obat-obatan dan bahan pewarna (Sen et al. 1982).
Persyaratan Iklim Tanaman Manggis
Iklim yang paling cocok untuk tanaman manggis adalah daerah dengan
udara lembab, curah hujan merata sepanjang tahun dan musim kering yang
pendek dan curah hujan tahunan berkisar dari 1.500−2.500 mm. Kelembaban
udara optimum sekitar 80 % (Yaacob dan Tindall 1995). Manggis membutuhkan
curah hujan lebih dari 100 mm setiap bulan untuk mendukung pertumbuhan yang
baik dan musim kering yang pendek diperlukan untuk merangsang pembungaan.
Curah hujan yang tinggi umumnya diperlukan di saat tanaman selesai
panen, untuk memulihkan kondisi tanaman karena pada kondisi tersebut tanaman
memerlukan air yang banyak untuk membentuk tunas-tunas baru dan
meningkatkan kelembaban tanah sehingga air tanah lebih tersedia untuk
melarutkan hara yang diperlukan oleh tanaman. Ketersediaan air sangat
menentukan proses metabolisma dan fisiologi tanaman. Air berfungsi sebagai
media berbagai proses dan fungsi organ tanaman seperti dalam pembentukan dan
pengisi sel organ, pengatur turgiditas sel, pelarut bahan padat maupun gas dalam
bentuk senyawa kimia organik, zat reaktan serta pengendali suhu organ tanaman
(Lee dan Kader 2000).
Temperatur udara yang baik untuk pertumbuhan manggis berkisar antara
250-350C. (Yaacob dan Tindall 1995; Verheij 1992). Temperatur yang terlalu tinggi akan meningkatkan evapotranspirasi potensial dan sebagai konsekwensinya
kebutuhan air tanaman lebih tinggi. Indeks evapotranspirasi yang tinggi akan
menurunkan atau menghabiskan persediaan air di dalam tanah dan menciptakan
Temperatur dapat mempengaruhi fotosintesis, respirasi, stabilitas membran
dan hubungan air dengan senyawa lainnya seperti tingkat hormon tumbuhan,
metabolit primer dan sekunder selama perkembangan tanaman. Perubahan di
dalam komposisi dinding sel, jumlah sel dan sifat turgor sel diduga berhubungan
dengan temperatur (Woolf et al. 2000). Moretti et al. (2009) juga menyatakan
bahwa temperatur tinggi menyebabkan perubahan anatomi, fisiologi, biokimia di
dalam jaringan tanaman dan sebagai konsekuensinya mempengaruhi pertumbuhan
serta perkembangan dari organ tanaman. Menurut Lee dan Kader (2000),
perubahan temperatur udara sangat berperan terhadap aktivitas energi maupun
inaktivasi enzim. Temperatur terlalu tinggi akan meningkatkan penggunaan energi
hasil fotosintesis untuk aktifitas respirasi, sehingga hasil bersih yang disimpan
sebagai cadangan makanan pada berbagai organ tanaman menurun.
Sifat Tanah yang Diperlukan Tanaman Manggis
Sentra produksi manggis di Indonesia umumnya berada pada lokasi yang
beragam jenis tanahnya, antara lain Podzolik Merah Kuning, Aluvial, Organosol.
Andosol, Regosol, Latosol, Litosol, dan Renzina, dengan pH tanah berkisar antara
3.0-7.0 (Dirjen Hortikultura, 2003). Tanah yang baik bagi pertumbuhan manggis
adalah pada pH antara 5.5−7.0. (Yaacob dan Tindall 1995). Tanaman manggis di
beberapa daerah ditemukan tumbuh baik pada tanah bereaksi masam (pH
4.0−5.5), namun kualitas buahnya tergolong rendah yaitu tercemar getah kuning
baik pada aril maupun kulit buahnya (Dorly 2009; Gunawan 2007), sehingga
kualitas buahnya pada umumnya rendah.
Sifat fisika yang ideal untuk pertumbuhan manggis dicirikan oleh tekstur
tanah lempung berpasir, gembur, kaya bahan organik dengan permeabilitas dan
drainase baik. Permeabilitas tanah yang baik dan kelembaban tinggi dibutuhkan
untuk mendukung perkembangan akar karena lemahnya sistem perakaran
manggis, baik pada saat seedling maupun setelah tanaman dewasa (Yaacob dan
Tindall 1995). Bahan organik tanah merupakan sumber utama berbagai unsur hara
esensial yang dihasilkan dari proses dekomposisi dan mineralisasi bahan organik.
Dekomposisi bahan organik yang tinggi atau semakin cepat turn over bahan
Selain meningkatkan ketersediaan hara, bahan organik berperan terhadap sifat
kimia tanah, antara lain (1) membentuk kelat dengan ion logam penting seperti
Cu, Fe, Al, dan Mn, sehingga menjadi bentuk yang stabil dalam tanah dan pada
kondisi tertentu dapat dimanfaatkan tanaman atau organisme tanah, (2) sebagai
penyangga perubahan pH tanah, (3) meningkatkan kapasitas tukar kation (KTK)
tanah, dan (4) bereaksi dengan senyawa organik lain seperti senyawa dari
pestisida atau herbisida yang akhirnya ada yang menyebabkan perubahan
bioaktivitasnya (Stevenson 1982). Bahan organik juga berperan terhadap sifat
fisika tanah, antara lain: (1) memberi warna gelap sehingga mampu
mempengaruhi serapan energi panas matahari, (2) meningkatkan daya retensi air
karena bahan organik tanah mampu menyerap air hingga 20 kali bobotnya, dan (3)
memantapkan agregat tanah karena peningkatan partikel primer oleh senyawa
organik. Kandungan karbon organik yang tinggi berperan penting dalam
meningkatkan retensi air (Rawls et al. 2003). Hasil penelitian Hudson (1994) juga
menunjukkan adanya korelasi positif yang sangat nyata antara bahan organik
dengan kapasitas air tersedia. Ketersediaan air yang optimal merupakan
persyaratan tumbuh yang penting bagi pertumbuhan manggis. Hal ini
diindikasikan oleh suburnya tanaman manggis yang tumbuh di bantaran sungai.
Tanaman manggis membutuhkan kadar air tanah pada kondisi antara
kapasitas lapang dan titik layu permanen. Kadar air pada kapasitas lapang
dipengaruhi oleh bulk density (Manrique et al. 1991), tekstur (Ratliff et al. 1992),
dan bahan organik (Bauer dan Black 1992). Kandungan air tersedia berkaitan
dengan bahan organik (Hudson 1994), bulk density, kandungan liat, luas
permukaan spesifik (Van den Berg et al. 1997) dan tekstur serta karbon organik
(Hollis et al. 1977). Peningkatan di dalam kandungan C tanah meningkatkan
agregasi, menurunkan bulk density, meningkatkan kapasitas menahan air, dan
konduktivitas hidraulik (Tiarks et al. 1974). Bulk density menurun dengan meningkatnya kandungan karbon organik dalam tanah (Rawls et al. 2003). Tanah yang mempunyai kemampuan memegang air rendah di musim hujan dan cepat
melepaskan air di musim kemarau akan menyebabkan fluktuasi ketersediaan air
dengan peningkatan terbesar terjadi pada tanah bertekstur kasar dan tidak dipengaruhi oleh kepadatan relatif, menurunkan kandungan porositas udara pada kapasitas lapang dengan penurunan terbesar terjadi pada tanah berstektur halus, menurunkan ketahanan tanah terhadap penetrasi dan penurunan yang menonjol terjadi pada potensial air rendah, meningkatkan jangkauan air dan bervariasi dengan kandungan liat (Kay et al. 1997).
Kapasitas tukar kation adalah total kation yang dapat ditukar tanah pada pH
tertentu. Komponen tanah yang berkontribusi terhadap KTK adalah liat dan bahan
organik (Martel et al. 1978; Manrique et al. 1991). Kaiser et al. (2008) juga
mengemukan bahwa kapasitas tukar kation tanah tidak hanya tergantung pada
jumlah dan komposisi mineral liat, tetapi bahan organik tanah.
Getah Kuning (Gamboge) pada Buah Manggis
Getah kuning merupakan eksudat resin yang dijumpai pada berbagai tanaman
suku Guttiferae (Asano et al. 1996; Pankasemsuk et al. 1996; Yaacob & Tindall
1995 ). Beberapa tanaman diketahui menghasilkan getah yang mengandung senyawa
fenol seperti flavonoid dan tanin serta terpenoid yang berkaitan dengan pertahanan
diri (Monacelli et al. 2005; Nagy et al., 2000; Martin et al. 2002; Topcu et al. 1995;
Behnke & Herrmann 1978). Saluran getah kuning dijumpai pada ketiga lapisan kulit
buah manggis yaitu eksokarp, mesokarp, dan endokarp, serta pada daging buah
(Dorly 2009).
Getah kuning menjadi masalah apabila keluar dari salurannya yang pecah,
mengotori aril dan kulit buah. Aril yang dicemari oleh getah kuning menimbulkan
rasa pahit, warna daging buah menjadi kuning dan kecoklatan, sedangkan pada kulit
buah menyebabkan warna kusam dan tidak menarik (Dorly 2009). Cemaran getah
kuning baik pada aril maupun pada kulit buah merupakan salah satu penyebab utama
rendahnya mutu buah manggis untuk ekspor (Yacob dan Tindall 1995).
Cemaran getah kuning dari beberapa hasil penelitian sebelumnya
menunjukkan keterkaitan dengan perkembangan buah, pengaruh Ca, dan perubahan
iklim (Dorly et al. 2008; Dorly 2009; Febriyanti 2008; Wulandari, 2008). Poerwanto
et al. (2010) mengemukakan teori mekanisme tarjadinya cemaran getah kuning
terkait dengan pembentukan saluran getah kuning, perkembangan buah, peranan Ca
berbentuk saluran memanjang dan bercabang dengan sel-sel epitel (Dorly et al.
2008) yang dibangun dengan diferensiasi sel parenkima dengan cara skizogen
membentuk ruang secara bersambung (Esau 1974). Lamela tengah larut saat
pembentukan saluran getah dan menyebabkan lemahnya sel-sel epitel dinding
saluran getah. Saluran getah kuning yang lemah akan pecah apabila kekurangan Ca
karena komponen lamela terngah tersebut adalah Ca (Marschener, 1995); (2) Defiasi
laju pertumbuhan biji dan aril dengan perikap menimbulkan desakan mekanik ke
arah perikarp (Dorly 2009). Akibatnya sel-sel epitel saluran getah kuning mengalami
tekan dan akan mudah pecah apabila kekurangan Ca, sehingga menyebabkan
bocornya saluran getah kuning; (3) Tekanan tugor yang tinggi terjadi apabila
fluktuasi potensial air tanah secara drastis dalam waktu relatif pendek. Dinamika
tekanan turgor yang tinggi berimplikasi terhadap peningkatan tekanan dinding sel-sel
epitel, baik dari dalam (karena turgor saluran getah kuning plasma sel), maupun dari
luar (turgor cairan getah kuning). Dinding sel-sel epitel yang lemah akibat
kekurangan Ca akan menyebabkan pecah dan bocornya saluran getah kuning
sehingga getah kuning keluar mencemari aril.
Getah kuning yang mencemari buah manggis oleh beberapa peneliti lain juga
disebabkan oleh adanya gangguan dari organisme terhadap buah manggis.
Sunarjono (1998) menyatakan bahwa getah kuning timbul akibat tusukan
Helopeltis antonii yang mengeluarkaan toksin sehingga daging buah atau bekas
tusukan menjadi kuning. Cendawan Fusarium oxysforum yangmenginfeksi buah
manggis muda dan terinkubasi dalam waktu relatif lama melalui bantuan kutu
buah juga dapat menyebabkan gejala getah kuning setelah buah manggis matang
(Kurniadhi 2008).
Dorly (2009) melaporkan bahwa saluran getah kuning sudah dijumpai pada
kuncup bunga satu minggu sebelum antesis (−1 MSA) dan bunga mekar (antesis) (0
MSA) pada bagian ovary buah. Saluran getah kuning juga dijumpai pada buah muda
(1−5 MSA), buah sedang (6-10 MSA) dan buah tua (11−15 MSA). Pada ketiga umur
buah tersebut, saluran getah kuning dijumpai di ketiga lapisan kulit buah, yaitu
eksokarp, mesokarp dan endokarp, serta pada daging buah. Getah kuning mulai
mengotori aril pada saat buah berumur 14 MSA hingga 16 MSA, yaitu pada saat
dan terjadi desakan dari dalam sehingga sel epitel yang mengelilingi saluran getah
kuning yang ada pada endokarp pecah dan getah kuning yang masih encer tersebut
keluar dari saluran getah mengotori aril (Dorly 2009). Menurut Syah et al. (2007)
dinding saluran getah kuning di endokarp pecah karena terjadinya gangguan
fisiologis tanaman, yaitu akibat perubahan air tanah yang fluktuatif dan ekstrim
selama manggis sedang dalam fase berbuah sehingga terjadi perubahan tekanan
turgor.
Peranan Unsur Hara dan Hubungannya dengan Cemaran Getah Kuning
Unsur hara berperan penting dalam mendukung proses fisiologis tanaman
dan banyak bukti menunjukkan bahwa status hara tanaman memainkan peranan
kritis dalam meningkatkan ketahanan tanaman terhadap stres faktor lingkungan
(Marschener 1995). Di antara hara tersebut ada yang berperan secara individual
atau bersinergi dengan hara lainnya dalam meningkatkan ketahanan tanaman
terhadap cekaman lingkungan.
Cemaran getah kuning merupakan kelainan fisiologis dan salah satu bentuk
dari fenomena stres kekurangan hara. Beberapa hasil penelitian melaporkan
bahwa cemaran getah kuning berkaitan dengan unsur hara Ca. Hasil penelitian
Dorly (2009) menunjukkan bahwa pemberian Ca dalam bentuk CaCl2 yang
disemprotkan pada buah signifikan menurunkan skor getah kuning aril buah
manggis, namun pemberian Ca melalui tanah dalam bentuk CaMg(CO3)2 hanya
berpengaruh terhadap penurunan skor getah kuning pada kulit buah. Pechkeo et al.
(2007) juga melaporkan bahwa penyemprotan buah manggis dengan 10 % CaCl2
Kalsium berkontribusi dalam struktur dan fungsi membran sel dengan
mengikat fosfolipid dan protein pada permukaan membran (Clarckson dan
Hanson 1980; Hirschi 2004). Sebagai kation divalent, Ca
meningkatkan buah normal, menurunkan buah bergetah kuning dan buah translucent
(bening).
2+
dibutuhkan untuk
mengatur struktur dinding sel dan membran, serta berperan dalam counter-cation
untuk anion anorganik dan organik di vakuola, serta sebagai messenger antar sel
di dalam sitosol (Marschener 1995; White 1988) dan juga berperan penting
rhamnogalacturonan dari lamella bagian tengah adalah dihubungkan oleh ion
kalsium (Matoh dan Kobayashi 1998). Ion Ca sangat penting untuk memperkuat
dinding sel dan adhesi sel-sel (Marry et al. 2006; Marschener 1995). Kalsium di
permukaan luar membran berperan memelihara stabilitas dan integritas membran
plasma (Hanson 1984; Hirschi 2004; Palta 1996). Pemberian Ca2+
Kalsium dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang besar dan pada jaringan
sehat kandungan Ca umumnya melebihi dari kisaran 0.1–1.0 % dari bahan kering.
Tanaman dikotiledon membutuhkan Ca di dalam jaringannya lebih banyak dari
pada tanaman monokotiledon (Islam et al. 1987; Kirkby dan Pilbean 1984).
Akumulasi Ca berbeda pada berbagai organ, yaitu berlimpah pada daun yang
mengalami transpirasi tinggi dan relatif rendah pada jaringan yang rendah
transpirasinya (White dan Broadley 2003; Dayod et al. 2010). Kalsium sebagian
besar immobile dalam floem dan terdistribusi melalui air dalam aliran transpirasi. yang dilakukan
sebelum dan setelah panen dapat mempertahankan turgor sel, integritas membran
plasma, dan memperpanjang umur simpan buah (Gerasopoulus et al. 1996;
Miklus dan Beelman 1996).
Problema rendahnya Ca2+ tanaman dapat berkaitan dengan masalah tanah. Defisiensi Ca2+ umunya terjadi pada tanah yang mempunyai derajad pH yang sangat rendah, Mg dan K di tanahnya tinggi (Park et al. 2005). Keberadaan Ca
dalam tanah adalah sebagai kation divalent (Ca2+
Gejala defisiensi Ca ditemukan pada jaringan dengan tingkat transpirasinya
yang rendah, antara lain di daun muda yang sedang berkembang, jaringan shoot
yang tertutup, buah dan umbi (White dan Broadly 2003). Defisiensi Ca
), memasuki apoplas akar
bersama dengan aliran masa air (Baber 1995).
2+
dapat
menyebabkan disintegrasi dinding sel dan matinya jaringan tanaman (Kirby dan
Pilbean 1984). Kerusakan dan kematian sel yang disebabkan oleh pembekuan juga
dilaporkan berkaitan dengan kebocoran membran plasma sebagai akibat
hilangnya ion Ca2+ dari membran plasma (Arora dan Palta 1996). Defisiensi Ca hingga tingkat tertentu menjadi masalah pada tanah masam. Buah-buahan dan
sayuran yang mengalami gangguan fisiologis akibat defisiensi Ca, kualitasnya
menjadi rendah (Bangerth 1979). Defisiensi Ca pada leci cenderung menyebabkan
Kalsium berperan di dalam konstruksi dinding sel, komponen utama yang
berperan untuk sifat mekanis dari jaringan tumbuhan, dan secara luas dipelajari
dalam kaitannya dengan keretakan buah (Shear 1975; Huang et al. 2005).
Sejumlah bukti mendukung bahwa Ca berkontribusi di dalam meningkatkan
ketahanan pecah buah leci. Buah yang pecah signifikan lebih rendah Ca
perikarpnya dari pada buah yang tidak pecah di dalam kultivar yang sama (Li dan
Huang 1995; Lin 2001). Pohon dengan keretakan buah yang lebih rendah
mempunyai level Ca tanah yang lebih tinggi, sedangkan di kebun dengan tingkat
insiden keretakan buah yang tinggi, kandungan Ca dapat ditukarkan rendah (Li et
al. 1992). Simon (1978) juga melaporkan bahwa pemberian Ca yang rendah
menyebabkan peningkatan pecah buah pada tomat. Kerusakan akibat defisiensi Ca
pada tanaman kentang terlokalisasi di sel empulur secara luas di bawah shoot
apical meristem dan kerusakan tersebut sebagai akibat hancurnya sel-sel apical
meristem (James et al. 2008).
Unsur hara B adalah unsur yang diduga berkontribusi terhadap cemaran
getah kuning di samping Ca. Boron mempunyai fungsi hampir sama dengan Ca
dan diduga berpengaruh terhadap cemaran getah kuning buah manggis. Unsur
hara B merupakan bagian dari komponen struktural sel dan berperan
meningkatkan stabilitas dan ketegaran sturuktur dinding sel, mendukung bentuk,
kekuatan sel tanaman (Hu dan Brown 1994; Marschner 1995 O’Neill et al. 2004)
dan meningkatkan integritas membran plasma (Marschner 1995; Blevins dan
Lukaszewski 1998) serta mempengaruhi reaksi yang terkait dengan membran
(Power 1997; Brown et al. 2002). Boron sebagai asam borate terikat bersama dua
rantai rhamnogaladuronan II (RG II) membentuk kompleks boron-polisakarida
(Kobayashi et al. 1996) (Gambar 2). Matoh et al. (1996) mengemukakan bahwa
jumlah RG-II yang ada di dalam dinding sel berkorelasi dengan kebutuhan boron
dari tanaman yang sedang berbunga. Dua molekul RG-II terkait silang satu sama
lain oleh diester borat (Kobayashi et al. 1996) Beberapa hasil penelitian juga
menduga bahwa interaksi antara borate dan pektin penting bagi struktur dinding
sel untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman (Matoh et al. 1993; Hu dan
Gambar 2. Boron sebagai asam borate terikat bersama dua rantai rhamnogaladuronan II (RG II) membentuk kompleks
polisakarida (Bar-Peled et al. 2012).
Defisiensi B menyebabkan dinding sel tidak berfungsi (O’Neill et al. 2004;
Dell dan Huang 1997). Fleischer et al. (1998) juga mengemukakan bahwa
defisiensi B mengakibatkan sel mati, terutama disebabkan oleh melemahnya
dinding sel. Matinya sel yang istirahat berkaitan dengan lepasnya organel-organel
sel, yang diindikasikan oleh pecahnya dinding sel. Defisiensi B juga
menyebabkan perubahan fisiologi dan biokimia, meliputi perubahan struktur
sebagian besar metabolit tanaman. Defisiensi B menyebabkan kebocoran
membran (Dordas dan Brown 2005). Hu dan Brown (1994) menjelaskan bahwa
banyak sel-sel mati akibat defisiensi B dan menyebabkan kebocoran membran,
melepaskan phenolik, ion dan gula ke dalam dinding sel serta médium kultur.
Kelebihan unusr hara B juga menyebabkan efek fisiologi yang negatif,
antara lain penurunan khlorofil daun, penghambatan fotosintesis, menurunkan
konduktifitas stomata (Lovvat dan Bates 1984), endapan lignin dan suberin
(Ghanati et al. 2002), peroksida lipid dan merubah jalur aktivitas antioksidan
(Karabal et al. 2003; Keles et al. 2004). Kelebihan B mengganggu sintesis sel
(Reid et al. 2004). Toksisitas B menginduksi oksidatif dan kerusakan pada daun
barley (Karabal et al. 2003). Pada apel (Malus domestica) dan grapefruit (Vitis
vinifera) telah dilaporkan bahwa toksisitas B menginduksi kerusakan oksidatif
oleh peroksida lipid dan akumulasi hidrogen peroksida (Molassiotis et al. 2006;
Gunes et al. 2006).
Pemberian B yang tinggi meningkatkan level superoksida (SOD),
peroksidase (POD) dan polifenol oksidase (PPO) dan menurunkan konsentrasi P,
K, dan Ca yang signifikan pada daun tomat (Kaya et al. 2009). Sejumlah proses
fisiologi telah terbukti diubah oleh toksisitas B, meliputi gangguan
pengembangan dinding sel, metabolik dengan mengikat gugus ribose ATP,
NADH, dan NADPH, dan terhambatnya pembelahan dan pemanjangan sel (Reid
et al. 2004). Selain itu, tanaman yang keracunan B mengalami peningkatan
malondialdehid (MDA) dan hydrogen peroksida (H2O2
Nilai kritis untuk toksisitas B telah diketaui pada beberapa jenis tanaman.
Akumulasi B di dalam jaringan daun normal berkisar 40 sampai 100 mg.kg
), mengakibatkan stres
oksidatif dan peroksida membran (Cervilla et al. 2009. Ardic et al. 2009).
-1
berat
kering. Daun yang mengandung 250 mg.kg-1 berat kering adalah mendekati toksik, 700−1000 mg.kg-1
Goldberg (1993) menyatakan bahwa ketersediaan B bagi tanaman pada
tanah tertentu dikendalikan oleh sifat fisik, kimia, terkstur, mineral liat, bahan
organik. Namun untuk mempredikasi kosentrasi B larutan tanah pada zona akar
relatif sulit sebelum zona keseimbangan tercapai sempurna karena kompleks B
