II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mikoriza
Nama mikoriza pertama kali digunakan oleh frank pada tahun 1885 untuk menunjukkan suatu struktur yang merupakan gabungan jamur akar pada tanaman, struktur yang serupa banyak dijumpai pada tanaman Angiospermae dan tanaman konifer (Harley & Richard, 1972 dalam Santono, 1986).
Mikoriza adalah suatu struktur sistem perakaran yang terbentuk sebagai manifestasi adanya simbiosis mutualisme antara jamur (myces) dan akar (rhiza) tumbuhan tingkat tinggi (Setiadi, 1999). Umumnya tumbuhan yang memiliki akar yang bersangkutan dapat dibantu dalam penyerapan air dan hara mineral dari dalam tanah, sedangkan jamur memperoleh bahan organik dari tumbuhan (Hadi, 1994).
2.1.1 Mikoriza Vesikular Arbuskular
Mikoriza vesikular arbuskular merupakan jamur yang sering dijumpai kerena kemampuan asosiasinya yang luas. Menurut Baon (1999) dalam Mujiman (2004) hampir 80% spesies tanaman membentuk asosiasi dengan sejenis jamur tanah berupa mikoriza dan khususnya MVA dapat ditemukan pada berbagai habitat dengan berbagai iklim.
Menurut Gunawan (1994) dalam Nirmalasari (2005), bahwa MVA merupakan struktur yang terdiri dari hifa eksternal, hifa internal, hifa gelung, arbuskula, dan atau vesikula. Arbuskula merupakan hasil dari berlimpahnya cabang-cabang hifa dikotom yang akhirnya tidak dapat dipertahankan lebih lama dan membentuk cabang dikotom tersebut tetapi tampak sebagai massa protoplasma yang berbulu-bulu dan bercampur baur dengan protoplasma sel inang. Arbuskula diduga berperan sebagai pemindah unsur hara yang diserap oleh jamur untuk tanaman.
Penyebaran MVA terbagi menjadi dua golongan, yaitu penyebaran aktif (tumbuh dengan miselium dalam tanah) dan penyebaran pasif yaitu; tersebar oleh angin, air atau mikroorganisme dalam tanah (Suhardi, 1989 dalam Nirmalasari (2005), Penyebaran yang lebih luas dapat terjadi karena mengikuti penyeberan dari tumbuhan inangnya dalam hal ini dimungkinkan karena mempunyai adaptasi tumbuhan inang (host range) yang sangat luas (Setiadi, 1994).
Menurut Morton dan Benny (1990) dalam Mujiman (2004), MVA digolongkan ke dalam ordo Glomales kelas Zygomycetes, yang digolongkan ke dalam sub ordo berdasarkan struktur arbuskula dan atau vesikula yang dibentuk yaitu: Gigasporineae (terdiri atas satu famili dan dua genus) dan Glomineae (terdiri atas dua famili yang masing-masing mempunyai dua genus). Dua genus yaitu Glomus dan Sclerocytis menghasilkan klamidospora dan empat genus lainnya yaitu Gygaspora, Scutellospora, Acaulospora, dan Entrophospora menghasilkan azygospora (Setiadi, 1992).
Menurut Setiadi (1992) ada beberapa manfaat yang dapat diperoleh tanaman inang dari adanya asosiasi mikoriza adalah sebagai berikut:
1) Meningkatkan penyerapan unsur hara
2) Maningkatkan ketahanan terhadap kekeringan 3) Tahan terhadap serangan patogen akar
MVA memiliki sifat obligat, sehingga untuk hidup dan berkembang biaknya selalu memerlukan tumbuhan inang (host). Menurut Supriyanto (1994) dalam Nirmalasari (2005), keberhasilan dalam asosiasi simbiotik tersebut sangat ditentukan oleh struktur anatomi akar tanaman, kondisi fisiologi tanaman, jenis tanaman, dan lingkungan. Jamur mikoriza arbuskula merupakan suatu bentuk asosiasi antara jamur dengan akar tumbuhan tingkat tinggi, yang mencerminkan adanya interaksi fungsional yang saling menguntungkan antara suatu tumbuhan dengan satu atau lebih galur mikobion dalam ruang dan waktu.
Mikoriza termasuk golongan endomikoriza. Tipe jamur ini dicirikan oleh hifa yang intraseluler yaitu hifa yang menembus ke dalam korteks dari satu sel ke sel yang lain (Manan, 1993 dalam Nirmalasari, 2005). Pada jaringan sel tanaman terdapat hifa yang membelit atau struktur hifa yang bercabang-cabang yang disebut arbuskula. Pembengkakan yang terbentuk pada hifa yang berbentuk oval disebut vesikula. Arbuskula merupakan tempat pertukaran metabolit antara jamur dan tanaman. Adanya arbuskula sangat penting untuk mengidentifikasi bahwa telah terjadi infeksi pada akar tanaman (Scannerini dan Bonfante-Fosolo, 1983 dalam Delvian, 2003), sedangkan vesikula merupakan organ penyimpan makanan dan berfungsi sebagai propagul (organ reproduktif). Selanjutnya dikatakan bahwa seluruh endofit dan yang termasuk genus Gigaspora, Scutellospora, Glomus, Sclerocystis dan Acaulospora mampu membentuk arbuskula. Anatomi sederhana dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Penampang longitudinal akar yang terinfeksi fungi mikoriza (Brundrett et al., 1994).
Vesikula menurut Abbott & Robson (1982) berbentuk bulat dan berasal dari menggelembungnya hifa internal dari jamur mikoriza. Vesikula ditemukan baik di dalam maupun di luar lapisan kortek parenkim. Tidak semua fungi mikoriza membentuk vesikula dalam akar inangnya, seperti Gigaspora dan Scutellospora. Banyak pendapat tentang fungsi dari vesikula ini, yaitu sebagai organ reproduksi atau organ yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan makanan yang kemudian diangkut ke dalam sel (Delvian, 2003). Ciri utama arbuskula mikoriza adalah terdapatnya arbuskula pada korteks akar. Awalnya fungi tumbuh diantara sel korteks, kemudian menembus dinding sel inang dan berkembang di dalam sel (Brundrett et al., 1996). Perkembangan dan taksonomi mikoriza dapat dilihat pada Gambar 2, sedangkan klasifikasi jamur mikoriza menurut INVAM (2009) dapat dilihat pada Tabel 1.
Gambar 2. Filogeni perkembangan dan taksonomi ordo Glomeromycota (INVAM, 2009).
2.1.2 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikoriza 1. Suhu
MVA terhambat perkembangannya bila suhu tanah dibawah 5oC dan suhu di atas permukaan tanah lebih dari 35oC dan bila suhu mencapai 50oC dapat menyebabkan hampir semua MVA mati (Mark dan Krupu, 1970 dalam Santono, 1986).
MVA akan mencapai pertumbuhan maksimal pada suhu 30oC, tetapi kolonisasi miselia pada permukaan akar paling baik terjadi pada suhu 28-35oC. Sedangkan sporulasi dan pertumbuhan vesikula terbaik pada suhu 35oC.
2. Intensitas Cahaya
Menurut Suhardi (1989) dalam Mujiman (2004), pada intensitas cahaya yang rendah akan mengurangi kolonisasi akar, namun pengaruhnya terhadap produksi spora kurang begitu nyata. Peningkatan intensitas cahaya dan panjang hari biasanya meningkatkan kolonisasi akar.
3. pH tanah
Menurut Setiadi (1994) dalam Mujiman (2004), sebagian besar jamur mikoriza bersifat acidophilic (senang kondisi asam) dengan kisaran pH antara 3,5-6 pH optimum untuk
masing-masing perkecambahan spora berbeda-beda menurut spesies MVA dan lingkungannya. Glomus mossae di tanah alkali dapat berkecambah baik pada air atau tanah dan ekstrak agar pH 6-9 sedangkan spora dari Gigaspora coralloidea dan G. heterogama dapat berkecambah baik pada pH 4-6 dan Glomus epigaum berkecambah pada pH 6-8 (Suhardi, 1989 dalam Nirmalasari, 2005).
4. Kesuburan Tanah
Pengaruh kesuburan tanah yang tinggi pada kolonisasi MVA tergantung pertumbuhan tanaman inang, kolonisasi akar dan sporulasi menjadi maksimum dengan semakin rendahnya kesuburan tanah (Powell & Bagyraj, 1984 dalam Nirmalasari, 2005).
Menurut Suhardi (1989) dalam Nirmalasari (2005) akar akan maksimal pada tanah yang kondisinya kurang subur, dan lebih banyak terdapat pada akar yang mengalami kekeringan dari pada tempat yang terlalu banyak air.
2.1.3 Peran MVA pada Tanaman
MVA pada akar tanaman memberikan pengaruh positif pada beberapa aspek fisiologi tanaman, diantaranya ialah meningkatkan pengambilan unsur fosfor (Mosse, 1981 dalam Herlinawati, 2001).
Beberapa peranan MVA pada tanaman antara lain:
1. Perbaikan nutrisi tanaman dan peningkatan pertubuhan 2. Sebagai pelindung hayati (bio-protection)
3. Meningkatkan resistensi tanaman terhadap kekeringan 4. Terlibat dalam siklus bio-geo-kimia
5. Sinergis dengan mikroorganisme lain
2.2 Deskripsi Tanaman Cabai
Tanaman cabai (Capsicum annuum L.) berasal dari dunia tropika dan subtropika Benua Amerika, khususnya Colombia, Amerika Selatan, dan terus menyebar ke Amerika Latin. Bukti budidaya cabai pertama kali ditemukan dalam tapak galian sejarah Peru dan sisaan biji yang telah berumur lebih dari 5000 tahun SM di dalam gua di Tehuacan, Meksiko. Penyebaran cabai ke seluruh dunia termasuk negara di Asia, seperti Indonesia dilakukan oleh pedagang Spanyol dan Portugis (Dermawan, 2010). Cabai merupakan tanaman perdu dari famili terong-terongan yang memiliki nama ilmiah Capsicum sp. Cabai berasal dari benua Amerika tepatnya daerah Peru dan menyebar ke negara di benua Amerika, Eropa dan Asia termasuk Indonesia. Cabai mengandung kapsaisin, dihidrokapsaisin, vitamin (A, C), damar, zat warna kapsantin, karoten, kapsarubin, zeasantin, kriptosantin, clan lutein. Selain itu, juga mengandung mineral, seperti zat besi, kalium, kalsium, fosfor, dan niasin. Zat aktif kapsaisin berkhasiat sebagai stimulan. Jika seseorang mengonsumsi kapsaisin terlalu banyak akan mengakibatkan rasa terbakar di mulut dan keluarnya air mata. Selain kapsaisin, cabai juga mengandung kapsisidin. Khasiatnya untuk memperlancar sekresi asam lambung dan mencegah infeksi sistem pencernaan. Unsur lain di dalam cabai adalah kapsikol yang dimanfaatkan untuk mengurangi pegal-pegal, sakit gigi, sesak nafas, dan gatal-gatal.
2.2.1 Klasifikasi Tanaman Cabai
Menurut klasifikasi dalam tata nama (sistem tumbuhan) tanaman cabai termasuk ke dalam : Divisi : Spermatophyta
Sub divisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledoneae Ordo : Solanales Famili : Solanaceae Genus : Capsicum
Spesies : Capsicum annuum L.
Cabai atau lombok termasuk dalam suku terong-terongan (Solanaceae) dan merupakan tanaman yang mudah ditanam di dataran rendah ataupun di dataran tinggi. Tanaman cabai banyak mengandung vitamin A dan vitamin C serta mengandung minyak atsiri capsaicin, yang menyebabkan rasa pedas dan memberikan kehangatan panas bila digunakan untuk rempah -rempah (bumbu dapur). Cabai dapat ditanam dengan mudah sehingga bisa dipakai untuk kebutuhan sehari-hari tanpa harus membelinya di pasar (Harpenas, 2010).
2.3 Deskripsi Tanaman Tomat
Kata tomat berasal dari bahasa Aztek, salah satu suku Indian yaitu xitomate atau xitotomate. Tomat (Solanum lycopersicum L.) berasal dari Amerika Latin dan merupakan tumbuhan asli Amerika Tengah dan Selatan, dari Meksiko sampai Peru (Desmarina, 2009). Tanaman ini pertama kali ditemukan di Amerika Latin, tepatnya di sekitar Peru, Equador. Kemudian tanaman ini menyebar ke seluruh bagian daerah tropis Amerika. Tidak lama setelah itu, orang Meksiko mulai membudidayakan tanaman ini. Pada awal abad ke-16, tanaman tomat ini mulai masuk ke Eropa, sedangkan penyebarannya ke benua Asia dimulai
dari Filipina melewati jalur Amerika Selatan. Tanaman ini sudah muncul di Malaysia sekitar tahun 1650.
Penyebaran buah tomat di Benua Afrika dilakukan oleh para pedagang Portugis yang mendarat di Mesir atau Sudan. Kemudian, penyebaran tersebut terus berlanjut hingga ke wilayah Afrika Barat. Orang Amerika Serikat terlambat mengenal tanaman ini, meskipun nenek moyang buah tomat berasal dari Benua Amerika. Sekitar abad ke-18, mereka baru mengenal tanaman ini karena sebelumnya tanaman ini kurang mendapat sambutan yang hangat ketika mulai masuk Amerika Serikat. Hal ini karena orang Amerika Serikat mengganggap tomat sebagai cendawan beracun sehingga mereka mengabaikan tanaman ini, bahkan takut untuk memakannya. Saat ini daerah penanaman tomat sudah cukup luas hampir meliputi seluruh daerah tropis, mulai dari daerah tropis Asia seperti India, Malaysia, dan Filipina hingga mencapai daerah tengah, timur, dan barat Afrika, serta daerah tropis Amerika dan daerah Karibia (Trinidad, Haiti, dan Puerto Rico) (Tim Penulis Penebar Swadaya, 2009).
2.3.1 Klasifikasi dan Morfologi Tanaman Tomat
Berikut ini merupakan klasifikasi tanaman tomat (Plantamor, 2012). Kingdom : Plantae (tumbuhan)
Subkingdom : Tracheobionta (tumbuhan berpembuluh) Super Divisi : Spermatophyta (menghasilkan biji) Divisi : Magnoliophyta (tumbuhan berbunga) Kelas : Magnoliopsida (berkeping dua/dikotil) Sub Kelas : Asteridae
Ordo : Solanales
Famili : Solanaceae (suku terung-terungan) Genus : Solanum
Spesies : Solanum lycopersicum L.
Tanaman tomat berbentuk perdu atau semak dengan tinggi bisa mencapai 2 meter. Tanaman ini termasuk tanaman semusim (annual) yang berarti memiliki siklus hidup yang singkat dan umurnya hanya untuk satu kali periode panen, yaitu sekitar 4 bulan. Tanaman ini akan mati setelah berproduksi (Tim Penulis Penebar Swadaya, 2009). Tomat mempunyai akar tunggang tumbuh menembus ke dalam tanah dan akar serabut menyebar ke arah samping tetapi dangkal. Batang tanaman tomat berbentuk persegi empat hingga bulat, menebal pada buku-bukunya, berbatang lunak sedikit berkayu tetapi cukup kuat, berbulu atau berambut halus warnanya hijau keputihan dan di antara bulu-bulu tersebut terdapat rambut kelenjar, batang tanaman tomat dapat bercabang. Bentuk daun tanaman tomat adalah oval dan letaknya berseling. Bagian ujung daun berbentuk runcing, namun pangkalnya membulat. Bagian tepi daun bergerigi dan membentuk celah-celah yang menyirip serta agak melengkung ke dalam. Daun berwarna hijau merupakan daun majemuk ganjil, yaitu antara 5-7 helai. Di sela-sela daun terdapat 1-2 pasang daun kecil. Tomat mempunyai bunga majemuk yang tumbuh dari batang (cabang) yang masih muda, berkumpul dalam rangkaian berupa tandan dan membentuk jurai yang terdiri atas dua baris bunga. Tiap-tiap jurai terdiri atas 5 hingga 12 bunga. Mahkota bunganya berbentuk bintang, berjumlah enam, dan berwarna kuning muda. Bakal buahnya ada yang membulat panjang, ada yang berbentuk bola, dan ada yang berbentuk jorong melintang. Bunganya merupakan hermafrodit berjenis kelamin dua yang melakukan penyerbukan sendiri dengan garis tengah 2 cm. Benang sari tanaman tomat berjumlah enam dan berwarna kuning cerah. Benang sari mengelilingi putik bunga. Kelopak bunga berjumlah enam dan letaknya menggantung.
Jagung merupakan tanaman semusim (annual). Satu siklus hidupnya diselesaikan dalam 80-150 hari. Tahap pertama dari siklus hidupnya merupakan tahap pertumbuhan vegetatif dan tahap ke dua untuk tahap pertumbuhan generatif. Tinggi tanaman jagung sangat bervariasi. Tanaman jagung umumnya berketinggian antara 1-3 m. Akar jagung tergolong akar serabut yang dapat mencapai kedalaman 8 m meskipun sebagian besar berada pada kisaran 2 m (Bahtiar et al., 2005). Jagung tergolong tanaman C4 dan mampu beradaptasi dengan baik pada faktor pembatas pertumbuhan dan produksi. Salah satu sifat tanaman jagung sebagai tanaman C4, antara lain daun mempunyai laju fotosintesis lebih tinggi dibandingkan tanaman C3, fotorespirasi dan transpirasi rendah, efisien dalam penggunaan air (Salisbury & Ross, 1992) Tinggi tanaman jagung antara 100-300 cm, umur panen 70 hari dan umur berbunga 18-35 hari (Falah, 2009). Tanaman jagung berumur 18-35 hari perkembangan akar dan penyebarannya di tanah sangat cepat serta pemanjangan batang meningkat dengan cepat. Tanaman ini mulai menyerap unsur hara dalam jumlah banyak (Subekti et al., 1995). 2.5 Media Perbanyakan Zeolit
Zeolit digunakan sebagai media perbanyakan mikoriza karena kemampuannya mepertahankan air dalam tanah sekaligus sebagai saringan alami yang terdiri dari partikel granular. Zeolit merupakan sekelompok mineral yang terdiri dari beberapa jenis unsur. Secara umum mineral zeolit adalah senyawa alumino silikat hidrat dengan logam alkali tanah. Dalam air, zeolit mampu mengikat bakteri Escherichia. coli, sehingga mampu mengatasi mikroba dalam tanah. Kemampuan ini bergantung pada laju penyaringan dan perbandingan volume air dengan massa zeolit (Dwikarsa et al., 2007).
