Fisiologi Dan Produksi Karet Dengan Berbagai Sistem Sadap Dan Penggunaan Stimulan Gas

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Karakter Fisiologi Karet

a. Pembentukan Karet

Biosintesis lateks berlangsung pada sel-sel pembuluh lateks, di dalam jaringan pembuluh

lateks pada kulit batang tanaman karet. Metabolisme pembentukan partikel karet (poliisoprena) melalui siklus asam mevalonat yang sangat rumit. Partikel karet itu sendiri terdiri dari 90% berat

kering lateks atau 35 - 50% dari berat segar (Jacob et al., 1997).

Tahapan pembentukan glukosa dapat dibedakan atas 4 tahap yakni:

1. Dimulai dari sebuah molekul CO2 dikonversi dari bentuk inorganiknya menjadi molekul

organik melalui pengikatan gula 5C (ribulose bisphosphate atau RuBP). Dikatalisasi oleh enzim RuBP carboxilase (Rubisco) sehingga terbentuk gula 6C, senyawa ini pecah menjadi 3-phosphoglicerate.

2. Tiap molekul 3-phosphoglicerate menerima tambahan grup fosfat sehingga terbentuk 1,3-Bisphosphoglicerate (fosforilasi ATP).

3. Kemudian NADPH dioksidasi dan elektron yang ditransfer ke 1,3-Bisphosphoglicerate memecah molekul dengan tereduksi menjadi gliceraldehide 3-phosphate menjadi bahan untuk pembentukan glukosa.

4. Tahap terakhir dari siklus ini adalah regenerasi RuBP. gliceraldehide 3-phosphate dikonversi menjadi RuBP melalui sebuah seri reaksi yang melibatkan fosforilasi molekul oleh ATP.

Pada proses pembentukan karet, terdapat 2 tahap utama yaitu :

a. Glikolosis

1.

Glikolisis adalah proses pembentukan glukosa

menjadi glukosa

- 6 –fosfat

.

2.

Selanjutnya glukosa

- 6

–

fosfat

dipecah

menjadi

Fruktosa1,6 difosfat

.

3.

Lalu membentuk

3 fosfogliseraldehid

(PGAL).

4.

Pada akhir proses glikolisis diperoleh 3 molekul glukosa yaitu 2 molekul asam

piruvat dan 2 molekul NADH, lalu molekul ini merupakan prekusor utama dari

cis

-poliisoprena

dengan pembentukan energi biokimia berupa ATP serta akumulasi

senyawa pereduksi NAD(P)H. yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi

tinggi dan 2 molekul ATP.

5.

Dan selanjutnya menjadi molekul asetat atau asetil-coA dan membentuk energi (ATP

& NAD(P)H.

b. Anabolisme poliisoprena

1. Asetil-CoA yang dihasilkan dari glikolisis selanjutnya akan menghasilkan isopentenil pirofosfat (IPP) dengang energi ATP & NADPH.

2. 2 Selanjutnya Isopentenil pirofosfat dikatalis oleh enzim isopentenil-difosfat isomerase membentuk dimetilalil pirofosfat (DMAPP).

3. Dan enzim preniltransferase membentuk dimetilalil pirofosfat (DMAPP) dan IPP membentuk partikel karet. (Taiz & Zeiger 1998).

b. Pengaliran Lateks

Tekanan turgor merupakan tekanan isi sel dengan dinding sel. Jumlah isi sel berpengaruh

pada besar kecilnya tekanan pada dinding sel. Tekanan turgor akan meningkat seiring dengan

meningkatnya kadar air. Tekanan turgor yang besar akan meningkatkan aliran lateks yang keluar

dari pembuluh lateks (Gomez, 1983).

Lateks berada dalam pembuluhnya pada tekanan turgor 10

–

14 atm. Pada waktu

penyadapannya, lateks mengalir karena tekanan turgor di dalam sel lebih besar dari pada

tekanan di luar sel. Segera setelah pohon disadap, tekanan turgor menurun dan air dari sel

- sel tetangga menembus dinding pembuluh lateks sehingga lateks mengalir pada irisan

sadap. Lateks mengalir karena tekanan turgor di dalam sel lebih besar dari pada tekanan

di luar sel. Setelah lateks mengalir, tekanan turgor dalam pembuluh akan menurun,

kemudian dinding sel mengkerut dan sebagian pecah.

Pada waktu yang bersamaan air dari dinding sel keluar dan untuk menjaga keseimbangan

air tanaman, dengan cara air masuk ke dalam pembuluh lateks untuk pemulihan

keseimbangan tekanan yang terganggu akibat penyadapan (Lacrotte, 1989).

Atas dasar temuan fisika dan kimia itu penyadapan sebaiknya dilakukan saat

tekanan turgor masih tinggi, yaitu belum terjadi pengurangan isi sel melalui transpirasi.

Peningkatan intensitas sinar matahari, akan menyebabkan membukanya stomata yang

akan mempercepat transpirasi.

Lamanya aliran lateks ditentukan oleh besarnya tekanan turgor dalam pembuluh

lateks dan koagulasi pada alur sadap. Pada saat tanaman karet disadap

tekanan turgor

tetap dipertahankan meskipun kandungan air di jaringan menurun. Hal ini terjadi melalui

penurunan potensial osmotik daun yang disebut penyesuaian osmotik. Penyesuaian

osmotik dapat dilakukan melalui akumulasi atau sintesis zat terlarut yang menurunkan

potensial solut dan mempertahankan turgor sel (Milford,1969). Kandungan osmotikum

yang tinggi dalam lateks seperti sukrosa, kuebrakitol, ion mineral, serta tersedianya air

yang cukup merupakan kondisi ideal agar tekanan turgor mencapai maksimum. Kondisi

tersebut memungkinkan berlangsungnya aliran lateks yang cukup lama serta indeks

penyumbatan (

plugging index

) rendah sehingga produksi meningkat (Sumarmadji dan

Atminingsih, 2013).

Floem

pada kulit karet tidak hanya berfungsi sebagai tempat sintesis lateks,

tetapi juga sebagai saluran untuk transpor asimilat dari daun ke seluruh tanaman

.

Tinggi

rendahnya aliran lateks bergantung pada jenis klon, panjang irisan sadap, interval

penyadapan dan pemberian stimulan. Semakin pendek irisan, tekanan aliran lateks makin

tinggi karena semakin pendek irisan gangguan terhadap angkutan asimilat semakin kecil

(Suhermanto dan Sumarmadji, 2005). Hal sama juga dinyatakan Sumarmadji (2005)

bahwa panjang irisan S/3U d2.ET.2.5% lebih baik dari kontrol S/2 d2 tanpa stimulan.

Pada bagian lain, Sumarmadji

et al

.,(2009) menyatakan tidak didapati perbedaan yang

nyata antara irisan Sc20U d3 ET2.5%.Pa0.5.18/y (2w) dan S/4U d3 ET2.5%Pa0.5.18/y

(2w) dengan sistem S/2 d3.ET2.5%.Ga1.0 9/y (m). Hal ini sejalan dengan hasil penelitian

Woelan

et al

., (2012) pada klon IRR 202, 208, 210 dan 220 yang tergolong sebagai klon

QS

respons terhadap interval penyadapan rendah, sedangkan klon IRR 213 dan 214

sebagai klon

SS

respon terhadap interval penyadapan tinggi.

2.2. Histologis Kulit Tanaman Karet

Lateks didapati pada hampir di semua bagian organ tanaman karet seperti batang, daun,

bunga, buah, dan akar, tetapi paling banyak didapati pada pembuluh lateks berada di jaringan

kayu pada bagian kulit batang (Siregar, 1995). Lateks diperoleh dengan cara disadap atau

melukai kulit batang tanaman karet hingga pembuluh latisifer terbuka

Pada penampang melintang kulit karet, dibagian tengah terdapat jaringan kayu (xylem) yang dilapisi oleh kambium, sedangkan bagian luar dijumpai kulit lunak, menyusul kulit keras. Pada

bagian luar dari penampang melintang tersebut terdapat sel gabus, yang dapat dibedakan dari

lapisan lainnya. Pada bagian dalam kulit lunak tersebut terdapat sederetan pembuluh tapis atau

floem (Gambar 2.1).

Pembuluh lateks merupakan suatu sistem pembuluh berupa pipa saluran di dalam jaringan

floem yang halus dan berada dekat dengan kambium. Secara anatomi, proses awal terbentuknya

pembuluh lateks melalui pembentukan sel tunggal, kemudian diikuti dengan pembentukan

jaringan pembuluh ( Jacob et al.,1989)

Ketebalan kulit karet dan jumlah baris pembuluh lateks semakin meningkat dengan

bertambahnya umur tanaman, walaupun terdapat perbedaan penyebaran pembuluh lateks setiap

jenis klon.

Pada umumnya sekitar 30 - 40% pembuluh lateksterletak pada jarak 1 mm dari kambium.

Jumlah pembuluh lateks akan menurun dengan semakin jauh dari kambium (Jacob et al., 1989).

D’Auzac dan Jacob (1λ8λ) juga menemukan hal yang sama, yakni semakin dekat dengan

kambium maka pembuluh lateks akan lebih kecil, dengan ukuran 30 µm. Penelitian Santoso

(1994) pada 11 jenis klon menyimpulkan bahwa PB 28/59 memiliki jumlah pembuluh lateks

lebih tinggi dibandingkan dengan RRIM 600, PR 107, AVROS 2037, GT1 dan RRIM 623.

Hasil pengamatan Mesquita

et al

., (2006) menyatakan bahwa pembuluh lateks dari

beberapa klon karet menunjukkan bahwa pada klon RRIM memiliki produksi, panjang sel

Gambar 2.1. Penampang Kulit Karet

Sumber : Jacob et al., 1989

Kambium

Sel Batu

Kulit keras Kulit Lunak

Kambium Gabus Gabus

Pembuluh Lateks

Pembuluh Tengah

pembuluh, jumlah cincin dan diameter pembuluh lebih tinggi dibanding klon GT1 dan

Fx2261, semakin besar diameter pembuluh lateks, semakin banyak sel pembuluh dan

jumlah cincin sehingga menyebabkan semakin tingginya produksi (Tabel 2.1).

Tabel 2.1. Pengamatan Histologi Pembuluh Lateks beberapa Klon Karet

Klon Produksi

Hal ini sejalan dengan pernyataan de Fay dan Jacob, (1989) yangmenyatakan bahwa jumlah

baris pembuluh lateks pada prinsipnya merupakan ciri khas suatu klon dan setiap klon karet

bervariasi dalam jumlah dan susunan pembuluh lateks. Siregar (1995) menambahkan, bahwa

pembuluh lateks berbentuk silindris dengan ukuran dan jumlah yang bervariasi tergantung pada

klonnya. Hal ini yang menyebabkan perbedaan potensi produksi antar klon karet. Perkembangan

pembuluh lateks tergantung pada tingkat pertumbuhan tanaman, dan faktor lain seperti kepadatan

tanaman dan status hara.

berumur 5-10 tahun. Hal ini disebabkan lateks yang berasal dari karet muda lebih banyak

mengandung air, sehingga proses penggumpalan lateks menjadi lebih lama dan viskositas

lateksnya rendah.

Pada tanaman semaian (

seedling

), semakin keatas batang karet berbentuk

conis

.

Semakin tinggi pohon semakin tipis kulitnya. Pembuluh lateks yang dimiliki juga

semakin sedikit. Berbeda halnya jika diamati dari atas ke bawah. Bagian bawah kulit

batang karet lebih tebal dibandingkan dengan bagian atasnya, sehingga jumlah pembuluh

lateks lebih banyak daripada bagian atas.

Pada umumnya tanaman yang berasal dari okulasi (klon), batangnya berbentuk

silindris, sehingga ketebalan kulit di atas pertautan okulasi tidak memiliki perbedaan

jumlah pembuluh lateks pada bagian atas dan bawah (Santoso 1994 ).

2.3. Stimulan Cair dan Gas

Dalam upaya meningkatkan produktivitas tanaman karet, penelitian sistem eksploitasi terus

dilakukan untuk mencari metode yang paling tepat untuk menghasilkan produksi yang tinggi

dengan terhindar dari stres. Salah satu upaya yang sering dilakukan untuk meningkatkan produksi

tersebut adalah dengan menggunakan stimulan (Sumarmadji, 2009). Hal ini juga dijelaskan oleh

Junaidi dan Karyudi (2010) bahwa pemakaian stimulan pada pohon karet dewasa, sudah

merupakan bagian integral dari sistem sadap terutama pada perkebunan besar.

Stimulan merupakan formula yang dibuat dengan berbagai vitamin dan zat pengatur

tumbuh yang akan mempengaruhi laju aliran lateks. Bahan aktif untuk stimulan cair yang umum

digunakan adalah etefon (2-chloroethyl phosponic acid (Gambar 2.2).

0C2H4Cl

0 0 0H

ClC2H4 P + HCl ClC2H4 P

0H

0H

2

-chloroethyl phosphonic acid

+ CL2H4Cl

Ethylene dichlorida

Gambar 2.2. Rumus Kimia

Ethylen

Mekanisme kerja stimulan cair diawali dengan terhidrolisisnya etepon menghasilkan gas

etilen, yang kemudian diserap oleh pembuluh lateks. Gas etilen tersebut akan mendorong

stabilitas lateks untuk mengalir lebih lama (misalnya dari 3 - 4 jam menjadi 9 -10 jam), sehingga

produksi lateks harian dapat meningkat khususnya pada klon yang responsif.

Pemberian stimulan berpengaruh terhadap fisiologis tanaman karet antara lain: 1).

membuat dinding sel elastis, 2). mempercepat dan meningkatkan aktivitas enzim dalam biosintetis

lateks, dan 3). membuat daerah aliran lateks menjadi semakin cepat. Ketiga peran stimulan

tersebut berpengaruh terhadap peningkatan kecepatan aliran lateks sehingga lateks yang

dihasilkan lebih banyak (Eschbach dan Lacrotte, 1989). Penggunaan stimulan sangat penting

untuk memperpanjang lama aliran lateks pada tanaman karet. Stimulan dapat meningkatkan

produksi lateks dengan cara memperlama aliran lateks, karena penyumbatan pembuluh lateks

dapat ditekan (Jacob et al.,1989).

Tabel 2.2. Karakteristik Stimulan Cair dan Gas

Hal ini sejalan hasil penelitian (Yew, 1989), pemberian stimulan dapat meningkatkan

produksi mencapai 50%, dibandingkan tanpa penggunaannya.

Rajagopal et al., (2004) menambahkan penggunaan stimulan dapat meningkatkan produksi lateks sekitar 18 -29%. Jetro dan Simon (2007) menambahkan pemberian stimulan etefon 5% akan

meningkatkan sukrosa dan tidak menimbulkan KAS.

Selain stimulan cair, sistem sadap pada tanaman karet dapat juga menggunakan stimulan

gas. Penggunaan stimulan gas telah sejak lama diperkenalkan, akan tetapi penggunaanya di

kalangan pekebun karet tidak sebanyak stimulan cair karena harganya relatif lebih mahal. Stimulan (+) Kelebihan (-) Kekurangan

Cair - Peningkatan produktivitas

-Pengenceran memerlukan waktu, bahan pengencer, dan dengan tingkat homogenitas yang belum tepat.

-Resiko KAS

Gas -Peningkatan _{tanaman lebih tinggi dari} produktivitas stimulan cair.

- Stimulan yang berlebihan dapat menginduksi penyimpangan proses metabolisme seperti penebalan kulit batang nekrosis, terbentuknya retakan kulit dan timbulnya bagian tidak produktif pada irisan sadap.

- KKK rendah.

- Perkembangan lilit batang terhambat. - Tekanan terhadap tanaman lebih tinggi

dibandingkan stimulan cair - Resiko KAS tinggi.

Stimulan gas memberikan stres yang lebih besar dibandingkan dengan penggunaan stimulan

konvensional. Beberapa kasus dijumpai di tingkat pengguna ketika pemakaian stimulan gas yang

tidak terkendali dan tidak sesuai prosedur menyebabkan peningkatan kering alur sadap (KAS).

Karakteristik dari stimulan cair dan gas tertera pada Tabel 2.2. (Junaidi et al., 2010).

Pada stimulan cair, aplikasi sesuai perlakuan masih perlu dilakukan pengenceran, karena

kosentrasi yang diperdagangkan hanya 10%.

Pengenceran menjadi 2,5% dan 5% memerlukan waktu, bahan pengencer dan tingkat

homogenitas yang belum tepat. Pada sisi lain, stimulan cair ini memiliki harga yang relatif lebih

murah sehingga mudah diperoleh.

Stimulan gas merupakan senyawa etilen tidak harus melalui proses hidrolisis terlebih

dahulu sebelum digunakan, sehingga dapat langsung diaplikasikan ke jaringan tanaman. Karyudi

et al., (2006) menyatakan penggunaan gas etilen dapat meningkatkan produktivitas rata – rata 75-100%, karena stimulan dengan bahan aktif gas etilen diserap langsung oleh tanaman karet dengan

jumlah yang lebih banyak. Hasil penelitian Sainoi dan Sdoodee (2011) pada berbagai sistem

eksploitasi ditemukan hubungan perlakuan S/6 d3 6d/7 ETG 99% 36/y (9d) diperoleh hasil

tertinggi.

Pemakaian stimulan gas akan meningkatkan produksi, menghemat konsumsi kulit

dan menurunkan biaya tenaga kerja sehingga keuntungannya maksimum. Semakin

pendek irisan sadap yang dikombinasikan dengan stimulant, maka semakin tinggi

produksi, bila dibandingkan dengan irisan panjang tanpa stimulan. Hal ini sejalan

dengan penelitian Karyudi

et al

.,

(2006), Rodrigo

et al

., (2006) dan Obouyeba

et al

.,

(2009) penggunaan stimulan yang dikombinasikan dengan irisan sadap pendek yaitu

sekitar (S/4 - S/8), meningkatkan produktivitas tanaman dan diharapkan dapat

menghemat pemakaian kulit. Hasil penelitian Junaidi (2013) penggunaan stimulan gas

(S/2Ud3 + stimulan gas) dapat meningkatkan produktivitas tanaman mencapai

200.61% dibandingkan dengan stimulan cair.

Kesalahan aplikasi stimulan dan sistem sadap karet, akan menimbulkan dampak terhadap

produksi yang semakin menurun dan singkatnya umur ekonomi tanaman. Sumarmadji dan

Atmaningsih, (2013) menyatakan kesalahan dalam sistem eksploitasi seperti panjang irisan dan

frekuensi sadap, serta aplikasi stimulant dalam jangka panjang akan menurun produktivitas,

sekaligus mempersingkat umur ekonomis. Penggunaan stimulan yang berlebihan dapat

menginduksi penyimpangan proses metabolisme, seperti penebalan kulit batang, nekrosis,

terbentuknya retakan pada kulit, dan timbulnya bagian tidak produktif pada irisan eksploitasi

(Paranjothy et al.,1979). Pemakaian etepon yang melampaui kebutuhan juga mengakibatkan berhentinya aliran lateks yang disebabkan oleh koagulasi partikel karet yang dikenal dengan

istilah KAS (Tistama 2009).

Gambar 2.3. Fisiologi etilen terhadap penundaan penggumpalan pada pembuluh lateks dan masa aliran lateks. Dimodifikasi dari Escbach dan Lacrotte, (1989).

Keutamaan dari etefon adalah potensi kemampuannya melepas etilen kejaringan floem melalui

proses hidrolisis (Gambar 2.3). Etilen cenderung menstimulasi pompa proton H+_{/sukrosa yang}

mengaktifkan transport gula ke dalam sel - sel pembuluh lateks. Etilen mengaktifkan pompa -

pompa proton ATPase dan Pase maka pH disekitar serum lutoid asam (asidifikasi) dan pH disekitar

sitosol basa (basifikasi), sehingga lutoid stabil.

Peran stabilisasi lutoid sangat penting karena jika lotuid pecah, maka kation - kation akan

bereaksi dengan partikel karet yang bermuatan negatif sehingga terjadi koagulasi.Proses koagulasi

menyebabkan lateks berhenti menetes (Jacob et al., 1992).

2.3. Hipotesis penelitian

1. Terdapat perbedaan karakter anatomi, morfo- fisiologi lateks dan hasil pada klon PB 260 dan

BPM 1 umur 15 tahun.

2. Terdapat pengaruh sistem sadap, aplikasi stimulan terhadap fisiologi lateks klon BPM 1 dan

PB 260.