4.2 Radiasi Matahari
4.2.2 Transmisi radiasi matahari
Pada tanaman tunggal, hubungan antara besarnya radiasi yang diintersep umumnya berbanding lurus dengan bentuk dan luas daun, tetapi pada sistem pertanaman tidak demikian, karena populasi, pola/sistem tanam, dan umur tanaman lebih menentukan. Sebaran spasial transmisi radiasi pada pertanaman kelapa atau palma lainnya ditentukan oleh beberapa hal, seperti (i) jarak tanam pohon (spasi lorong), (ii) tinggi pohon, (iii) lebar tajuk, dan (iv) kepadatan tajuk (Sitompul 1998). Beberapa kajian tentang hal tersebut sebagian telah dikerjakan dalam penelitian ini. Berdasarkan analisis data radiasi matahari pada pertanaman kelapa, maka diperoleh r ata-rata persentase transmisi radiasi matahari terbesar terdapat di pertanaman kelapa umur 50 tahun (49%) dan terendah pada kelapa umur 20 tahun (22%) (perhatikan Gambar 2). Besarnya nilai transmisi radiasi matahari pada kelapa umur 50 tahun disebabkan oleh makin tingginya tanaman, dimana batang kelapa yang lurus dan ukuran tajuk yang makin kecil memungkinkan radiasi yang diteruskan ke permukaan lahan di antara kelapa lebih banyak .
Gambar 2 Transmisi radiasi matahari pada beberapa umur kelapa di Kebun Percobaan Kima Atas Manado -Sulawesi Utara.
Pola transmisi radiasi matahari temporal dapat dilihat pada Gambar 3. Berdasarkan hasil analisis ternyata pada kelapa umur 5 dan 50 tahun jumlah radiasi tertinggi yang mencapai permukaan lahan di bawah pertanaman kelapa terjadi pada saat mid-day. Tapi, pola tersebut tidak terjadi pada tanaman kelapa umur 20 tahun yang mempunyai tingkat naungan tinggi (Gambar 3).
Pola distribusi radiasi pada sistem tanam segitiga selain umur 20 tahun mir ip dengan sistem segiempat (garis merah di Gambar 3) tapi, kuantitas radiasi masih lebih rendah diba nding pada sistem tanam segiempat. Itulah sebabnya, ketersediaan radiasi matahari harian yang minim pada pertanaman kelapa sistem tanam segitiga menjadi kendala yang berarti jika usaha tani kelapa polikultur akan diterapkan.
Hasil simulasi untuk menunjukk an pola distribusi temporal radiasi matahari harian juga telah dibuat (Gambar 4). Animasi tanaman kelapa 3D dibuat persis menyerupai tanaman kelapa di lokasi, terutama ukuran tinggi dan garis tengah tajuk. Hasil simulasi menunjukkan bahwa pertanaman kelapa sistem tanam segitiga menerima radiasi lebih rendah dibanding pertanaman kelapa sistem tanam segiempat.
Gambar 3 Distribusi temporal harian radiasi matahari pada beberapa umur kelapa berdasarkan waktu pengamatan (hasil observasi) di Kebun Percobaan Kima At as, Manado-Sulawesi Utara. Berdasarkan hasil tersebut, maka program ekstensifikasi atau peremajaan kelapa sebaiknya menerapka n sistem tanam kelapa segiempat. Pengaturan jarak dan sistem tanam seperti ini akan menguntungkan jika diterapkan sistem polikultur.
Gambar 4 Distribusi temporal radiasi matahari pada beberapa umur kelapa berdasarkan waktu pengamatan (hasil simulasi)
Pola distribusi spasial radiasi matahari pada penelitian ini dikaji dengan menggunakan teknik simulasi. Animasi kelapa 3D dibuat menjadi dua model seperti kelapa umur 20 tahun dan 50 tahun dan diatur jarak dan sistem tanam sesuai dengan yang ada di lokasi penelitian. Untuk mendapatkan visual yang jelas, maka simulasi dilakukan pada 21 Maret pukul 12.00. Hasil simulasi disajikan dalam Gambar 5 dan 6.
Gambar 5 Simulasi tanaman kelapa umur 50 tahun dengan tinggi 15 m dan ditanam segiempat. (a) posisi bayangan tajuk dan (b) distribusi spasial radiasi matahari.
a
a
Gambar 6 Simulasi tanaman kelapa umur 20 tahun dengan tinggi 12 m dan ditanam segitiga. (a) posisi bayangan tajuk dan (b) distribusi spasial radiasi matahari
Distribusi spasial radiasi matahari pada pertanaman kelapa segitiga menempati kawasan yang sempit pada lahan di antara barisan kelapa sedangkan pada sistem segiempat lahan yang kena paparan radi asi langsung relatif lebih luas dan hampir menempati seluruh kawasan pada lahan di bawah (understorey) tajuk kelapa. Gambar visual dan sebaran data berupa grafik kontour memperkuat hasil observasi mengenai distribusi spasial radiasi matahari di pertanaman kelapa.
a
b
a
Data distribusi spasial radiasi matahari pada pertanaman kelapa hasil simulasi dapat divisualisasi berupa skater grafik . Titik pengamatan diberi kode angka 1-30 yang merupakan light meter helpers. Pada saat simulasi setiap titik pengamatan ter sebut akan terlihat data radiasi (dalam satuan lux). Hasil analisis data dengan excel disajikan dala m Gambar 7. Pola distribusi spasial radiasi matahari menunjukkan bahwa lahan dalam barisan kelapa sistem tanam segiempat mendapatkan paparan yang tinggi di bagian tengah, namun tidak demikian yang terjadi pada pertanaman kelapa sistem segiempat. Pola distribusi pada sistem segiempat menyerupai pola pada pertanaman kelapa sawit yaitu jumlah radiasi makin membesar ke arah tengah barisan antar tanaman (Wilson & Ludlow 1991) dan pada sistem agroforestri lorong tanaman pohon (Suryanto et al. 2005).
Gambar 7 Distribusi radiasi matahari berdasarkan posisi pengamatan pada sistem tanam kelapa segitiga dan segiempat (simulasi 21 Maret pukul 12.00 pada kordinat 1.32 LU dan 124.54 BT) Variasi sebaran radiasi yang diperlihatkan kelapa umur 20 tahun, akan menambah kesulitan dalam praktek pemanfaatan lahan di antara kelapa. Bagi tanaman-tanaman yang memerlukan naungan, maka sistem
tanam segitiga adalah lokasi yang lebih cocok dibanding pada sistem tanam kelapa segiempat. Itulah sebabnya, pemilihan jenis tanaman sela sangat menentukan keberhasilan usaha tani kelapa polikultur.
Dasar yang umum digunakan untuk mengetahui pola distribusi radiasi berdasarkan umur kelapa adalah yang dikemukakan oleh Nelliat
et.al (1974) yang dikembangkan dari sistem t anam segiempat 7.5x7.5 m. Hasil tersebut sepenuhnya dapat digunakan karena ada sistem tanam lainnya. Oleh karena itu, dengan menggunakan teknik animasi telah dibuat model 3D kelapa sistem tanam segitiga dan segiempat dengan tujuh tingkatan umur berbeda. Simulasi dilakukan pada 21 Maret pukul 10.00-14.00 (lima jam tiap hari) supaya didapatkan data yang representatif mewakili setiap karakter umur d an sistem tanam (hasilnya disajikan di Gambar 8).
Gambar 8 Distribusi radiasi matahari di pertanaman kelapa sistem tanam segitiga dan segiempat hasil simulasi dengan 3Ds Max Design versi 2011.
Hasil simulasi menunjukkan bahwa rata-rata radiasi matahari yang mencapai permukaan lahan di pertanaman kelapa sistem segitiga sebesar 31 384lux lebih rendah dibanding sistem segiempat yaitu 57 205lux.
Nilai radiasi terendah untuk kedua sistem tanam terjadi pada kelapa umur 20 tahun. Radiasi matahari pada sistem tanam segitiga dan segiempat masing-masing adalah 23 394 dan 42 689lux (Gambar 8). Pola yang
disajikan pada Gambar 8 „mirip‟ dengan yang dikemukakan oleh Nelliat.
Perbedaannya bahwa dalam model yang lama tersebut tidak disajikan pola radiasi matahari sistem tanam kelapa segitiga.