FISIOLOGI PERTUNASAN, PEMBUNGAAN DAN PEMBUNGAAN

FISIOLOGI PERTUNASAN,
PEMBUNGAAN DAN
PEMBUAHAN KAKAO
A.Adi Prawoto
PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIA
Jl PB Sudirman No.
Jl.
No 90 Jember 68118 Indonesia
Indonesia,
Phone: +62(0331)757130, Fax +62(0331)757131
E-mail: [email protected]
PERTUNASAN (Flushing)
Tananaman Kakao bertunas
periodik, 6-7 minggu.
P i d
Periodenya
di
dipengaruhi
hi
oleh :
1 Perubahan musim :
1.
Kemarau ke hujan :
Okt – Nov
Hujan ke kemarau :
April-Mei
2 Temperatur :
2.
a.Amplitudo siang-malam
>9oC.
TUNAS BARU
• Belum memiliki klorofil Î
terbentuk stlh. ukuran daun
maksimum (3 – 4 minggu).
• Perlu banyak nutrien Î diambil
dari ranting, batang, buah Î
cherelle wilt.
wilt
• Kaya karotenoid, antosianin,
xantofil.
xantofil
• Peka hama dan penyakit.
• Diperlukan tanaman :
a. Pengganti daun rontok,
b. Potensial sbg. “dapur”
dapur baru,
c. Sumber “hormon bunga”.
b Penaung (suhu) Î Kurang penaung
b.
bertunas lebih sering.
Penaung berfungsi sbg :
- Peredam amplitudo suhu yg lebar.
- Peredam suhu tinggi penyebab
hilangnya dominasi pucuk (>31oC).
- Peredam angin kencang.
- Sumber bh. Organik – pakan
ternak.
k
- “Pompa hara”.
3. Pangkasan
g
Merubah nisbah Sitokinin/ABA.
Pangkas Î turunkan ABA,
ABA
Makin berat pangkas Î makin rendah
ABA.
Sit/ABA Î naik Î bertunas.
4 Hama dan Penyakit Î jumlah daun.
4.
daun
5. Pengairan & Pemupukan Î akar aktif Î
sitokinin tambah Î bertunas.
6. Pengolahan Tanah Î akar aktif Î
Sitokinin naik Î bertunas.
TUNAS BARU
• Belum memiliki klorofil Î
terbentuk stlh. ukuran daun
maksimum (3 – 4 minggu).
• Perlu banyak nutrien Î diambil
dari ranting, batang, buah Î
cherelle wilt.
wilt
• Kaya karotenoid, antosianin,
xantofil.
xantofil
• Peka hama dan penyakit.
• Diperlukan tanaman :
a. Pengganti daun rontok,
b. Potensial sbg. “dapur”
dapur baru,
c. Sumber “hormon bunga”.
Kriteria Pertunasan :
Î Ukuran jumlah ranting bertunas ( dalam
persen atau
t
indeks)
i d k )
100 % : semua ranting bertunas.
75 % : sebagian besar ranting bertunas.
50 % : setengah
t
h jumlah
j l h ranting
ti bertunas
b t
25 % : sebagian kecil ranting bertunas.
0 %
: tidak ada ranting bertunas.
Pengaruh Temperatur
Terhadap
p Pertunasan Kakao
• Suhu tinggi menyebabkan hilangnya dominansi pucuk dan antosianin,, p
perkembangan daun dan bunga abnormal.
g
g
• Frekuensi bertunas meningkat seiring peningkatan suhu, ttp jumlah daun dan ukuran daunnya lebih rendah.
• Pertunasan pd suhu >30oC terutama berasal dari tunas‐
tunas samping yg seharusnya dorman pd suhu rendah.
• Rontoknya daun dipacu pada suhu >30
Rontoknya daun dipacu pada suhu >30°C
C.
• Daun paling lebar dan sehat terjadi pada rata‐rata siang 26,6°C dan 18 ‐ 26,6°C malam.
• Sebagian besar bunga terbentuk pada suhu malam 26,6°C.
Tanpa Penaung
D
Dengan
penaung
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
Pengaruh naungan terhadap frekuensi dan
intensitas bertunas.
bertunas
Des
Nov
Okt
Sep
A gt
Juli
Juni
Mei
A pril
Maret
Feb
Des
Nov
Okt
Sep
A gt
Juli
Juni
Mei
0
Kesimpulan:
Pertunasan Î Upaya tanaman melengkapi
jumlah daun Î menyeimbangkan hormon
(Sit/ABA ).
minggu
gg ((tan. Dewasa))
• Siklus : 6 – 7 m
• Tanaman kakao bertunas 5 – 6 kali
setahun.
• Tanpa naungan Î bertunas lebih sering
dan lebih intensif.
• Daun menua setelah + 4 minggu.
u
Î p
peka hama
m dan
• Saat bertunas
penyakit.
FOTOSINTESIS
• Sintesis bahan organik dari bahan
mentah anorganik dengan energi cahaya
matahari.
matahari
• Proses yg merubah energi cahaya menjadi
energi kimia dalam tanaman.
tanaman
• 90% hasil tanaman berupa bahan organik
h il fotosintesis.
hasil
f t i t i
cahaya
6CO2 + 6H2O
Miskin energi
C6H12O6 + 6O2
kl
klorofil
fil kaya energi
Hasil Fotosintesis (Tanaman) :
1. Sumber pangan, sandang, papan, energi
f il
fosil.
2. Penopang semua kehidupan di bumi.
3. Jembatan non kehidupan dengan
kehidupan.
Fotosintesis Kakao
•
•
•
•
Shade loving tree
Optimum 60‐80 % full sunlight
ILD optimum 3,7 s.d. 5,7
Laju Fotosointesis pd ILD optimum :
≈ 7 mgCO2/dm2/jam
7 CO2/d 2/j
≈ 12,8 – 18,2 ton b.k./ha/th.
• Alokasi asimilat :
Alokasi asimilat :
94 % vegetatif
6 % generatif Î 1/3 biji dipanen 6 % generatif Î
1/3 biji dipanen
2/3 kulit, buah layu.
• Fotosintesis aktif
f Î p
perlu banyak
y
hara
mineral.
• Kebutuhan mineral : asimilat = 1 : 40,
• Hara mineral ≈ 5 % bobot kering.
Zn
• K > N > Ca > Mg > P > Mn > Zn.
• Dalam 1 ton biji kakao kering terangkut :
N = 31
31,0
0 kg; P = 4,9
4 9 kg;
K = 53
53,8
8 kg;
Ca = 4,9 kg; Mg = 5,2 kg; Mn = 0,11 kg;
Zn = 0,09
,
kg.
g
• Tanpa penaung, fotosintesis lebih aktif
p Umur daun makin pendek.
p
ttp.
• Tanpa penaung produksi dapat lebih tinggi.
Gambar laju fotosintesis bersih daun ternaungi
(h), semi-shade (‹), dan terbuka (Ο).
Intensitas penyinaran ternaung = 5-10%; semishade=20-40% dan open=70-100% langsung.
shade=20-40%,
langsung
• Efisiensi fototosintesis daun maksimum segera
setelah hardening dan bertahan sampai 2-3 bulan.
• PR flush ke-3 berkisar pada 52%-105% thd youngest
hardened leaves.
leaves
• PR flush ke-4 sekitar 61% youngest hardenes leaves.
• Menurunnya PR terkait umur daun Î paralel dg
meningkatnya Rs pd daun yg menuju senescense dan
klorofil terdegradasi.
• PR meningkat bertahap pd daun flush seiring leaf
expand and hardens.
• Pd sejumlah sps, laju PR dipengaruhi oleh laju transfer
f t i t t dari
fotosintat
d id
daun k
ke organ yg memerlukan
l k .
• PR fruting tan
tan. Kakao 5
5,9
9 + 0,4
04
mg/dm2/jam vs non-fruting tan. Kakao 4,1
+ 0,5 mg/dm2/jam.
• Konsumsi fotosintat buah kakao mulai
mencapai puncaknya 90 hari setelah
pembuahan.
• Hibrida yg vigorous early growth,
growth
disebabkan oleh high net PR or superior
leaf area expansion.
expansion
• Repons
Repons varietas thd Intensitas cahaya, berbeda; varietas thd Intensitas cahaya berbeda;
genotipe peka cahaya (Amelonado) pertumbuhannya terhenti pd intensitas cahaya >70% sementara genotipe toleran‐exposure tetap tumbuh i
l
b h
sampai intens. 100%.
• IIntens. Cahaya rendah (5‐15% daylight) hambat PR, C h
d h (5 15% d li h ) h b PR
khususnya daun lapis bawah, tetapi baik untuk perluasan daun vs full sunlight. Pada intensitas
perluasan daun vs full sunlight. Pada intensitas terlalu rendah (2% daylight), pertumbuhan sangat lambat karena PR lambat. Produksi fotosintat
• NAR kakao relatif rendah dibandingkan spesies
lain.
• NAR kakao = 5 – 20 mg/dm2/hari berbanding 30 –
100 mg/dm
/d 2/hari
/h i pd
d spesies
i lain.
l i
• Fotosintesis bersih kakao = 7 – 27 mg
CO2/dm2/hari.
/hari Ini kurang dari 30% atau bahkan
hanya 10% dari jagung, kentang, apel dan tan.
Lain.
• NAR kakao
k k naik
ik dari
d i4
4,5
5 mg/dm
/d 2/hari
/h i menjadi
j di
15,2 mg/m2/hari jika intensitas cahaya naik dari
5% ke 60% penyinaran langsung. Pada 100%
penyinaran NAR sedikit menurun ke 13
penyinaran,
13,6
6
mg/dm2/hari.
D kondisi
on s optimum,
opt mum, laju
aju fotos
fotosintesis
nt s s kakao
a ao 7.5 mg
• Dl
CO2 per dm2 per jam (Wessel, 1985).
• Absorpsi CO2 harian untuk fotosintesis pukul
08.00 s.d. 16.00 sebanyak 60 mg per dm2 luas
daun.
• Untuk mencapai pertumbuhan dan produksi
optimum Î pangkasan.
• Tujuan: semua daun produktif, tidak ada yg
parasit. Agar semua daun produktif, LAI pd
kisaran 3.7-5.7
3 7 5 7 (Alvim
(Alvim, 1977)
1977).
Hubungan ILD dengan laju pertumbuhan
Indeks Luas Daun ((ILD = LAI))
• Nisbah total luas daun : luas tanah
ternaungi.
• Tentukan
T t k tingkat
ti k t f
fotosintesis
t i t i b
bersih
ih (NAR
=
net assimilation rate) selisih hasil
fotosintesis dengan respirasi.
ILD optimum
• Kopi ± 8; Kakao 3,7 – 5,7; Karet ± 14.
• Dipengaruh Musim :
Kemarau Îcahaya cukup Î tinggi.
Hujan Î cahaya kurang Î rendah.
¾ Jika jarak kakao of 3 m x 3 m,
m radius kanopi
1,5 m; luas tanah yg dinaungi adalah 7,065 m2
atau 706,5 dm2 per ph.
¾ Maka, pada LAI 4.7; luas daun kakao harus
mencapai 3320.55 dm2 per pohon, atau
sekitar 1258 helai daun per pohon.
p h n
¾ Jumlah CO2 yg diserap 199.233 mg/ph/hari.
¾ Jika populasi 1000 ph/ha, maka CO2 yg
diserap 199.233mg/ha/hari, atau 72.720.045
mg/ha/th atau 73 ton/ha/th.
ton/ha/th
Pengamatan di Kaliwining
Klon
Daun/
Luas
Luas
Tan.,
a , lbr
b dau
daun/helai,
/ e a , dau
daun/tan
/ta
cm2
, dm-2
Serapan CO2
Per ph/
jam, g
Per ph/
hari, g
Per ph/
th, kg
Per ha/
th, ton
Sul-1
2953
373,17 11019.65
77.13757
617.10
225.24
225
Sul-2
2940
327,39
9625.22
67.37657
539.01
196.74
197
ICCRI 3
2503
240,80
6027.22
42.19057
337.53
123.20
123
ICCRI 4
1607
330,53
5311.58
37.18107
297.45
108.57
109
Kapasitas Berbuah
• Potensi maksimum yg pernah dilaporkan adalah
3700 kg/ha/th dari kebun tanpa penaung tapi
dg p
pemupukan
p
intensif.
• Biji kering = 1/3 total bobot kering tongkol.
• Maka
Maka, jika hasil biji 2000 – 3000 kg/ha/th,
kg/ha/th
setara dengan hasil buah 6000 – 9000
kg/ha/th ≈ 50% total produksi bh kering
kakao pada LAI 5 dan NAR 7 – 10
2/hari
mg/dm
g
• Status nutrisi tan
tan. kakao berfluktuasi
dari waktu ke waktu
• I
Intensitas
t
it b
berbunga
b
utamanya
t
tergantung pada status nutrisi tanaman.
• Pembungaan maksimum terjadi saat
penyerapan
p
y
p mineral dan fotosintesis
most favourable.
PEMBUNGAAN KAKAO
PEMBUNGAAN KAKAO
Serbuksari
bergetah,
g
,
lengket,
tersembunyi
FAKTOR PENENTU PEMBUNGAAN
Faktor Dalam
1. Umur Î genetis.
2. Status nutrisi (C/N),
3. Status mineral (sekunder),
4. Hormon florigen (dibentuk di daun),
5 B
5.
Beban
b
buah
b h (fruit
f it load
l d).
)
6 Irama tumbuh Î flush teratur
6.
Î bunga teratur.
Î Kuncinya : jumlah karbohidrat/
asimilat.
Faktor Luar
1. Air/hujan Î terus menerus Î bunga terus,
Stress kering Î terhambat tetapi inisiasi
bunga tetap.
2. Temperatur/Penaungan Î hangat Î aktif;
dingin Î dorman.
dorman
Suhu Optimum Mulia = 18,8 – 27,9 oC;
Lindak = 22
22,4
4 – 30,4
30 4oC.
C
¾ Bantalan bunga perlu rangsangan suhu hangat,
sebaliknya
y suhu terlalu tinggi
gg juga
j g hambat
pembungaan karena rusaknya hormon yg pacu
diferensiasi sel dan pembungaan.
3 K
3.
Keratan
t b
batang
t
Î tingkatkan
ti k tk b
bunga di atasnya.
t
400
Tanpa Naungan
Dengan Naungan
350
P
Pembunga
aan (skore))
300
250
200
150
100
50
0
Mei Juni Juli Agt Sep Okt Nov Jan Feb Mar Apr Mei Juli Agt Sep Okt Nov Des
Pengaruh naungan terhadap pembungaan kakao
>27oC
>27oC
K i
Kesimpulan
l
:
• Dihambat oleh kekeringan & suhu
rendah.
• Berkorelasi positif dg irama
pertumbuhan vegetatif.
Î ketersediaan asimilat.
Tanaman muda,
muda bunga hanya tumbuh dari batang
pokok tetapi dewasa Îtumbuh pd batang pokok
dan cabang dg diameternya > 1 cm.
• Semakin besar diameter batang atau cabang,
bantalan bunga makin berkembang dan jumlah
bunga setiap bantalan semakin banyak.
banyak
• Umumnya setiap hari 1-2 bunga mekar tetapi
pada kondisi yang kondusif Î 5
5-10
0 bunga mekar
pada setiap bantalan dewasa.
• Kakao dewasa mampu hasilkan ribuan bunga dalam
satu tahun
h bahkan
b hk 50.000
50 000 bunga.
b
• Hanya kecil saja yang diserbuki (kurang dari
5%) dan hanya 0,5 - 2,0% yang tumbuh jadi
buah.
• Diserbuki : Trinidad : 2 – 2,5 %,
Jawa : 3,9 – 5,9 %.
• Dari bunga jadi buah masak :
Wright : 0,3 – 0,5 %;
J
Jonas
: 11,4
4 %;
%
Harland : 0,3 %;
Stahel : 0,2
0 2 %.
%
• Dari saat penyerbukan sampai panen buah
diperlukan 5-6 bulan tergantung pada suhu
udara.
udara
N = (2500)/(T-9)
N : Waktu untuk masak (hari)
T : Rerata suhu harian (oC)
Di dataran rendah Î 4,5 bulan.
Pada 300
300-500
500 m dpl Î 5 bulan,
bulan
Pada > 500 m dpl. Î 6 bulan.
• Panjang buah masak 10 – 30 cm Î genetis.
• Bunga kakao bersifat protogini,
protogini Î putik
masak dan mekar lebih awal daripada benang
sari.
• Bunga kakao tidak berbau dan tidak
mengandung madu.
madu Serbuk sari bergetah
sehingga mudah lekat satu sama lain.
•
Agens penyerbuk Î serangga.
serangga
Serangga Forcipomyia spp.
Larva
Imago jantan
Pupa
Imago betina
Daur Hidup
H dup Forc
Forcipomyia
pomy a
• Tempat berbiak :
•Kulit kakao busuk (decaying cocoa
pod husk),
husk)
•Batang pisang busuk (rotten
banana stump),
stump)
•Seresah daun yang busuk (rotting
leaf litter).
• Serangga betina lebih banyak
mengunjungi
j
i b
bunga d
drpd
d jjantan.
t
W kt
Waktu
Dini – 7.30
7 30
7.30 – 9.00
9 00 – 12.00
9.00
12 00
12.00 – 15.00
15 00 – 18.00
15.00
18 00
Penyerbukan
P
b k
(%)
37,1
37
1
49,1
1 0
1,0
12,4
0 0
0,0
Aktivitas Maksimum :
- Di Jawa, 07:30 -10:30.
- Di Filipina 06:00 – 11:00 dan
14:00 – 17:00
-Di Malaysia
y
12:00 – 14:00
Jam
Jumlah
6 00 – 8.00
6.00
8 00
17 ekor
k
8.00 – 10.00 23 ekor
10 00 – 12.00
10.00
12 00 58 ekor
12.00 – 14.00 131 ekor
14.00
4.00 – 16.00
6.00 46 ekor
16.00 – 18.00
8 ekor
Panja
ang (cm)
Perkembangan Buah
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0
3
6
9
12
15
18
21
Umur (minggu)
Lembaga
Biji
Buah
Kurva pertumbuhan buah, biji dan lembaga kakao
Amelonado
Perkembangan panjang buah kakao
Layu
y Pentil Kakao ((Cherelle wilt))
Buah muda yg terbentuk pada bulan pertama belum
menjamin
j
hasil yg dapat
p diperoleh.
p
Sebagian
g
besar buah
h muda
d tersebut akan
k layu
l
dan
d mati
dalam kurun 1-2 bulan Î layu pentil (cherelle
wilt). Dua faktor utama p
penyebab
y
matinya
y buah
muda
d :
1. Faktor lingkungan seperti kekurangan air,
drainase jelek,
jelek tanah kurus,
kurus serangan hama
penyakit atau patogenis.
2. Faktor dalam atau fisiologis,
g , seperti
p
kantong
g
lembaga tidak normal, persaingan nutrisi.
• Layu pentil Î khas untuk kakao
kakao, dapat mencapai 6090% dan berlangsung pada umur 0-70 hari. Layu pentil
dapat disamakan dengan gugur buah pada jeruk,
rambutan dan dll,
dll tetapi pada kakao pentilnya mengering
dan tetap menempel pada cabang atau batang.
• Layu pentil kakao berlangsung dalam dua fase. Fase
pertama mencapai puncaknya 7 minggu setelah
pembuahan. Fase kedua mencapai puncaknya 10
minggu
gg setelah p
pembuahan lalu turun seiring
g
meningkatnya metabolisme di dalam buah.
• Î setelah panjang buah mencapai 10 cm (umur 70-100
hari) buah telah lepas dari penyakit fisiologis ini
hari),
ini. Diduga
Î berkas pengangkut di dalam pentil kakao telah
terbentuk lengkap dan berfungsi baik.
Respons klon kakao terhadap layu pentil dan morfologi
pentil yang layu
Klon ICS 13 DR 2 Sca 89 TSH 858
TSH 858 PBC 123 ICS 60 BAL 209 BR 25 Layu, %
Panjang, cm Na‐oogst Voor‐ Na‐oogst Voor‐
oogst oogst 17.1 b 23.8 bc 2.04 a
5.15 b 31.1 ab 46.4 a 3.65 a 4.99 b 49.1 ab 53.5 a 3.69 a 4.79 b 7.0 b
7.0 b 11.3 bc 4.30 a
11.3 bc
4.30 a
4.73 b
4.73 b 19.9 b 9.9 c 3.12 a 5.01 b 73.7 a 32.6 ab 4.08 a 6.58 a 80.6 a 33.2 ab 2.92 a 5.08 b 42.6 ab b
21.5 bc
b
4.01 a
4.27 b b
Diameter, cm
Na‐
Voor‐
oogst oogst 0.53 a
1.47 a
0.62 a 1.40 ab 0.84 a 1.27 ab 0.48 a
0.48 a
1.28 ab
1.28 ab
0.69 a 1.23 ab 0.75 a 1.62 a 0.54 a 1.23 ab 0.83 a
1.05 b
b
Korelasi antara jumlah buah dengan jumlah
pentil layu
Klon
BAL 209
BR 25
PBC 123
Sca 89
TSH 858
ICS 13
DR 2
ICS 60
r
0.9510*
0 8482*
0.8482
0.5816*
0.5879*
0.5879
0.2975ns
0.5082ns
0.7217*
0.8777*
Kadar auksin dan giberelin dalam pentil
sehat
h t dan
d llayu (% b
bobot
b tb
basah)
h)
Klon
Auksin
Giberelin
ICS 60 sehat
layu
0,03
0,06
0,56
0,16
BR 25 sehat
l
layu
0,05
0 06
0,06
0,16
0 05
0,05
0,23
0,005
0,61
0,03
PBC 123 sehat
layu
0,08
0,04
0,47
0,06
BAL 209 sehat
l
layu
0,02
0 01
0,01
0,06
0 02
0,02
DR 2 sehat
layu
0,11
0,01
0,60
0,03
Sca 89
sehat
layu
Rerata : Sehat
Layu
0.09
0.41
0.04
0.06
Mengatasi CW
• Pertunasan intensitas >50% tingkatkan layu pentil dg
korelasi r = 0,62 (Tjasadihardja, 1981).
• Aplikasi
lk
IAA 10 ppm - 500 ppm; 2,4-D 5 ppm - 20
ppm; dan etrel 50 ppm - 250 ppm dengan
disemprotkan ke buah Îbelum mampu tekan layu
pentil
til kakao.
k k
• Perlakuan pemotongan tunas-tunas baru yang tumbuh
pada saat buah
buah-buah
buah kakao mas
masih
h kecil
kec l Î mampu
turunkan tingkat layu pentil (Mardiono, 1992).
• Paclobutrazol menghambat
g
pertunasan
p
kakao,, menekan
layu pentil dan meningkatkan hasil buah. Konsentrasi
5000 ppm dengan cara penyiraman sebanyak 1 l/pohon
memberikan hasil tertinggi (Winarsih
(Winarsih, 1990)
1990).
• Paclobutrazol berkhasiat menghambat sintesis asam
giberelin yaitu hormon yang memacu pertunasan
(flushing) (Luckwill,
(Luckwill 1985).
1985)
• Aplikasi asam giberelin dapat menurunkan gugurnya
buah Vicia faba p
pada malai yang
y g sama.
• Fitohormon mempercepat sintesis enzim
penghidrolisis berbagai bentuk kompleks
karbohidrat Î akumulasi gula Î daya serap dan
daya simpan air meningkat (Mitchell & Marts, 1950).
• Asimilat bergerak
g
ke bagian
g
tanaman yang
y g
kandungan fitohormonnya tinggi, mekanisme ini
dikenal dengan istilah hormone-directed transport.
K mp
Kesimpulan
• Tingkat layu pentil kakao berkisar dari 7% sampai 81%.
Terdapat respons yang berbeda antar klon kakao.
kakao
• Pada sebagian besar klon, tingkat layu pentil berkorelasi
positif dengan jumlah buah.
• Masa paling peka layu pentil pada umur 5-7 minggu dan
proses layu dapat berlangsung sampai umur 8 minggu s.d.
12 minggu
gg 12.
• Kandungan auksin dan GA dalam pentil layu < sehat.
• Hormon dalam biji mempengaruhi kemampuan buah
dalam kompetisi nutrisi dengan sink yang lain.
lain
• CW dapat ditekan dengan meningkatkan sintesis asimilat
dan menekan kompetisi asimilat.