Upload
others
View
6
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tanaman Buah Naga
2.1.1 Deskripsi Tanaman Buah Naga
(a) (b)
Gambar 2. 1 Tanaman Buah Naga
(a) Sumber: dokumentasi pribadi, (b) Sumber: Kristanto (2014)
Buah naga atau (Hylocereus cortacinensis) merupakan salah satu jenis
tanaman buah yang memiliki daya tarik tersendiri. Tanaman buah naga awalnya
dikenal sebagai tanaman hias kini menjadi salah satu buah konsumsi yang
mempunyai prospek bisnis tinggi. Permintaan konsumen yang tinggi dan iklim
yang sesuai di Indonesia menyebabkan banyak petani membudidayakannya di
kebun-kebun, harga yang mahal juga menjajikan keuntungan besar yang bisa
diperoleh (Kristanto, 2014). Buah naga menyebar ke berbagai negara tropis dan
subtropis di Benua Amerika, Asia, Australia dan Timur Tengah. Tampaknya
budidaya dan daya adaptasi yang tinggi menyebabkan tanaman ini mudah
menyebar ke berbagai penjuru dunia. Saat ini, buah naga telah dibudidayakan di
22 negara tropis termasuk Indonesia (Warisno & Dahana, 2010).
9
Buah yang berasal dari famili cactaceae mulai dikenal sekitar pertengahan
tahun 2000 di Indonesia, hasil yang didapatkan pun bukan dari negeri sendiri
tetapi hasil impor dari thailand. Pembudidayaan tanaman buah naga bisa dibilang
mudah, apalagi dengan iklim Indonesia sangat mendukung pengembangannya.
Daerah Indonesia yang kini sudah mengembangkan tanaman buah naga ialah
Pasuruan, Jember, Mojokerto, Jombang dan Banyuwangi. Umumnya tanaman
buah naga ditanam pertama kali oleh hobiis tanaman yang ingin bereksperimen
dan mengembangkannya (Kristanto, 2014)
2.1.2 Klasifikasi Tanaman Buah Naga
Tanaman dari famili Cactaceae ini mempunyai klasifikasi sebagai berikut:
Divisi: Spermatophyta
Subdivsi: Angiospermae
Kelas: Dicotyledoneae
Ordo: Cactales
Famili: Cactaceae
Subfamili: Hylocereanea
Genus: Hylocereus cortaricensis (Sigarlaki & Tjiptaningrum, 2016)
2.1.3 Morfologi Tanaman Buah Naga
Tanaman buah naga (Hylocereus cortaricensis) merupakan jenis tanaman
memanjat. Saat ditemukan di alam aslinya, tanaman ini memanjat batang tanaman
lain di hutan yang teduh. Walaupun perakaran di dalam tanah dicabut, tanaman
buah naga ini masih tetap hidup sebagai tanaman epifit karena sumber makanannya
10
diperoleh dari akar udara pada batangnya. Secara morfologi tanaman buah naga
termasuk tanaman yang tidak lengkap karena tidak memiliki daun.
Perakaran tanaman buah naga (Hylocereus cortaricensis) bersifat epifit,
yaitu merambat dan menempel pada tanaman lain, namun dalam pembudidayaan,
media untuk merambatkan batang ini bisa diganti dengan tiang penopang atau
kawat. Perakaran tanaman buah naga sangat tahan dengan kekeringan dan tidak
tahan dengan genangan air yang cukup lama. Perakaran tanaman buah naga tidak
terlalu panjang dan berbentuk akar cabang. Pada saat tertentu, akar tanaman buah
naga bisa dikatan dangkal atau tidak terlalu dalam. Perakaran saat menjelang
produksi buah mencapai kedalaman 50-60 cm, mengikuti perpanjangan batang
pokok yang berwarna coklat yang mengarah di dalam tanah (Kristanto, 2014)
Tanaman buah naga (Hylocereus cortaricensis) dapat tumbuh baik di
berbagai jenis tanah dan tahan kekeringan. Tanaman buah naga memerlukan tanah
yang subur dan gembur, dengan drainase pH tanah yang baik antara 6,3–6,8 dan
kaya akan kandungan organik. Tanaman buah naga membutuhkan sinar matahari
penuh dan curah hujan yang tidak lebih dari 2500mm/tahun. Tanaman buah naga
dapat dikembangkan di dataran rendah sampai menengah dengan ketinggian sampai
700 mdpl (Rianto et al., 2016)
Batang tanaman buah naga mengandung air dalam bentuk lendir dan
berlapiskan lilin bila sudah dewasa. Batang buah naga berbentuk segitiga dengan
ukuran panjang. Dari batang ini tumbuh banyak cabang dengan bentuk dan warna
yang sama dengan batang (Sobir, 2011). Batang dan cabang ini berfungsi sebagai
daun dalam proses asimilasi, karena itulah batang dan cabangnya berwarna hijau.
11
Batang dan batang buah naga mengandung kambium yang berfungsi untuk
pertumbuhan tanaman (Kristanto, 2014)
Bunga pada tanaman buah naga mempunyai ukuran yang dibilang besar
yaitu 30cm. bunga tanaman buah naga akan mekar pada sore hari. Ini terjadi karena
pada siang hari kuncup bunga buah naga dirangsang oleh sinar matahari dan
perubahan suhu yang tajam antara siang dan malam hari. Pada saat kuncup bunga
mekar dimulai dari kelopak bunga paling luar yang berwarna krem, yaitu sekitar
09.00 dan disusul dengan mekarnya mahkota bagian dalam. Warna mahkota bunga
bagian dalam berwarna putih
2.2 Pencahayaan Lampu
2.2.1 Cahaya
Cahaya merupakan bentuk energi yang dikenal sebagai energi elektromagnetik,
disebut juga dengan radiasi elektromagnetik. Energi elektromagnetik merambat
dalam gelombang ritmik yang analog dengan gelombang yang terbentuk jika kita
menjatuhkan kerikil ke kolam. Gelombang elektromagnetik merupakan gangguan
pada medan elektrik dan medan magnetik, bukan gangguan pada medium material
seperti air.
Jarak antar puncak gelombang elektromagnetik disebut panjang gelombang
(wavelength). Panjang gelombang berkisar kurang dari satu nanometer (untuk sinar
gamma) sampai lebih dari satu kilometer (untuk gelombang radio). Keseluruhan
kisaran radiasi ini dikenal sebagai spektrum elektromagnetik. Segmen spektrum
yang paling baik bagi kehidupan adalah pita sempit antara panjang gelombang
sekitar 380nm sampai 750nm. Radiasi ini dikenal sebagai cahaya tampak (visible
12
light) karena dapat dideteksi oleh mata manusia dengan beranekaragam warna
(Campbell & Reece, 2008)
2.2.2 Intensitas Cahaya
Model cahaya sebagai gelombang menjelaskan banyak sifat cahaya, namun
dalam beberapa hal cahaya berperilaku seolah-olah terdiri atas partikel diskret yang
disebut foton. Foton bukanlah objek yang bisa diindra, namun bertindak seperti
objek karena masing-masing memiliki kuantitas energi yang tetap, jumlah energi
tersebut berbanding terbalik dengan panjang gelombang cahaya semakin pendek
panjang gelombang, semakin besar pula energi setiap foton dari cahaya tersebut.
Dengan demikian foton cahaya violet memuat energi hampir dua kali lipat lebih
banyak dari cahaya merah (Campbell & Reece, 2008).
Intensitas cahaya merupakan kuat cahaya yang dikeluarkan oleh sebuah sumber
cahaya ke arah tertentu dan diukur dengan menggunakan luxmeter dengan satuan
candela. Pada umumnya cahaya memiliki empat faktor yang dapat mempengaruhi
kualitas pencahayaan yaitu kontras, silau, refleksi cahaya dan kualitas warna
cahaya.
2.2.3 Kualitas Cahaya Pada Tanaman
Kualitas cahaya merupakan mutu cahaya yang diterima atau yang sampai
pada permukaan bumi yang dinyatakan dengan panjang gelombang. Cahaya
tampak (PAR) mempunyai panjang gelombang antara 400 s/d 760 nm yang terdiri
atas berbagai panjang gelombang yang berpengaruh langsung pada aktivitas
pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Panjang gelombanga di luar cahaya
tampak mempunyai pengaruh spesifik terhadap pertumbuhan tanaman atau
13
terhadap pertumbuhan tanaman atau terhadap mikroklimat seperti suhu tanah
(Utami, 2018).
Radiasi matahari terdiri spektrum ultraviolet (panjang gelombang < 0,38 m
yang berpengaruh merusak karena daya bakarnya sangat tinggi, spektrum cahaya
tampakyang berperan membangkitkan proses fotosintesis dan spektrum infra merah
(>0,74 m) yang merupakan pengatur suhu udara. Spektrum radiasi cahaya tampak
dapat dirinci lebih lanjut menjadi pita-pita spektrum yang masing-masing memiliki
karakteristik tertentu, rincian spektrum radiasi dapat dilihat pada tabel berikut
Tabel 2. 1 Rincian Spektrum Radiasi Cahaya Matahari
Nomor Pita Nama Spektrum Panjang Gelombang
(nanometer)
Pengaruh pada tanmana
1 Infra Merah >1000 - Diserap dan diubah tumbuhan
menjadi panas sensible
- Tidak mempengaruhi proses
biokimia
2 Merah Jauh (Far
red)
720-1000 - Pemanjangan batang dan
organ lainnya
- Mempengaruhi
fotoperiodisme
perkecambahan, pembungaan
dan pewarnaan buah.
3 Merah 610-720 - Sebagaian besar diserap
klorofil untuk fotosintesis
- Mempengaruhi
fotoperiodisme
4 Hijau dan Kuning 510-610 - Berpengaruh lemah terhadap
proses fotosintesis maupun
aktivitas pembentukan sel
5 Biru 410-510 - Spektrum terkuat dalam
peneyerapan klorofil
14
- Terkuat pengaruhnya pada
proses fotosintesis dan
pembentukan organ,
khususnya pada spektrum
violet-datar biru
6 Ultraviolet 315-410 - Mempengaruhi pembentukan
organ daun menjadi lebih
sempit dan tebal
7 Ultraviolet 280-315 - Merusak sel tumbuhan
2.2.4 Manfaat Cahaya terhadap Pertumbuhan Tanaman
Cahaya matahari merupakan salah satu faktor yang berperan penting dalam
pertumbuhan tanaman, dimana cahaya sangat penting bagi laju fotosintesis. Cahaya
matahari berasal dari cahaya putih yang dapat diuraikan menjadi komponen-
komponen warna karena panjang gelombang cahaya yang berbeda untuk setiap
warna yang berbeda. Komponen warna tersebut diantaranya adalah merah, jingga,
kuning, hijau, biru, nila dan ungu (Handoko & Fajariyanti, 2013)
Cahaya memberikan energi yang dibutuhkan untuk pertumbuhan
tanaman/pohon secara langsung melalui tumbuhan hijau atau melalui organisme
lain. Hal ini tergantung kepada zat-zat organik yang disintesa oleh tumbuhan hijau.
Kualitas cahaya berkaitan erat dengan panjang gelombang dimana panjang
gelombang panjang gelombang ungu dan biru mempunyai foton yang lebih
berenergi bila dibanding dengan panjang gelombang jingga dan merah. Panjang
gelombang 750-626 mm adalah warna merah, panjang gelombang 626-595 nm
adalah warna orange/jingga, panjang gelombang 595-574 nm adalah warna kuning.
Panjang gelombang 435-400 nm adalah warna ungu. Semua warna tersebut
berpengaruh pada proses fotosintesis, pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan
15
baik secara generatif maupun vegetatif. Warna kuning dan hijau dimanfaatkan oleh
tanaman sangat sedikit, panjang gelombang yang paling banyak diabsorbsi berada
di wilayah violet sampai biru dan orange sampai merah. Cahaya spektrum warna
yang paling berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman adalah cahaya tampak
yang memiliki gelombanag terpendek dan terpanjang. Cahaya tampak dengan
gelombang terpendek memberi warna ungu dan gelombang terpanjang memberi
warna merah. Hal ini karena fotosintesis akan berjalan lebih efektif pada spektrum
warna merah dan ungu. Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat
pada warna ungu (400-450) dan merah (650-700) (Sodikin & Triyono, 2014)
2.2.5 Lampu Flourescent
Lampu merupakan peralatan listrik yang banyak digunakan dan sangat
dibutuhkan untuk penerangan bagi masyarakat. Namun ada berbagai jenis lampu
yang memiliki karakteristik tersendiri salah satunya yang banyak digunakan adalah
lampu flourescent. Lampu jenis ini banyak digunakan karena mudah didapat dan
mempunyai intensitas cahaya yang cukup tinggi dibandingkan dengan lampu jenis
lain (Pambudi, Facta, & Warsito, 2015). Cahaya lampu yang dipancarkan oleh
lampu flourescent adalah ultraviolet (termasuk cahaya tak tampak) yang berfungsi
untuk mengubah sinar tampak (A, 2014)
Adanya penambahan cahaya lampu bertujuan untuk menggantikan cahaya
matahari yang secara normal tidak mencapai 14 jam dalam setiap harinya. Berbagai
jenis lampu yang dapat digunakan sebagai cahaya buatan salah satunya yaitu lampu
fluorescent. Daya setiap lampu dan jarak pemasangan dihitung dengan kesetaraan
intensitas cahaya sebesar 5.000-6.000 foot candle. Daya yang dihasilkan lampu
16
adalah daya tegangan listrik yang stabil. Jika terjadi penurunan tegangan listrik,
radiasi yang dihasilkan lampu tidak optimal dan kondisi ini menjadi acuan
penentuan jenis dan daya lampu yang digunakan (Lingga, 2006). Menurut
penelitian Firdaus et al, (2019) daya yang dibutuhkan untuk lampu penyinaran
tergantung luas lahan tanah dan pohon naga, pemasangan lampu diletakkan diantara
pohon naga agar masing-masing sisi pohon naga dapat penyinaran dengan
maksimal, lampu yang digunakan disarankan untuk memakai daya 12-15 watt, jika
kurang terang hasil akan kurang maksimal, begitu juga jika berlebih batang pohon
naga akan menguning. Kegunaan penyinaran listrik tersebut selain untuk
merangsang berbunga, juga dibutuhkan saat melakukan penyerbukan. Karena
bunga buah naga mekar di malam hari karena jika bunga terkena sinar matahari
akan kuncup.
2.3 Kandungan Klorofil
2.3.1 Klorofil
Klorofil merupakan pigmen pemberi zat warna hijau pada tumbuhan, alga dan
bakteri fotosintetik. Pigmen ini berperan dalam proses fotosintesis tumbuhan
dengan menyerap dan mengubah energi cahaya menjadi energi kimia. Klorofil
mempunyai fitil (C20H39O) yang akan berubah menjadi fitol (C20H39OH) jika
terkena air dengan katalisator klorofilase. Fitol adalah alkohol primer jenuh yang
mempunyai daya afinitas yang kuat terhadap O2 dalam proses reduksi klorofil (Ai
& Banyo, 2011)
17
Sifat fisik klorofil adalah menerima dan atau memantulkan cahaya dengan
gelombang yang berlainan (Berpendar = Berflourensi). Klorofil banyak menyerap
sinar dengan panjang gelombang antara 400-700 nm, terutama sinar merah dan biru.
Tanaman tingkat tinggi umumnya mempunyai dua macam klorofil yaitu klorofil-a
(C55H70O6N4Mg) yang berwarna hijau tua dan klorofil-b (C55H72O5N4Mg) yang
berwarna hijau muda. Klorofil a dan klorofil b paling kuat menyerap cahaya di
bagian merah (600-700nm), dan paling sedikit menyerap cahaya hijau (500-
600nm). Sedangkan cahaya berwarna biru diserap oleh karatenoid. Karatenoid
membantu dalam penyerapan cahaya, sehingga spektrum cahaya matahari dapat
dimanfaatkan dengan lebih baik. Energi yang diserap oleh klorofil b dan karatenoid
diteruskan kepada klorofil a untuk digunakan dalam proses fotosintesis fase I
(reaksi terang) yang terdiri dari fotosistem I dan II, demikian pula dengan klorofil
b. Klorofil a paling banyak terdapat pada fotosistem II sedangkan klorofil b paling
banyak terdapat pada fotosistem I (Ai & Banyo, 2011) Perbandingan kedua macam
klorofil dapat dilihat dalam tabel dan gambar sebagai berikut
Tabel 2. 2 Perbandingan klorofil a dan klorofil b
Aspek Klorofil a Klorofil b
Rumus kimia C55H72O5N4Mg C55H70O6N4Mg
Gugus Pengikat CH3 CH
Cahaya yang diserap Cahaya biru-violet dan merah
Cahaya biru dan oranye
Absorbsi maksimum Pada λ 673 nm Pada λ 455-640 nm
18
Gambar 2. 2 Struktur klorofil a dan b
Secara kimia klorofil tersusun dari fitol yang bersifat suka lemak dan rangka
porfin yang bersifat senang air. Klorofil bisa menerima dengan mengembalikan
sinar dalam gelombang yang berlainan (flouresensi) klorofil-a berwarna hijau tua,
klorofil-b hijau muda. Setelah flouresensi klorofil-a tampak merah darah sedangkan
klorofil-b berwana merah coklat. Zat hijau daun hanya bisa larut dalam turunan
alkohol seperti etanol, metanol, eter, aseton, dan klorofom. Setiap sel plastid hijau
mengandung kurang lebih 36-600 kloroplas. Selain plastid hijau, tumbuhan tingkat
tinggi juga memiliki plastid lain yaitu warna merah, ungu, atau biru pada daun dan
bunga yang merupakan hasil kerja pigmen warna yang disebut antosianin (Trubus,
2008)
2.3.2 Peran Klorofil dalam Fotosintesis
Klorofil merupakan faktor utama yang mempengaruhi fotosintesis.
Fotosintesis merupakan proses perubahan senyawa anorganik (CO2 dan H2O)
menjadi senyawa organik (karbohidrat) dan O2 dengan bantuan cahaya matahari.
Klorofil merupakan pigmen utama yang terdapat dalam kloroplas. Kloroplas adalah
19
organel sel tanaman yang mempunyai membran luar, membran dalam, ruang antar
membran dan stroma. Permukaan membran internal yang disebut tilakoid akan
membentuk kantong pipih dan pada posisi tertentu akan bertupukan dengan rapi
membentuk struktur yang disebut granum. Seluruh granum yang terdapat pada
kloroplas disebut grana. Tilakoid yang memanjang menghubungkan granum satu
dengan yang lainnya di dalam stroma yang disebut dengan lamela. Stroma
merupakan rongga luar dalam kloroplas yang berisi air serta garam-garam yang
terlarut dalam air. Klorofil terdapat di dalam ruang tilakoid (Campbell, 2008).
Gambar 2. 3Struktur kloroplas dan bagian-bagiannya
Sumber: (Ai & Banyo, 2011)
Tiga fungsi utama klorofil dalam proses fotosintesis adalah memanfaatkan
energi matahari, memicu fiksasi CO2 untuk menghasilkan karbohidrat dan
menyediakan energi bagi ekosistem secara keseluruhan. Karbohidrat yang
dihasilkan dalam fotosintesis diubah menjadi protein, lemak, asam nukleat dan
molekul organik lainnya. Klorofil menyerap cahaya yang berupa radiasi
elektromagnetik pada spektrum kasat mata (visible). Cahaya matahari mengandung
20
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 (Ai & Banyo, 2011)
2.3.3 Biosintesis Klorofil
Klorofil dihasilkan oleh kloroplas pada jaringan fotosintesis daun, bahan
utama dalam pembentukan senyawa pigmen klorofil adalah senyawa intermediet,
glutamat, yang mengalami deaminasi menghasilkan α-ketoglutarat kemudian
direduksi menjadi γ, δ-dioxovalerate dan mengalami transmisi asam δ-amino-
laevulinat (ALA), sintesis ini memerlukan ATP dan NADPH.
Pelepasan air dari asam amino-laevulinat menghasilkan porphobilinogen
yang mengandung struktur cincin pyrrole. Selanjutnya terjadi reaksi pelepasan NH3
dan CO2 kemudian membentuk protoporphyrin menghasilkan Mg-protoporphyrin
monomethylester mengalami dehidrasi dan reduksi menghasilkan
protochlorophylide. Penambahan H+ menghasilkan chlorophyllide a menjadi
korofil a, proses ini sangat dipengaruhi oleh cahaya
Klorofil b merupakan bentuk khusus dari klorofil a. pembentukan klorofil b
membutuhkan O2 dan NADPH2 dengan bantuan enzim chlorophyll a oxygenasie
(CAO). Pigmen klorofil menyusun sekitar 4% bobot kering kloroplas dan klorofil
b berjumlah 1/3 dari klorofil a yang berperan untuk menyerap dan menyalurkan
energi cahaya ke pusat reaksi untuk mengeksitasi elektron. Klorofil b berfungsi
sebagai pigmen antena. Cahaya ditangkap oleh klorofil b yang bergabung dalam
21
kompleks pemanen cahaya (LCH) kemudian di transfer ke klorofil a dan pigmen
antena lain yang berdekatan dengan pusat reaksi (Rizkiaditama et al., 2017)
2.3.4 Faktor Pembentuk Klorofil
Pembentukan klorofil dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu:
a. Pembawa faktor (gen), bila gen untuk sintesis tidak dimiliki oleh
tumbuhanmaka tumbuhan tidak bisa menghasilkan klorofil.
b. Cahaya matahari, dalam pembentukan klorofil diperlukan cahaya matahari
yang terkena langsung pada tanaman.
c. Oksigen, pada pembentukan klorofil dibutuhkan oksigen, walaupun tumbuhan
yang dihasilkan dalam keadaan gelap jika diberikan cahaya matahari tapi tidak
diberikan oksigen maka tumbuhan tidak bisa membentuk klorofil.
d. Nitrogen, Magnesium dan Besi merupakan suatu keharusan dalam
pembentukan klorofil, karena jika ada yang kekurangan zat-zat tersebut maka
tumbuhan akan mengalami kerusakan.
e. Air, kekurangan air pada tumbuhan juga mempengaruhi dalam pembentukan
klorofil karena tumbuhan mengalami desintegrasi seperti yang terjadi pada
tumbuhan di musim kemarau
f. Temperatur, merupakan suatu kondisi yang cocok dalam pembentukan klorofil
pada kebanyakan tanaman, kondisi yang paling baik yaitu pada temperatur 26-
30°. (Ai & Banyo, 2011)
22
2.3.5 Penentuan Kadar Klorofil
Dalam penentuan kadar klorofil dilakukan dengan metode spektrofotometric
menggunakan alat yang dinamakan spektrofotometer. Metode ini pertama kali
diperkenalkan masih menggunakan satuan μSPU (mikro Specified Pigment Unit),
kemudian metode ini mengalami modifikasi dengan ditemukannya satuan absolut
yaitu mg/m3 atau μg/L. metode spektrofometri memiliki kelebihan dibandingkan
dengan metode yang lain karena pengukuran sudah menggunakan alat
(Spektrofotometer). Hasil pengukuran lebih akurat, dapat menentukan jenis-jenis
klorofil (klorofil-a, -b, -c1, dan –c2) dan telah memiliki satuan absolut (Riyono,
2006).
Spektrofotometri UV-vis adalah teknik analisis spektroskopi yang memakai
sumber radiasi elektromagnetik ultraviolet dekat (190-380 nm) dan pada sinar
tampak (380-780 nm). Secara umum prinsip kerja Uv-vis pada penyerapan sinar
didasarkan pada fenomena oleh jenis senyawa kimia pada daerah dekat cahaya
(ultraviolet) dan daerah tampak (visible) dimana klorofil a lebih banyak menyerap
cahaya ungu, biru dan merah, sedangkan klorofil b banyak menyerap cahaya biru
dan cahaya orange (Gibson, Kasman, & Iqbal, 2017)
Kadar klorofil diukur dengan spektrofotomer UVmini 1240 pada λ 665 dan
652 nm. Kadar klorofil total dihitung dengan rumus Porra et al (1989):
[Ch a] = 16,29 A665 – 8,54 A652
[Ch b] = 30,66 A652 – 13,58 A652
Keterangan
[Ch a] = konsentrasi klorofil a
23
[Ch b] = konsentrasi klorofil b (Kamagi, Pontoh, & Momuat, 2017)
2.4 Proses Fisiologi Pembungaan
Pada fase vegetatif proses pertumbuhan didominasi oleh pertumbuhan bagian-
bagian tanaman secara keseluruhan. Bila tanaman berasal dari biji, pertumbuhan
pada fase muda (juvenile phase) berjalan sampai mencapai umur atau ukuran
tertentu, kemudian beralih ke fase dewasa dan pertumbuhan generatif untuk
membentuk bunga. Jika sudah mencapai akhir fase muda dan beralih ke fase dewasa
(generatif), tanaman tersebut akan mampu berbunga pada waktu-waktu tertentu.
Pembentukan calon (primordia) bunga menandai berakhirnya masa muda dan
masa vegetatif. Pembentukan primordia bunga terjadi dan dimulai karena adanya
induksi pembungaan, yaitu perubahan fisiologis internal yang mengakibatkan pola
pertumbuhan berbeda secara morfologis, yakni berganti menjadi terbentuknya
calon organ bunga. Titik tumbuh pada ujung batang atau cabang tumbuh menjadi
calon bunga, tidak lagi tetap tumbuh menjadi organ vegetatif. Induksi pembungaan
ini banyak terjadi karena adanya pengaruh-pengaruh luar terhadap tanaman. Faktor-
faktor tersebut mempengaruhi metabolisme tanaman untuk membentuk senyawa-
senyawa tertentu yang merupakan syarat terjadinya suatu rangkaian proses sebelum
menjadi organ bunga. Senyawa tersebut secara hipotesis disebut florigen. Pada
tanaman, khusunya pada organ daun, bila telah mendapatkan panjang penyinaran
tertentu (sesuai) atau faktor lain, daun-daun tersebut membentuk senyawa florigen.
Florigen ini dibawa ke titik tumbuh dan menstimulasi pembentukan bunga
meskipun florigen merupakan suatu subtansi yang masih bersifat hipotetis.
24
Tahun 1959, Borthwick dan Hendrick melaporkan bahwa suatu pigmen yang
dinamakan phytochrome yang terdapat pada semua tanaman dalam jumlah sangat
kecil memegang peran penting dalam menstimulasi pembungaan. Dinyatakan
bahwa hal ini sangat tergantung dan dipengaruhi oleh intensitas penyinaran
(photoperiode), jauh sebelumnya pada tahun 1918, Kraus dan Kraybill
mengemukakan bahwa terjadinya pembungaan pada suatu tanaman dipengaruhi
oleh keadaan nutrisi.
Pembungaan merupakan suatu proses fisiologis dan morfologis dengan
spektrum yang luas. Proses ini diawali dengan masa kritis, yaitu terjadi perubahan
primordia batang menjadi primordia bunga, pada saat terjadi perubahan secara
fisiologis dan morfologis sebagai akibat proses metabolisme pada titik tumbuh yang
semestinya mengalami diferensiasi menjadi calon daun, batang, atau tunas berubah
menjadi jaringan yang akan menjadi calon organ reproduksi antara lain calon putik,
calon benang sari, dan bagian-bagian lain dari bunga (kelopak dan mahkota bunga),
kemudian berlanjut dengan berkembangnya bunga sesuai dengan tanamannya
(Mangodidjojo, 2003)
Buah naga (Hylocereus cortaricensis) merupakan tanaman yang termasuk
famili cactaceae dimana tanaman ini hidup sempurna di daerah kekeringan.
Tanaman ini juga telah mengembangkan adaptasi morfologi yang khas (tranformasi
daun menjadi duri, perlindungan cladodes oleh impermeabel kutikula) dan
mekanisme yang memungkinkan mereka untuk menggunakan air secara efisien.
Proses pembungan pada famili cactaceae terjadi pada musim semi dengan kondisi
iklim yang menguntungkan yaitu pada suhu 14°C dengan panjang hari (masa
25
penyinaran) 12 jam. Bunga sering dipancarkan oleh cladodes berumur satu tahun
sedangkan tunas utamanya dipancarkan pada tahun kedua atau lebih. Setelah emisi
bunga kuncup masa pembungan berlangsung sekitar satu bulan dan diikuti oleh
perkembangan buah-buahan. Tanaman dengan famili cactaceae dapat berbungan
untuk kedua kalinya selama tahun yang sama jika kondisi lingkungan yang
menguntungkan atau melalui penggunaan teknik pertanian canggih (yaitu program
irigasi dan pemupukan terus menerus atau irigasi selama musim kering) periode
musim kering. Fenomena ini dinamakan “reflowering” potensi reflowering ini
berdampak besar pada pendapatan petani (Arba, Falisse, Choukr-allah, & Sindic,
2017).
2.5 Proses Fisiologi Penyerbukan dan Pembuahan
Penyerbukan (pollination) adalah jatuhnya tepung sari pada kepala putik,
sedangkan pembuahan (fertilization) adalah bertemunya gamet jantan dan gamet
betina yang kemudian melebur menjadi zigot. Biji atau buah yang dihasilkan oleh
suatu tanaman merupakan hasil dari serangkaian proses dimana benang sari dan
putik memegang peranana penting. Pada dasarnya bunga sempurna mempunyai tiga
bagian pokok, yaitu kelopak bunga, mahkota bunga dan organ kelamin.
Dalam ilmu genetika telah dipelajari adanya proses pembelahan meiosis dan
mitosis. Pada tumbuhan, khususnya tumbuhan yang berbunga (angiospermae)
untuk menghasilkan gamet baik jantan dan betina dua macam pembelahan tersebut
terjadi secara berurutan. Pembelahan meiosis merupakan bagian yang paling
penting. Proses pembelahan untuk menghasilkan gamet-gamet tersebut disebut
gametosis.
26
Tanaman buah naga merupakan tanaman yang mempunyai bunga sempurna
karena mempunya benang sari dan kepala putik. Proses gametogenesis pada bagian
bunga betina (organ kelamin betina) disebut megasporogenesis dan pada bagian
bunga jantan (organ kelamin jantan) disebut microsporogenesis. Organ kelamin
betina atau putik terdiri atas kepala putik (stigma), tangkai putik (style), dan
kandung embrio (ovary). Organ kelamin jantan atau benang sari terdiri atas tangkai
benang sari (filament) dan kepala sari (anther) (Mangondidjojo, 2003). Proses
penyerbukan bunga tanaman buah naga yang dilakukan oleh petani dengan teknik
antropogami yaitu penyerbukan dengan bantuan manusia karena serbuk sari sulit
untuk mencapai kepala putik
Setelah terjadi penyerbukan, butir tepung sari mengalami dua kali pembelahan
meiosis dan menghasilkan empat mikrospora yang haploid. Selanjutnya, setiap
mikrospora yang haploid mengalami pembelahan tanpa diikuti pembelahan
sitoplasma (kariokinesis) dan menghasilkan dua inti haploid. Pada proses
pertumbuhan buluh sari, satu dari dua inti tersebut membelah secara mitosis
mengahsilkan inti generatif I dan generatif II. Satu inti yang lain tidak membelah,
tetapi tumbuh menjadi inti buluh yang mengantarkan kedua inti generatif I dan II
menuju mikrofil untuk mengalami pembuahan (Mangondidjojo, 2003).
2.6 Sumber Belajar
Menurut Association for Education Communication and Technology sumber
belajar adalah segala sesuatu atau daya yang dapat dimanfaatkan oleh guru, baik
secara terpisah maupun dalam bentuk gabungan untuk kepentingan belajar
27
mengajar dengan tujuan meningkatkan efektivitas dan efisiensi tujuan
pembelajaran (Setiyani, 2010)
Sumber belajar merupakan suatu yang dapat dijadikan acuan atau referensi
untuk mendapatkan pengalaman belajar bagi peserta didik baik itu berwujud orang,
bahan, alat, dan teknik (Sastrianawati, 2018). Sumber belajar adalah segala sesuatau
yang dapat digunakan untuk memfasilitasi kegiatan belajar dan memudahkan
peserta didik dalam memperoleh informasi, pengetahuan, pengalaman dan
keterampilan dalam proses mengajar (Prastowo, 2018) Sumber belajar merupakan
bahan-bahan yang dimanfaatkan dan diperlukan dalam proses pembelajaran yang
dapat berupa buku teks, media cetak, media elektronik, narasumber, lingkungan
sekitar dan sebagainya yang tersedia di sekitar lingkungan belajar yang berfungsi
untuk membantu optimalisasi belajar (Purnomo, Indrowati, & Karyanto, 2013)
Sumber pembelajaran dapat dikelompokkan menjadi dua bagian, yaitu:
1. Sumber pembelajaran yang sengaja direncanakan (learning resources by
design), yaitu semua sumber yang secara khusus telah dikembangkan sebagai
komponen sistem intruksional untuk memberikan fasilitas belajar yang terarah
dan bersifat formal.
2. Sumber pembelajaran yang karena dimanfaatkan (learning resources by
utilization), yaitu sumber belajar yang tidak secara khusus didesain untuk
keperluan pembelajaran namun dapat ditemukan, diaplikasikan dan
dimanfaatkan untuk keperluan belajar salah satunya adalah media massa.
Ketersediaan bahan ajar dan sarana belajar merupakan faktor penting dalam
menunjang keberhasilan proses pembelaaran, namun demikian sering kali bahan
28
ajar yang ada di perpustakaan tidak mampu memenuhi kebutuhan belajar siswa
sehingga memerlukan sumber belajar yang lain (Setiyani, 2010)
Keberhasilan dari suatu kegiatan sangat ditentukan oleh perencanaannya.
Apabila perencanaan suatu kegiatan dirancang dengan baik maka kegiatan akan
lebih mudah dilaksanakan, terarah serta terkendali. Demikian pula halnya dalam
proses belajar mengajar, agar pelaksanaan pembelajaran terlaksana dengan baik
maka diperlukan perencanaan pembelajaran yang baik (Rosilawati, 2014)
Perencanaan pembelajaran berperan sebagai acuan bagi guru untuk
melaksanakan kegiatan pembelajaran agar lebih terarah dan berjalan efektif dan
efisien. Dengan kata lain perencanaan pembelajaran berperan sebagai skenario
proses pembelajaran, sehingga dalam perencanaan pembelajaran harus bersifat
luwes (fleksibel) dan memberi kemungkinan bagi guru untuk menyesesuaikan
dengan respon siswa dalam proses pembelajaran sesungguhnya (Rosilawati, 2014)
Biologi merupakan mata pelajaran bagian dari IPA yang menekankan
pembelajaran yang memberikan pengalaman langsung, atau siswa ditekankan untuk
aktif dalam proses belajar mengajar yang memberikan pengalaman secara
langsung, atau siswa ditekankan untuk aktif dalam proses belajar mengajar. Belajar
biologi menitik beratkan pada pengembangan daya penalaran siswa yang dapat
dicapai melalui berbagai strategi pembelajaran. Strategi dalam penyajian materi
merupakan salah satu faktor utama dalam proses pembelajaran karena proses ini
dapat dicapai melalui berbagai strategi pembelajaran. Strategi dalam penyajian
materi merupakan salah satu faktor utama dalam proses pembelajaran karena proses
ini dapat dirancang sebelumnya, baik menyangkut sasaran, materi, media,
29
penunjang media, alokasi waktu, sumber belajar, ruang dan evaluasinya (Subali,
2007)
Dalam pembelajaran biologi, perlu adanya upaya alternatif strategi
pembelajaran yang mengkondisikan cara belajar siswa aktif. Salah satu indikator
keberhasilan dalam pembelajaran yaitu penguasaan siswa terhadap suatu konsep,
artinya bagaimana kemampuan siswa terhadap suatu konsep pada saat siswa
menerima suatu materi pelajaran (Peniati, Parmin, & Purwantoyo, 2013)
2.6.1 Fungsi sumber belajar
Berdasarkan penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa sumber belajar
adalah semua sumber seperti pesan, orang, bahan, alat, teknik dan latar yang
dimanfaatkan peserta didik sebagai sumber untuk kegiatan belajar dan dapat
meningkatkan kualitas belajarnya. Berkaitan dengan ruang lingkup sumber belajar
adapun fungsi sumber belajar yaitu:
1. Meningkatkan produktivitas pembelajaran melalui: percepatan laju belajar dan
membantu pengajar untuk menggunakan waktu secara lebih baik dan
pengurangan beban guru dalam menyampaikan informasi, sehingga dapat lebih
banyak membina dan mengembangkan gairah belajar siswa
2. Memberikan kemungkinan pembelajaran yang sifatnya lebih individual
melalui: pengurangan kontrol guru yang kaku dan tradisional serta pemeberian
kesempatan kepada murid untuk belajar sesuai dengan kemampuannya
3. Memeberikan dasar lebih ilmiah terhadap pengajaran melalui: perencanaan
program pembelajaran yang lebih sistematis dan pengembangan bahan belajar
berbasis penelitian.
30
4. Lebih memantapkan pembelajaran melalui: peningkatan kemampuan manusia
dalam penggunaan berbagai media komunikasi serta penyajian data dan
informasi secara lebih konkrit.
5. Memungkinkan belajar secara seketika melalui: pengurangan jurang pemisah
antara pelajaran yang bersifat verbal dan abstrakdengan realitas yang sifatnya
konkrit dan memberikan pengetahuan yang bersifat langsung.
6. Memungkinkan penyajian pembelajaran yang lebih luas, terutama dengan
adanya media massa melalui: pemanfaatan secara bersama yang lebih oleh luas
tenaga tentang kejadian yang langka dan penyajian informasi yang mampu
menembus batas geografis.
Dari uraian fungsi sumber belajar di atas dapat disimpulkan bahwa belajar
berbasis sumber belajar dapat memberikan beberapa keuntungan kepada peserta
didik seperti memungkinkan untuk menemukan bakat terpendam pada diri
seseorang yang selama ini tidak tampak dan memungkinkan pembelajaran
berlangsung terus menerus dan belajar menjadi lebih mudah diserap dan lebih siap
diterapkan sehingga seseorang mampu belajar sesuai kecepatan dan dengan waktu
yang tersedia (Abdullah, 2012).
2.6.2 Syarat Sumber Belajar
Hasil penelitian agar dapat digunakan sebagai sumber belajar harus melalui
beberapa prosedur diantaranya identifikasi proses dan hasil penelitian, pengkajian
proses dan hasil yang releven antara permasalahan dengan mata pelajaran biologi
SMA. Pelaksanaan proses penelitian menghasilkan fakta-fakta yang selanjutnya
31
menjadi konsep dan prnsip yang merupakan hasil penelitian (Cahyani & Suhartanti,
2015).
Analisis proses penelitian dilakukan sesuai langkah-langkah metode ilmiah
menurut (Djohar dalam Cahyani, 2015) dimana langkah-langkah metode ilmiah
meliputi perumusan masalah, perumusan tujuan penelitian, penyusunan prosedur
kerja, pelaksanaan penelitian, analisis data, pembahasan hasil penelitian dan
penarikan kesimpulan. Analisis proses yang dilakukan berdasarkan penelitian dapat
diketahui bahwa proses yang dilakukan selama penelitian telah sesuai dengan
langkah-langkah metode ilmiah karena setiap prosedur yang dilakukan selama
penelitian telah sesuai dengan langkah-langkah metode ilmiah telah dilakukan dan
dapat diketahui dari hasil penelitian dengan sistematis dan jelas.
Selanjutnya dilakukan analisis isi untuk mengetahui potensi hasil penelitian
sebagai alternatif sumber belajar belajar biologi berdasarkan syarat-syarat sumber
belajar yaitu kejelasan potensi, kesesuaian dengan tujuan, kejelasan sasaran,
kejelasan sasaran eksplorasi, kejelasan informasi yang diungkap dan kejelasan
perolehan yang diharapkan (Cahyani & Suhartanti, 2015)
2.6.3 Manfaat Sumber Belajar
Menurut (Ikhsan, Sulaiman, & Ruslan, 2017) sumber belajar bermanfaat
untuk memfasilitasi kegiatan belajar mengajar agar menjadi lebih efektif dan
efisisen. Adapun manfaat sumber belajar sebagai berikut:
1. Memberikan pengalaman belajar yang lebih konkret dan langsung
32
2. Menyajikan sesuatu yang tidak mungkin diadakan, dikunjungi, atau dilihat
secara langsung
3. Menambah dan memperluas cakrawala sains yang ada di dalam kelas
4. Memberikan informasi yang akurat dan terbaru
5. Membantu memecahkan masalah pendidikan dalam lingkup makro maupun
mikro
6. Memberikan motivasi positif, dan
7. Merangsang siswa untuk berfikir kritis, merangsang untuk bersikap lebih
positif serta berkembang lebih jauh.
Dengan demikian proses dan hasil penelitian ini bisa digunakan sebagai
sumber belajar, namun harus dikaji terlebih dahalu secara mendalam dan sistematik
dari hasil penelitian untuk dijadikan sumber belajar (Nurcahyo, 2012) karena suatu
hasil penelitian dapat dimanfaatkan sebagai sumber belajar biologi ditinjau dari segi
proses dan produknya.
2.6.4 Pemanfaatan Handout Sebagai Sumber Belajar
Penggunaan media pembelajaran handout sebagai suplemen penunjang
dalam proses belajar siswa dapat meningkatkan pemahaman yang dapat dilihat dari
hasil belajar kognitif yang telah dibuktikan dengan hasil analisis dan rerata hasil
pretest dan postest. Bahan ajar handout merupakan bahan ajar tertulis yang berisi
materi yang mencakup konsep penting pembelajaran, selain itu handout merupakan
sumber belajar penunjang serta media pesan dalam proses pembelajaran sehingga
guru tidak menjadi satu-satunya penyampai informasi dan sumber belajar. Pada
dasarnya pembelajan biologi berupaya untuk membekali siswa dengan berbagai
33
kemampuan tentang cara mengetahui dan memahami konsep atau fakta secara
mendalam. Sumber belajar disusun dengan pertimbangan kebutuhan siswa dan
materi secara kontekstual. Keberadaan sumber belajar handout dalam proses belajar
membantu siswa, sebab siswa telah membaca konsep penting dan menambahkan
catatan singkat yang diperoleh melalui diskusi kelompok (Wulandari, Suarsini, &
Ibrohim, 2016)
34
2.7 Kerangka Konsep
kerangka konseptual dalam penelitian ini telah disajikan dalam gambar
sebagai berikut:
Gambar 2. 4 Kerangka Konsep
Penambahan daya lampu yang berbeda akan
berpengaruh dalam pembentukan klorofil dan
proses fotosintesis pada pertumbuhan
tanaman buah naga, hal ini terjadi karena
klorofil dapat menyerap cahaya violet biru dan
merah sehingga memantulkan cahaya hijau
Pengaruh
Mempengaruhi
Pengaruh penyinaran
terhadap jumlah kadar
klorofil dan hasil
panen tanaman buah
naga
Batang buah
naga
Data hasil penelitian berupa
akumulasi kadar klorofil dan
hasil panen yang didapat Sumber Belajar Biologi
Tanaman buah naga
Faktor eksternal Faktor internal
Kadar
klorofil Cahaya
Faktor eksternal dan internal
pertumbuhan tanaman buah naga
yang berpengaruh adalah cahaya
dan kandungan klorofil
Lampu Sinar matahari
Kadar
klorofil
Hasil panen
tanaman buah
naga
35
2.8 Hipotesis Penelitian
Adapun hipotesis penelitian ini adalah:
1. Ada pengaruh perlakuan penambahan daya lampu yang berbeda terhadap kadar
klorofil pada tanaman buah naga (Hylocereus cortaricensis)
2. Ada pengaruh perlakuan penambahan daya lampu yang berbeda terhadap hasil
panen tanaman buah naga (Hylocereus cortaricensis)