BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kelapa Sawit
2.1.1 Botani Kelapa Sawit
Tanaman kelapa sawit dalam bahasa Latin dinamakan Elaeis guneensis Jacq.
Elaeis berasal dari Elaion yang dalam bahasa Yunani berarti minyak, guineensis berasal dari kata Guinea yaitu Pantai Barat Afrika, dan ‘Jacq’
singkatan dari Jacquin seorang botanis dari Amerika yang member nama kepada kelapa sawit (Pahan, 2008).
Menurut Pahan (2008), tanaman kelapa sawit diklasifikasikan sebagai berikut:
Divisi : Spermatophyta Kelas : Angiospermae Sub Kelas : Monocotyledonae
Ordo : Palmales
Family : Palmae Sub Family : Cocoideae Genus : Elaeis
Spesies : Elaeis guineensis Jacq.
2.1.2 Morfologi Kelapa Sawit a) Akar (Radix)
Akar tanaman kelapa sawit berfungsi sebagai penyerap unsur hara dalam tanah dan respirasi tanah. Tanaman kelapa sawit berakar serabut.
Perakarannya sangat kuat karena tumbuh kebawah dan kesamping membentuk akar primer, sekunder, tertier, dan kuarter. Akar primer keluar dari pangkal batang dan menyebar secara horizontal serta menghujam tumbuh kedalam tanah dengan sudut yang beragam. Akar primer (diameter 6-10 mm) bercabang membentuk akar sekunder (diameter 2-4 mm), akar sekunder membetuk akar tersier (diameter 0,7-1,2 mm), dan akar tersier membentuk akar kuarter (diameter 0,1-0,3 mm) (Fauzi, dkk 2012).
b) Batang (Caulis)
Batang kelapa sawit tumbuh agak lurus (phototropi) dibungkus oleh pelepah daun (frond base). Karena sebab tertentu dapat juga timbul percabangan meskipun sangat jarang sekali. Batang ini membentuk silindris berdiameter 0,5 m pada tanaman dewasa. Bagian bawah umumnya lebih besar disebut bongkol batang atau bowl. Sampai umur 3 tahun batang terlihat karena masih terbungkus pelepah daun yang belum dipangkas (ditunas). Tergantung dari varietas dan tipe pertumbuhan meninggi yang berbeda-beda. Kerena sifatnya phototropi dan heliotrope (menuju cahaya matahari) maka pada keadaan terlindung, tumbuhnya akan lebih tinggi (Lubis, 2008).
c) Daun (Folium)
Daun kelapa sawit merupakan daun majemuk. Daunnya menyerupai daun pada tanaman kelapa. Panjang pelepah daun sekitar 6,5 - 9 m (tergantung varietas). Semakin pendek pelepah daun, semakin banyak populasi kelapa sawit yang dapat ditanam persatuan luas sehingga semakin tinggi produktivitasnya. Jumlah anak daun pada pelepah berkisar antara 250 – 400 helai. Produk pelepah dalam satu tahun dapat mencapai 20 – 30 pelepah.
Daun terdiri atas bagian-bagian berikut:
1. Kumpulan anak daun (leaflets) yang mempunyai helaian (lamina) dan tulang anak daun (midrib).
2. Rachis yang merupakan tempa anak daun melekat.
3. Tangkai daun (petiole) yang merupakan bagian antara daun dan batang.
4. Sedangkan daun (sheath) yang berfungsi sebagai perlindungan dari kuncup dan member kekuatan pada batang.
Daun kelapa sawit memiliki filotaksis (susunan daun) yang merupakan kelipatan angka delapan. Daun termuda yang sudah mengembang sempurna secara konvensional dinamakan daun nomor satu, sedangkan daun yang masih terbungkus seludang (pupus daun atau spear leaf) dinamakan daun negative (-1,-2 dst). Daun yang memiliki nomor sama pasti berbeda pada fase fisiologis
yang sama dari urutan proses inisiasi daun sampai proses layunya daun (senescence) (Pahan, 2015).
d) Bunga (Flos)
Tanaman kelapa sawit dilapangan mulai berbunga pada umur 12-14 bulan, tetapi baru ekonomis untuk dipanen pada umur 2,5 tahun. Dari setiap ketiak pelepah daun akan keluar satu tandan bunga jantan atau betina. Sebagian dari tandan bunga ini akan gugur (aborsi) sebelum anthesis atau sesudah anthesis.
Pada tanaman muda sering dijumpai bunga abnormal seperti bunga banci (henaprotid) yaitu tandan bunga yang memiliki 2 jenis kelamin, bunga andromorphic (androgynous) yaitu secara morfologi adalah bunga jantan tetapi pada sebagian spikeletnya dijumpai pula bunga betina yang dapat membentuk buah sawit kecil. Sex diferensiasi terjadi 17-25 bulan sebelum anthesis dan setela anthesis membutuhkan waktu 5-6 bulan baru matang panen. Secara visual tandan bunga jantan atau betina baru dapat diketahui setelah muncul dari ketiak pepelah daun yaitu 7-8 bulan sebelum matang atau 1-2 bulan sebelum anthesis (Lubis, 2008).
Tandan bunga betina dibungkus oleh seludung bunga yang akan pecah 15-30 hari sebelum anthesis, satu tandan bunga betina memiliki 100-200 spikelet dan taip spikelet memiliki 15-20 bunga betina. Bunga betina yang kecil inilah yang akan diserbuki tepung sari. Tidak semua bunga betina tersebut akan berhasil membentuk buah sempurna yang matan terutama dibagian dalam.
Pada tandan tanaman dewasa dapat diperoleh 600-2000 buah tergantung pada besarnya tandan dan setiap pokok dapat menghasilkan 15-25 tandan/pokok/tahun pada tanaman muda dan pada tanaman dewasa berkisar 8- 12 tandan (Lubis, 2008).
Tandan bunga jantan (inflorenssensia) juga dibungkus oleh seludung bunga yang pecah jika akan anthesis seperti bunga betina. Tiap tandan bunga memiliki 100-250 spikelet yang panjangnya 10-20 cm dan diameter 1-1,5 m.
Tiap spikelet berisi 500-1.500 bunga kecil yang akan menghasilkan tepung sari jutaan banyaknya. Tandan bunga yang sedang anthesis ini berbau amis (khas). Tiap tandan bunga jantan akan menghasilkan tepung sari sebanyak 40- 60 gram (Lubis, 2008).
Pada tanaman muda jumlah bunga jantan perpokok sedikit dibanding dengan tandan bunga betina dan perbandingan ini akan berubah sesuai peningkatan umur tanaman. Perbandingan antara jumlah tandan bunga betina dengan jumlah tandan bunga jantan + tandan bunga betina + tandan bunga hermaprodit dan lain-lain dikenal sebagai sex ratio dan dinyatakan dalam %.
Angka sex-ratio penting diketahui untuk perhitungan bunga dalam estimasi produksi, polinasi bantuan dan pelepasan serangga penyerbukan (Lubis, 2008).
Tabel 2.1 Perkembangan Tandan Bunga Betina Sejak Anthesis
Umur
(Tahun) 3 4 5 6 7 8 9 10
Sex-ratio 95 92 76 50 65 57 54 50
Sumber: Lubis, 2008.
e) Buah (Fructus)
Menurut Sunarko (2014), secara botani, kelapa sawit digolongkan sebagai buah drupe yang teridiri dari pericarp yang terbungkus oleh eksocarp (kulit).
Beberapa orang sering menganggap mesocarp sebagai pericarp dan endocarp (cangkang) yang membungkus 1-4 inti/kernel, tetapi pada umumnya kelapa sawit hanya memiliki satu inti. Inti memiliki testa (kulit) endosperm yang padat dan sebuah embrio. Buah kelapa sawit tersusun dari kulit buah yang licin dan keras (epicarp), daging buah (mesocarp) dari susunan serabut (fibre) dan mengandung minyak, kulit biji (endosperm) yang berwarna putih dan mengandung minyak.
Pembagian tipe buah berdasarkan warna kulit buah dikelompokkan menjadi tiga tipe:
1. Nigrescens
Buah nigrescens berwarna ungu sampai hitam pada waktu muda dan berbuah menjadi jingga kehitam-hitaman pada waktu matang. Tipe buah nigrescens hampir dominan ditemukan pada varietas tenera.
2. Virescens
Pada waktu muda, buah virescens berwarna hijau dan ketika matang warnanya berubah menjadi kemerahan, tetapi ujungnya kehijau-hijauan.
3. Albescens
Pada waktu muda, buah albescens berwarna keputih-putihan, sedangkan setelah matang berubah menjadi kekuning-kuningan dan ujungnya berwarna ungu kehitam-hitaman. Buah yang membrondol dari tandan buah dalam waktu 2-4 minggu atau sedikit lebih lama pada tandan buah yang besar (Pahan, 2008).
2.1.3 Syarat Tumbuh Tanaman Kelapa Sawit
Tanaman kelapa sawit dapat tumbuh dengan baik pada suhu 27°C dengan suhu maksimum 33°C dan suhu minimum 22°C sepanjang tahun. Curah hujan yang cocok untuk pertumbuhan kelapa sawit berkisar 1.250 – 3.000 mm dengan penyebaran merata sepanjang tahun (dengan jumlah bulan kering kurang dari tiga bulan) dan curah hujan optimal berkisar 1.750 – 2.500 mm.
Curah hujan kurang dari 1.250 mm dan jumlah bulan kering lebih dari 3 bulan merupakan faktor pembatas yang berat. Lama penyinaran matahari yang optimal adalah enam jam per hari dan kelembaban untuk kelapa sawit berkisar 50 – 90% (Sugiyono, 2003).
Sinar matahari dapat mendorong pertumbuhan vegetatif, pembentukan bunga, dan produksi buah. Berkurangnya penyinaran matahari akan mengurangi proses asimilasi untuk memproduksi karbohidrat dan pembentukan bunga (sex ratio) yang berakibat berkurangnya jumlah bunga betina. Selain itu, kelapa
sawit yang kurang mendapatkan sinar matahari, pertumbuhannya akan tinggi, kurus, dan lemah, serta produksi daunnya sedikit. Tingkat keasaman (pH) yang optimum untuk kelapa sawit (Elaeis gueneensis Jacq ) adalah 5,0- 5,5.
Kelapa sawit menghendaki tanah yang gembur, subur, datar, berdrainase (beririgasi) baik dan memiliki lapisan solum cukup dalam (80 cm) tanpa lapisan padas. Untuk mencapai tingkat keasamaan ini maka di daerah gambut diperlukan perlakuan pemberian pupuk Dolomit atau Kieserite dalam jumlah yang lebih besar bila dibandingkan dengan kelapa sawit yang di tanam di tanah darat. Habitat aslinya adalah daerah semak belukar. Kelapa sawit (Elaeis gueneensis Jacq) dapat tumbuh dengan baik di daerah tropis (15° LU - 15°
LS). Tanaman ini tumbuh sempurna di ketinggian 0-500 m dari permukaan laut dengan kelembaban 80-90%. Sawit membutuhkan iklim dengan curah hujan stabil, 2000-2500 mm setahun, yaitu daerah yang tidak tergenang air saat hujan dan tidak kekeringan saat kemarau. Pola curah hujan tahunan memengaruhi perilaku pembungaan dan produksi buah sawit (Risza, 2010).
2.2 Klorofil Daun
Daun sebagian besar mengabsorpsi lebih dari 90% panjang gelombang violet dan biru, prosentase panjang gelombang biru-ungu (lembayung) serta merah.
Hampir semua absorpsi dilakukan oleh kloroplas. Di dalam organel kloroplas, yakni tilakoid terdapat setiap foton yang mampu melakukan eksitasi elektron.
Klorofil memiliki bentuk seperti butiran hijau dalam kloroplas. Secara umum, kloroplas memiliki bentuk oval dengan bahan dasarnya berupa stroma, sedangkan butir-butir yang terkandung dalamnya disebut grana. Pada tanamam tingkat tinggi ada dua macam klorofil, yaitu klorofil a dan klorofil b (Sinambela, 2018).
Rumus bangun dari klorofil berupa suatu cincin yang terdiri dari atas 4 pirol dengan Mg sebagai inti. Rumus struktural klorofil tersebut mirip seperti rumus struktural hemoglobin yang mana perbedaanya terletak dalam intinya yang
mana klorofil berupa Mg sedangkan hemoglobin melainkan Fe. Pengertian klorofil a dan b yakni didasarkan atas perbedaan klorofil a dan b yakni rumus bangun klorofil a dan klorofil b hanya berbeda didalam gugusan CH3 untuk klorofil a dan HC=O untuk klorofil b. Dalam klorofil terdapat senyawa yang dinamakan fitil yang jika terlepas akan menjadi fitol C20H39OH yang dipengaruhi oleh hidrolisis dan pengaruh oleh enzim klorofilase (Sinambela, 2018).
Fitol adalah lipofilik (suka akan lemak), sedangkan sisanya yakni rangka porfin yang bersifat hidrofilik (suka akan air). Klorofil memiliki sifat flouresen, yakni mampu menerima sinar serta dapat mengembalikannya ke dalam gelombang yang berlainan. Klorofil a memiliki warna hijau-tua, namun jika sinarnya direfleksikan maka akan nampak warna merah darah. Sedangkan klorofil b memiliki warna merah-coklat pada saat flourensi.Klorofil banyak menyerap sinar merah dan nilai. Klorofil tidak dapat larut di dalam air, akan tetapi mampu larut di dalam bensol, kloroform, etanol, eter, metanol, dan aseton. Macam-macam pigmen pada tumbuhan seperti warna hijau kloroplas disebabkan oleh adanya 4 tipe utama pigmen didalamnya (Sinambela, 2018).
Klorofil a dan b yang bewarna hijau disebabkan banyak menyerap banyak sinar lembayung dan merah serta memancarkan sinar hijau, dan xantofil serta karoten yang berwarna kuning sampai kuning-oranye karena menyerap jenis sinar biru dan jenis sinar lembayung yang lebih kuat daripada sinar berwarna yang lain.
Adapun faktor yang mempengaruhi pembentukan klorofil adalah:
1. Faktor genetik, pembentukan klorofil dibawakan oleh suatu gen tertentu didalam kromosom. Jika gen tidak ada maka tanaman tampak albino.
2. Cahaya, beberapa contoh kasus pada kecambah tanaman angiosperma, terdapat klorofil yang dapat terbentuk tanpa adanya cahaya. Sementara
tanaman lain yang ditumbuhkan di dalam tempat yang gelap tidak mampu membentuk klorofil dengan warna daun menjadi pucat (klorosis) kekuning-kuningan. Hal ini dikarenakan tedapat protoklorofil yang mirip dengan klorofil a namun kekurangan 2 atom hidrogen dibandingkan dengan klorofil a. Reduksi pada protoklorofil untuk membentuk klorofil a akan membutuhkan sinar yang diserap sendiri oleh protoklorofil untuk membentuk protoklorofil tersebut menjadi klorofil a. Peristiwa perubahan tersebut dinamakan autotranformasi.
3. Oksigen,kecambah yang ditumbuhkan didalam tempat gelap kemudian ditempatkan ditempat yang memilki cahaya tidak akan terbentuk klorofil jika tak diberikan oksigen.
4. Karbohidrat, terutama dalam bentuk gula ternyata membantu pada pentukan klorofil dalam daun-daun yang mengalami petumbuhan.
5. Mineral seperti Nitrogen, Magnesium, Mangan, Tembaga, Zinc.
6. Air, kekurangan air dapat menyebabkan disintegrasi pada klorofil seperti contoh yang terjadi pada rumput dan pohon-pohon dimusim kering.
Konsentrasi klorofil daun sebagai indikator kekurangan air pada tanaman.
7. Temperatur, suhu 3°C-48°C tersebut adalah salah satu kondisi yang cukup baik untuk proses terbentuknya klorofil pada sebagian besar jenis tanaman.
Namun, paling baik yakni pada rentang suhu 26°C-30°C (Sinambela, 2018).
Daun dari suatu tanaman yang umurnya berbeda memiliki kadar klorofil yang berbeda-beda pula. Kadar klorofil dapat ditentukan secara spektrofotometrik berdasarkan Hukum Lambeer-Beer.Absoprsi relatif berbagai panjang gelombang oleh suatu pigmen dapat diukur dengan spektrofotometer. Analisis klorofil dengan spektrofotometer dapat dilakukan dengan perhitungan kadar klorofil yang dapat dilakukan dengan mengukur nilai absorpsi klorofil pada
panjang gelombang 649 nm dan 665 nm (Sinambela, 2018). Metode analisis kandungan klorofil a dan b dapat dihitung dengan menggunakan rumus dari Wintermas dan de Mosts.
2.2.1 Faktor yang Mempengaruhi Pembentukan Klorofil
a. Faktor pembawaan: pembentukan klorofil sama hal-nya dengan pembentukan pigmen lain pada hewan dan manusia. Dibawakan oleh gen tertentu di dalam kromosom. Jika gen ini tidak ada, maka tanaman akan tampak putih (albino).
b. Cahaya: pada beberapa kecambah tanaman Angiosperma, klorofil dapat terbentuk tanpa memerlukan cahaya. Tanaman lain yang ditumbuhkan di dalam gelap tidak berhasil membentuk klorofil, mereka pucat (klorosis) kekuning-kuningan, disebabkan karena adanya protoklorofil yang mirip dengan klorofil-a, yang mengandung kurang 2 atom H. terlalu banyak sinar berpengaruh buruk kepada kepada klorofil. Larutan klorofil yang dihadapkan kepada sinar kuat tampak berkurang hijaunya. Hal ini juga dapat kita lihat pada daun-daun yang terus-menerus kena sinar langsung, warna mereka menjadi hijau kekuning-kuningan.
c. Oksigen: kecambah yang ditumbuhkan di dalam gelap, kemudian di tempatkan di tempat bercahaya tidak akan mampu membentuk klorofil, jika tak diberikan oksigen kepadanya.
d. Karbohidrat: terutama dalam bentuk gula ternyata membantu dalam pembentukan klorofil dalam daun yang mengalami etiolasi (tumbuh dalam tempat gelap).
e. Nitrogen, magnesium, besi: kekurangan salah satu zat ini mengakibatkan klorosis. Zat tersebut menjadi bahan pembentuk klorofil
f. Mn, Cu, Zn: meskipun hanya dibutuhkan dalam jumlah sedikit namun tanpa unsure tersebut juga dapat terjadi klorosis.
g. Air: kekurangan air menyebabkan desintegrasi dari klorofil seperti terjadi pada pohon dan rumput dimusim kering.
h. Temperatur: antara 3°C-48°C, merupakan kondisi yang baik untuk pembentukan klorofil pada kebanyakan tanaman, akan tetapi yang paling baik ialah antara 26°C-30°C (Sastrosayono, 2003).
2.2.2 Fungsi Klorofil
Klorofil memiliki beberapa fungsi yaitu:
a. Menyerap energi matahari untuk memecah molekul air dalam proses reaksi terang menjadi oksigen dan hydrogen.
b. Sebagai mediator pemindahan elektron dalam proses transmisi elektron pada reaksi kimia di daun.
c. Menuntun energi agar terdapat ATP yang mengumpul di kloroplas.
d. Menjaga agar kloroplas tidak mengalami degenerasi.
e. Tempat terjadinya fotosintesis, pada tumbuhan dikotil, terjadinya fotosintesis di jaringan parenkim palisade. sedangkan pada tumbuhan monokotil, fotosintesis terjadi pada jaringan spons.
f. Sebagai organ pernapasan. Di daun terdapat stomata yang befungsi sebagai organ respirasi.
g. Tempat terjadinya transpirasi dan gutasi.
Cahaya matahari mengandung semua warna spektrum kasat mata dari merah sampai violet, tetapi tidak semua panjang gelombang diserap dengan baik oleh klorofil. Klorofil dapat menampung cahaya yang diserap oleh pigmen lainnya melalui fotosintesis, sehingga klorofil disebut sebagai pigmen pusat reaksi fotosintesis. Warna hijau korofil yang tergabung dalam membrane akan memberikan warna hijau pada kloroplas dan sel serta jaringan tumbuhan yang
terkena cahaya. Klorofil menangkan energy matahari yang kemudian digunakan untuk proses fotosintesis zat makanan. Jadi sebenarnya, kloroplas merupakan tempat berlangsungnya proses fotosintesis (Sinambela, 2018).
Pada proses fotosintesis terjadi reaksi terang dan reaksi gelap. Reaksi gelap berlangsung di dalam stroma. Sedangkan reaksi terang berlangsung di dalam membrane tilakoid. Kloroplas mengandung pigmen klorofil dan karotenoid.
Pigmen-pigmen fotosintesis tumbuhan tingkat tinggi dikelompokkan menjadi dua jenis, yaitu klorofil dan karotenoid. Kedua pigmen ini memiliki memiliki fungsi dalam menyerap energy cahaya, kemudian mengubah menjadi energi kimia. Kedua pigmen ini terletak di membrane kloroplas. Klorofil berfungsi menyarap sinar merah dan biru-ungu. Memantulkan sinar hijau. Kecuali bila tertutup oleh pigmen warna lain. Karatenoid merupakan pigmen berwarna kuning, orange, merah atau coklat yang menyerap sinar bergelombang antara biru-ungu (Sinambela, 2018).
2.3 Indeks Luas Daun
Indeks luas daun dapat digunakan untuk menggambarkan tentang kandungan total klorofil daun tiap individu tanaman. Permukaan daun yang semakin luas diharapkan mengandung klorofil lebih banyak.
Indeks luas daun merupakan hasil bersih asimilasi persatuan luas daun dan waktu luas daun tidak konstan terhadap waktu, tetapi mengalami penurunan dengan bertambahnya umur tanaman (Gardner dkk, 1991).
Indeks luas daun merupakan gambaran tentang rasio permukaan daun terhadap luas tanah yang di tempati oleh tanaman, laju pertumbuhan tanaman dipengaruhi oleh laju asimilasi bersih dan indeks luas daun. Laju asimilasi bersih yang tinggi dan indeks luas daun yang optimum akan meningkatkan laju pertumbuhan tanaman (Gardner dkk, 1991).
Persaingan untuk memperolah cahaya dengan banyaknya cahaya yang diabsorpsi tergantung dari luas daun dan bentuk kanopi serta cepat atau lambatnya daun saling menutupi. Dengan demikian luas daun/satuan luas lahan (indeks luas daun = ILD) beserta intensitas cahaya matahari mempengaruhi aktivitas fotosintesis tanaman. Persaingan tanaman untuk memperoleh cahaya bertambah dengan semakin besar ILD. Karena luas daun sangat dipengaruhi ulur, genotipe, dan kesuburan tanah maka ILD juga dipengaruhi faktor-faktor tersebut. Dalam hal ini intensitas cahaya matahari sangat mempengaruhi pertumbuhan optimum tanaman dengan indeks luas daun yang berbeda-beda tergantung tinggi tanaman dan banyaknya sinar matahari yang diterima oleh tanaman tersebut (Gardner dkk, 1991).
Salah satu faktor lain yang mempengaruhi indeks luas daun adalah jumlah ketersediaan air yang diterima oleh tanaman, semakin optimum air yabg tersedia maka semakin maksimal pertumbuhan tanaman dapat tercapai.
Indeks luas daun (leaf area index) merupakan rasio luas daun terhadap luas lahan adalah metode baku untuk mengukur luas tunjuk tanaman.
Daun merupakan pusat produksi energi dan bahan makanan bagi tanaman.
Bentuk daun, jumlah daun, dan susunannya sangat berpengaruh pada luas tangkapan sinar matahari untuk diproses menjadi energi. Pada saat kecambah, bakal daun pertama yang muncul adalah plumula, lalu mulai membelah menjadi dua helai daun pada umur satu bulan. Seiring bertambahnya daun, anak daun mulai membelah pada umur 3-4 bulan sehinga terbentuk daun sempurna. Daun ini terdiri dari kumpulan anak daun (lamina). Sementara itu tangkai daun (rachis) yang berfungsi sebagai tempat anak daun melekat akan semakin membesar di pelepah sawit (Lubis, 2011).
Indeks luas daun merupakan hasil bersih asimilasi persatuan luas daun dan waktu, luas daun tidak konstan tehadap waktu tetapi mengalami penurunan dengan bertambahnya umur tanaman. Dan indeks luas daun merupakan
gambaran tentang rasio permukaan daun terhadap luas tanah yang di tempati oleh tanaman. Laju pertumbuhan tanaman di pengaruhi oleh laju asimilasi bersih dan indeks luas daun. Laju asimilasi bersih yang tinggi dan indeks luas daun yang optimum akan meningkatkan laju pertumbuhan tanaman (Guswanto, 2009).
