Tanaman padi termasuk famili Graminae dengan ciri batang yang tersusun dari beberapa ruas, rumpun dengan anakan yang tumbuh dari dasar batang. Semua anakan memiliki bentuk yang serupa dan membentuk perakaran sendiri (Luh, 1991). Menurut Grist (1960), tanaman padi dalam sistematika tumbuhan (taksonomi) diklasifikasikan sebagai berikut:
Divisio : Spermathophyta Sub Divisio: Angiospermae Kelas : Monocotyledoneae Ordo : Poales
Famili : Graminae Genus : Oryza Linn Species : Oryza sativa L.
Padi yang dibudidayakan terbagi menjadi dua yaitu Oryza sativa yang berasal dari Asia dan O. glaberrima yang berasal dari Afrika Barat. O. sativa terdiri dari dua sub spesies yaitu indica dan japonica. Padi indica mempunyai sifat tidak toleran terhadap temperatur rendah, dan tersebar luas di daerah tropis seperti di negara-negara Asia Tenggara. Karakteristik batangnya panjang, anakan banyak dengan daun hijau muda, dan kurang responsif terhadap pemupukan. Tipe indica umumnya toleran terhadap kekeringan dan resisten terhadap hama dan penyakit serta tahan terhadap kadar alkali dalam tanah. Umumnya tipe indica mempunyai bentuk bulir sedang hingga panjang dengan kadar amilosa nasinya tinggi (pera) (Nguyen dan Van Tran, 2000).
Padi tipe japonica (Oryza sativa var. japonica) merupakan varietas padi yang resisten terhadap suhu rendah yang umumnya terdapat di negara-negara di daerah sub tropis. Tipe padi japonica banyak ditanam di Jepang, Korea, Eropa (Spanyol, Portugal, Perancis, Bulgaria, Hongaria, dan Yunani) (Siregar, 1981). Tanaman ini mempunyai ciri botani yang berbeda dengan jenis padi indica (Tabel 1).
Tabel 1. Perbedaan Botani antara Japonica dan Indica
Karakter Japonica Indica
Bentuk dan warna daun Sempit, hijau tua Lebar, hijau muda
Sudut daun bendera Besar Kecil
Bentuk tangkai Pendek Panjang
Kekuatan tangkai Lentur dan tidak mudah patah
Keras dan mudah patah Bentuk bulir Pendek dan lebar Panjang dan sempit Tingkat kepatahan bulir Rendah Tinggi
Rasio panjang bulir 2.5 atau kurang 2.5 atau lebih
Daya berkecambah Lambat Cepat
Reaksi phenol Negatif Positif
Resistensi potas klorida Tinggi Rentan Resistensi hama dan
penyakit
Rentan Tinggi
Toleransi suhu rendah Tinggi Rentan
Resistensi kekeringan Rendah Tinggi
Kadar amilosa Sebagian besar rendah Tinggi Kerusakan endosperma
oleh alkali
Mudah Sulit
(Nguyen dan Van Tran, 2000).
Syarat Tumbuh Tanaman Padi
Berdasarkan responnya terhadap kondisi iklim, O.sativa dibagi menjadi tiga sub spesies yaitu varietas indica, japonica dan javanica. Padi tipe indica secara luas tumbuh di wilayah tropis seperti Asia Tenggara. Padi japonica teradaptasi pada daerah sejuk, secara luas tumbuh pada negara-negara beriklim sub tropis seperti di China bagian Tengah dan Utara, Korea, dan Jepang. Kedua tipe padi indica dan japonica dapat tumbuh di wilayah sub tropis seperti Taiwan.
Padi javanica adalah varietas yang memiliki sifat antara japonica dan indica dan secara luas banyak ditanam di Pulau Jawa. Padi javanica memiliki daun berwarna hijau muda yang lebar, kaku, dan ringan. Bulir berasnya berbentuk oval lebar dan tebal serta tidak mudah pecah (Nguyen dan Van Tran, 2000).
Budidaya padi pada umumnya hampir sama di seluruh daerah maupun Negara. Perbedaan produksi padi terjadi karena sejumlah faktor, seperti keadaan biologi, lingkungan, dan sosial-ekonomi. Produksi yang rendah terjadi pada penanaman di dataran tinggi (> 2000 m di atas permukaan laut (dpl)), rendahnya curah hujan, dalamnya sumber air, dan buruknya kondisi sosial-ekonomi di daerah tropis. Sebaliknya, hasil produksi yang tinggi disebabkan oleh baiknya sistem irigasi, dan kondisi sosial-ekonomi di wilayah sub tropis. Selain itu, suhu, radiasi sinar matahari, dan curah hujan mempengaruhi hasil panen padi secara langsung yaitu melalui proses fisiologis yang berkaitan dengan pengisian biji, dan secara tidak langsung melalui ketahanan terhadap hama dan penyakit. Pengamatan terhadap fisiologis tanaman, budidaya, waktu tanam, produktivitas, dan stabilitas merupakan aspek-aspek penting dalam pembudidayaan padi (Yoshida, 1981).
Budidaya padi japonica seperti Koshihikari di Jepang umumnya ditanam pada musim panas. Musim tersebut mempunyai suhu dan kelembaban yang tinggi, tapi suhunya sedikit lebih rendah daripada negara-negara di daerah tropis Asia Tenggara. Oleh karena itu, padi tipe ini jika ditanam di daerah tropis perlu menerapkan teknik persemaian (10-16 hari) dan panen (90 -100 hari) yang relatif singkat (Huke, 1982). Penanaman padi japonica di Korea, seperti varietas Ilpum, dilakukan dengan menggunakan teknik irigasi berselang selama pertumbuhan padi dan penundaan drainase selama pembungaan. Metode budidaya tersebut efektif untuk memperoleh produksi dan kualitas beras yang baik. Optimisasi pertumbuhan tanaman selama musim tanam, pengendalian hama dan penyakit selama periode pematangan, dan saat panen yang tepat merupakan hal yang penting untuk memaksimalkan kualitas beras ( Shin et al., 2006).
Kondisi Musim Pertanaman Padi pada Iklim Tropis dan Sub tropis
Iklim tropis adalah iklim yang terletak antara 0° - 23.5° LU/LS yang meliputi hampir 40 % dari permukaan bumi. Ciri-ciri iklim tropis adalah sebagai berikut: suhu udara rata-rata tinggi, karena matahari selalu vertikal, umumnya suhu udara antara 20-23°C, bahkan di beberapa tempat rata-rata suhu tahunannya mencapai 30°C, amplitudo suhu rata-rata tahunan kecil, curah hujan tinggi dan umumnya lebih tinggi dari daerah-daerah lain di dunia. Wilayah ini terletak di sepanjang garis khatulistiwa seperti Brazil, Indonesia, Thailand, Filipina, Laos, dan lainnya (Syariffudin, 1996).
Indonesia terletak di daerah sekitar khatulistiwa pada posisi antara 6ºLU dan 11ºLS, terdiri atas sekitar 17000 pulau di antara dua samudera yang menyebabkan suhu dan kelembaban udara selalu tinggi sehingga dikategorikan sebagai beriklim humid tropik isothermik. Tanaman padi dapat tumbuh pada berbagai keadaan/tipe iklim seperti ini. Padi tersebar luas dan tumbuh baik di daerah antara 45º LU sampai 40ºLS. Padi tersebar dari dataran rendah hingga ketinggian 3000 m dpl (Vergara, 1976). Walaupun padi dapat ditanam sepanjang tahun di Indonesia, namun pada dasarnya menanam padi didasarkan atas ketersediaan air, yang dapat dikelompokkan menjadi tiga periode tanam yaitu: musim tanam utama, pada bulan Nopember, Desember, Januari, Februari, dan Maret, musim tanam gadu, pada bulan April, Mei, Juni, Juli, dan musim tanam kemarau, pada bulan Agustus, September, dan Oktober (Surnamo, 2006).
Iklim sub tropis adalah iklim yang terletak antara 23.5° - 40°LU/LS. Daerah ini merupakan peralihan antara iklim tropis dan iklim sedang. Ciri-ciri iklim sub tropis adalah sebagai berikut: batas yang tegas tidak dapat ditentukan dan merupakan daerah peralihan dari daerah iklim tropis ke iklim sedang; terdapat empat musim, yaitu musim panas, dingin, gugur, dan semi, tetapi musim dingin pada iklim ini tidak terlalu dingin, begitu pula dengan musim panas tidak terlalu panas. Wilayah ini terletak di sebagian besar Eropa, Asia Tengah, Asia Timur, Asia Barat, USA, Mesir dan Afrika Utara ( Syariffudin, 1996).
Musim tanam padi di negara sub tropis seperti Jepang dilakukan pada April hingga awal November dengan pembagian wilayah sebagai berikut: musim utama daerah Utara, penanaman pada bulan Mei-Juni dan pemanenan pada bulan
Agustus-September, musim utama daerah Tengah, penanaman pada bulan April- Mei dan pemanenan pada bulan Agustus-Oktober, musim utama daerah Selatan, penanaman pada bulan April-Mei dan pemanenan September-November.
Sekitar 80 % lahan pertanian padi sawah di Jepang ditanami dengan varietas Koshihikari yang memiliki kualitas rasa yang disukai oleh masyarakat Jepang dan menghasilkan produktivitas 5 ton/ha. Pada wilayah empat musim, sistem pertanian yang dilakukan adalah teknologi mekanisasi dalam setiap tahapan dari persemaian hingga panen dan menggunakan varitetas yang tahan terhadap musim dingin (Ikeda, 2002).
Daya Adaptasi
Adaptasi adalah kemampuan atau kecenderungan makhluk hidup dalam menyesuaikan diri dengan lingkungan baru untuk dapat tetap hidup dengan baik. Adaptasi dapat dibagi menjadi adaptasi morfologi, fisiologi, dan tingkah laku. Domestifikasi dan penyeleksian telah terjadi secara intensif dan ekstensif pada padi Oryza sativa L. Selama lebih 10000 tahun yang lalu, budidaya padi varietas O.sativa telah menyebar di seluruh dunia. Varietas ini dibudidayakan pada daerah 53ºLU dan 40ºLS dengan ketinggian 0 - 2700 m dpl. Iklim dan suhu selama musim penanaman padi bervariasi disetiap daerah. Proses adaptasi terhadap suhu dan domestifikasi penanaman padi O.sativa menyebabkan varietas ini terbagi menjadi varietas indica, japonica, dan bulu (javanica) (Nguyen dan Van Tran 2000).
Evaluasi keragaan tanaman budidaya dapat dilakukan melalui penanaman pada lingkungan target. Hal ini merupakan kegiatan mengindentifikasi sifat-sifat penting yang bernilai ekonomis dari plasma nutfah tersebut. Karakter yang diamati dapat berupa sifat morfologis (bentuk daun, bentuk buah, warna kulit biji, dan sebagainya), karakter agronomis (umur panen, tinggi tanaman, panjang tangkai daun, jumlah anakan, dan sebagainya), karakter fisiologis (senyawa alelopati, fenol, alkaloid, reaksi oksidasi, dan sebagainya) (Swasti, 2007).
Penanaman varietas padi japonica pada kondisi suhu panas menunjukkan adaptasi pertumbuhan yang lambat dan pengisian bulir yang lambat, malai yang kecil, pembungaan lebih cepat karena varietas ini sensitif akan panjang hari dan suhu yang tinggi. Menurut artikel Rice Today oleh Kang (2010) penelitian penanaman padi japonica sub tropis pada daerah tropis telah dikembangkan sejak lama oleh IRRI pada tahun 1991. Program pemuliaan padi japonica IRRI ini dikenal sebagai Germplasm Utilization Value Added (GUVA), berkolaborasi dengan Republik Korea, untuk mengembangkan padi japonica sub tropis yang berkualitas baik dan berproduksi tinggi yang dapat beradaptasi dan tumbuh di daerah tropis. Program ini menghasilkan MS11 yang diuji tanam di Filipina, yaitu hasil persilangan antara padi japonica sub tropis NSIC Rc170 atau IRRI 142 dan NSIC Rc220 atau IRRI 152. MS11 menunjukkan ciri semidwarf (90 cm), umur genjah (112 hari) dan mempunyai karakteristik bulir japonica-pendek bundar, amilosa rendah (15.5 %), dan gelatinisasi rendah.
