i 2.1 Gambaran Umum Tanaman Padi
Padi adalah tanaman yang dapat tumbuh baik pada lahan yang tergenang air karena memiliki kemampuan untuk mengoksidasi ke daerah perakarannya melalui jaringan aerenchym yang dapat mendifusi oksigen ke daerah perakaran (IRRI, 2003). Menurut Yoshida (1991) padi merupakan salah satu bahan pangan stabil yang paling penting di dunia dan dapat ditanam pada kedua daerah baik yang beriklim sedang maupun tropis.
Dalam banyak spesies liar di dalam genus Oryza, ada 2 spesies yang dapat dibudidayakan, yaitu Oryza sativa, yang ditanam di seluruh areal tanam di seluruh dunia, dan Oryza glaberrima yang distribusinya terkonsentrasi di Afrika Barat Tropis. Spesies lainnya dari genus ini adalah Oryza stapffi, Oryza fatua, Oryza minuta, Oryza rufipogon, Oryza breviligulata, dan Oryza officinalis. Oryza sativa
disebut juga white grain rice, sedangkan Oryza glaberrima disebut red grain rice (FAO, 2005).
Secara botani klasifikasi tanaman padi sawah (Aksi Agraris Kanisus, 2011) adalah sebagai berikut:
Kingdom : Plantae (Tumbuhan) Divisio : Spermatophyta Subdivisio : Angiospermae Class : Monocotyledoneae Ordo : Glumiflorae Famili : Gramenia Genus : Oryza
Spesies : Oryza sativa L.
12
Organ tanaman padi terdiri dari dua kelompok yakni organ vegetatif dan organ generatif (reproduktif). Bagian-bagian vegetatif meliputi akar, batang dan daun sedangkan bagian generatif terdiri dari malai, gabah dan bunga (Sumartono, Bahrin Samad dan Haryono, 2008). Dalam satu siklus hidupnya tanaman padi memerlukan waktu 3 – 6 bulan, yang keseluruhannya terdiri dari dua stadia pertumbuhan, yakni vegetatif dan generatif. Stadia generatip selanjutnya terdiri dari dua, yakni pra-berbunga dan pasca berbunga (Manurung dan Ismunadji, 1998 dalam Soraya dan Junita Barus, 2016).
Tanaman padi memiliki sistem perakaran serabut yang terdiri dari akar radikula, akar seminal dan akar adventif. Akar tunggang dan akar serabut bercabang-cabang. Letak susunan akar tidak dalam, kira-kira pada kedalaman 20 – 30 cm dan menyebar ke samping. Akar tunggang dan akar serabut mempunyai bagian akar lagi yang disebut akar sisi dan akar sisi yang keluar dari akar serabut disebut akar rambut. Selain akar rambut masih ada lagi bulu akar yang terdapat pada ujung akar, dengan panjang tidak lebih dari 1 - 2 mm (Hanum 2008).
Batang padi disusun oleh serangkaian ruas-ruas berongga dan bentuknya bulat dipisahkan oleh buku. Buku adalah tempat keluarnya daun dan anakan, serta diakhiri dengan bunga atau disebut malai. Tinggi tanaman dari berbagai jenis atau varietas tidak sama. Tinggi tanaman padi maksimum + 150 cm, sedangkan tinggi rata-rata 80 cm sampai 120 cm (Aak, 1995).
Padi memiliki dua jenis daun, yaitu daun biasa dan daun bendera. Daun terdiri dari helai daun yang berbentuk memanjang seperti pita upih (pelepah) daun yang memeluk batang. Pada pembatasan antara helai dan upih terdapat lidah daun.
Fungsi kedua daun yaitu untuk fotosintesis serta pembuatan makanan dan pengisian biji (Aak, 1995. Berbudidaya Tanaman Padi. Kanisius, Yogyakarta).
13
Padi termasuk tanaman berbunga sempurna, karena bunga jantan (antera) dan bunga betina (stigma) terdapat dalam satu mahkota bunga, penyerbukan termasuk cleistogami (penyerbukan terjadi sebelum bunga mekar). Satu bunga padi terdiri dari 6 helai bunga jantan/antera dan satu bunga betina/stigma yang dilengkapi oleh 1 buah ovarium kedua sel kelamin di atas dibungkus oleh lemma dan palea. Tiap unit bunga pada malai terletak pada cabang-cabang bulir yang terdiri dari cabang primer dan sekunder (Siregar, 2001).
Biji padi termasuk biji berkeping tunggal (monocotyl). Pada biji yang tumbuh sel-sel di dalam lembaga bertambah besar dan panjang mendesak kulit ari dan pangkal sekam mahkota yang kedua-duanya lalu menjadi retak dan pecah.
Tanaman padi dapat tumbuh dengan baik di daerah beriklim panas yang lembab. Cocok ditanam pada ketinggian 0 - 650 meter di atas permukaan laut dengan suhu antara 22,50C sampai 26,50C serta membutuhkan curah hujan yang banyak, rata-rata 200 mm atau lebih per bulan. Tanah yang baik untuk tanaman padi adalah tanah yang subur dan banyak mengandung bahan organik dengan pH 5 sampai 7 (Aksi Agraris Kanisius, 2011).
Padi dapat tumbuh pada kondisi iklim-iklim yang berbeda. Produksi tertinggi dicapai di negara yang memiliki iklim subtropis atau iklim temperatur hangat. Namun kebanyakan padi ditanam di daerah beriklim tropis. Padi juga mampu beradaptasi di daerah dengan temperatur tinggi dan sinar matahari yang tinggi. Tanaman padi dapat tumbuh pada temperatur antara 680F - 1000F. Selain itu menurut De Datta (1981) pertumbuhan padi dipengaruhi oleh curah hujan, panjang hari, radiasi surya, dan kelembaban relatif. Curah hujan tahunan merupakan faktor pembatas bagi lahan-lahan tadah hujan di Asia Selatan dan Tenggara khususnya. Padi merupakan tanaman hari pendek yang sensitive
14
terhadap fotoperiodisme. Hari panjang akan menyebabkan pembungaan terlambat bahkan tidak terjadi. Radiasi energi surya merupakan faktor penting yang dibutuhkan padi saat inisiasi malai hingga menjelang panen. Setidaknya 30 – 45 hari sebelum panen tanaman yang mendapat energi surya yang cukup akan memberikan hasil yang tinggi. Kelembaban relatif mempengaruhi tanaman padi karena menyebabkan peningkatan insiden penyakit blast pada padi. Iklim sangat mempengaruhi proses fisiologi tanaman padi, sehingga akan berpengaruh terhadap pertumbuhan, perkembangan, dan bulir.
Padi sawah memerlukan air yang cukup mulai dari awal pertumbuhan atau awal fase pertunasan sampai menjelang panen. Kebutuhan air bagi tanaman bergantung dari berbagai macam faktor antara lain jenis tanah, musim, iklim dan umur tanaman. Faktor ketersediaan air dan kesuburan tanah sangat besar peranannya dalam menentukan hasil tanaman padi.
2.2 Syarat Tumbuh Tanaman Padi
Tanaman padi dapat hidup di daerah yang berhawa panas dan banyak mengandung uap air. Curah hujan rata-rata 200 mm per bulan, dengan distrubusi selama 4 bulan, curah hujan yang dikehendaki per tahun sekitar 1500-2000 mm. Suhu yang baik untuk pertumbuhan tanaman padi 230C. Tinggi tempat yang cocok untuk tanaman padi sekitar 0 - 1500 m dpl.
Tanah yang baik untuk pertumbuhan tanaman padi adalah tanah sawah yang kandungan fraksi pasir, debu dan lempung dalam perbandingan tertentu dengan diperlukan air dalam jumlah yang cukup. Tanaman Padi dapat tumbuh dengan baik pada tanah yang ketebalan lapisan atasnya antara 18-22 cm dengan pH antara 4 - 7 (Balai Besar Penelitian Tanaman Padi, 2019).
15 2.3 Varietas Padi
Dalam upaya peningkatan produktivitas padi nasional, inovasi teknologi varietas unggul memegang peranan penting. Balai Penelitian Tanaman Pangan terus berupaya meningkatkan potensi genetik varietas dan menyiapkan teknologi aktualisasi potensi genetik varietas unggul baru (VUB), terutama produktivitas dan kualitasnya. Upaya perbaikan potensi genetik varietas padi tidak hanya memerlukan dukungan pengelolaan dan karakteristik plasma nuftah, tetapi juga karakteristik lahan yang sesuai bagi pengembangannya.
Untuk pengelolaan dan karakteristik plasma nuftah padi, Balai Penelitian Tanaman pangan berkerjasama dengan BB-Biogen, sedangkan untuk identifikasi wilayah pengembangan bekerjasama dengan Pusat Penelitian Tanah. Upaya peningkatan padi di masa datang harus bertumpu pada enam pendekatan yaitu : (a) persilangan dan seleksi kovensional, (b) pemuliaan heterosis/hibrida, (c) pemuliaan padi tipe baru, (d) persilangan padi kerabat jauh, (e) pemuliaan molekuler dan (f) rekayasa genetik (Departemen Pertanian, 2005).
Menurut Damardjati dkk. (2008), bahwa keragaman sifat fisik gabah dan beras terutama disebabkan oleh faktor genetis yang dibawa oleh masing-masing varietas. Keragaman sifat fisik gabah antara lain : ukuran, bentuk, sekam, bobot butir, densitas, rendemen beras pecah kulit, kekerasan, kekeruhan dan kebeningan biji. Peranan varietas baru selain untuk meningkatkan potensi hasil tinggi, juga memperhatikan mutu hasil dan tahan terhadap cekaman biotik dan abiotik. Sifat yang dimiliki varietas unggul tersebut, diantaranya : produksi tinggi, umur pendek, tahan hama dan penyakit, tahan rebah dan tidak mudah rontok, serta mutu beras baik dan rasa nasi enak. Varietas unggul yang dihasilkan biasanya diikuti
16
dengan peningkatan rata-rata hasil serta preferensi konsumen terhdap mutu beras yang dihasilkan. Suatu varietas akan berkembang dan disukai masyarakat apabila dapat memenuhi selera konsumen.
Penggunaan varietas unggul pada suatu daerah akan sangat menentukan faktor keberhasilan peningkatan produksi padi. Vareitas merupakan salah satu komponen teknologi penting yang mempunyai kontribusi besar dalam meningkatkan produksi dan pendapatan usahatani padi.
Balai Penelitian Tanaman Pangan Sukamandi sejak tahun 1995 sampai dengan tahun 2002 telah melepas beberapa jenis varietas unggul untuk dikem- bangkan seseuai dengan lingkungan wilayah pertaniannya. Di antara beberapa varietas unggul padi tersebut adalah Inpari 32, Inpari 42, Ciherang dan Mekongga, yang kesemua varietas tersebut mempunyai keragamanan yang berbeda.
Menurut Puslitbang Bogor (2007) Padi Varietas Inpari 42 memiliki potensi hasil 6,9 - 9,1 ton/ha gabah kering giling, umur tanaman ±103 hari, dan memiliki kadar amilosa ± 20,6%. Tanaman Varietas Inpari 42 tahan terhadap wereng batang coklat biotipe 1, 2, dan 3 dan ketahanan terhadap penyakit Agak tahan terhadap wereng batang coklat biotipe 1, 2 dan 3. Tahan terhadap penyakit Agak tahan terhadap hawar daun bakteri patotipe III, Rentan terhadap patotipe IV, Agak rentan terhadap patotipe VIII, Rentan terhadap tungro, Rentan terhadap semua ras blas. (Balai Besar Penelitian Tanaman Padi, 2020),
Inpari 32 merupakan salah satu varietas unggul baru turunan Ciherang dan IR-64 yang berumur kurang lebih 120 hari setelah semai ini memiliki tinggi tanaman 97 sentimeter, dengan postur tanaman tegak, serta daun bendera yang tegak menjulang sehingga mampu menerima dan memanfaatkan sinar matahari
17
secara optimum untuk pertumbuhannya. Postur tubuhnya yang tegak dan langsing membuat varietas ini tampil cantik dan mendekati tanaman tipe ideal yang sangat disukai oleh petani. Dibandingkan varietas tetuanya tersebut, Inpari 32 HDB memiliki beberapa keunggulan yang signifikan baik dari ketahanannya terhadap penyakit maupun hasil gabahnya. Varietas unggul ini memberikan respon tahan terhadap penyakit HDB ras III. Hal ini memberikan harapan kepada petani, bahwa penggunaan varietas ini di lahan endemis HDB atau yang dikenal sebagai penyakit kresek akan menekan penyemprotan bakterisida. Selain itu, varietas ini juga bereaksi agak tahan terhadap penyakit tungro ras lanrang, sehingga baik untuk dikembangkan di daerah-daerah lahan irigasi yang endemis tungro dan blast. Varietas ini walaupun memiliki potensi hasil yang seimbang dengan Ciherang, namun dibanyak lokasi mampu menghasilkan rata-rata 8,5 ton per hektar. Dengan rasa nasi yang setara dengan Ciherang (medium), tidak heran jika dalam waktu yang relatif singkat, varietas Inpari 32 mulai menjadi primadona di lahan-lahan sawah irigasi.
2.4 Sekam Bakar/Arang Sekam
Sekam padi yang merupakan salah satu produk sampingan dari proses penggilingan padi, selama ini hanya menjadi limbah yang belum dimanfaatkan secara optimal. Arang sekam merupakan sekam padi yang dibakar dengan pembakaran yang tidak sempurna. Media ini sudah diseterilkan dan daya tahanya lama, bisa mencapai, lebih dari satu tahun. Menurut Supriati (2011), arang sekam sangat ringan, kasar, dan sirkulasi udara tinggi karena banyak pori. Selain itu arang sekam juga memiliki drainase dan aerasi yang baik. Arang sekam mengan- dung unsur mangan (Mn) dan Silicon (Si) (Gustia, 2013).
18
Dari proses penggilingan dihasilkan sekam sebanyak 20-30%, dedak 8- 12% dan beras giling 52% bobot awal gabah. Pada proses penggilingan padi, sekam akan terpisah dari butiran beras dan menjadi bahan sisa atau limbah penggilingan. Karena bersifat abrasif, nilai nutrisi rendah, bulk density rendah, serta kandungan abu yang tinggi membuat penggunaan sekam padi terbatas.
Diperlukan tempat penyimpanan sekam padi yang luas sehingga biasanya sekam padi dibakar untuk mengurangi volumenya. Jika hasil pembakaran sekam padi ini tidak digunakan, akan menimbulkan masalah lingkungan.
Salah satu proses alternatif untuk meningkatkan manfaat sekam padi adalah dengan pirolisis. Pirolisis merupakan proses dekomposisi suatu zat/material yang dilakuan pada suhu relatif tinggi. Hasil pirolisis sekam padi berupa char mengandung karbon dan silika dengan komposisi tergantung pada kondisi pirolisis (Danarto dkk., 2010).
Sekam padi mempunyai bulk density 96 sampai 160 kg/m3. Penggilingan sekam padi dapat meningkatkan bulk density dari 192 menjadi 384 kg/m3. Dengan pembakaran pada kondisi tertentu dapat menghasilkan arang sekam padi yang lebih mudah dihaluskan. Sekam padi terdiri unsur organik seperti selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Selain itu, sekam padi juga mengandung unsur anorganik, berupa abu dengan kandungan utamanya adalah silika 94-96%. Selain itu, juga terdapat komponen lain seperti Kalium, Kalsium, Besi, Fosfat, dan Magnesium (Danarto dkk., 2010). Komposisi anorganik dari arang sekam padi berbeda, tergantung dari kondisi geografis, tipe padi, dan tipe pupuk yang digunakan (Shukla, 2011). Abu sekam padi berwarna putih keabuan dari hasil pembakaran pada suhu 4000C selama 3 jam akan memiliki komposisi senyawa penyusun seperti Tabel 1
19
Tabel 1. Komposisi hasil pembakaran sekam padi pada suhu 400 C selama 3 jam
No. Unsur Komposisi
1. SiO2 96,34%
2. K2O 2,3%
3. MgO 0,45%
4. Al2O3 0,41%
5. CaO 0,41%
6. Fe2O 0,20%
Sumber : Shukla (2011)
Keunggulan sekam bakar adalah dapat memperbaiki sifat fisik dan kimia tanah, serta melindungi tanaman. Sekam bakar yang digunakan adalah hasil pembakaran sekam padi yang tidak sempurna, sehingga diperoleh sekam bakar yang berwarna hitam, dan bukan abu sekam yang bewarna putih. Sekam padi memiliki aerasi dan drainasi yang baik, tetapi masih mengandung organisme- organisme pathogen atau organisme yang dapat menghambat pertumbuhan tanaman. Oleh sebab itu sebelum menggunakan sekam sebagai media tanam, maka untuk menghancurkan patogen sekam tersebut dibakar terlebih dahulu (Gustia, 2013).
Sekam memiliki kerapatan jenis 125 kg/m, dengan nilai kalori 1 kg sekam padi sebesar 3300 kkal dan ditinjau dari komposisi kimiawi, sekam mengandung karbon 1,33%, hidrogen 1,54%, oksigen 33,645% dan silika (SiO) 16,98%, artinya sekam 2 berpotensi dimanfaatkan sebagai bahan baku industri kimia dan sebagai sumber energi panas untuk keperluan manusia (Yuliza dkk, 2013).
Menurut Wuryan (2008), sekam bakar memiliki karakteristik yang istimewa, oleh karena itu dapat dimanfaatkan sebagai media tanam untuk hidroponik. Sebagai media tanam, sekam bakar berperan penting dalam perbaikan sifat fisik, sifat kimia, dan melindungi tanaman. Kondisi ini akan berdampak
20
positif terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman, dimana perakaran akan berkembang dengan baik sehingga pengambilan hara oleh akar akan optimal.
Arang sekam mempunyai sifat yang mudah mengikat air, tidak mudah menggumpal, hargamya relative murah, bahannya mudah didapat, ringan, steril, dan mempunyai porositas yang baik (Wibowo, 2017).
Arang sekam padi adalah padatan sisa pembakaran bahan organik (biomassa) yang tidak mengalami penguapan (Harold and Robert, 1962 dalam Sunardiharta dan Ardi, 2001). Arang sekam padi memiliki kandungan serat, pH, dan unsure hara yang tinggi (Harold and Robert, 1962 dalam Sunardiharta Dan Ardi, 2001). Pendapat ini didukung oleh Yulfianti (2011) yang menyatakan bahwa arang sekam padi berperan dalam meningkatkan pH tanah dan ketersedian unsur hara P, K, Si dan Carbon di dalam tanah. Hal yang sama juga dikemukakan oleh Bakri (2008) yang menyatakan bahwa arang sekam padi merupakan pupuk mineral yang mengandung pH basa dan beberapa unsur hara esensial seperti: (1) Nitrogen (1%), (2) Pospor (0,2%), (3) Kalium (0,58%) dan (4) Silikat (87- 97%).
Dengan sifat-sifat abu sebagaimana disebutkan, Martanto (2001) menyimpulkan bahwa arang sekam padi dapat dimanfaatkan sebagai: (1) bahan pembenah tanah, (2) bahan pupuk, (3) pengikat logam dan (4) penggembur tanah. Pendapat ini didukung oleh hasil penelitian Kurniawan (2007) yang melaporkan bahwa pemberian arang sekam padi kedalam tanah dapat memperbaiki sifat fisika, kimia, dan biologi tanah melalui perbaikan kandungan air dan permeabilitas tanah, peningkatan pH tanah, dan ketersediaan unsur hara; dan salah satu unsur hara penting yang terdapat dalam arang sekam padi adalah silikat.
