Produksi padi di Indonesia perlu ditingkatkan untuk memenuhi bertambahnya permintaan pangan yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi penduduk. Produksi dan produktivitas padi nasional dalam sepuluh tahun terakhir terus mengalami peningkatan. Produksi padi tahun 2000 adalah 51.89 juta ton dan pada tahun 2009 mencapai 64.32 juta ton gabah kering giling (GKG) atau terjadi peningkatan rata-rata setiap tahunnya sebesar 1.3 juta ton GKG dan tumbuh rata-rata 2.45% per tahun. Produktivitas padi tahun 2000 adalah 4.40 ton/ha dan pada tahun 2009 mencapai 4.99 ton/ha dengan rata-rata peningkatan 0.06 ton/ha dan pertumbuhan rata-rata 1.42% per tahun (BPS 2010). Namun peningkatan produktivitas tersebut cenderung mengalami pelandaian. Menurut Abdullah et al. (2008a) hal ini disebabkan antara lain telah tercapainya potensi hasil optimum varietas unggul baru (VUB) padi yang telah ditanam petani.
Penggunaan padi varietas unggul sangat berperan dalam peningkatan produksi dan produktivitas padi nasional. Potensi padi varietas unggul yang telah dilepas oleh pemerintah Indonesia cukup tinggi yaitu berkisar 6 – 12 ton/ha. Varietas padi unggul yang mendominasi areal pertanaman padi di Indonesia adalah varietas unggul baru, yaitu Ciherang mencapai 31.3% dan IR64 mencapai 23.6% dari areal penanaman (Anonim 2007). Potensi hasil dari kedua varietas tersebut lebih tinggi dibanding unggul lokal yaitu 5 - 6 ton/ha (Daradjat et al. 2001), dan ini lebih rendah bila dibandingkan potensi hasil padi tipe baru (PTB) dan padi hibrida. Padi tipe baru pada kondisi lingkungan yang ideal mempunyai potensi hasil 30 - 50% lebih tinggi dibanding varietas unggul baru (Peng et al. 1994). Khush (1999) menyatakan PTB adalah suatu genotipe dengan arsitektur tanaman tertentu yang dapat menghasilkan sekitar 12.5 ton/ha atau mencapai 25% lebih tinggi dibanding varietas berdaya hasil tinggi yang ada. Varietas padi hibrida di Indonesia dengan nilai heterosis tinggi mempunyai daya hasil 15 - 20% lebih tinggi dibandingkan varietas padi inbrida terbaik (Satoto dan Suprihatno 2008).
Upaya peningkatan produktivitas padi melalui pengembangan padi varietas unggul dengan potensi hasil yang tinggi masih menemui beberapa
kelemahan. Permasalahan yang dihadapi antara lain ekspresi heterosis yang tidak stabil pada padi hibrida, dan masih rendahnya persentase gabah isi (Yang et al.
2007; Satoto dan Suprihatno 2008). Abdullah et al. (2008b) menyatakan
kehampaan yang tinggi merupakan sifat utama yang menyebabkan PTB memiliki potensi hasil yang tidak sesuai dengan yang diharapkan.
Kemampuan suatu varietas unggul dengan potensi hasil tinggi berbeda dengan varietas unggul lainnya berdasarkan karakter morfologi dan fisiologinya. Beberapa studi di lapangan telah dilaksanakan meliputi mekanisme yang berperan pada potensi hasil tinggi pada padi varietas unggul. Dilaporkan bahwa banyak sifat morfologi dan fisiologi berperan terhadap potensi hasil tinggi. Sifat morfologi dan fisiologi berpengaruh terhadap potensi hasil padi seperti ukuran
sink yang lebih besar (jumlah gabah banyak) (Jun et al. 2006; Katsura et al. 2007), indeks luas daun (ILD) yang lebih tinggi, durasi luas daun lebih lama, tingkat fotosintesis lebih tinggi, senesen daun lebih lambat, dan tahan rebah (Wang et al. 2002), akumulasi biomasa lebih besar sebelum pembungaan, dan lebih banyak translokasi karbohidrat dari organ vegetatif ke malai selama periode pengisian biji (Katsura et al. 2007). Menurut Zhang et al. (2009) hasil yang tinggi pada padi super di China karena memiliki karakter ukuran sink besar, biomasa akar dan tunas lebih besar, densitas panjang akar lebih besar, aktivitas oksidasi akar dan kandungan zeatin dan zeatin ribosida akar lebih tinggi.
Hasil biji ditentukan oleh produksi biomas dan indeks panen (IP). Secara teori perbaikan hasil biomas atau IP atau keduanya dapat meningkatkan hasil (Yoshida 1981; Khush 1999; Wu et al. 2008). Menurut Yoshida (1981) syarat secara fisiologi untuk hasil padi yang tinggi didasarkan terhadap fotosintesis tanaman, unsur hara, dan komponen hasil. Hal ini berkaitan dengan karakter susunan daun untuk membentuk suatu kanopi ideal sehingga indeks luas daun (ILD) dapat mencapai fotosintesis maksimum; unsur hara esensial harus diberikan untuk memenuhi persyaratan pertumbuhan terutama hara N; komponen hasil harus memenuhi syarat target hasil.
Untuk meningkatkan hasil padi varietas unggul penting sekali diketahui dasar proses fisiologi yang menentukan pertumbuhan dan hasil. Secara fisiologi dapat dilakukan dengan meningkatkan ukuran sink dan source (sumber) melalui
asimilasi unsur hara yang lebih tinggi terutama N dan asimilasi C, alokasi cadangan penyimpanan lebih banyak untuk biji, dan meningkatkan asimilasi C bersih selama pengisian biji melalui peningkatan laju fotosintesis (Nanda 1999). Hal tersebut memerlukan lingkungan yang sesuai dengan teknologi budidaya yang tepat antara lain pengaturan jarak tanam dan pemupukan N. Menurut Yoshida (1981) jumlah gabah per unit luas lahan sangat ditentukan oleh karakter pertumbuhan anakan dan praktek budidaya khususnya jarak tanam (kepadatan populasi) dan aplikasi N. Pengaturan jarak tanam ditujukan untuk memperbaiki struktur kanopi dan mempertinggi kapasitas fotosintesis suatu populasi tanaman. Pengelolaan hara N terutama dosis dan waktu pemberian bertujuan agar pemupukan sesuai dengan kebutuhan tanaman, sehingga dapat memenuhi kebutuhan karbohidrat untuk setiap fase pertumbuhan dan selama pengisian biji.
Kajian tentang hubungan karakter morfologi dan fisiologi padi varietas unggul dalam sistem pertumbuhan dan produksi penting dilakukan. Selain itu upaya untuk mengoptimalkan ekspresi potensi hasil berdasarkan karakter morfologi dan fisiologi dengan teknologi budidaya yang tepat sangat diperlukan. Dengan demikian dapat diketahui peranan karakter morfologi dan fisiologi dalam menentukan potensi hasil padi varietas unggul, dan akan menjadi dasar untuk perbaikan hasil melalui perbaikan teknologi budidaya maupun untuk pembentukan varietas unggul baru.
Rumusan Masalah
Varietas unggul padi memiliki potensi hasil yang lebih tinggi yang dicirikan oleh karakter morfologi dan fisiologi yang lebih baik. Ukuran sink yang
besar dan kemampuan menghasilkan source yang memadai merupakan
keunggulan padi varietas unggul. Namun dalam pengembangannya terdapat beberapa kelemahan antara lain : tidak dapat terekspresikan keunggulannya sesuai karakter tanamannya (karakter morfologi dan fisiologi) sehingga tidak tercapai potensi hasil, dan rendahnya persentase gabah isi pada padi hibrida dan padi tipe baru. Hal ini diduga disebabkan oleh tingkat pertumbuhan sink yang dapat dibatasi oleh suplai fotosintat dari source yang terbatas, kapasitas sink terbatas
menggunakan fotosintat, dan terjadi kompetisi penggunaan asimilat pada tahap bunting (sekitar setengah dari fase reproduktif).
Upaya mengoptimalkan hasil padi varietas unggul yang sesuai karakter morfologi dan fisiologi memerlukan teknologi budidaya yang sesuai, sehingga tanaman mampu mengekspresikan potensi genetik secara maksimal. Kapasitas
sink dipengaruhi oleh fotosintesis yang menyediakan asimilat untuk diferensiasi dan pertumbuhannya. Dengan demikian meningkatkan kapasitas fotosintesis dari populasi tanaman dapat meningkatkan suplai asimilat. Hal ini dapat dilakukan dengan memelihara tingkat N daun untuk aktivitas fotosintesis tinggi, mengoptimalkan kanopi daun untuk memanfaatkan intensitas radiasi, dan mengurangi kompetisi antar tanaman dan dalam tanaman. Upaya teknologi budidaya yang dapat dilakukan adalah dengan melakukan pengaturan jarak tanam (populasi) dan pengelolaan hara N.
Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Mempelajari karakter morfologi dan agronomi padi varietas unggul.
2. Mempelajari hubungan karakter fisiologi dengan komponen hasil dan hasil padi varietas unggul.
3. Mempelajari pengaruh jarak tanam terhadap hasil padi varietas unggul.
4. Mempelajari pengaruh pengelolaan hara N terhadap hasil padi varietas
unggul.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian dapat memberikan informasi karakteristik morfologi dan fisiologi yang berperan dalam menentukan hasil pada padi varietas unggul. Informasi ini dapat digunakan sebagai dasar untuk peningkatan hasil melalui perbaikan perakitan varietas padi unggul dan pengembangan teknologi budidaya yang spesifik yang dapat meningkatkan hasil padi varietas unggul.
Gambar 1 Bagan alir penelitian.
Hipotesis
1. Terdapat perbedaan karakter morfologi dan agronomi padi varietas unggul. 2. Terdapat perbedaan hubungan karakter fisiologi dengan komponen hasil dan
hasil padi varietas unggul.
3. Terdapat pengaruh jarak tanam terhadap hasil padi varietas unggul.
4. Terdapat pengaruh pengelolaan hara N terhadap hasil padi varietas unggul. Koleksi padi varietas unggul lokal, varietas unggul baru, padi tipe
baru, dan padi hibrida potensi hasil tinggi
Percobaan 1
Karakter morfologi dan agronomi padi varietas unggul
Percobaan 3
Pengaruh jarak tanam terhadap hasil padi varietas unggul
Diperoleh informasi karakter morfologi dan fisiologi hubungannya dengan hasil dan teknologi budidaya spesifik yang dapat
meningkatkan hasil padi varietas unggul
Percobaan 4
Pengaruh pengelolaan hara nitrogen terhadap hasil padi varietas unggul Percobaan 2
Hubungan karakter fisiologi dengan komponen hasil dan hasil padi varietas unggul
Ruang Lingkup Penelitian
Serangkaian penelitian dilakukan untuk mendapatkan informasi sesuai tujuan dan mengetahui kebenaran hipotesis. Tahapan penelitian meliputi : (1) karakteristik morfologi dan agronomi padi varietas unggul, (2) hubungan karakter fisiologi dengan komponen hasil dan hasil padi varietas unggul, (3) upaya meningkatkan hasil padi varietas unggul melalui pengaturan jarak tanam, dan (4) upaya meningkatkan hasil padi varietas unggul melalui pengelolaan hara N. Bagan alir pelaksanaan penelitian disajikan pada Gambar 1.