12

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Landasan Teori

2.1.1 Nematoda Puru Akar (Meloidogyne incognita)

2.1.1.1 Klasifikasi Nematoda Puru Akar (Meloidogyne incognita)

Nematoda parasitik kebanyakan dapat dijumpai di dalam inang yang cukup

besar dan cocok untuk hidupnya, termasuk cacing tanah, serangga, binatang berkaki

lunak (molusca) dan binatang bertulang belakang (vertebrata). Nematoda parasitik

dapat hidup pada semua bagian tumbuhan, termasuk kuncup bunga, daun, batang

dan akar. Kerusakan yang ditimbulkan oleh nematoda pada populasi yang rendah

biasanya ringan, tetapi pada populasi yang tinggi dapat mengakibatkan kerusakan

berat atau dapat mematikan inangnya. Beberapa nematoda dapat mengurangi

kemampuan tanaman untuk mencegah infeksi jamur, jadi nematoda dapat

mengakibatkan kerusakan ganda, dan yang lain dapat menularkan penyakit

antartanaman inang (Dropkin, 1992).

Semua nematoda parasitik tumbuhan termasuk dalam filum nematoda.

Kebanyakan genus nematoda parasitik tumbuhan yang penting termasuk ordo

Tylenchida, tetapi ada beberapa yang termasuk ordo Dorlaimida. Meloidogyne

incognita termasuk dalam ordo Tylenchida (Agrios, 2004). Berikut adalah

kalsifikasi M. incognita:

13

Kingdom : Animalia Filum : Nematoda Kelas : Anelida Ordo : Tylenchida Famili : Meloidogynidae Genus : Meloidogyne Spesies : Meloidogyne incognita

Habitat asli dari spesies Meloidogyne masih tidak diketahui. Distribusi dari

tanaman yang terserang nematoda puru akar tersebar secara luas, hal tersebut

menyebabkan kesulitan dalam mengidentifikasi spesies asli dari daerah tersebut,

spesies yang telah beradaptasi lama ditempat tersebut, spesies yang beradaptasi

dengan iklim dan mampu untuk bertahan hidup, atau spesies yang hanya bertahan

hidup selama beberapa tahun (Taylor, 1978). Meloidogyne incognita hidup di

daerah tropis, di daerah sekitar equator, dengan suhu 250 – 300C.

2.1.1.2 Morfologi dan Anatomi Nematoda Puru Akar (Meloidogyne incognita)

Nematoda betina berwarna transparan, berbentuk seperti seperti botol, botol

atau buah pear bersifat endoparasit yang tidak terpisahkan. Panjangnya lebih dari

0,5 mm dan lebarnya antara 0,3-0,4 mm. Stiletnya lemah, panjang stilet 12-15 µm,

melengkung kearah dorsal. Memiliki pangkal knop yang jelas. Nematoda betina

dewasa mempunyai leher pendek dan tanpa ekor. Nematoda betina ususnya tidak

jelas bentuknya dan tidak dihubungkan dengan rektum. Uterus kedua gonadnya

bertemu pada suatu tempat sedikit di depan vulva. Telur-telurnya diletakkan di

dalam kantung telur yang terdapat di luar tubuh betina dan disekresikan oleh sel-sel

kelenjar rektum. Memiliki pola yang jelas pada stiasi yang terdapat di sekitar vulva

dan anus disebut pola perineal yang dapat dipergunakan untuk identifikasi jenisnya

(Saxena & Mukerji, 2007).

14

Nematoda jantan dewasa berbentuk memanjang bergerak lambat di dalam

tanah. Panjangnya bervariasi maksimum 2 mm, sedangkan perbandingan antara

panjang tubuh dan lebarnya mendekta 45. Kepalanya tidak berlekuk, panjang

stiletnya hampir dua kali panjang stilet betina. Bagian posterios berputar 1800

memiliki 1-2 testis (Dropkin, 1992).

Kulit nematoda terdiri dari kutikula dan hypodermis. Kutikula terdiri dari zat-

zat protein seperti keratin dan matrisin. Kutikula tidak berwarna, nematoda dapat

bergerak seperti ular jika terdapat air. Selama pertumbuhan, kutikula akan

ditinggalkan. Rongga mulut nematoda parasit tumbuhan, memiliki stilet berlubang

yang dapat ditarik atau dikeluarkan dengan gerakan urat-urat. Dengan stilet ini,

nematoda menusuk sel dan isi sel-sel tumbuhan dapat diisap. Aktifitas menghisap

ini dilakukan dengan gerakan otot-otot (yang berada di dalam bulbus) di dalam

kerongkongan (esofagus). Setelah menusuk sel tumbuhan inang, nematoda

memasukkan sedikit air liur ke dalam sel, sehingga isi sel lebih mudah dicerna

(Sastrahidayat, 1992).

15

Gambar 2.1 Morfologi dan anatomi nematoda Meloidogyne incognita jantan dewasa (Eisenback, 1985)

16

Gambar 2.2 Morfologi dan anatomi nematoda Meloidogyne incognita betina dewasa (Eisenback, 1985)

2.1.1.3 Siklus Hidup Nematoda Puru Akar (Meloidogyne incognita)

Umumnya siklus hidup nemtoda parasit terdiri dari 6 tahapan, yaitu telur,

juvenile 1 sampai juvenile IV, dan nematoda dewasa. Lama setiap tahapan dari

17

siklus hidup nematoda berbeda antar spesies satu dengan spesies lainnya, serta

dipengaruhi oleh faktro suhu, kelembapan dan jenis tanaman inangnya. Nematoda

yang berada pada kondisi menguntungkan, seperti di daerah tropis, akan memiliki

siklus hidup yang relatif singkat dan bisa menghasilkan beberapa generasi per

musim (Coyne, 2014). Siklus hidup nematoda puru akar umumnya sekitar 14 hari.

Satu daur hidup telur sampai telur generasi berikutnya dapat diselesaikan dalam

waktu 2-4 minggu pada kondisi lingkungan optimum, khususnya suhu, tetapi akan

berlangsung lebih lama pada suhu yang lebih dingin. Stadia telur berlangsung

selama 5 hari, telur disimpan di dalam kantung telur nematoda betina yang

didalamnya terdapat matriks gelatin (Taylor, 1978).

Jumlah telur yang dihasilkan oleh nematoda dalam satu kelompok telur

mencapai 400-1000 telur atau lebih, bahkan apabila tanaman inang dan lingkungan

cocok bisa mencapai 2800 telur. Telur berbentuk elip dengan ukuran 67-128 µm x

30–35 µm (Winarto, 2008). Pergantian kulit untuk pertama kalinya (larva stadia I)

terjadi di dalam telur, biasanya jika setelah menetas dari telur (larva stadia II) masuk

ke dalam akar dengan menembus akar dengan stiletnya (Agrios, 2004). Pergantian

kulit kedua dalam waktu 18 hari diikuti dengan pergantian kulit ketiga dan keempat

antara 18-24 hari. Nematoda betina tumbuh dengan cepat antara hari ke-24 hingga

hari ke-30. Massa telur tampak setelah hari ke-27 sampai hari ke-30. Telur-telur ini

mulai tersimpan pada hari ke-30 sampai pada hari ke-40 (Taylor, 1978).

Dropkin (1992) menjelaskan bahwa larva stadia II muncul pada suhu dan

kelembapan yang sesuai serta bergerak ke dalam tanah menuju ke ujung akar yang

sedang memanjang, merusak sel-sel dengan menancapkan stiletnya berulang-ulang.

18

Setelah bisa masuk ke dalam akar larva bergerak diantara sel-sel. Luc, et al., (1995)

menyatakan larva dapat tinggal di dalam puru atau berpindah secara interseluler

melalui jaringan parenkim korteks menuju tempat makanan baru di dalam jaringan

akar yang sama. Menurut Hussey & Barker (1973) dalam Wijayanti (2015) larva

instar II ini merupakan stadia yang sangat aktif dan infektif.

Gambar 2.3 Siklus hidup nematoda puru akar (Meloidogyne incognita) (Coyne, et al., 2014)

Pada umumnya Meloidogyne spp., berkembangbiak secara partenogenesis

dengan fase telur yang terdiri dari 4 stadium larva dan dewasa. Pergantian kulit

pertama kali terjadi didalam telur, sedangkan tiga pergantian berikutnya terjadi

19

didalam jaringan tanaman (Sastrahidyat, 1992). Fase telur ini mengalami pergantian

kulit menjadi juvenile I. Setelah itu, telur menetas, ganti kulit kedua dan memasuki

fase juvenile II. Kemudian berkembang, ganti kulit ketiga memasuki fase juvenile

III. Juvenile terus berkembang, ganti kulit keempat dan memasuki fase juvenile IV.

Dari fase juvenile IV memasuki fase dewasa jantan dan betina. Meloidogyne spp.

jantan dan betina dewasa tubuhnya membesar sehingga aktivitas geraknya terbatasi,

betina akan mengandung telur yang jumlahnya banyak, ukuran tubuh betina akan

terus membesar, tetapi jantan dewasa akan kembali ke ukuran ramping seperti

semula. Pada fase hidup bebas, larva stadium kedua infektif melakukan migrasi

melalui tanah untuk menemukan akar tanaman yang sesuai, kecuali jika telur-telur

dihasilkan didalam puru atau didalam umbi tanaman, dimana saat telur telah

menetas dapat berpindah ke sisi makanan yang lain tanpa harus muncul ke atas

permukaan tanah (Ayuningtyas, 2008).

Larva masuk ke dalam jaringan tanaman dan bergerak ke arah silinder pusat,

tetapi seringkali berada di daerah pertumbuhan akar samping. Di daerah dekat

silinder pusat tersebut larva menetap dan menyebabkan perubahan sel-sel yang

menjadi makanannya. Larva selanjutnya menggelembung dan melakukan

pergantian kulit untuk kedua dan ketiga kalinya tanpa makan, selanjutnya larva

akan menjadi jantan dewasa atau betina dewasa. Penentuan jenis kelamin ini

ditentukan oleh faktor lingkungan. Pada kondisi tertekan atau stres misalnya

kepadatan tinggi dan suhu tinggi, cadangan makanan sedikit atau ketidaksesuaian

tanaman inang maka presentase jantan lebih besar. Nematoda jantan akan lebih

banyak terbentuk jika akar terserang berat dan zat makanan tidak mencukupi untuk

20

perkembangan nematoda. Nematoda jantan berbentuk memanjang di dalam

kutikula stadium larva ke empat selanjutnya keluar dari jaringan akar. Sedangkan

nematoda betina masih berada di dalam jaringan tanaman dengan bagian posterior

tubuhnya berada pada permukaaan akar (Dropkin, 1992).

Gambar 2.4 Tahapan siklus hidup nematoda bengkak akar; A. Telur nematoda yang juvenil II, b. Juvenil II yang menetrasi ke jaringan tanaman, C. Nematoda bengkak akar betina pada akar tanaman yang menyebabkan pembentukan dan memakan “giant cells”, D. Bagian longitudinal Meloidgyne betina memakan giant cells, E. nematoda bengkak akar betina bertelur di luar akar (Agrios, 2005).

2.1.1.4 Mekanisme Infeksi Nematoda Puru Akar (Meloidogyne incognita)

Akar tanaman yang terinfeksi NPA dapat mengakibatkan timbulnya puru bulat

atau memanjang dengan ukuran yang bervariasi. Apabila tanaman terinfeksi berat

21

oleh NPA, sistem akar yang normal akan berkurang sampai batas jumlah akar yang

berpuru berat dan menyebabkan sistem pengangkutan mengalami gangguan secara

total (Luc et al., 1995). Juvenile fase II masuk kedalam ujung akar melalui

endodermis yang terletak di dekat tudung akar dan terus bergerak menuju titik

tumbuh akar. Juvenile menetap di akar dengan kepala berada didalam silinder

vaskular, tetapi jika juvenile berada di akar yang sudah tua, maka kepala juvenile

akan berada di perisikel akar. Sel-sel yang berada disekitar juvenile mulai

membesar. Dua atau tiga hari setelah juvenile menetap didalam akar, juvenile

menjadi matang, dan beberapa sel disekitar kepala juvenile membesar, inti sel

menjadi poliploid dan mengalami serangkaian pembelahan, sehingga terdapat

ratusan inti sel dan jumlah organel meningkat, beberapa dinding sel rusak dan

hilang, sehingga menimbulkan sel raksasa. Penggabungan dan pembesaran sel

terjadi terus menerus selama 2-3 minggu, dan sel-sel raksasa menggangu jaringan

disekitarnya. Setiap gall biasanya berisi 3-6 sel raksasa. Sel raksasa mengambil

nutrisi dari sel-sel disekitarnya dan menyediakan makanan untuk nematoda.

Dropkin & Nelson (1960) dalam Huang (1985), menjelaskan bahwa Dinding sel

dari sel raksasa tersusun atas selulosa dan pectin, dan tidak mengandung lignin,

suberin. Terdapat kandungan karbohidrat yang tinggi, lemak, asam ribonukleit, dan

protein. Pembengkakan akar terjadi karena sel-sel yang berada disekitar sel raksasa

berkembang dan membelah secara berlebihan, serta diikuti dengan berkembangnya

nematoda dalam akar. Nematoda betina berkembang dan menghasilkan kantung

telur untuk menampung telur-telur nematoda betina. Nematoda betina

mengeluarkan telur-telur dari kantung telur disertai dengan pembelahan korteks.

22

Telur-telur yang telah dikeluarkan dari kantung telur ada yang tetap terlapisi korteks

ataupun tidak (Agrios, 2004).

Gambar 2.5 Mekanisme infeksi nematoda oleh genus Meloidogyne pada akar

tanaman (Agrios, 2004)

Akar yang terinfeksi oleh Meloidogyne incognita mengalami gangguan

diferensiasi xilem dan floem. Sel-sel periskel mengganti beberapa pembuluh kayu

dan tapis di dalam puru akar yang menyebabkan fungsi akar menjadi berkurang.

Akar yang terinfeksi mengalami pertumbuhan baru, pengangkutan air dan nutrisi

dari akar ke bagian permukaan atas tanaman makin berkurang (Dropkin, 1992).

NPA mengeluarkan enzim yang dapat menguraikan dinding sel tumbuhan terutama

terdiri dari protein, polisakarida seperti pektin selulase dan hemiselulase serta patin

sukrosa dan glikosid menjadi bahan-bahan lain. Meloidogyne incognita

23

mengeluarkan enzim selulase yang dapat menghidrolisis selulosa dan enzim

endopektin metal transeliminase yang dapat menguraikan pektin. Terurainya

bahan-bahan penyusun dinding sel ini menyebabkan dinding sel akan rusak dan

terbentuk luka. Selanjutnya nematoda ini bergerak di antara sel-sel atau menembus

sel-sel menuju jaringan sel yang terdapat cukup cairan makanan. Betina NPA yang

bersifat endoparasit sedentari hidup dan berkembang biak di dalam jaringan sel,

mengeluarkan enzim proteolitik dengan melepaskan asam indol asetat (IAA) yang

merupakan heteroauksin tritopan yang diduga membantu terbentuknya puru

(Lamberti & Taylor, 1979).

2.1.1.5 Dampak Infeksi Nematoda Puru Akar (Meloidogyne incognita)

Kerusakan mekanik secara langsung yang disebabkan oleh nematoda sewaktu

makan hanya menyebabkan kerusakan kecil terhadap tumbuhan. Nampaknya

sebagian besar kerusakan disebabkan oleh sekresi air liur yang diinjeksi ke dalam

tumbuhan sewaktu nematoda makan. Nematoda menusuk dinding sel, menginjeksi

air liur ke dalam sel, menghisab sebagian isi sel, dan bergerak terus dalam beberapa

detik. Kemudian, nematoda betina akan menetap pada atau di dalam akar, berkali-

kali menginjeksikan air liur selama nematoda tersebut makan. Proses makan

tersebut menyebabkan sel tumbuhan yang diserang bereaksi, yang mengakibatkan

mati atau hilangnya kekuatan ujung akar dan tunas, terbentuknya luka dan pecahnya

jaringan, berbagai jenis pembengkakan dan puru, serta pengerutan serta berubahnya

bentuk batang dan daun. Beberapa keadaan tersebut disebabkan oleh rusaknya

jaringan yang terinfeksi oleh enzim nematoda, yang dengan atau tanpa bantuan

metabolik yang beracun, menyebabkan jaringan hancur dan matinya sel. Pengaruh

24

lain disebabkan oleh pertumbuhan sel secara abnormal (hipertrofi), dengan

menekan pembelahan sel, atau dengan merangsang pembelahan sel menjadi tidak

terkendali sehingga mengasilkan puru atau membesarnya sejumlah akar-akar lateral

pada atau dekat titik infeksi (Agrios, 2004). Berikut adalah dampak yang timbulkan

oleh infeksi nematoda Meloidogyne terhadap tanaman:

1. Dampak Fisik

a. Perubahan Sistem Perakaran

Meloidogyne memiliki efek penting dalam pertumbuhan akar tanaman,

yaitu menyebabkan pembesaran sel pada akar sehingga terbentuk gall dua kali

lebih besar dari diameter akar yang tidak terinfeksi (Agrios, 2004). Akar yang

terinfeksi memiliki ukuran lebih pendek dibandingkan dengan akar yang tidak

terinfeksi Meloidogyne, memiliki cabang akar dan rambut akar yang lebih

sedikit pula. Sehingga, akar tidak dapat menyerap air dan nutrisi yang ada di

tanah dalam jumlah yang banyak (Taylor, 1978). Infeksi Meloidogyne di akar

menyebabkan akar menjadi kasar dan bergerombol. Beberapa infeksi oleh

nematoda lain menyebabkan akar menjadi lebat dan berukuran kecil, nekrosis

serta membusuk (Agrios, 2004). Ukuran puru dan besarnya puru yang terjadi

dapat memberi petunjuk spesies nematoda puru akar tersebut. Puru yang

ditimbulkan oleh Meloidogyne incognita dan Meloidogyne javanica dapat

menyebabkan timbulnya puru yang besar dan dapat menyerang 90% atau lebih

dari sistem perakaran yang lebih ekstensif dan sering terjadi busuk akar pada

tanaman yang terserang Meloidigyne incognita (Luc, et al., 1995).

25

Gambar 2.6 Gall pada akar tomat yang disebabkan oleh Meloidogyne incognita

(Dokumen Pribadi, 2016)

b. Berkurangnya Fungsi Akar

Kelainan bentuk akar dan berkurangnya fungsi akar menyebabkan tanaman

kerdil, layu, kekeringan, dan gejala lainnya yang disebabkan oleh kekurangan

air dan nutrisi dalam tubuh tumbuhan, meskipun jumlah air dan nutrisi di tanah

berlimpah. Hal ini menyebabkan terganggunya pertumbuhan tumbuhan.

Terdapat juga tanda kekurangan unsur hara nitrogen dan kalium serta ujung dan

tepi daun tampak seperti terbakar (Luc, et al., 1995). Tanaman yang terserang

Meloidogyne dalam tanah dengan kelembapan sesuai keadaan lapang, bobot

kering hanya 10,4% kurang dari tanaman yang tidak terinfeksi. Berkurangnya

fungsi akar tanaman menyebabkan tanaman layu dan menurunnya jumlah berat

kering dari tanaman yang terinfeksi (Taylor, 1978).

26

2. Dampak Fisiologis

Pertumbuhan tanaman sangat dipengaruhi oleh infeksi nematoda dalam hal

panjang tunas dan berat tanaman, sedangkan bobot akar meningkat. Tingkat klorofil

dan karotenoid umumnya naik, sementara total fenol meningkat pada tahap awal

infeksi nematoda, tetapi menurun pada tahap-tahap selanjutnya. Tidak ada efek

pada jumlah protein total tanaman yang terinfeksi, sedangkan kandungan asam

nukleat bervariasi sesuai dengan lama infeksi. Aktivitas amilase meningkat pada

tanaman yang terinfeksi. Nematoda puru akar menyebabkan sel raksasa terbentuk

dalam akar, dan ini mengganggu sistem akar vaskular, mengurangi penyerapan air

dan nutrisi dan transportasi mereka dari akar ke tunas (Abad, 2003). Respon

tanaman nematoda parasit sehingga menyebabkan perubahan morfologi dan

fisiologis yang mempengaruhi proses fotosintesis. Berbeda dengan pengurangan

panjang dan berat tunas, bobot akar meningkat pada tanaman yang terinfeksi,

mungkin karena pembentukan sel-sel raksasa di akar. Gall akar berfungsi sebagai

tempat penyedia air dan nutrisi bagi Meloidogyne. Akibatnya tanaman tidak lagi

mampu memberikan nutrisi pada bagian atasnya. Keterbatasan unsur hara dalam

tanaman mungkin adalah efek pertama dari infeksi nematoda pada fisiologi dan

metabolisme inangnya. Efek ini meningkat dengan durasi infeksi (Melakeberhan et

al., 1987).

Penurunan total klorofil juga telah dilaporkan dalam pusat penelitian kacang

dan padi yang terinfeksi M. javanica di Prancis (Melakeberhan et al, 1986;. Swain

dan Parasad, 1988 dalam Ahmed et al., 2009). Infeksi nematoda menyebabkan daun

banyak kehilangan pigmen fotosintesis (misalnya klorofil) atau pigmen lain yang

27

lebih penting dari photoprotective, seperti zeaxanthin atau β-karoten (Demming &

Adams, 1992 dalam Ahmed et al., 2009). Klorofil dilepaskan dari kloroplas yang

rusak dan harus terdegradasi dengan cepat untuk menghindari kerusakan sel karena

reaktivitas tinggi (Takamiya et al., 2000). Kegagalan untuk mendegradasi klorofil

dapat menyebabkan akumulasi spesies oksigen reaktif (ROS) yang dapat dengan

mudah merusak organel seluler (Foyer et al., 1994;. Wojtaszek, 1997). Itulah

sebabnya klorofil harus terdegradasi dengan cepat setelah serangan patogen

(Kariola et al., 2005).

Kandungan protein mengalami penurunan yang tidak signifikan dalam daun

kacang hijau setelah inokulasi dengan nematoda. Demikian pula, Oka et al., (1997)

menemukan bahwa, pada tahap awal infeksi, tanaman tomat rentan terhadap M.

javanica tidak mengubah komposisi protein terlarut pada daun dibandingkan

dengan tanaman yang tidak terinfeksi. Oleh karena itu, tidak ada (PR) protein

terkait patogenesis (kitinase, glukanase, atau P-14) yang diproduksi di apoplast

daun. Namun, daun tanaman kentang menunjukkan sejumlah besar protein PR

setelah terinfeksi dengan kentang nematoda sista, spesies Globodera (Kosuge et al.,

1989; Rahimi et al., 1996 dalam Ahmed et al., 2009).

Total tingkat fenol meningkat selama tahap awal infeksi tetapi kemudian

menurun. Fenol dapat berfungsi sebagai senyawa pertahanan terhadap patogen

(Kosuge, 1969 dalam Ahmed et al., 2009). Awal kenaikan fenol yang disebabkan

oleh patogen invasi memicu transkripsi messenger RNA yang dikode untuk

fenilalanin ammonia lyase (PAL); meningkatnya jumlah PAL pada saat produksi

membawa sintesis senyawa fenolik (Taiz & Zeiger, 2002). Ketahanan tomat pada

28

serangan M. incognita telah dikaitkan dengan konsentrasi tinggi fenol dalam daun

dan akar (Ahmed et al., 2009). Tingkat yang lebih rendah dari fenol selama tahap

ini terkait dengan oksidasi fenol oleh polyphenoloxidase (PPO). PPO

didistribusikan secara luas pada tanaman dan mengkatalisis hidroksilasi

monophenols ke O-diphenols dan oksidasi mereka untuk O-diquinones (Ahmed et

al., 2009). Tanaman nematoda yang terinfeksi memiliki aktivitas amilase lebih

banyak di batang dan daun dari tanaman kontrol yang tidak terinfeksi. Amilase

memecah pati dan karbohidrat rantai panjang menjadi gula sederhana. Sel-sel

raksasa yang disebabkan oleh nematoda puru akar juga bertindak sebagai tempat

penyimpanan gula, yang diangkut melalui floem (Dorhout et al., 1993). Hal ini

menunjukkan bahwa peningkatan aktivitas amilase di pucuk tanaman yang

terinfeksi dipastikan untuk kelangsungan penyediaan gula melalui floem ke sel

raksasa. Berdasarkan hal tersebut, dapat disimpulkan bahwa nematoda puru akar

membawa perubahan fisiologis yang besar pada tanaman yang terinfeksi, yang

tampaknya menggunakan strategi fisiologis dan biokimia baik untuk menghindari

atau mentoleransi efek samping dari infeksi nematoda (Ahmed et al., 2009).

2.1.2 Tembakau (Nicotiana tabacum)

2.1.2.1 Klasifikasi Tembakau (Nicotiana tabacum)

Tembakau adalah tanaman musiman yang tergolong dalam tanaman

perkebunan. Pemanfaatan tanaman tembakau terutama pada daunnya yaitu untuk

pembuatan rokok. Tanaman tembakau diklasifikasikan sebagai berikut (Cahyono,

1998).

29

Kingdom : Plantae Famili : Solanaceae Sub Famili : Nicotianae Genus : Nicotianae Spesies : Nicotiana tabacum dan Nicotiana rustica

(Suhana dan Tim LIPI, 2010) Nicotiana tabacum atau sering disebut dengan tembakau rokok, merupakan

bahan utama pembuatan rokok. Tembakau rokok berasal dari Hindia Barat,

Argentina, Amerika Tengah, dan Amerika Serikat. Dalam spesies Nicotiana

tabacum terdapat varietas yang amat banyak jumlahnya, dan untuk tiap daerah

terdapat perbedaan kadar nikotin, bentuk daun, dan jumlah daun yang dihasilkan.

Kadar nikotin tembakau banyak dipengaruhi oleh variteas, tanah tempat tumbuh

tanaman, dan kultur teknis serta proses pengolahan daunnya (Abdullah, 1982).

Morfologi tanaman ini berupa herba semusim dengan tinggi batang 0,6-2,5 m.

batang lunak dan sedikit berkayu. Batang berwarna hijau kecokelatan dan

berbentuk bulat. Daun berwarna hijau tua, berbentuk bulat telur, terkadang agak

lanset, daun berukuran 60x20 cm dan yang kecil berukuran 30x10 cm. ujung

daunnya lancup dan permukaan daunnya halus (Suhana dan LIPI, 2010).

Nicotiana tabacum dan Nicotiana rustica mempunyai perbedaan yang jelas.

Pada Nicotiana tabacum, daun mahkota bunganya memiliki warna merah muda

sampai merah, mahkota bunga berbentuk terompet panjang, daunnya berbentuk

lonjong pada ujung runcing, kedudukan daun pada batang tegak, merupakan induk

tembakau sigaret dan tingginya sekitar 120 cm. Adapun Nicotiana rustica, daun

mahkota bunganya berwarna kuning, bentuk daun bulat yang pada ujungnya

tumpul, dan kedudukan daun pada batang mendatar agak terkulai. Tembakau ini

30

merupakan varietas induk tembakau cerutu yang tingginya sekitar 90 cm (Cahyono,

1998).

Daun tembakau merupakan bahan dasara utama pembuatan rokok atau cerutu.

Sebelum dibuat menjadi rokok, daun tembakau dikeringkan hingga berwarna

cokelat muda atau cokelat kehitaman. Setelah itu, baru diolah dengan cara

dipotong-potong hingga halus atau langsung dilinting menjadi cerutu. Selain

sebagai bahan dasar rokok, tembakau juga dapat digunakan untuk bahan obat

tradisional. Tumbuhan daun tembakau yang ditambah minyak tanah dapat diapaki

untuk mengobati borok atau luka. Rebusan air temabaku dapat digunakan sebagai

obat antihama tanaman, sedangkan minyak dari biji tembakau dapat digunakan

sebagai minyak cat (Suhana dan LIPI, 2010).

2.1.2.2 Syarat Tumbuh Tanaman Tembakau (Nicotiana tabacum)

a. Tanah

Setiap jenis tembakau menghendaki jenis tanah yang berbeda, namun ada

syarat khusus yang dikehendaki oleh setiap jenis tembakau. Tembakau cerutu

dataran rendah seperti tembakau deli menghendaki tanah yang banyak

mengandung humus. Cerutu dataran tinggi seperti besuki menghendaki tanah

subur yang berasal dari gunug berapi. Tembakau Deli banyak di tanam pada tanah

yang berwarna hitam berdebu dengan kandungan humus 16% dan pH 5-5,6. Ada

juga yang ditanam pada tanah-tanah sedimenter dan tanah alluvial yang endapannya

mengandung bahan drastis (Sudarmo, 2000).

31

Sifat fisik tanah yang penting adalah tekstur dan struktur tanah. Tekstur tanah

alluvial adalah liat berpasir dengan kandungan pasir 50% dengan tekstur debu.

Strutur tanah yang baik untuk budidaya tembakau adalah gembur. Karena tanah

yang demikian itu memudah pertumbuhan dan perkembangan perakaran tanaman,

meningkatkan peredaran udara di dalam tanah sehingga dapat mencegah

menggenangnya air (Matnawi, 1997).

Setiap jenis tembakau memiliki mutu yang khas dan menghendaki ketinggian

tempat penanaman yang berbeda-beda. Jenis tembakau cerutu menghendaki daun

yang tipis dan elastis. Daerah - daerah yang cocok untuk penanaman tembakau

cerutu adalah daerah dataran rendah. Misalnya, daerah Klaten dengan ketinggian

tempat 120 – 300 m dpl., daerah Deli dengan ketinggian tempat 120 – 200 m dpl

(Sudarmo, 2000).

b. Iklim

Keadaan temperatur dan kelembaban udara berbeda-beda sesuai dengan

jenis tanaman tembakau. Tembakau dataran tinggi memerlukan temperatur udara

yang rendah. Tembakau dataran rendah memerlukan temperatur yang tinggi

namun temperatur yang cocok untuk pertumbuhan tembakau pada umumnya

berkisar antara 21 - 320C. Temperatur yang optimal untuk pertumbuhan

tembakau Deli adalah 270C (Cahyono, 1998).

Curah hujan yang dibutuhkan antara tembakau yang satu dengan yang

lainnya tidak sama. Masalah air berperan penting dalam pertumbuhan tanaman.

Misalnya tembakau Deli menghendaki curah hujan berkisar antara 1500 – 2000

mm/tahun. Artinya untuk setiap tahunnya areal daerah tembakau harus dapat

32

mendapatkan siram air hujan sebanyak 1500 – 2000 mm. Untuk pengelolahan

tembakau cerutu mulai pengolahan tanah sampai pemetikan daun yang diinginkan

dibutuhkan 4 bulan kering. Jenis tembakau cerutu biasanya dipetik pada waktu

musim hujan sedang pengolahan tanah dan penanamannya di usahakan pada waktu

musim kemarau (Matnawi, 1997).

Kelembapan udara baik untuk di ketahui guna memperhitungkan saat

merajalelanya perkembangan cendawan seperti penyakit patik. Kelembaban udara

berpengaruh pula pada lamanya pertumbuhan tanaman. Kelembaban udara yang

baik untuk tembakau Deli berkisar antara 62 – 85% (Matnawi, 1997).

2.1.2.3 Kandungan Kimia Pada Tanaman Tembakau (Nicotiana tabacum)

Tanaman tembakau diusahakan terutama dimanfaatkan untuk dirokok, asap

yang dihasilkan diharapkan dapat memberikan kenikmatan bagi perokok. Dari

penelitian diketahui jumlah zat yang dikandung dalam daun tembakau sebanyak

4.000 macam, sedang pada asap tembakau sebanyak 6.000 macam. Tembakau yang

bermutu tunggi aromanya harum, rasa isapnya enteng dan menyegarkan, dan tidak

memiliki ciri-ciri negative misalnya rasa pahit, pedas dan menggigit. Zat-zat yang

berpangaruh pada mutu tembakau dan sap antara lain (Murdyati, 2002).

1. Persenyawaan nitrogen (Nikotin, Protein)

Nikotin merupakan senyawa organic spesifik yang terkadang dalam tembakau.

Apabila dihisap senyawa ini akan menimbulkan rngsangan psikologi bagi

perokok dan membuatnya menjadi ketagihan. Dalam asap nikotin berpengaruh

terhadap beratnya rasa isap. Semakin tinggi kadar nikotin rasa isapnya semakin

berat, sebaliknya tembakau yang kadar nikotinnya rendah rasanya enteng.

33

Protein membuat rasa isap pedas dan menggigit sehingga selama prosesing

senyawa ini harus dirombak menjadi senyawa lain seperti amida dan asam

amino.

2. Senyawa karbohidrat (Pati, pektin, selulosa dan gula)

Pati, selulosa dan pektin merupakan senyawa bertenaga tinggi yang merugikan

aroma dan rasa isap, sehingga dalam prosesing harus dirombak menjadi gula.

Gula mempunyai peranan dalam mengurangi rasa berat dalam pengisapan

rokok, tetapi bila terlalu tinggi menyebabkan panas dan iritasi kerongkongan,

dan menyebabkan tembakau mudah menyerap lengas (air) sehingga lembab.

Dalam asap kesetimbangan gula dan nikotin akan menentukan kenikmatan

dalam merokok.

3. Resin dan minyak atsiri

Getah daun yang berada dalam bulu-bulu daun mengandung resin dan minyak

atsiri dalam pembakaran menimbulkan bau harum pada asap rokok.

4. Asam organik

Asam-asama organik seperti asam oksalat, asam sitrat dan asam malat

membantu daya pijar dan memberikan kesegaran dalam rasa isap.

5. Zat warna (klorofil, xanthofil, karotin)

Apabila klorofil masih ada pada daun tembakau, maka dalam pijaran rokokan

menimbulkan bau tidak enak (apek), sedang xanthofil dan karotin tidak

berpengaruh terhadap aroma dan rasa isap.

34

2.1.3 Bacillus sp.

Genus ini adalah salah satu yang terbesar dan paling banyak ditemui, dan kenal

eksis oleh para ahli taksonomi karena keragaman dan heterogenitasnya yang

ekstrem. Genus Bacillus saat ini terdiri dari 268 spesies dan 7 subspesies walaupun

beberapa di antaranya telah dimasukan ke genus lain, yang biasa ditemukan di

lingkungan dan sebagai kontaminan laboratorium namun beberapa spesies telah

diketahui menyebabkan infeksi pada manusia. Dua spesies Bacillus yang dianggap

penting secara medis, yaitu B. anthracis, yang menyebabkan penyakit antraks, dan

B. cereus, yang menyebabkan penyakit bawaan makanan yang mirip dengan

Staphylococcus.

2.1.3.1 Ekologi Bacillus sp.

Bakteri antagonis ini dapat bertahan pada kondisi lingkungan tertentu, yaitu

dapat bertahan hidup pada suhu -5 sampai 750C, dengan tingkat keasaman (pH)

antara 2-8. Pada kondisi yang sesuai dan mendukung, populasinya akan menjadi

dua kali banyaknya selama waktu tertentu. Waktu ini dikenal dengan waktu

generasi atau waktu penggandaan, yang untuk Bacillus adalah 28,5 menit pada suhu

400C (Soesanto, 2013). Di dalam tanah, bakteri antagonis Bacillus memanfaatkan

eksudat akar dan bahan tanaman mati untuk sumber nutrisinya. Apabila kondisi

tidak sesuai dengan pertumbuhannya, missal karena suhu tinggi, tekanan fisik dan

kimia, atau kahat nutrisi, bakteri akan membentuk endospore. Pembentukan

endospore terjadi selama lebih kurang 8 jam dan dapat bertahan sampai 6 tahun

(Soesanto, 2013).

35

2.1.3.2 Fisiologi Bacillus sp.

Kemampuan fisiologis Bacillus sangat beragam, antara lain peka terhadap

panas, pH, dan salinitas, mampu mereduksi nitrat dan menghidrolisis pati serta

menghidrolisis glukosa (Sopyan, 2009). Bakteri Bacillus ketika diinfeksikan ke

tanaman tidak menampakkan gejala penyakit, baik pada kondisi tertentu

pertumbuhan tanaman maupun di sepanjang pertumbuhan tanaman. Bahkan bakteri

dapat meningkatkan pertumbuhan akar dan tunas tanaman, serta meningkatkan laju

perkecambahan benih. Bakteri mampu melindungi benih dan tanaman dengan jalan

mengoloni daerah perakaran tanaman, serta meningkatkan pertumbuhan tanaman.

Bakteri Bacillus menghasilkan enzim protease, amilase dan kitinase, sebagai enzim

pengurai dinding sel patogen (Soesanto, 2013).

Mekanisme penghambat bakteri antagonis Bacillus adalah melalui antibiosis,

persaingan, dan pemacu pertumbuhan. Bacillus menghasilkan antibiotik yang

bersifat racun terhadap mikroba lain. Antibiotika yang dihasilkannya antara lain

stretovidin, basitrasin, surfaktin, fengisin, iturin A, polimiksin, difisidin dan

mikobasilin. Fengisis dan iturin A merupakan lipoprotein, basitrasin merupakan

polipeptida yang efektif terhadap bakteri gram positif dan bekerja menghambat

pembentukan dinding sel (Soesanto, 2013).

2.1.3.3 Karakteristik Isolat Bacillus sp.

Bakteri Bacillus merupakan bakteri gram positif yang berbentuk batang, bersel

satu, berukuran (0,5-2,5) x (1,2-10) µm, bersifat aerob atau anaerob fakultatif serta

heterotrof, katalase positif, sel gerak yang membentuk endospore. Bacillus sering

tersusun berpasangan atau membentuk rantai dengan ujung bulat atau persegi.

36

Endospore umumnya berbentuk oval atau kadang bulat atau silindris dan sangat

tahan terhadap kondisi buruk, tahan terhadap panas, kering, dan faktor lingkungan

lain yang merusak (Public Health England, 2015). Permukaan sel bakteri ditumbuhi

merata flagellum pristikus (Soesanto, 2013). Beberapa spesies bakteri ini memilki

sifat aeron obligat dan anaerob fakultatif. Pada kondisi lingkungan yang tidak

mendukung bakteri akan menghasilkan endospore sebagai struktur untuk bertahan.

Bacillus dibagi secara luas menjadi tiga kelompok berdasarkan morfologi spora dan

sporangium (Public Health England, 2015). Kelompok-kelompok tersebut adalah:

(1) Kelompok 1, gram positif, menghasilkan spora pusat atau terminal, elips atau

silindris yang tidak menghalangi sporangium: Bacillus anthracis, Bacillus

cereus, Bacillus mycoides, Bacillus thuringiensis dan Bacillus megaterium.

(2) Kelompok 2, gram positif dengan spora spellia dan sporangia bengkak: Bacillus

pumilus, Bacillus subtilis, Bacillus circulans, Bacillus coagulans dan Bacillus

licheniformis. Bacillus alvei, Bacillus brevis dan Bacillus macerans termasuk

dalam kelompok ini namun sejak itu telah diklasifikasikan ulang ke genus

lainnya.

(3) Kelompok 3, gram positif, sporangia bengkak dengan spora terminal atau

subterminal: Bacillus sphaericus.

Dalam beberapa tahun terakhir, telah terjadi perkembangan taksonomi dalam

dua kelompok genus Bacillus yang terpilih. Mereka disebut kelompok B. subtilis

dan kelompok B. cereus (Fritze, 2004).

Koloni Bacillus sp. memiliki bentuk yang berbeda-beda sesuai dengan

kelompok bakteri tersebut (Public Health England, 2015), tetapi memiliki bentuk

37

umum yaitu, koloni berbentuk bulat dan datar, dengan pinggir bergerigi dan

berwarna putih atau abu-abu. Berikut adalah karakteristik koloni bakteri sesuai

dengan kelompok-kelompoknya:

Tabel. 2.1 Karakteristik koloni Bacillus sp. pada media agar

Organisme Karakteristik koloni Bacillus pada media agar setelah dinkubasi selama 18-24 jam pada suhu 35o-

37oC. B. anthracis Koloni berbentuk datar dan tidak beraturan, dengan

diameter 2-5 mm, berwarna abu-abu atau putih dan sedikit transparan. Koloni menunjukkan bentuk yang jelas, yaitu membentuk lingkaran.

Kelompok B. cereus (B. cereus, B.

mycoides, B.

pseudomycoides, B.

thuringiensis, B.

weihenstephanensis)

Penampakan koloni mirip dengan B. anthracis tetapi koloni B. cereus berwarna krem sampai putih atau abu-abu dan memiliki sedikit warna hijau. B. mycoides memiliki koloni dengan penampakan rhizoid atau berbulu yang tersebar di seluruh agar dan menutupi seluruh permukaan medium dalam 48 jam.

Kelompok Bacillus

subtilis Koloni berukuran besar (2-7 mm) dengan penampakan buram tetapi sedikit bening, namun tidak jarang koloni menjadi buram. Warna bervariasi. Morfologi koloni yang bervariasi, beberapa spesies dapat menghasilkan koloni keropos atau koloni kerontang.

Bacillus yang digunakan pada penelitian kali ini adalah Bacillus hasil isolasi

dari tanah Naibonat, NTT. Hasil isolasi tersebut diberi nama BN 1, BN 2, BN 3,

BN 4, dan BN 5. BN 1 merupakan isolasi Bacillus dari tanah hutan di Naibonat,

BN 2 merupakan isolasi Bacillus dari tanah yang ditanami sorgum, BN 3

merupakan isolasi Bacillus dari tanah yang ditanami padi, kacang hijau, dan kayu

jati, BN 4 merupakan isolasi Bacillus dari tanah Jember, dan BN 5 merupakan

isolasi Bacillus yang muncul dari hasil kontaminasi perlakuan kontrol.

38

2.1.3.4 Peranan Bacillus sp.

Bila dibandingkan dengan bakteri lain, Bacillus memilki beberapa kelebihan

diantaranya lebih bisa bertahan hidup dalam waktu dan kondisi lingkungan yang

tidak menguntungkan. Bisa bertahan hidup pada kondisi suhu 800C maka dari itu

peranannya sangat penting sehingga bisa membuat lingkungan yang kondusif bagi

pertumbuhan tanaman. Spesies Bacillus sering digunakan sebagai pengendalai

hayati penyakit akar. Anggota genus ini mempunyai keuntungan, khususnya karena

bakteri membentuk spora yang mudah disimpan dan mempunyai daya hidup lama,

dan relative mudah diinokulasi ke dalam tanah. Antagonis ini juga mampu bersaing

dengan patogen tular-tanah dalam hal ruang untuk hidup dan makanan, yang berasal

dari eksudat akar atau bahan organik yang ada di dalam tanah. Bacillus dapat

dengan cepat mengoloni akar tanaman sehingga patogen terhalang dalam mencapai

permukaan akar. Selain itu, bakteri antagonis ini juga menghasilkan hormon yang

secara langsung merangsang pertumbuhan akar, yaitu auksin, sehingga dikenal

dengan PGPR. Bakteri juga secara tidak langsung membantu menyediakan atau

melarutkan unsur hara dengan bantuan enzim fitase, sehingga mudah diserap akar

tanaman (Soesanto, 2013).

Bacillus sp. juga bisa menghambat penetasan telur nematoda dengan cara

memproduksi komponen exotoxin sebagai hasil metabolisme dan juga dapat

mempengaruhi juvenile nematoda. Efek antagonis terhadap M. incognita

menyebabkan permeabilitas kutikula juvenile, ditandai dengan permeabilitas

selektif dan efek yang sangat jelas terjadi dengan penetasan dalam telur berkurang

(Akhtar et al, 2012). Bakteri dari jenis Bacillus diketahui sebagai bakteri penghasil

39

atau memproduksi enzim kitinolitik, yang mana enzim kitinase bertanggungjawab

untuk mendegradasi pembentukan kitin pada dinding telur nematoda dan massa

telur sehingga bakteri ini dikenal dengan bakteri kitinolitik (Wijayanti, 2015).

Selain berperan sebagai bakteri antagonis, Bacillus juga berperan dalam induksi

ketahanan. Harni et al., (2011) menjelaskan bahwa bakteri Bacillus menginduksi

ketahanan tanaman dengan cara meningkatkan kadar asam salsilat, peroksidase dan

fenol. Mekanisme dalam menginduksi ketahanan tanaman dengan cara

mengkolonisasi jaringan tanaman sehingga akan menstimulasi tanaman untuk

meningkatkan beberapa produksi senyawa metabolit yang berperan dalam

ketahanan tanaman. Misalnya enzim peroksidase yang berperan dalam peningkatan

aktifitas kitinase, fitoaleksin PR protein serta β-1.3 glukanase (Press et al., 1997

dalam Wijayanti, 2015).

2.1.4 Sumber Belajar

2.1.4.1 Pengertian Sumber Belajar

Kurikulum 2013 merupakan kurikulum terbaru yang memungkinkan siswa

untuk belajar tidak harus didalam kelas, sehingga dimungkinkan untuk

pembelajaran diluar kelas dengan pengamatan objek secara langsung. Proses

belajar bersifat individual dan konstekstual, artinya proses belajar terjadi dalam diri

peserta didik sesuai dengan perkembangannya dan lingkungannya. Peserta didik

seharusnya tidak hanya belajar dari guru atau pendidik saja, tetapi dapat pula belajar

dari berbagai sumber belajar yang tersedia dilingkungannya. Sumber belajar

memiliki pengertian yang sangat luas. Sumber belajar adalah suatu sistem yang

40

terdiri dari sekumpulan bahan atau situasi yang diciptakan dengan sengaja dan

dibuat agar memungkinkan peserta didik belajar secara individu (Warsita, 2008).

Menurut Sukorini (2007) dalam Warsita (2008), sumber belajar meliputi apa saja

dan siapa saja yang memungkinkan peserta didik dapat belajar. Setiap sumber

belajar harus memuat pesan pembelajaran dan harus ada interaksi timbal balik

antara peserta didik dengan sumber belajar tersebut. Sumber belajar dapat juga

berarti satu set bahan dan situasi yang sengaja diciptakan untuk menunjang peserta

didik belajar. Peranan sumber-sumber belajar (guru, dosen, buku, film, majalah,

laboratorium, peristiwa, dan sebagainya) memungkinkan individu berubah dari

tidak tahu menjadi tahu, dari tidak mengerti menjadi mengerti, dari tidak terampil

menjadi terampil, dan menjadikan individu dapat membedakan mana yang baik

dana mana yang tidak baik. Jadi, segala apa yang bisa mendatangkan manfaat atau

mendukung dan menunjang individu untuk berubah kearah yang lebih positif,

dinamis atau menuju perkembangan dapat disebut sumber belajar.

Menurut Assosiasi Teknologi Komunikasi Pendidikan/AECT, sumber belajar

adalah meliputi semua sumber baik berupa data, orang tua atau benda yang dapat

digunakan untuk memberi fasilitas (kemudahan) belajar bagi peserta didik. Warsita

(2008) menuturkan bahwa sesunguhnya sumber belajar itu banyak jenisnya.

Adapun sumber belajar itu meliputi pesan (message), orang (people), bahan

(materials), alat (device), teknik (tehnique), lingkungan (setting), dan lainnya yang

bisa digunakan untuk memberikan kemudahan bagi siswa dalam belajar dan

menambah pengetahuannya. Jenis-jenis sumber belajar diantaranya adalah:

41

a. Pesan adalah informasi pembelajaran yang akan disampaikan, dapat berupa ide,

fakta, ajaran, nilai, dan data. Dalam sistem persekolahan, pesan ini berupa

seluruh mata pelajaran yang disampaikan kepada peserta didik.

b. Orang adalah manusia yang berperan sebagai pencari, penyimpan, pengolah,

dan penyaji pesan. Contohnya, guru, dosen, pustakawan, instruktur, pelatih

olahraga, tenaga ahli, produser, peneliti dan masih banyak lagi, bahkan

termasuk peserta didik itu sendiri.

c. Bahan adalah perangkat lunak (software) yang mengandung pesan-pesan

pembelajaran yang biasanya disajikan melalui peralatan tertentu ataupun oleh

dirinya sendiri. Contohnya, buku teks, modul, transparasi (OHP), kaset program

audio, kaset program video, program slide suara, pembelajaran berbasis

computer, film dan lain-lain.

d. Alat adalah perangkat keras (hardware) yang digunalan untuk menyajikan

pesan yang tersimpan dalam bahan. Contohnya, OHP, proyektor slide, tape

recorder, video/CD player, computer, proyektor film dan lain-lain.

e. Teknik adalah prosedur atau langkah-langkah tertentu yang disiapkan dalam

menggunakan bahan, alat, lingkungan dan orang untuk menyampaikan pesan.

Misalnya demonstrasi, diskusi, praktikum, pembelajaran mandiri, sistem

pendidikan terbuka/jarak jauh, tutorial tatap muka dan sebaginya.

f. Latar/lingkungan adalah situasi di sekitar terjadinya proses pembelajaran

tempat peserta didik menerima pesan pembelajaran. Lingkungan dibedakan

menjadi dua macam, yaitu lingkungan fisik dan lingkungan nonfisik.

Lingkungan fisik contohnya, gedung sekolah, perpustakaan, laboratorium, aula,

42

bengkel dan lain-lain. Sedangkan lingkungan nonfisik contohnya, tata ruang

belajar, ventilasi udara, cuaca, suasana lingkungan belajar dan lain-lain.

Warsito (2008), menyatakan yaitu jika ditinjau dari tipe atau asal-usulnya,

sumber belajar dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu:

a. Sumber belajar yang dirancang (learning resouces by design) yaitu sumber

belajar yang secara khusus atau sengaja dirancang atau dikembangkan untuk

mencapai tujuan pembelajaran tertentu. Contohnya, buku pelajaran, modul,

program VCD pembelajaran, program audio pembelajaran, transparansi, CAI

(Computer Asisted Instruction), programmed instruction dan lain-lain.

b. Sumber belajar yang sudah tersedia dan tinggal diamanfaatkan (learning

resources by utilization), yaitu sumber belajar yang secara tidak khusus

dirancang atau dikembangkan untuk keperluan pembelajaran, tetapi dapat

dipilih dan dimanfaatkan untuk keperluan pembelajaran. Contohnya, surat

kabar, siaran televise, pasar, sawah, waduk, pabrik, museum, kebun binatang,

pabrik, terminal, dan lain-lain.

Memilih sumber belajar hendaknya tidak dilakukan secara sembarangan,

melainkan didasarkan atas kriteria tertentu. Pantiwati (2010) menyebutkan bahwa

secara umum kriteria yang harus dipertimbangkan dalam pemilihan sumber belajar,

diantaranya:

a. Ekonomis atau biaya, apakah ada biaya untuk penggunaan suatu sumber belajar

(yang memerlukan biaya)

b. Teknis (tenaga), apakah guru atau pihak lain yang mengoperasikan alat yang

digunakan sebagai sumber belajar

43

c. Bersifat praktis dan sederhana, yaitu mudah dijangkau dan mudah dilaksanakan

d. Bersifat fleksibel, maksudnya sumber belajar jangan bersifat kaku atau paten

tapi harus mudah dikembangkan

e. Relevan dengan tujuan pengajaran

f. Dapat membantu efisiensi dan kemudahan pencapaian tujuan pengajaran

g. Memiliki nilai positif bagi proses pengajaran khususnya bagi peserta didik

sesuai dengan interaksi dan strategi pengajaran yang telah dirancang.

Sumber belajar yang ada dan media pembelajaran yang tersedia sangat

membantu dalam upaya mencapai keberhasilan proses pembelajaran di sekolah.

Menurut Setiawan (2008) dalam Imtihana et al., (2014) menyatakan bahwa proses

pembelajaran biologi yang dilakukan guru hendaknya memungkinkan terjadinya

pengembangan pemahaman konsep, sikap, dan meningkatkan minat siswa terhadap

pelajaran biologi. Siswa dapat menggali pengetahuan dan pengalaman sendiri

sehingga peran guru dalam pembelajaran hanya sebagai pemandu dan fasilitator.

Disinilah peran utama guru dituntut mempunyai pemikiran dalam memilih dan

mengembangkan sumber belajar dan media pembelajaran yang ada, sehingga

sumber belajar lainnya dapat diamnfaatkan dengan baik dan benar.

Media pembelajaran memiliki manfaat untuk (1) memperjelas pesan agar tidak

terlalu verbalitas; (2) mengatasi keterbatasan ruang, waktu, tenaga dan daya indra;

(3) menimbulkan gairah belajar, interaksi lebih langsung antara peserta didik

dengan sumber belajar; (4) memungkinkan peserta didik untuk belajar mandiri

sesuai dengan bakat dan kemampaun visual, auditori, dan kinestiknya; dan (5)

44

memberi rangsangan yang sama, mempersiamakan pengalaman dan menimbulkan

persepsi yang sama antar peserta didik (Pusbukur, 2008).

Buku tentang media pembelajaran yang baik memiliki karakteristik berikut: (1)

memuat tentang proses pembuatan dan/atau pemanfaatan media pembelajaran yang

benar dan sesuai dengan perkembangan teori-teori media pembelajaran mutakhir;

(2) memuat tentang pelaksanaan pembelajaran dengan menggunakan model atau

teknik memanfaatkan media yang sesuai dengan kondisi sekolah (Pusbukur, 2008).

Media pembelajaran dapat diklasifikasikan menjadi beberapa klasifikasi tergantung

dari sudut mana melihatnya. Anderson (1987) mengelompokan media sebagai

berikut:

Tabel 2.1 Klasifikasi (pengelompokan) media No Golongan Media Media Instruksional 1 Audio (Suara) - Pita audio

- Piringan audio - Radio (rekaman asli)

2 Cetak - Buku teks terprogram - Buku pegangan/manual - Buku tugas

3 Audio – Cetak - Buku pegangan siswa dilengkapi kaset - Blanko, diagram, gambar, poster bahan

acuan dan sebagainya yang dilengkapi dengan audio

4 Proyeksi Visual Diam - Film bingkai (slide) - Film rangkai (berisi pesan verbal)

5 Proyeksi Visual Diam dengan Audio

- Film bingkai (slide) suara - Film rangkai suara

6 Visual Gerak - Film bisu dengan judul (caption) 7 Visual Gerak dengan

audio - Film suara - Video/vcd/dvd

8 Benda - Benda nyata - Model tiruan (mock-up)

45

9 Komputer - Media berbasis computer; CAI (Computer

Assisted Intructional) dan CMI (Computer

Managed Instructional)

Dalam menulis buku nonteks pelajaran diperlukan pemahaman tentang

ketentuan dasar dan komponen-komponen yang menjadi karakteristik sebuah

penerbitan buku nonteks pelajaran. Dengan demikian, jika seorang penulis akan

menulis buku nonteks pelajaran selain harus memahami komponen-komponen

buku sebagai kriteria buku nonteks berkualitas, juga di tahap awal harus memahami

komponen dasar buku nonteks pelajaran.

Dalam mengembangkan suatu tulisan, penulis buku nonteks pelajaran dapat

menggunakan bahan-bahan tulisan yang berhubungan dengan keahlian atau

pengalamannya. Bahan-bahan itu dilatari oleh konteks Indonesia yang disajikan

secara sungguh-sungguh dan cermat. Sebelum mengembangkan bahan tulisan itu,

penulis buku nonteks harus meyakini bahwa tulisan tersebut memenuhi kriteria

sebagai buku nonteks pelajaran (Pusbukur, 2008). Kriteria tersebut sebagai berikut:

a. Materi buku yang dikembangkan bukan merupakan acuan wajib bagi

peserta didik dalam mengikuti salah satu mata pelajaran tertentu;

b. Materi buku tidak dilengkapi dengan instrumen evaluasi dalam bentuk

pertanyaan, tes, ulangan, LKS, atau bentuk lainnya;

c. Penerbitan buku tidak disajikan secara serial berdasarkan tingkat kelas;

d. Pengembangan materi tidak terkait secara langsung dengan atau sebagian

Standar Kompetensi/ Kompetensi Dasar dalam Standar Isi;

e. Materi buku dapat dimanfaatkan oleh pembaca lintas jenjang pendidikan

dan tingkat kelas;

46

f. Materi buku dapat diklasifikasikan ke dalam jenis pengayaan (pengetahuan,

keterampilan, atau kepribadian), atau referensi (kamus, ensiklopedia, atlas),

atau panduan pendidik

2.1.4.2 Booklet

2.1.4.2.1 Pengertian Booklet

Booklet termasuk salah satu jenis media grafis yaitu media gambar/foto.

Menurut Simamoro (2009) booklet adalah buku berukuran kecil (setengah kuarto)

dan tipis, tidak lebih dari 30 lembar bolak-balik yang berisi tentang tulisan dan

gambar-gambar. Istilah booklet berasal dari buku dan leaflet artinya media booklet

merupakan perpaduan antara leaflet dan buku dengan format (ukuran) yang kecil

seperti leaflet. Struktur isi booklet menyerupai buku (pendahuluan, isi, dan

penutup), hanya saja cara penyajian isinya jauh lebih singkat dari pada buku.

Booklet merupakan media untuk menyampaikan pesan-pesan dalam bentuk buku,

baik berupa tulisan maupun gambar. Simamora (2009) menuturkan bahwa

pengembangan booklet adalah kebutuhan untuk menyediakan refrensi (bahan

bacaan) bagi kelompok masyarakat yang memiliki keterbatasan akses terhadap

buku sumber karena keterbatasan mereka. Dengan adanya booklet masyarakat ini

dapat memperoleh pengetahuan seperti membaca buku, dengan waktu membaca

yang singkat, dan dalam keadaan apapun. Pembuatan isi booklet sebenarnya tidak

berbeda dengan pembuatan media lainya. Hal yang perlu diperhatikan dalam

membuat booklet adalah bagaimana kita menyusun materi semenarik mungkin.

47

Apabila seorang melihat sekilas kedalam booklet, biasanya yang menjadi perhatian

pertama adalah pada sisi tampilan terlebih dahulu.

2.1.4.2.2 Kelebihan dan Kekurangan Booklet

Kemm & Close (2012) dalam Roza (2012) menuturkan bahwa ada dua

kelebihan booklet diabandingkan dengan media lain, yaitu dapat dipelajari setiap

saat, karena di desain mirip dengan buku dan dapat memuat informasi relative lebih

banyak dibandingkan dengan poster. Sedangkan menurut Ewles (2011) dalam Roza

(2012) booklet memiliki keunggulan sebagai berikut:

a. Dapat digunakan sebagai media atau alat untuk belajar mandiri

b. Dapat dipelajari isinya dengan mudah

c. Dapat dijadikan informasi bagi keluarga dan teman

d. Mudah untuk dibuat, diperbanyak, diperbaiki dan disesuaikan

e. Mengurangi kebutuhan mencatat

f. Dapat dibuat secara sederhana dan biaya yang relative murah

g. Tahan lama

h. Memiliki daya tamping lebih luas

i. Dapat diarahkan pada segmen tertentu

Booklet sebagai media cetak memiliki keterbatasan. Menurut Anderson (1994)

keterbatasan dalam media cetak yaitu:

a. Perlu waktu yang lama untuk mencetak tergantung dari pesan yang akan

disampaikan dan alat yang digunakan untuk mencetak.

b. Sulit menampilakn gerak di halaman pesan atau informasi yang terlalu

banyak dan panjang akan mengurangi niat untuk membaca media tersebut.

48

c. Perlu perawatan yang baik agar media tersebut tidak rusak dan hilang.

Dari pernyataan tersebut dapat ditarik kesimpulan sebagai media cetak, booklet

memiliki kelebihan dapat dibuat dengan mudah dan biaya yang relatif murah serta

lebih tahan lama dibandingkan dengan media audio dan visual serta juga audio

visual. Booklet biasanya digunakan untuk tujuan peningkatan pengetahuan, karena

booklet memberikan informasi yang lebih spesifik. Keterbatasan booklet sebagai

media cetak perlu waktu yang lama untuk mencetak tergantung dari dari pesan dan

alat, relatif mahal untuk mencetak gambar atau foto, sulit menampilkan gerak di

halaman, dapat mengurangi minat pembaca jika terlalu banyak dan panjang dan

perlunya perawatan yang intensif.

2.1.4.2.3 Unsur-Unsur Booklet

Struktur buku pada umumnya terdiri atas tiga bagian, yaitu bagian awal, isi, dan

akhir. Bagian awal minimal terdiri atas kata pengantar atau prakata dan daftar isi,

bagian isi merupakan materi buku, dan bagian akhir minimal terdapat bagian daftar

pustaka yang dapat dilengkapi dengan indeks, glosarium, atau lampiran. Seorang

penulis buku nonteks harus memerhatikan ketiga bagian buku ini, kecuali penulis

buku fiksi atau puisi tidak menggunakan bagian akhir. Dalam mengembangkan

buku nonteks, penulis perlu memerhatikan komponen utama buku nonteks

berkualitas. Komponen-komponen itu berhubungan dengan: (1) materi atau isi

buku, (2) penyajian materi, dan (3) bahasa dan/atau ilustrasi; dan (4) kegrafikaan

(Pusbukur, 2008). Menurut Sitepu (2012) unsur-unsur atau bagian-bagian pokok

yang secara fisik terdapat dalam buku cetak yaitu:

49

a. Kulit (cover) dan isi buku. Kulit buku terbuat dari kertas yang lebih tebal

dari kertas isi buku, fungsi dari kulit buku adalah melindungi isi buku. Kulit

buku terdiri atas kulit depan atau kulit muka, kulit punggung isi suatu buku

apabila lebih dari 100 halaman dijilid dengan lem atau jahit benang tetapi

jika isi buku kurang dari 100 halaman tidak menggunakan kulit punggung.

Agar lebih menarik kulit buku didesain dengan menarik seperti pemberian

ilustrasi yang sesuai dengan isi buku dan menggunakan nama mata

pelajaran.

b. Bagian depan (premlimunaries) memuat halaman judul, halaman kosong,

halaman judul utama, halaman daftar isi dan kata pengantar, setiap nomor

halaman dalam bagian depan buku teks menggunakan angka romawi kecil.

c. Bagian teks memuat bahan pelajaran yang akan disampaikan kepada siswa,

terdiri atas judul bab, dan sub judul, setiap bagian dan bab baru dibuat pada

halaman berikutnya dan diberi nomor halaman yang diawali dengan angka

1 (satu).

d. Bagian belakang buku terdiri atas daftar pustaka, glosarium dan indeks,

tetapi penggunaan glosarium dan indeks dalam buku hanya jika buku

tersebut banyak menggunakan istilah atau frase yang mempunyai arti

khusus dan sering digunakan dalam buku tersebut (Pusbukur, 2008).

Komponen grafika buku nonteks pada dasarnya bukan merupakan bagian yang

harus dilakukan oleh penulis buku. Komponen ini harus diperhatikan oleh penerbit

dan penulis hanya dapat mengeceknya. Adapun komponen grafika yang harus

diperhatikan adalah sebagai berikut.

50

a. Buku dijilid dengan rapi dan kuat;

b. Buku menggunakan huruf dan/atau gambar/ilustrasi yang terbaca;

c. Buku dicetak dengan jelas dan rapi;

d. Buku menggunakan kertas berkualitas dan aman.

2.2 Hasil Penelitian Terdahulu

Penelitian dahulu yang relevan pernah dilakukan oleh Dawar, et al (2008),

menyatakan bahwa penggunaan bakteri Bacillus spp., viz., B. subtilis., B.

thuringensis and B. cereus dapat menurunkan jumlah penetasan telur Meloidogyne

javanica dalam berbagai tahapan. Dalam penelitiannya Dawar menggunakan 3

spesies Bacillus, B. cereus memiliki efek letal paling maksimal pada telur, hanya

bebera telur yang menetas menjadi juvenile. Bacillus subtillis, B. thuringiensis dan

B. cereus menyebabkan mortalitas sebesar 50%. Penelitian yang relevan

selanjutnya yaitu penelitian oleh Harni & Munif (2012), menggunakan bakteri

endofit Bacillus sp. untuk mengendalikan Meloidogyne incognita pada tanaman

lada. Presentasi kejadian penyaikit kuning pada kontrol adalah 33%, sedangkan

pada perlakuan endofit 3,2-13,3 %. Penelitian sealanjutnya yaitu penelitian oleh

Manan & Mugiastuti (2015), yang membuktikan bahwa Bacillus sp. mempunyai

aktivitas enzim kitinase, serta mampu menekan tingkat kerusakan akar. Manan dan

Mugiastuti (2015) melaporkan bahwa tingkat kerusakan akar pada perlakuan

bakteri antagonis berkisar pada skala 3,33-3,83 atau 1-2 tingkat lebih rendah

dibandingkan kerusakan akar pada kontrol yang mencapai skala 5. Penurunan ini

berkaitan dengan kemampuan bakteri antagonis dalam mengganggu proses

51

penetasan telur nematoda. Adanya enzim kitinase dan protease yang dimilikinya

akan merusak kulit telur nematoda, sehingga akan menyebabkan nematoda menetas

secara prematur, dan banyak diantaranya mengalami kematian. Di samping itu,

adanya senyawa-senyawa metabolit lainnya yang dikeluarkan oleh bakteri

antagonis diduga juga menjadi penyebab penurunan tingkat kerusakan akar.

2.3 Kerangka Konsep Dan Hipotesis

2.3.1 Kerangka Konsep

Nematoda parasitik dapat hidup pada semua bagian tumbuhan, termasuk

kuncup bunga, daun, batang dan akar. Tanaman yang terserang nematoda

menunjukkan ciri-ciri, klorosis, tanaman kerdil, daunnya layu dan banyak yang

gugur, akar lebih sedikit. Akar yang terinfeksi oleh Meloidogyne incognita

mengalami gangguan diferensiasi xilem dan floem. Sel-sel periskel mengganti

beberapa pembuluh kayu dan tapis di dalam puru akar yang menyebabkan fungsi

akar menjadi berkurang. Akar yang terinfeksi mengalami pertumbuhan baru dan

pengangkutan air dan nutrisi dari akar ke bagian permukaan atas tanaman makin

berkurang (Dropkin, 1992).

Upaya pengendalian nematoda pada umumnya dilakukan secara kimiawi

dengan menggunakan nematisida sintetik. Penggunaan nematisida dapat

menimbulkan dampak negatif terhadap hasil pertanian dan lingkungan, terutama

apabila penggunaan nematisida terlalu berlebihan. Pengendalian dengan

menggunakan bakteri antagonis merupakan alternatif pengendalian yang potensial.

Pengendalian dengan cara ini mempunyai kelebihan, bakteri antagonis bersifat

52

hidup dan dapat berkembang biak sehingga kemempanannya di lapangan dapat

bertahan lama dan berkelanjutan. Bakteri antagonis yang berpotensi untuk

mengendalikan Meloidogyne incognita diantaranya adalah bakteri Pseudomonas

flourescens dan Bacillus sp (Mugiastuti, dkk., 2012). Bacillus sp. terbukti

mempunyai aktivitas enzim kitinase, merusak lapisan sel telur nematoda, serta

mampu menekan tingkat kerusakan akar (Mugiastuti & Rahayuniati, 2012 dalam

Manan dan Mugiastuti, 2015).

53

Gambar 2.7 Kerangka Konsep Uji efektivitas Bacillus sp. Untuk Menurunkan Daya Tetas Telur Nematoda Puru Akar (Meloidogyne incognita) pada Akar Tembakau (Nicotiana tabacum).

Pengendalian dengan Nematisida Kimiawi

Berbahaya bagi hasil pertanian dan lingkungan

Pengendalian dengan Nematisida Alami

Agen Hayati Antagonis

Bacillus sp.

BN 1, BN 2, BN 3, BN 4, dan BN 5

Enzim Kitinase

Mendegradasi pembentukan kitin pada dinding telur nematoda dan massa telur.

Menurunkan daya tetas telur nematoda (Meloidogyne incognita).

Uji Efektivitas

Tanaman Tembakau terserang nematoda.

Gangguan pada pertumbuhan, daun menguning, kerdil, terdapat puru pada akar dan mati

Infeksi nematoda menyebabkan terhambatnya saluran pengangkut air dan nutrisi, serta pembelahan sel dan pembesaran sel yang berlebihan pada jaringan perisikel, yang menyebabkan membengkaknya jaringan akar.

Penyebab

Nematoda mengeluarkan enzim yang terdapat pada air liur untuk menguraikan dinding sel tumbuhan.

Dinding sel tanaman rusak dan terbentuk luka serta kerusakan mekanik akar.

54

2.3.2 Hipotesis

Berdasarkan rumusan masalah dan studi pustaka diatas dapat dirumuskan

hipotesis sebagai berikut:

a. Terdapat pengaruh terhadap pemberian bakteri Bacillus sp. dalam menurunkan

daya tetas telur nematoda puru akar (Meloidogyne incognita) pada tanaman

tembakau (Nicotiana tabacum).

b. Tingginya tingkat efektivitas berbagai bakteri Bacillus sp. dalam menurunkan

daya tetas telur nematoda puru akar (Meloidogyne incognita) pada tanaman

tembakau (Nicotiana tabacum).

c. Hasil penelitian “Uji Efektivitas Bacillus sp. untuk Menurunkan Daya Tetas

Telur Nematoda Puru Akar (Meloidogyne incognita) Pada Akar Tembakau

(Nicotiana tabacum)” dapat dijadikan sebagai sumber belajar biologi siswa

SMA kelas X.