V. ANALISIS EFISIENSI PENGGUNAAN RADIASI SURYA PADA TANAMAN KENTANG (Solanum tuberosum L.) VARIETAS GRANOLA DAN ATLANTIS3 1

ABSTRAK Penelitian ini dilakukan pada dua tempat berbeda yaitu di Galudra Provinsi Jawa Barat (Percobaan II), dan Kerinci Provinsi Jambi (Percobaan III). Analisis dilakukan pada efisiensi penggunaan radiasi surya (RUE) dari tanaman kentang pada perlakuan jarak tanam, ukuran umbi bibit, varietas (Granola dan Atlantis) serta perbedaan generasi antara G1 dan G2 varietas Granola. Jarak tanam yang rapat dan ukuran umbi bibit yang lebih besar menghasilkan pertumbuhan tanaman lebih tinggi yang diukur melalui nilai indeks luas daun (LAI) dan biomassa tanaman. RUE dihitung sebagai nisbah biomassa di atas tanah (RUEAGB) atau biomassa total termasuk akar dan umbi kentang (RUEbiomass) terhadap radiasi surya yang diintersepsi tajuk tanaman. Hasil Percobaan II dan III menunjukkan bahwa intersepsi radiasi surya meningkat seiring dengan peningkatan LAI, yang diikuti pula oleh peningkatan biomassa tanaman. Namun demikian, terdapat perbedaan intersepsi radiasi surya antara varietas Granola dan Atlantis yang ditentukan oleh perbedaan sifat morfologi kedua varietas yang diwakili oleh koefisien pemadaman tajuk (k) dari masing-masing varietas (kGranola = 0,318, kAtlantis = 0,176). Tanaman kentang varietas Granola (G1) memiliki RUE yang lebih tinggi (RUEAGB = 0,63 g MJ-1 dan RUEbiomass = 1,37 g MJ-1) dibandingkan varietas yang sama tetapi generasi berikutnya atau G2 (RUEAGB = 0,45 g MJ-1 dan RUEbiomass = 1,12 g MJ-1). Namun demikian, varetas Atlantis memiliki RUE lebih tinggi (RUEAGB = 0,72 g MJ-1 dan RUEbiomass = 1,79 g MJ-1

This research was conducted at two different sites, which are Cipanas in West Java Province (Second Experiment), and Kerinci in Jambi Province (Third Experiment). Analysis of radiation use efficiency (RUE) of potato crops was performed for the treatments of row-spacing, seed size, cultivar (Granola and Atlantic), and different generation of G1 and G2 of Granola cultivar. Narrow row-spacing and bigger seed size produce higher crop growth rate that was measured from leaf area index (LAI) and crop biomass. RUE and was calculated as the ratio of above ground biomass (RUE

) dibandingkan varietas Granola baik G2 maupun G1. Intersepsi radiasi surya varietas Atlantis relatif lebih kecil dibandingkan Granola, tetapi Atlantis memiliki pertumbuhan tanaman lebih tinggi karena RUE yang lebih tinggi.

Kata kunci : Kentang, biomassa, intersepsi radiasi, efisiensi penggunaan radiasi,

indeks luas daun

ABSTRACT

AGB) or total biomass including roots and tubers (RUEbiomass

3 Paper dikirim pada Jurnal Hortikultura Indonesia. Badan Litbang Pertanian. Analisis Efisiensi

Penggunaan Radiasi Surya pada Tanaman Kentang (Solanum tuberosun. L) Varietas Granola dan Atlantis. 2012. Salwati, Handoko, Las I, Hidayati R.

) and intercepted radiation by the crop canopy. Results of both second and third experiments showed that intercepted radiation increased with LAI followed by crop biomass. However, the difference in intercepted

61

62

radiation between Granola and Atlantis cultivars was observed due to different morphological characteristics represented by extinction coefficient (k) of each cultivar (kGranola = 0,318, kAtlantis = 0,176). Granola cultivar of generation G1 had higher RUE (RUEAGB = 0,63 g MJ-1 dan RUEbiomass = 1,37 g MJ-1) than the same cultivar of the next generation or G2 (RUEAGB = 0,45 g MJ-1 dan RUEbiomass = 1,12 g MJ-1). On the other hand, Atlantis cultivar had higher RUE (RUEAGB = 0,72 g MJ-1 dan RUEbiomass = 1,79 g MJ-1

) compared with that of Granola cultivar both for G2 and G1. Solar radiation intercepted of Atlantis cultivar was relatively smaller than that of Granola cultivar, but Atlantis cultivar growth was bigger due to its higher RUE.

Keywords : Potato, radiation interception, solar radiation, radiation use efficiency

5.1. Pendahuluan

Radiasi surya merupakan unsur iklim yang berperan penting pada

pertumbuhan dan produktifitas tanaman melalui proses fotosintesis (Kadaja dan

Tooming 2004, Gardner 1991) dan klorofil daun menyerap energi radiasi surya

pada kisaran panjang gelombang PAR (Photosynthetic Active Radiation) yaitu

antara 0,38 – 0,68 µm (Wolf dan Oijen 2002). Laju fotosintesis meningkat

dengan kerapatan fluks radiasi yang makin tinggi sampai titik kejenuhan cahaya.

Nisbah antara peningkatan kerapatan fluks radiasi dengan peningkatan laju

fotosintesis disebut efisiensi penggunaan radiasi surya (radiation-use efficiency).

(Oijen dan Goudriaan 1997; Richter et al. 2001). Pada tanaman yang tumbuh di

lapang radiation-use efficiency (RUE) biasanya dinyatakan dengan nisbah antara

penambahan biomassa tanaman dengan jumlah radiasi surya yang diintersepsi

tajuk tanaman (Handoko 1994).

Energi radiasi surya digunakan oleh tanaman untuk melakukan proses

fotosintesis dalam menghasilkan biomassa tanaman kentang. Biomassa tanaman

berkorelasi dengan jumlah radiasi yang diintersepsi selama pertumbuhan tanaman,

berbanding lurus dengan jumlah radasi yang diintersepsi oleh tanaman tersebut

(Yuan dan Bland 2003). Proses pengubahan sebanyak mungkin radiasi yang

diintersepsi tanaman menjadi biomassa memerlukan RUE yang tinggi (Wolf

2002; Richter et al. 2001). Nilai RUE ini menunjukkan kemampuan tanaman

untuk mengkonversi energi radiasi surya yang diterima tanaman menjadi

biomassa (Vieira et al. 2009).

63

Selain berhubungan erat dengan pertumbuhan dan produktivitas tanaman,

penggunan dan pengukuran nilai RUE merupakan indikator yang sangat

membantu untuk memahami konsekuensi kekeringan bagi tanaman dan variasinya

menurut umur (Muchow dan Davis 1988; Wolf 2002). Variabilitas iklim dan

kondisi defisit air yang terjadi pada kondisi lapang dapat secara langsung

menurunkan RUE akibat penurunan aktifitas fotosintesis (Arkebauer et al. 1994).

Menurut Sinclair dan Horie (1989) nilai RUE berbeda antar spesies dan

bervariasi antar varietas tanaman, tergantung tingkat kejenuhan cahaya pada laju

fotosintesis masing-masing tanaman. Perbedaan nilai RUE disebabkan oleh faktor

lingkungan dan faktor dalam tanaman itu sendiri (Li et al. 2009). Menurut

Syarief (2003) yang menyebabkan perbedaan nilai RUE antara lain posisi daun,

susunan daun, indeks luas daun, struktur atau jenis pigmen serta ketersediaan air

dan hara. Irigasi juga dapat mempengaruhi nilai RUE seperti dinyatakan oleh Li et

al. (2009), bahwa irigasi secara berkala dapat meningkatkan nilai RUE, namun

pengaruh irigasi tidak sebesar pengaruh jarak tanam. Pengaturan jarak tanam

akan memungkinkan penyerapan radiasi surya oleh tajuk yang lebih efisien.

Muyan (2010) mengemukaan bahwa pada kondisi penyerapan radiasi penuh maka

fotosintess tajuk tanaman menjadi maksimal dengan peningkatan indeks luas daun

(LAI).

Nilai RUE diturunkan dari penambahan berat kering dan radiasi surya

yang diintersepsi tajuk tanaman, sehingga faktor-faktor yang mempengaruhi RUE

adalah penyerapan radiasi surya, serta tingkat pertumbuhan dan perkembangan

tanaman (Vieira et al. 2009). Nilai RUE merupakan parameter penting dalam

analisis pengaruh radiasi surya terhadap produksi tanaman (Richter et al. 2001).

Berbagai penelitian tentang RUE seringkali menghasilkan nilai yang berbeda-

beda. Menurut Kiniry et al. (1989) kenaikan nilai RUE dikarenakan penambahan

biomassa tanaman yang besar dan dipengaruhi oleh suhu. Selain itu, disebutkan

pula beberapa asumsi yang menyebabkan nilai RUE berbeda yaitu sifat optik

tajuk tanaman yang diwakili oleh nilai k (koefisien pemadaman tajuk tanaman)

memiliki kesalahan yang tinggi dalam persamaan hukum Beer, pengukuran

biomassa tanaman tanpa memasukkan berat akar sebagai AGB (Above Ground

Biomass), dan laju fotosintesis pada semua daun dianggap sama.

64

Nilai RUE (ε dalam g MJ-1

5.2. Tujuan Penelitian

) tanaman kentang belum banyak tersedia pada

pustaka, khususnya yang menghitung total biomassa termasuk umbi dalam

perhitungannya. Percobaan kedua dan ketiga ini akan menurunkan nilai ε tanaman

kentang varietas Granola dari generasi yang berbeda (G1 dan G2) dan varietas

Atlantis (G4).

Penelitian ini bertujuan untuk menurunkan dan mendapatkan nilai efisiensi

penggunaan radiasi (RUE) tanaman kentang varietas Granola (G1, G2) dan

Atlantis (G4) berdasarkan pertambahan berat kering dan jumlah radiasi surya

yang diintersepsi oleh tajuk tanaman kentang.

5.3. Metodologi

Percobaan untuk mendapatkan nilai RUE ini dilakukan pada percobaan

kedua di Galudra dan ketiga di Kerinci. Metode dan pelaksanaan penelitian pada

Percobaan II dan III ini seperti yang sudah dijelaskan pada Bab III. Perlakuan

yang diterapkan pada percobaan lapang II dan III dalam mendapatkan nilai RUE

dianggap sebagai ulangan.

5.3.1. Pengukuran Radiasi Surya dan Kalibrasi Alat

Radiasi surya di atas dan di bawah tajuk tanaman masing-masing diukur

menggunakan sensor radiasi surya solarimeter dan tube solarimeter. Sebelum alat

pengukur radiasi surya dipasang di lokasi penelitian, dilakukan kalibrasi alat

untuk membandingkan setiap alat dengan input radiasi surya yang sama dalam

satuan milivolt (mV). Sensor untuk mengukur radiasi surya datang di atas tajuk

tanaman (Qo) diletakkan pada ketinggian 1 m di atas tempat terbuka. Sensor

untuk mengukur radiasi transmisi (Qτ) diletakkan pada ketinggian 5 cm di atas

tanah di bawah tajuk tanaman. Pengambilan data dilakukan setiap 15 menit

masing-masing dengan 3 kali pengukuran data dari pagi hari (jam 08.00) hingga

sore hari (jam 16.00), kemudian dihitung nilai rata-ratanya.

65

5.3.2. Biomassa Tanaman Kentang

Pertumbuhan tanaman yang diukur adalah biomassa (akar, batang, daun,

dan umbi), indeks luas daun (LAI). Pengukuran dilakukan tiap minggu. Hasil

umbi diukur pada saat panen. Fase perkembangan tanaman yang diamati meliputi

waktu tanam, muncul tunas, pembentukan umbi, pengisian umbi, pematangan

umbi dan panen. Pengamatan dilakukan setiap hari.

Contoh tanaman kentang diambil secara destructive sampling dari setiap

blok perlakuan dan ulangan secara acak. Dua tanaman dari masing-masing blok

dan kombinasi perlakuan diambil setiap minggu, kemudian dipisahkan antara

akar, batang, daun, dan umbi. Biomassa akar, daun, batang, dan umbi didapatkan

dari penimbangan masing-masing bagian tanaman tersebut setelah dikeringkan

dalam oven pada suhu 70 oC selama 48 jam. Berat kering tanaman selanjutnya

dihitung per satuan luas dan ditimbang berdasarkan jarak tanam dari masing-

masing contoh tanaman yang diambil. Biomassa tanaman dihitung dari berat

kering tanaman (akar, batang, daun, dan umbi) dibagi dengan jarak tanam (g m-2

Panen dilakukan setelah tanaman berumur lebih dari 80 hari setelah tanam

(HST), dengan kriteria batang dan daun telah kering serta kulit umbi tidak terlepas

jika digesekkan satu dengan yang lainnya. Data yang dikumpulkan waktu panen

adalah berat umbi per tanaman dan berat umbi per petak perlakuan.

).

5.3.3. Indeks Luas Daun (LAI)

Nilai indeks luas daun (LAI) dihitung dengan membuat replika beberapa

contoh daun kentang pada kertas millimeter block, kemudian ditimbang untuk

mengetahui berat replika tersebut dan luasnya. Persamaan dari hubungan berat

kering dan luas replika daun selanjutnya digunakan untuk menduga luas daun

total dari tajuk tanaman kentang tersebut. LAI dihitung dari nisbah antara luas

daun total tersebut dengan luas lahan yang ditempati tanaman yang merupakan

perkalian jarak tanam.

5.3.4. Intersepsi Radiasi Surya (Qint

Radiasi yang diintersepsi tajuk tanaman dihitung menggunakan hukum Beer

yang merupakan fungsi dari radiasi surya yang datang (Q

)

o) dan LAI (Chang

66

1974). Radiasi intersepsi ini merupakan selisih antara radiasi surya datang di atas

tajuk (Qo) dengan radiasi transmisi di bawah tajuk (Qτ

Q

) :

int = Qo - Qτ

Q

(1)

int = Qo . (1- e –k.LAI

k adalah koefisien pemadaman tajuk tanaman. Nilai koefisien pemadaman tajuk

tanaman (k) dapat diturunkan dengan mengukur Q

) (2)

o dan Qτ

Q

serta LAI yang

perhitungannya sebagai berikut :

τ/Qo = e-k.LAI

sehingga,

(3)

k = [ln(Qo/Qτ

Setelah diketahui nilai k dan LAI pada masing-masing periode

pengamatan, perhitungan radiasi surya yang diintersepsi tajuk tanaman (Q

)]/LAI (4)

int)

selama pertumbuhan tanaman dapat dilakukan menggunakan Persamaan 1. Data

radiasi surya yang terukur pada stasiun klimatologi terdekat (dalam MJ m-2)

digunakan sebagai nilai Qo

5.3.5. Efisiensi Penggunaan Radiasi Surya (RUE)

pada persamaan tersebut.

Terdapat hubungan yang linier antara pertambahan berat kering

(biomassa) tanaman dengan jumlah radiasi yang diintersepsi. RUE dihitung

berdasarkan pertambahan berat kering tanaman selama selang waktu tertentu

dibagi dengan total radiasi surya yang diintersepsi tajuk tanaman pada selang

waktu tersebut. Selang waktu pada penelitian ini adalah per minggu, selanjutnya

nilai RUE dihitung sebagai berikut (Edward et al. 1996) :

ε = dW/Qint

ε adalah efisiensi penggunaan radiasi surya (g MJ

(5) -1), dW adalah pertambahan

berat kering tanaman (g m-2), Qint = radiasi surya kumulatif yang diintersepsi

oleh tajuk tanaman kentang (MJ m-2

5.3.6. Unsur-unsur Cuaca

).

Unsur-unsur cuaca pada Percobaan II diperoleh dari stasiun klimatologi

Pacet (BB-Biogen) dan Percobaan III diperoleh dari stasiun Klimatologi Kayu

Aro. Unsur cuaca harian yang dikumpulkan terdiri dari : curah hujan (mm),

67

intensitas radiasi surya (MJ m-2 hari-1), suhu udara (0C), kelembaban udara (%),

dan kecepatan angin (m detik-1

5.4. Hasil dan Pembahasan

).

5.4.1. Indeks Luas Daun (LAI)

Indeks luas daun (LAI) merupakan salah satu komponen tanaman untuk

menyerap radiasi surya dalam proses fotosintesis (Sang et al. 2008). LAI

merupakan ukuran yang mewakili jumlah atau luas daun, sehingga menentukan

jumlah radiasi surya yang dapat diserap oleh tanaman. Menurut Jongschaap

(2006) LAI berfungsi sebagai indikator jaringan hijau daun yang dapat menerima

secara efisien radiasi surya. Nilai LAI selama pengukuran pada Percobaan II dan

III ditunjukkan pada Gambar 13.

(a) (b)

Gambar 13. Nilai LAI selama pengukuran, pada Percobaan II (a), dan Percobaan III (b). Garis vertikal menunjukkan 2x simpangan baku.

Percobaan kedua dan ketiga secara umum menunjukkan nilai LAI

meningkat sejalan dengan peningkatan umur tanaman kentang sampai sekitar

sembilan dan sebelas MST (minggu setelah tanam). Setelah minggu ke-sembilan

dan sebelas (umur tanaman mencapai 70 HST) LAI mulai menurun. Hal ini

disebabkan pada umur 70 HST fase pertumbuhan vegetatif mencapai maksimum,

ditandai daun kentang mulai mengering dan rontok mendekati umur panen, atau

dapat dikatakan pada saat tersebut tanaman sudah mengalami perubahan fase, dari

fase vegetatif ke fase pematangan umbi. Pada fase pematangan umbi, LAI

cenderung menurun, karena hasil fotosintesis lebih banyak dialokasikan ke umbi.

LAI bertambah seiring dengan pertumbuhan tanaman dan mencapai maksimum

68

pada saat pertumbuhan tajuk telah rapat, kemudian turun saat daun gugur

memasuki fase panen.

Pada Percobaan II, rata-rata nilai LAI pada jarak tanam 20 cm x 20 cm (J1)

sebesar 1,54, lebih tinggi dari jarak tanam 20 cm x 30 cm (J2) sebesar 0,90.

Demikian pula pada Percobaan II, rata-rata nilai LAI dengan jarak tanam 20 x 20

cm (J1) sebesar 1,87, lebih tinggi dari jarak tanam 20 cm x 40 cm (J2) sebesar

1,25. Jarak tanam berhubungan dengan kerapatan tajuk dan luasan tempat tumbuh

kentang. Radiasi yang jatuh di atas tajuk dengan jarak tanam rapat sebagian besar

langsung diintersepsi oleh tajuk lapisan atas, lebih sedikit ditransmisikan ke

bawah tajuk tanaman kentang. Higashide (2009) menyatakan bahwa LAI

merupakan peubah yang sangat baik digunakan untuk menggambarkan distribusi

cahaya, yang tidak hanya ditentukan oleh sifat daun, tetapi juga kerapatan daun.

Perlakuan ukuran umbi bibit pada Percobaan II berpengaruh terhadap nilai

LAI. LAI pada perlakuan umbi bibit besar, sedang, dan kecil berturut-turut

sebesar 1,43, 1,18, dan 0,69. LAI tinggi pada perlakuan umbi bibit besar, karena

semakin besar ukuran umbi bibit, maka akan menghasilkan jumlah batang dan

daun lebih banyak, hal ini disebabkan lebih banyak cadangan zat makanan pada

umbi yang besar (Sutapradja 2008).

Perlakuan varietas pada Percobaan III juga berpengaruh terhadap nilai LAI.

LAI varietas Atlantis sebesar 1,73, lebih tinggi dari varietas Granola sebesar 1,39.

LAI tinggi pada varietas Atlantis, karena jumlah batang dan daun yang lebih

banyak dari Granola. LAI rata-rata varietas Atlantis yang lebih besar akan

mengintersepsi radiasi surya lebih besar dibandingkan varietas Granola, sehingga

biomassa yang dihasilkan varietas Atlantis juga akan lebih besar.

LAI akan menentukan radiasi yang diintersepsi oleh tajuk tanaman kentang.

Penelitian yang dilakukan oleh Winch (2006), menunjukkan pengurangan nilai

LAI pada periode pertumbuhan akan mengakibatkan jumlah radiasi surya yang

diintersepsi akan berkurang, karena sebagian energi radiasi surya akan jatuh ke

tanah. Kapasitas tanaman dalam mengintersepsi radiasi matahari ditentukan oleh

LAI, yaitu luas helai daun per satuan luas permukaan tanah (Higashide 2009).

Semakin besar LAI, maka semakin besar pula radiasi surya yang dapat

diintersepsi untuk dimanfaatkan oleh tumbuhan (Jongshaap 2006).

69

5.4.2. 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 (Vieira et al. 2009). Transmisi radiasi

merupakan perbandingan radiasi yang datang di atas tajuk tanaman dengan radiasi

yang terukur di bawah tajuk. Radiasi surya yang diintersepsi tanaman tergantung

dari radiasi datang yang sampai pada permukaan tajuk tanaman, LAI, kedudukan

atau sudut daun dan distribusi daun dalam tajuk (Sitompul 2002). Gambar 14

menunjukkan grafik hubungan antara LAI dengan porsi radiasi surya yang

ditransmisikan di bawah tajuk tanaman pada Percobaan II dan III.

Gambar 14. Hubungan antara LAI dengan dengan porsi radiasi surya yang

ditransmisikan di bawah tajuk tanaman, pada Percobaan II (a), dan Percobaan III (b).

Transmisi radiasi surya pada Percobaan II dan III menurun dengan

peningkatan nilai LAI. Nilai LAI semakin besar berarti permukaan daun semakin

luas, radiasi yang jatuh di bawah tajuk tanaman akan semakin berkurang sehingga

kemampuan untuk mentransmisikan radiasi ke bagian bawah juga semakin

berkurang. Hal ini sejalan dengan Higashide (2009) yang menyatakan bahwa nilai

LAI pada tanaman tomat meningkat dengan penurunan radiasi transmisi.

Radiasi yang diintersepsi tajuk tanaman kentang pada Percobaan II dan III

ini dihitung menggunakan persamaan Beer. Berdasarkan nilai k, LAI dan radiasi

surya (Qo) yang jatuh pada tajuk tanaman kentang yang diwakili oleh data radiasi

surya yang terukur pada stasiun klimatologi terdekat, maka dapat dihitung jumlah

radiasi surya yang diintersepsi oleh tajuk tanaman kentang pada Percobaan II dan

III. Tabel 8 menunjukkan jumlah radiasi surya yang diintersepsi tajuk tanaman

kentang setiap minggu pada masing-masing perlakuan.

70

Penggunaan jarak tanam pada dasarnya memberikan ruang guna

pertumbuhan tanaman yang baik, mengurangi persaingan antar individu dan daun

tanaman. Pada percobaan II terlihat radiasi yang diintersepsi tajuk tanaman

kentang pada jarak tanam 20 cm x 20 cm (J1) lebih besar dibandingkan jarak

tanam 20 cm x 30 cm (J2). Pada percobaan III juga secara umum terlihat radiasi

yang diintersepsi tanaman kentang pada jarak tanam J1 (20 cm x 20 cm) lebih

besar dari jarak tanam J2 (20 cm x 40 cm). Jarak tanam yang lebih renggang

menghasilkan lebih banyak radiasi surya yang ditransmisi ke bagian bawah tajuk,

sehingga radiasi surya yang diintersepsi tanaman menjadi lebih sedikit.

Intersepsi radiasi surya lebih efisien pada pertanaman yang ditanam lebih rapat

atau populasi tinggi, sehingga dalam konsep memanen energi surya, jarak tanam,

sistem tanam dan arsitek tajuk sangat menentukan (Koesmaryono dan Sugimoto

2005).

Tabel 8. Intersepsi radiasi surya oleh tajuk tanaman kentang pada Percobaan II dan III.

Perlakuan intersepsi radiasi surya (MJ.m-2)

Percobaan II (Granola) 4* 5* 6* 7* 8* 9* 10* 11*

U1J1 U2J1 U3J1 U1J2 U2J2 U3J2

8,5 7,2 7,4 7,2 7,7 8,5

17,5 13,1 11,9 14,5 12,9 13,3

27,1 13,3 11,9 18,7 12,8 9,8

26,4 17,7 19,1 25,3 21,8 23,7

34,3 23,8 22,7 32,1 31,4 29,9

53,2 55,2 62,0 34,5 29,3 28,0

29,1 31,8 32,1 19,9 17,2 17,3

25,0 30,9 33,8 18,9 19,0 19,2

Perlakuan Percobaan III 4* 5* 6* 7* 8* 9* 10* 11* 12*

J1V1 (Granola) 41,8 38,1 43,3 49,4 45,1 28,6 41,2 56,7 43,3 J2V1 (Granola) 29,4 26,6 27,2 30,5 30,9 19,6 28,2 37,8 30,3 J1V2 (Atlantis) 42,6 38,5 39,2 44,0 42,4 26,4 36,7 48,3 37,5 J2V2 (Atlantis) 30,8 27,9 27,0 29,7 32,2 18,2 27,4 34,2 28,0

*) Minggu setelah tanam (MST)

Hasil penelitian Kooman et al. (1996) menunjukkan bahwa intensitas

radiasi surya yang diterima oleh tanaman kentang dipengaruhi oleh musim tanam

dan lokasi tanam, sehingga jumlah radiasi yang diintersepsi oleh tanaman kentang

akan bervariasi. Menurut Jumin (2002) intersepsi radiasi surya dapat dimanipulasi

dengan varietas, morfologi, arsitektur tanaman (tajuk tanaman), dan kerapatan

(jumlah populasi) tanaman setiap satuan luas lahan dengan pengaturan jarak

tanam.

71

Pada percobaan III jumlah radiasi surya yang diintersepsi varietas Granola

(V1) berbeda dibanding varietas Atlantis (V2). Rata-rata nilai radiasi surya yang

diintersepsi selama satu musim tanam varietas Granola jarak tanam J1 sebesar

387,7 MJ m-2 dan jarak tanam J2 sebesar 260,6 MJ m-2. Varietas Atlantis dengan

jarak tanam J1 dan J2 memiliki nilai intersepsi sebesar 355,6 MJ m-2 dan 255,5

MJ m-2

5.4.3. Hubungan LAI dengan Intersepsi Radiasi Surya

. Jumlah radiasi surya yang diintersepsi oleh varietas Granola lebih besar

dibandingkan dengan Atlantis. Hal ini disebabkan oleh morfologi dan

karakteristik dari kedua varietas berbeda dalam mengintersepsi radiasi surya yang

diwakili oleh nilai k (koefisien pemadaman) yang dihitung dalam percobaan ini

yaitu k = 0,318 (Granola) dan k = 0,176 (Atlantis). Hasil ini sesuai dengan

pendapat Makarim (2009) yang menyatakan bahwa jumlah radiasi surya yang

terintersepsi oleh tanaman dipengaruhi oleh varietas, karena varietas yang berbeda

akan memiliki karakteristik atau morfologi tertentu.

Indeks luas daun (LAI) pada tanaman kentang berhubungan dengan

jumlah radiasi surya kumulatif yang diintersepsi oleh tajuk tanaman (Higashide

2009). Gambar 15 menunjukkan hubungan antara LAI dengan radiasi yang

diintersepsi tajuk tanaman kentang pada Percobaan II dan III.

(a) (b)

Gambar 15. Hubungan nilai LAI dengan intersepsi radiasi surya kumulatif pada tajuk tanaman, pada Percobaan II (a), dan Percobaan III (b).

Intersepsi radiasi surya semakin besar dengan peningkatan nilai LAI sampai

mencapai nilai maksimum yaitu pada saat tajuk tanaman menutup rapat

permukaan tanah. Intersepsi radiasi surya akan berkurang dengan penurunan nilai

72

LAI seiring dengan bertambahan umur tanaman, karena daun sudah mulai

mengering dan rontok.

Pada Percobaan II pola hubungan antara LAI dan radiasi yang diintersepsi

tajuk pada perlakuan ukuran umbi bibit serupa dengan perlakuan jarak tanam.

Pada Gambar 15a terlihat tanaman kentang dengan ukuran umbi bibit kecil

mengintersepsi radiasi surya lebih kecil dibandingkan dengan ukuran umbi bibit

sedang dan besar, dengan kisaran LAI yang juga lebih kecil dibandingkan dengan

ukuran umbi bibit sedang dan besar.

Pada percobaan III nilai LAI dari varietas Atlantis rata-rata lebih besar

dibandingkan Granola, sehingga seharusnya jumlah radiasi yang diintersepsi oleh

tajuk tanaman kentang varietas Atlantis lebih besar. Namun berdasarkan hasil ini

terjadi sebaliknya, varietas Granola mengintersepsi radiasi surya lebih besar.

Seperti disebut sebelumnya, hal ini disebabkan oleh karakteristik dan morfologi

tajuk dari kedua varietas dalam mentransmisikan radiasi surya sehingga

menghasilkan nilai koefisien pemadaman yang berbeda. Tanaman yang ditanam

dengan jarak tanam lebih rapat (20 cm x 20 cm) juga mengintersepsi radiasi surya

yang lebih banyak dari jarak tanam yang renggang (20 cm x 40 cm), baik pada

varietas Granola maupun Atlantis.

5.4.4. Biomassa Tanaman Kentang.

Radiasi surya yang diintersepsi oleh tajuk tanaman dari minggu ke minggu

setelah tanam terus meningkat diikuti dengan pertambahan biomassa yang

dihasilkan. Hal ini menunjukkan hubungan yang erat antara intersepsi radiasi

surya oleh tajuk tanaman dengan biomassa yang didukung oleh hasil penelitian

Wajid (2010) yang menyatakan bahwa jumlah radiasi surya yang diintersepsi oleh

tajuk tanaman akan proporsional dengan berat kering (biomassa) tanaman. Rasio

antara biomassa dengan radiasi yang diintersepsi tersebut merupakan indikator

efisiensi penggunaan radiasi surya oleh tanaman yang secara langsung dapat

diukur dari jumlah radiasi yang diintersepsi tajuk tanaman dan biomassa tanaman

(Vieira et al. 2009). Kejadian radiasi surya yang mengenai klorofil tanaman,

memungkinkan klorofil membentuk bahan kering dalam proses fotosintesis

(Gardner et al. 1991).

73

Berat kering tanaman merupakan indikator pertumbuhan yang umum

digunakan untuk menggambarkan keseluruhan pertumbuhan tanaman atau suatu

organ tertentu (Kooman et al. 1996). Pada tanaman kentang biomassa yang

dihasilkan akan dialokasikan ke bagian akar, batang, dan, dan umbi, yang

proporsinya tergantung pada fase perkembangan tanaman (Tekalign dan Hammes

2005). Gambar 16 menunjukkan berat kering akar, batang, daun dan umbi

menurut perlakuan jarak tanam dan ukuran umbi pada Percobaan II.

(a) (b)

Gambar 16. Biomassa akar, batang, daun dan umbi pada Percobaan II, perlakuan jarak tanam (a) dan perlakuan ukuran umbi bibit (b). Garis vertikal menunjukkan 2x simpangan baku

74

Jarak tanam J1 (20 cm x 20 cm) menghasilkan biomassa akar, batang,

daun, dan umbi yang lebih tinggi dari jarak tanam J2 (20 cm x 30 cm). Hal ini

dikarenakan pada jarak tanam J1 intersepsi radiasi surya lebih besar sehingga

biomassa yang dihasilkan lebih tinggi.

Ukuran besar umbi bibit juga berpengaruh terhadap biomassa yang

dihasilkan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tanaman kentang dengan ukuran

umbi besar menghasilkan biomassa akar, batang, daun, dan umbi yang lebih besar

dari ukuran umbi sedang dan kecil. Perbedaan hasil ini bisa disebabkan oleh laju

pertumbuhan pada tanaman kentang dengan ukuran umbi bibit besar lebih tinggi

dibandingkan ukuran umbi bibit sedang dan kecil.

Pada pengukuran biomassa umbi, minggu pertama pengukuran belum

semua tanaman kentang memiliki umbi. Biomassa umbi yang terukur semakin

bertambah tiap minggu seiring dengan semakin besar nilai LAI dan intersepsi

radiasi pada tajuk. Biomassa umbi paling tinggi dihasilkan dari tanaman kentang

yang berasal dari umbi besar dan jarak tanam 20 cm x 20 cm (U1J1). Hal ini

sejalan dengan hasil penelitian Sutapradja (2008), penggunaan umbi bibit yang

besar dengan jarak tanam rapat menghasilkan umbi lebih banyak. Semakin besar

ukuran umbi bibit, maka semakin banyak pula jumlah tanaman yang dipanen.

Gambar 17 menunjukkan berat kering akar, batang, daun dan umbi

menurut perlakuan jarak tanam dan varietas pada Percobaan III. Biomassa umbi

yang dihasilkan dari varietas Granola dan Atlantis minggu setelah tanam juga

terus meningkat.

Rata-rata berat umbi kering varietas Atlantis, dengan kadar air sebesar

84%, tiap minggu selama pengukuran berlangsung adalah 184,4 g m-2, lebih besar

dari Granola sebesar 140,2 g m-2

. Hal ini dikarenakan LAI varietas Atlantis lebih

besar dibandingkan varietas Granola. Menurut Shah (2004) produksi kentang

secara signifikan ditentukan oleh LAI. Setelah minggu ke sebelas pengukuran

memasuki fase matang fisiologi, rata-rata daun tanaman kentang kelihatan

kekuning-kuningan, daun mulai gugur, keseluruhan hasil asimilasi

diakumulasikan ke umbi dan pada akhirnya tanaman kering dan mati, pada

tahapan ini pertumbuhan umbi maksimum.

75

(a) (b)

Gambar 17. Biomassa akar, batang, daun dan umbi pada Percobaan III, perlakuan jarak tanam (a) dan perlakuan varietas (b). Garis vertikal menunjukkan 2x simpangan baku.

5.4.5. Efisiensi Penggunaan Radiasi (RUE)

Radiasi surya yang diintersepsi tajuk tanaman kentang digunakan untuk

pertumbuhan organ-organ tanaman termasuk produksi umbi. Efisiensi

penggunaan radiasi surya (RUE) adalah nisbah antara pertambahan biomassa

76

tanaman dengan radiasi yang diintersepsi oleh tajuk tanaman secara kumulatif

(Richter et al. 2001). Nilai RUE menunjukkan efisiensi radiasi surya yang

digunakan dalam proses fotosintesis tanaman untuk menghasilkan biomassa

tanaman. Semakin besar nilai RUE maka semakin efisien tanaman dalam

menggunakan radiasi surya dan semakin besar biomassa yang terbentuk (Mondani

et al. 2011). Nilai RUE dapat pula digunakan untuk mengevaluasi morfologi

tanaman dan pembatasan produksi pada kondisi iklim dan cuaca yang berbeda

(Tesfaye et al. 2006).

Penelitian yang dilakukan oleh Shah et al. (2004) nilai RI (radiation

interception) dan RUE dapat digunakan untuk memprediksi produksi biomassa

yang dihasilkan dalam sistem pertanian. Perhitungan nilai RUE pada Percobaan II

dan III ini menggunakan data berat kering di atas tanah, yang terdiri dari batang

dan daun (above ground biomass/AGB) dan data berat kering total (akar, batang,

daun, dan umbi) dari kentang varietas Granola (G1 dan G2) dan Atlantis (G4).

Data biomassa yang diamati pada penelitian ini merupakan nilai akumulasi berat

kering akar, batang, daun, dan umbi setiap minggu. Perhitungan akumulasi radiasi

surya yang terintersepsi juga dilakukan setiap minggu bersamaan dengan

pengamatan biomassa tanaman.

Gambar 18 menunjukkan grafik hubungan antara radiasi surya yang

terintersepsi oleh tajuk tanaman kentang secara kumulatif dengan penambahan

biomassa pada Percobaan II dan III. Kemiringan grafik antara biomassa dengan

intersepsi radiasi surya menunjukkan RUE. Berdasarkan grafik pada Gambar 18

nilai RUE untuk kentang varietas Granola (G1 dan G2) dan Atlantis (G4) pada

Percobaan II dan III ditunjukkan pada Tabel 9.

Tabel 9. Nilai RUE tanaman kentang pada Percobaan II dan III.

Varietas Nilai RUE (g MJ-1 Penggunaan data ) Granola (G1) Granola (G2) Atlantis (G4)

0,63 1,37 0,45 1,12 0,72 1,79

AGB (above ground biomass) Biomassa total AGB(above ground biomass) Biomassa total AGB(above ground biomass) Biomassa total

77

(a) (b)

Gambar 18. Hubungan radiasi surya kumulatif yang diintersepsi tajuk tanaman kentang dengan penambahan biomassa tanaman kentang pada (a) Percobaan II varietas Granola (G1) dan (b) Percobaan III varietas Granola (G2) dan Atlantis (G4).

Tanaman kentang varietas Granola (G1) pada Percobaan II dengan

menggunakan data AGB, memiliki nilai RUE sebesar 0,63 g MJ-1. Nilai ini lebih

besar dari Granola (G2) yang hanya menghasilkan RUE = 0,45 g MJ-1 namun

lebih kecil dari Atlantis (G4) sebesar 0,72 g MJ-1. Demikian juga berdasarkan

biomassa total, RUE varietas Granola (G1) memiliki RUE lebih tinggi yaitu 1,37

g MJ-1 dibandingkan Granola (G2) sebesar 1,12 g MJ-1 tetapi lebih rendah dari

varietas Atlantis (G4) sebesar 1,79 g MJ-1

Tabel 10. Nilai RUE tanaman kentang hasil-hasil penelitian sebelumnya

.

Peneliti RUE (g MJ-1 Radiasi (MJ m) -2

Data yang digunakan ) Varietas

Oijen (1991) 3,17 Global Biomasaa total Bintje dan Granola Nurmala (1999) 1,4 – 6,8 PAR Biomasaa total Granola Suryanto (2005) 1,4 PAR Biomasaa total Granola Rezig at al. (2010) 4,47 – 4,77 Global Biomasaa total Spunta Shah (2010) 1,97 – 2,78 PAR Biomasaa total - Mondani et al. (2011) 0,97 – 1,10 PAR Biomasaa total Chenopodium album

Keterangan : PAR = Photosynthetically Active Radiation

Hal ini menunjukkan bahwa nilai RUE sangat dipengaruhi oleh

karakteristik tanaman, nilainya dapat berbeda meskipun pada varietas yang sama

tetapi generasinya yang berbeda seperti ditunjukkan oleh Granola (G1) dan

Granola (G2). Nilai RUE kentang varietas Atlantis pada Percobaan III lebih besar

dibandingkan dengan varietas Granola. Nilai RUE varietas Atlantis yang lebih

78

besar dibandingkan dengan varietas Granola menunjukkan bahwa meskipun

varietas Atlantis mengintersepsi radiasi surya lebih kecil, namun biomassa yang

dihasilkan lebih besar. Nilai-nilai RUE yang didapatkan pada percobaan II dan III

ini mendekati nilai RUE hasil penelitian sebelumnya, seperti yang ditunjukkan

pada Tabel 10.

5.5. Kesimpulan

1. Percobaan II menghasilkan rata-rata nilai indeks luas daun (LAI) pada jarak

tanam rapat (20 cm x 20 cm) lebih tinggi dari jarak tanam renggang (20 cm x

30 cm) yaitu masing-masing 1,54 dan 0,90; dan Percobaan III juga

menghasilkan LAI pada jarak tanam rapat (20 cm x 20 cm) lebih tinggi dari

jarak tanam renggang (20 cm x 40 cm) yaitu 1,87 dan 1,25. Radiasi yang

jatuh di atas tajuk dengan jarak tanam rapat lebih sedikit ditransmisikan ke

bawah tajuk tanaman kentang.

2. Perbedaan morfologi tanaman pada varietas Granola dan Atlantis yang

diwakili koefisien pemadaman (kGranola = 0,318, kAtlantis = 0,176) menentukan

jumlah radiasi surya yang diintersepsi tajuk tanaman. Pada kondisi yang

sama, radiasi surya yang diintersepsi oleh kentang varietas Granola (G2)

sebesar 324,1 MJ m-2 lebih besar dibandingkan varietas Atlantis (G4) sebesar

305,6 MJ m-2

3. Kentang varietas Granola (G1) pada Percobaan II mendapatkan RUE untuk

biomassa di atas tanah (AGB) sebesar 0,63 g MJ

.

-1, sedangkan untuk biomassa

total sebesar 1,37 g MJ-1. Nilai RUE pada Percobaan III kentang varietas

Granola (G2) untuk AGB sebesar 0,45 g MJ-1 dan untuk biomassa total

sebesar 1,12 g MJ-1, sedangkan pada varietas Atlantis (G4) RUE untuk AGB

sebesar 0,72 g MJ-1 dan untuk biomassa total sebesar 1,79 g MJ-1

. Dengan

demikian, tanaman kentang varietas Granola (G1) memiliki RUE yang lebih

tinggi dibandingkan varietas yang sama tetapi generasi berikutnya (G2).

Namun demikian, varetas Atlantis memiliki RUE lebih tinggi dibandingkan

varietas Granola baik G2 maupun G1.