4.1 Intersepsi Radiasi Surya
Intersepsi radiasi surya oleh tajuk tanaman adalah jumlah energi radiasi surya yang diterima oleh tajuk tanaman dikurangi radiasi surya yang ditransmisikan oleh tajuk tersebut. Perhitungan radiasi yang diintersepsi tajuk tanaman kentang dilakukan dengan menggunakan persamaan (5). Koefisien transmisi (τ) yang digunakan dalam persamaan (5) diperoleh dari Ariyani (2010, komunikasi pribadi) yang disajikan pada persamaan (4). Hasil perhitungannya dapat dilihat pada Tabel 2.
Pada minggu pertama pengukuran, intensitas radiasi yang diintersepsi tanaman cukup seragam dengan rata-rata 3,90 MJ m-2. Terjadi peningkatan intensitas radiasi yang diintersepsi seiring dengan kenaikan nilai LAI, seperti yang dapat dilihat pada Gambar 4. Hubungan antara nilai LAI dengan radiasi yang diintersepsi tajuk tanaman tidak berbanding lurus. Hal ini dikarenakan selama proses pertumbuhan tanaman kentang, nilai LAI ini akan terus naik sampai pada nilai tertentu, yang kemudian tidak ada lagi kenaikan nilai LAI atau bahkan malah terjadi penurunan.
Tabel 2 Hasil perhitungan besarnya radiasi yang diintersepsi oleh tajuk tanaman kentang
Perlakuan
Radiasi surya yang diintersepsi (MJ m-2) minggu ke 1a 2a 3a 4a 5a J1 AI 4,11 7,14 12,61 20,92 46,84 J1 BI 4,45 8,89 14,16 8,13 35,44 J1 CI 4,69 5,68 4,37 4,56 7,86 J1 AII 3,48 10,89 19,92 6,61 18,59 J1 BII 3,28 5,87 4,32 7,60 16,68 J1 CII 3,13 4,86 3,51 5,18 6,45 J2 AI 5,40 15,82 48,52 23,59 20,69 J2 BI 3,88 6,53 12,38 12,15 27,60 J2 CI 3,29 5,72 4,10 9,53 10,17 J2 AII 4,35 8,03 8,28 7,25 20,86 J2 BII 3,60 6,00 6,26 9,28 12,69 J2 CII 3,08 8,14 12,11 10,39 11,57 Keterangan : 1a (38 hari setelah tanam)
2a (46 hari setelah tanam) 3a (53 hari setelah tanam) 4a (60 hari setelah tanam) 5a (67 hari setelah tanam)
7
Selama dilakukan pengukuran, ada beberapa contoh tanaman yang telah mulai terserang penyakit, sehingga hubungan antara LAI dengan intersepsi radiasi surya menjadi tidak konsisten. Penyakit yang menyerang tanaman kentang pada penelitian ini adalah hawar daun. Penyakit ini mulai menyerang tanaman kentang pada minggu keempat (60 hari setelah tanam), sehingga pada pengukuran keempat ini, besarnya intersepsi rata-ratanya lebih kecil dari minggu sebelumnya. Hal ini karena penyakit yang menyerang tanaman kentang menyebabkan pengukuran nilai LAI tidak dapat dilakukan karena daun kentang kering dan mengkerut. Pada pengukuran minggu keempat di Stasiun Pacet, suhu udara rata-rata 21,4oC, radiasi surya rata-rata 13,87 MJm-2 dan kelembaban udara 86,2%. Kondisi ini masih memungkinkan tanaman kentang untuk terus memanen energi radiasi surya dan pada minggu berikutnya ada beberapa contoh tanaman yang masih tumbuh dengan baik, hanya saja jumlahnya sedikit.
Menurut Harjadi (1984) dan Li et al.
(2007), jarak tanam mempengaruhi intersepsi radiasi surya oleh daun. Apabila dilihat dari perbedaan jarak tanam, radiasi yang diserap tajuk tanaman kentang pada jarak tanam 20x30 cm lebih kecil dibandingkan dengan tanaman kentang pada jarak tanam 20x20 cm (Gambar 4a). Hal ini dikarenakan pada jarak tanam 20x30 cm, yang lebih renggang, memungkinkan lebih banyak radiasi yang ditransmisi ke bagian bawah tajuk, sehingga penggunaan energi radiasi surya menjadi kurang efisien.
Pola hubungan antara LAI dan radiasi yang diintersepsi tajuk pada perlakuan ukuran benih sama dengan perlakuan jarak tanam. Pada Gambar 3b, tanaman kentang dengan benih grade C mengintersepsi radiasi surya lebih kecil dibandingkan dengan benih grade A dan B, dengan kisaran LAI yang lebih kecil dibandingkan dengan grade benih A dan B.
(a) Jarak tanam
(b) Ukuran umbi
8
Perbedaan jarak tanam maupun ukuran benih tidak menunjukkan perbedaan hasil pengukuran yang signifikan, baik dalam pengukuran nilai LAI ataupun intersepsi radiasi surya. Radiasi surya yang diintersepsi tajuk tanaman kentang cukup seragam. Intersepsi radiasi surya yang paling tinggi yaitu sebesar 48,52 MJm-2 selama satu minggu. Tanaman yang mengintersepsi energi sebanyak ini adalah tanaman yang ditanam pada jarak tanam 20x20 cm dan berasal dari benih dengan ukuran besar. Tanaman yang diberi perlakuan ini memiliki nilai LAI yang paling besar pula.
4.2 Berat Kering Tanaman Kentang Selain menghitung radiasi yang diintersepsi oleh tajuk tanaman kentang, berat kering dari tanaman ini juga dihitung pada tiap minggunya. Berat kering yang diukur meliputi berat kering tanaman di atas tanah (AGB) dan berat kering umbi. Hasil perhitungannya seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3 dan 4. Secara keseluruhan, tanaman kentang mengalami peningkatan berat kering seiring dengan peningkatan intersepsi radiasi surya oleh tajuk. Menurut Tanaka (dalam
Musawir 2005), berat kering tanaman akan bertambah seiring dengan meningkatnya nilai LAI, namun bila nilai LAI terus meningkat maka berat kering akan menurun. Penurunan berat kering ini disebabkan laju fotosintesis berkurang karena daun saling menaungi. Tabel 3 Hasil pengukuran berat kering
tanaman di atas tanah Perlakuan
Berat kering tanaman (g m-2) di atas tanah,minggu ke 1a 2a 3a 4a 5a J1 AI 20,8 27,7 74,5 98,2 147,8 J1 BI 29,3 38,7 93,2 65 132 J1 CI 19,1 14 16,2 15,2 36,3 J1 AII 18,9 54,2 102,1 41,9 99,7 J1 BII 6,8 14,9 17,1 36,9 73,4 J1 CII 3,4 4,1 5,2 16,4 47,7 J2 AI 39 75,7 160 143,2 114,4 J2 BI 15,8 21,3 73,5 84,9 111,5 J2 CI 5,5 12,3 14,8 38,8 65 J2 AII 39,3 35 59,2 44,8 77,8 J2 BII 12,4 16,7 40,4 50,5 61,1 J2 CII 14,6 34,5 72,1 59,3 49,8
Berat kering tanaman di atas tanah (AGB) yang paling tinggi terukur pada minggu ketiga, tanaman kentang dengan jarak tanam 20x20 cm dan ukuran benih besar atau J2AI, data intersepsi radiasi tajuk juga paling tinggi (Tabel 2), dan LAI tinggi pula (Lampiran 2). Apabila data tersebut dibedakan berdasarkan jarak tanam, maka dapat diketahui bahwa pada jarak tanam 20x30 cm hasil pengukuran AGB yang lebih kecil dibandingkan pada jarak tanam 20x20 cm. Hal ini dikarenakan pada jarak tanam 20x30 cm intersepsi radiasi surya lebih rendah, sehingga hasil fotosintesisnya lebih sedikit pula, namun perbedaan berat kering yang terukur tidak signifikan.
Perbedaan hasil pengukuran untuk perlakuan ukuran benih juga tidak terlalu besar. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa tanaman kentang dengan benih grade A menghasilkan AGB yang besar pula. Perbedaan hasil ini bisa disebabkan oleh laju pertumbuhan pada kentang dengan ukuran benih grade A lebih tinggi dibandingkan benih yang lainnya. Pada perhitungan AGB ini, pengaruh ukuran benih lebih besar dibandingkan dengan jarak tanam.
Tabel 4 Hasil pengukuran berat kering umbi
Perlakuan
Berat kering umbi (g m-2) minggu ke 1a 2 a 3 a 4 a 5 a J1 AI * 20,1 47,3 178,5 279,8 J1 BI 7,9 16,1 123,9 182,0 164,0 J1 CI * 6,9 3,3 61,0 44,0 J1 AII 14,0 21,3 210,6 116,5 288,5 J1 BII * 6,2 17,1 27,1 83,2 J1 CII * 4,7 4,0 7,6 27,5 J2 AI 5,2 33,1 255,4 448,7 646,0 J2 BI * * 56,0 75,4 83,8 J2 CI * 11,8 6,6 35,7 199,8 J2 AII 26,8 14,1 87,8 168,9 148,2 J2 BII * 2,8 52,0 21,4 168,5 J2 CII 8,0 21,2 93,6 162,9 154,8 Keterangan : 1a (38 hari setelah tanam)
2a (46 hari setelah tanam) 3a (53 hari setelah tanam) 4a (60 hari setelah tanam) 5a (67 hari setelah tanam) *) tanaman kentang belum
9
Pada pengukuran berat kering umbi, minggu pertama pengukuran belum semua tanaman kentang memiliki umbi. Berat kering yang terukur semakin bertambah tiap minggunya seiring dengan semakin besar nilai LAI, semakin besar intersepsi radiasi pada tajuk. Tanaman kentang yang berat kering umbinya paling tinggi dihasilkan dari tanaman kentang yang berasal dari benih grade A dan jarak tanam 20x20 cm. Ternyata perbedaan berat kering umbi yang dihasilkan dari tanaman yang diberi perlakuan jarak tanam maupun ukuran umbi cukup besar, tidak seperti pada hasil pengukuran AGB. Benih umbi yang berukuran besar dapat menghasilkan berat kering umbi yang besar pula, baik dalam jumlah umbi maupun ukuran dan berat umbi basah. Hasil pengukuran jumlah dan berat umbi basah ini dapat dilihat pada Lampiran 3.
Gambar 5 memberikan informasi bahwa pada pengukuran minggu pertama (38 hari setetah tanam) energi yang diserap tanaman lebih banyak digunakan untuk pertumbuhan tanaman, penambahan ukuran tanaman. Akan tetapi, mulai minggu ketiga pengukuran (53 hari setelah tanam), energi lebih banyak dialokasikan untuk pembentukan umbi. Setelah minggu ketiga tanaman kentang masih mengalami penambahan berat kering di atas tanah, namun penambahan tersebut tidak sebesar pada saat awal pengukuran. Hal ini seperti yang disebutkan Smith (1968) bahwa pada fase pembentukan umbi, laju respirasi semakin menurun sampai masa panen. Oleh karena itu, penambahan berat kering tanaman (baik AGB maupun umbi) masih terus meningkat.
Dari data pengukuran berat umbi basah (Lampiran 3) dapat diketahui bahwa jumlah dan berat umbi basah terus meningkat tiap minggunya.
10
4.3 Efisiensi Penggunaan Radiasi Surya
Gambar 6 Hubungan radiasi surya yang diintersepsi tajuk tanaman kentang secara kumulatif dengan penambahan berat kering tanaman kentang.
Radiasi surya yang diintersepsi tajuk tanaman kentang digunakan untuk pertumbuhan dan perkembangan serta produksi umbi. Energi yang diserap tersebut diakumulasikan selama masa tumbuhnya. Dengan mengkorelasikan radiasi yang diintersepsi oleh tajuk secara kumulatif dengan penambahan berat kering tanaman kentang, maka dapat diperoleh nilai efisiensi penggunaan radiasi surya. Tanaman kentang yang ditanam di Galudra, Cianjur ini memiliki nilai efisiensi sebesar 1,55 g MJ-1 dengan R2 = 0,85.
Pada penelitian ini juga dilakukan perhitungan nilai efisiensi dengan mengkorelasikan radiasi yang diintersepsi tajuk secara kumulatif dengan berat kering total (AGB+umbi). Nilai efisiensi yang diperoleh sebesar 4,49 g MJ-1, dengan nilai R2 = 0,81. Nilai efisiensi ini lebih besar dibandingkan dengan hasil perhitungan efisiensi yang pertama (AGB), karena perhitungan ini memasukkan berat kering umbi. Sebagai catatan, berdasarkan hasil pengukuran diketahui bahwa kadar air pada umbi 84% dari berat basah umbi.
Nilai efisiensi penggunaan radiasi surya pada masing-masing perlakuan dapat dilihat pada Lampiran 5, 6 dan 7. Tanaman kentang yang ditanam pada jarak tanam 20x20 cm
memiliki nilai efisiensi yang lebih besar dibandingkan dengan jarak tanam 20x30 cm. Kondisi ini menunjukkan bahwa kentang yang ditanam dengan kerapatan yang tinggi dapat menggunakan radiasi yang diintersepsi oleh tajuk lebih efisien daripada tanaman yang ditanam lebih renggang. Hal ini memperkuat hasil penelitian Kemanian et al. (2004) dan Nurmalan (1999) bahwa pada kentang dengan kerapatan tanaman yang tinggi, nilai efisiensinya lebih besar daripada kentang dengan kerapatan tanaman yang rendah.
Apabila dibandingkan dengan penelitian- penelitian sebelumnya (Tabel 5), nilai efisiensi pada penelitian ini cukup mendekati nilai-nilai efisiensi tersebut. Nilai efisiensi pada Tabel 5 diperoleh dari hasil penelitian Kemanian et al. (2004) dan Nurmalan (1999) yang menggunakan jarak tanam yang berbeda; serta Tadesse et al. (2001) yang menggunakan dua varietas yang berbeda dan pemberian nitrogen. Efisiensi tanaman kentang varietas Gloria lebih tinggi dibandingkan dengan varietas Spunta. Tanaman kentang yang sebelumnya diberi penambahan nitrogen, nilai efisiensinya lebih tinggi daripada benih kontrol (tidak diberi tambahan nitrogen). Nilai efisiensinya berada pada 1-2 g MJ-1.
11
Tabel 5 Hasil penelitian nilai efisiensi penggunaan radiasi pada tanaman kentang Penelitian Efisiensi (g MJ-1) Data yang digunakan Manrique et al (1991) 1,48 AGB Nurmalan (1999) 1,4 - 6,8 Biomassa total Tadesse et al (2001) 1,7 - 2,3 AGB Kemanian et al (2004) 1,13 - 1,23 AGB Kodarsih (2010) 1,55 AGB 4,49 Biomassa total
Nilai efisiensi penggunaan radiasi surya pada tanaman kentang di Galudra ini akan lebih besar lagi apabila tanaman kentang tersebut tidak terserang penyakit. Menurut Johnson (1987), proses pengguguran daun dan serangan penyakit pada tanaman akan mengurangi nilai efisiensi penggunaan radiasi. Selain itu, menurut Chang (dalam Paimun 1999) nilai efisiensi pemanfaatan radiasi surya menjadi kecil karena dua faktor :permukaan tanah yang tidak seluruhnya ditutupi tanaman sehingga radiasi akan terbuang percuma dan berbagai macam defisiensi seperti zat-zat unsur hara, serangan hama, dan suhu yang tidak sesuai.