Analisis potensi hasil kacang tanah dalam kaitan dengan kapasitas dan aktivitas source dan sink

ANALISIS POTENSI HASIL KACANG TANAH DALAM
KAITAN DENGAN KAPASITAS DAN AKTIVITAS
SOURCE DAN SINK

HENI PURNAMAWATI

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

 
 

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam disertasi yang berjudul Analisis
Potensi Hasil Kacang Tanah dalam Kaitan dengan Kapasitas dan Aktivitas Source
dan Sink adalah benar-benar karya saya sendiri dengan arahan komisi
pembimbing, bukan hasil jiplakan atau tiruan serta belum pernah diajukan dalam
bentuk apapun untuk memperoleh gelar program sejenis di perguruan tinggi
manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
dan tidak diterbitkan dari penulis lain telah dituliskan dalam teks dan dicantumkan
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.

Bogor, Desember 2011

Heni Purnamawati
NIM. A361040011

 

 

ABSTRACT
HENI PURNAMAWATI. Potential yield analysis of groundnut in term of capacity
and activity of source and sink. Under the direction of ROEDHY POERWANTO
as the chairman, ISKANDAR LUBIS, YUDIWANTI WAHYU E.K, and A.
GHOZI MANSHURI as the member of advisory committee.
The research was conducted with the aim to get the source and sink
character of groundnuts that affect yield and percentage of full pods. The study
was conducted by performing two experiments. Twelve varieties released from the
years 1950-2003 are used. The 12 varieties were planted on two planting seasons
(2007 and 2010) in two different locations. The observations made include source
and sink capacity and activities, sink strenght, harvest index and yield. In the
second experiment eight varieties were used to observe the non-structural
carbohydrates (TNC) (2007). Two varieties of groundnuts were used to observe
the translocation of carbon by using carbon 13 (13C) (2009). Characters of source
and sink that positively and directly influence pod yield/plant of groundnut were
number of pod/plant, weight of 100 seed and number of gynophores at 70 DAP.
Characters which positively and directly affects harvest index were stem and leaf
dry weight at 42 DAP, seed yield/plant and the number of pod/plant. Source and
sink characters directly and positively affects the percentage of full pods were
number of pod/plant, weight of 100 seed and LAI 70 DAP. There is an indication
that most of assimilate for pod filling was obtained from the photosynthetic
activities during the pod filling. There were no differences between varieties with
different growth patterns. There is also an indication that some varieties do
remobilisation of assimilate during pod filling period. There are seven patterns of
source and sink relationship in groundnut varieties, based on the source and sink
characters. Based on the source and sink characters that influence pod poduction
and quality, an ideotype of groundnut plant with high productivity and high filling
percentage was contructed.
Key words: capacity and activity of source and sink, sink strength

 

RINGKASAN
HENI PURNAMAWATI. Analisis Potensi Hasil Kacang Tanah dalam Kaitan
dengan Kapasitas dan Aktivitas Source dan Sink. Komisi Pembimbing: ROEDHY
POERWANTO (Ketua), ISKANDAR LUBIS, YUDIWANTI WAHYU E.K. dan
A. GHOZI MANSHURI (Anggota).
Penelitian ini dilaksanakan dengan tujuan untuk mendapatkan karakter
source dan sink kacang tanah yang mempengaruhi produksi dan persentase polong
penuh. Berdasarkan karakter source dan sink tadi kemudian disusun ideotype
tanaman kacang tanah yang berpotensi menghasilkan bobot polong tinggi dengan
kualitas polong yang baik. Penelitian dilakukan dengan melakukan dua
percobaan. Percobaan pertama untuk mendapatkan informasi mengenai kapasitas
dan aktivitas source dan sink dengan mengamati beberapa varietas kacang tanah.
Percobaan kedua dimaksudkan untuk mengetahui pergerakan aliran karbon dalam
tanaman kacang tanah yang berbeda pola pertumbuhannya.
Dua belas varietas nasional yang dilepas dari tahun 1950-2003 digunakan
sebagai bahan tanam dalam percobaan pertama. Keduabelas varietas ditanam
pada dua musim tanam (2007 dan 2010) di dua lokasi yang berbeda. Pengamatan
yang dilakukan meliputi karakter kapasitas dan aktivitas source dan sink serta
kekuatan sink, indeks panen dan produksi polong dan biji. Pada percobaan kedua
digunakan delapan varietas kacang tanah untuk mengamati kandungan
karbohidrat non-struktural (TNC) (MT-2007). Dua varietas kacang tanah
digunakan untuk mengamati translokasi karbon dengan menggunakan penjejak
isotop karbon 13 (13C) (MT-2009).
Terdapat karakter-karakter source dan sink yang berpengaruh langsung
positif meningkatkan hasil polong/tanaman kacang tanah yaitu jumlah
polong/tanaman, bobot 100 biji dan jumlah ginofor 70 HST. Karakter-karakter
source dan sink yang berpengaruh langsung menaikkan indeks panen yaitu bobot
kering batang dan daun pada 42 HST, bobot biji/tanaman dan jumlah
polong/tanaman. Karakter-karakter source dan sink yang berpengaruh langsung
meningkatkan persentase polong penuh yaitu jumlah polong/tanaman, bobot 100
biji dan ILD 70HST
Didapatkan bahwa asimilat untuk pengisian biji lebih banyak diperoleh
dari kegiatan fotosintesis pada periode pengisian polong/biji. Tidak ditemukan
adanya perbedaan antar varietas dengan pola pertumbuhan berbeda dalam
memenuhi kebutuhan asimilat saat pengisian. Ada indikasi beberapa varietas
melakukan remobilisasi asimilat.
Berdasarkan perbandingan karakter-karakter source dan sink didapatkan
ada tujuh hubungan source-sink pada varietas kacang tanah yang diuji yaitu:
a. Source tinggi dan Sink tinggi dengan Indeks Panen rendah
b. Source tinggi dan Sink rendah dengan Indeks Panen sedang dan
rendah
c. Source tinggi dan Sink tinggi dengan Indeks Panen tinggi
d. Source tinggi dan Sink rendah dengan Indeks Panen tinggi
e. Source tinggi dan Sink tinggi dengan Indeks Panen rendah
f. Source tinggi dan Sink rendah dengan Indeks Panen rendah
g. Source rendah dan Sink tinggi dengan Indeks Panen tinggi

 

Berdasarkan karakter source dan sink yang berpengaruh langsung
terhadap produksi polong dan kualitas polong disusun ideotype tanaman kacang
tanah dengan produktivitas polong tinggi dan persentase pengisian tinggi yaitu :
a. Menghasilkan kapasitas dan aktifitas source tinggi sehingga mampu
menghasilkan bahan kering yang besar dengan bobot 100 biji > 50 gram
b. ILD pada fase awal generatif (42HST) mencapai 2, memasuki fase
pengisian (56HST) mencapai 3-4, dan pada akhir fase pengisian ILD
mencapai 5-6. ILD pada fase-fase selanjutnya dipertahankan 5-6 untuk
pemasakan polong.
c. Membentuk percabangan (maksimal 5-6 cabang) pada 42-56HST
sehingga dapat menopang banyak bunga dan ginofor pada awal fase
generatif. Tinggi batang utama saat panen tidak terlalu tinggi ±70cm.
d. Bunga muncul serempak pada 26-28HST dan dalam waktu 2-3 hari 50%
populasi berbunga tercapai. Enam puluh persen bunga dari total bunga
sudah muncul sebelum 40HST. Jumlah ginofor 10 hari setelah berbunga
mencapai 15-20 ginofor untuk menjamin jumlah polong/tanaman lebih
dari 20 polong pada saat panen.
e. Indeks panen tanaman mencapai ± 0.40-0.50

Kata Kunci: kapasitas dan aktivitas source dan sink, kekuatan sink, indeks panen,
13
C, ideotype kacang tanah.

 

@Hak Cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2011
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
1.

Dilarang

mengutip

sebagian

atau

seluruh

mencantumkan atau menyebutkan sumbernya.

karya

tulis

ini

tanpa

Pengutipan hanya untuk

kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan
laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan
tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.
2.

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa ijin IPB.

 

ANALISIS POTENSI HASIL KACANG TANAH DALAM
KAITAN DENGAN KAPASITAS DAN AKTIVITAS
SOURCE DAN SINK

HENI PURNAMAWATI

Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada Program Studi Agronomi

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011

 

Penguji pada Ujian Tertutup :
Dr. Ir. Trikoesoemaningtyas, MSc
Dr Ir Sugiyanta, MSi

Penguji Luar Komisi pada Ujian Disertasi:
Prof. Dr. Ir. M.A. Chozin, M.Agr
Prof.(R). Dr. Sumarno, M.Sc

 

Judul Disertasi
Nama
Nomor Pokok
Program Studi

: Analisis Potensi Hasil Kacang Tanah dalam Kaitan
dengan Kapasitas dan Aktivitas Source dan Sink
: Heni Purnamawati
: A 361040011
: Agronomi

Disetujui,
Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Ir. Roedhy Poerwanto, M.Sc.
Ketua

Dr. Ir. Yudiwanti Wahyu E.K, M.S.
Anggota

Dr. Ir. Iskandar Lubis, M.S.
Anggota

Dr. Drs. A.Ghozi Manshuri, M.S.
Anggota

Diketahui,
Ketua Program Studi Agronomi

Prof. Dr. Ir. Munif Ghulamahdi, M.S.

Tanggal Ujian:

Dekan Sekolah Pascasarjana
Institut Pertanian Bogor

Dr. Ir. Dahrulsyah M.Sc.Agr.

Tanggal Lulus:

 

 

PRAKATA

Peningkatan produksi kacang-kacangan di Indonesia berperan penting tidak
hanya dalam mencukupi kebutuhan protein dan energi masyarakat tetapi juga
dalam meningkatkan perekonomian petani dan perekonomian Indonesia. Upaya
yang perlu dilakukan tidak hanya berupa perbaikan teknologi produksi dan
mendapatkan genotipe-genotipe baru yang dapat berproduksi tinggi, tetapi juga
perbaikan kualitas produk sehingga mampu bersaing dalam perdagangan global.
Dalam upaya meningkatkan produksi dan produktivitas kacang tanah di
Indonesia, maka dilakukan serangkaian penelitian berjudul: Analisis potensi hasil
kacang tanah dalam kaitan dengan kapasitas dan aktivitas source dan sink. Dengan
rahmat Allah SWT, penelitian dan penulisan disertasi ini dapat diselesaikan
dengan baik. Disertasi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi
Program Doktor (S3) di Sekolah Pascasarjana, IPB.
Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya
kepada Prof. Dr. Ir. Roedhy Poerwanto, M.Sc sebagai Ketua Komisi Pembimbing,
Dr. Ir. Iskandar Lubis, MS, Dr. Ir. Yudiwanti Wahyu E.K, MS dan Dr. Drs. A.
Ghozi Manshuri, MS sebagai Anggota Komisi yang telah banyak membantu
dalam membimbing dan mengarahkan penelitian ini.
Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada:
1. Departemen Pendidikan Nasional yang telah memberikan beasiswa BPPS
pada tahun 2004-2007.
2. Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Pertanian dan Direktorat
Jendral Pendidikan Tinggi yang telah mendanai penelitian ini melalui program
KKP3T tahun anggaran 2007-2009 dan Hibah Bersaing Dikti tahun anggaran
2008-2009.
3. Rektor Institut Pertanian Bogor , Wakil Rektor IPB Bidang Akademik, Dekan
dan Wakil Dekan Fakultas Pertanian IPB, Dekan Sekolah Pascasarjana IPB,
Ketua Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB, Kepala Bagian
Laboratorium Produksi Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB atas
pemberian ijin dan dukungannya sehingga penulis dapat menyelesaikan
disertasi ini dengan baik.

 

4. Staf Pengajar Program Studi Agronomi Sekolah Pascasarjana IPB yang telah
memberikan ilmu dan masukan selama penulis kuliah untuk Program Doktor
di IPB.
5. Prof. Dr. Ir. Satriyas Ilyas, MSc yang telah menguji penulis pada Ujian
Prakualifikasi Program Doktor di IPB.
6. Dr. Ir. Trikoesoemaningtyas, MSc dan Dr. Ir. Sugiyanta, MSi yang telah
menguji penulis pada Ujian Tertutup Program Doktor di IPB.
7. Prof.(R.) Dr. Sumarno, M.Sc dan Prof. Dr. Ir M.A. Chozin, MAgr yang telah
menguji penulis pada Ujian Terbuka Program Doktor di IPB.
8. Staf Pengajar serta Staf Kependidikan Departemen Agronomi dan Hortikultura
IPB yang telah banyak memberikan dukungan, bantuan dan kerjasama dalam
pelaksanaan penelitian ini.
9. Uswatul Khasanah, Inne Ratnapuri, Angga Yudho, Shofiyatul Mas’udah,
Ambar Prasetyaningrum Oentari, V. Susirani Kusumaputri dan Seriulina N Br.
S. Keloko yang telah membantu penelitian penulis.
10. Kedua orang tua penulis, Bapak Ir. Soetarwi Soerowinoto, MS (almarhum)
dan Ibu Mukarti (almarhumah) yang semasa hidup beliau berdua telah
mendidik, mengenalkan penulis pada tanaman dan senantiasa mendoakan
penulis.
11. Suami tercinta, Dr. Ir. Ahmad Budiaman, M.Sc.F.Trop dan ananda Inas Suci
Rahmawati serta Anisah Dyah Rahmawati, atas segala pengertian, dorongan
dan doanya sehingga penulis dapat menyelesaikan studi Program Doktor ini.
Semoga Allah SWT membalas budi baik yang telah diberikan, dan semoga
disertasi ini dapat memberikan manfaat dalam pengembangan pertanian,
khususnya kacang tanah di Indonesia.

Bogor, Desember 2011
Penulis

 

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 6 April 1966 di Bogor sebagai anak kedua
Bapak Ir. Soetarwi Soerowinoto, MS dan Ibu Mukarti. Tahun 1973 penulis lulus
dari SD Negeri Pengadilan II Bogor. Sekolah Menengah diselesaikan pada tahun
1976 di SMP Negeri I Bogor, dan pada tahun 1984 di SMA Negeri II Bogor.
Sarjana Pertanian diperoleh penulis dari Institut Pertanian Bogor pada tahun 1989.
Pada bulan Oktober 1992 penulis menikah dengan Ahmad Budiaman dan
telah dikaruniai dua orang putri, Inas Suci Rahmawati dan Anisah Dyah
Rahmawati.
Penulis diterima menjadi pegawai negeri sipil pada bulan Januari tahun 1990
dan sampai saat ini bekerja sebagai staf pengajar di Departemen Agronomi dan
Hortikultura, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada bulan Agustus
1990 penulis mendapat beasiswa dari GTZ untuk melanjutkan pendidikan
Magister di Universitas Goettingen, Jerman dan memperoleh gelar Magister
Science Agrariarum dari Universitas tersebut pada tahun 1993.
Karya ilmiah yang merupakan bagian dari disertasi program S3 penulis yang
telah diterbitkan dalam jurnal ilmiah berjudul Akumulasi dan Distribusi Bahan
Kering pada Beberapa Kultivar Kacang Tanah (Jurnal Agronomi Indonesia tahun
2010, vol.38(2): 100-106, Terakreditasi B). Karya ilmiah yang merupakan bagian
disertasi S3 penulis juga pernah disajikan dalam bentuk poster berjudul
Karakteristik Pengisian Biji Kacang Tanah yang ditampilkan pada Seminar
Nasional Inovasi Teknologi Padi dan Palawija bagi Keberlanjutan Ketahanan
Pangan yang diselenggarakan oleh Puslitbangtan Bogor pada bulan Agustus 2009.

 

 

GLOSSARY
Aktifitas sink

kemampuan/laju sink tersebut dalam mengumpulkan
asimilat/bahan kering

Aktifitas source

laju/kecepatan tanaman menghasilkan asimilat

Asimilat/ fotosintat

hasil fotosintesis tanaman

Bahan kering atau
Biomassa

hasil akhir akumulasi asimilat yang telah menjadi bagian
struktural suatu organ tanaman

Carbon Exchange Rate Laju pertukaran (gas) CO2 yang masuk dan keluar daun
(CER)
Determinate
pola pertumbuhan tanaman dimana pertumbuhan
tanaman diakhiri dengan munculnya bunga
Feeding

Meningkatkan konsentrasi suatu unsur isotop yang
memasuki tubuh tanaman

Ginofor

Bagian tanaman kacang tanah yang merupakan
perpanjangan dasar bunga, terbentuk setelah terjadinya
penyerbukan

Ideotype

Keragaan tanaman ideal

Indeterminate

pola pertumbuhan tanaman dimana pertumbuhan
tanaman masih terus berlangsung walaupun bunga sudah
muncul.

Isotop
Kapasitas sink

Unsur-unsur yang memiliki nomor atom sama tetapi
bobot massa atom berbeda
banyaknya bagian tanaman yang berfungsi sebagai sink

Kapasitas source

banyaknya bagian tanaman yang mampu berfotosintesis

Photosynthetic Active
Radiation (PAR)

Radiasi matahari yang jatuh diatas permukaan daun,
yang dapat digunakan untuk fotosintesis

Polong cipo atau cipo

Polong dimana saat setelah dikeringkan biji masih
sangat kecil atau bentuk polong berubah mengerut

Polong penuh

Polong dimana saat setelah dikeringkan biji mengisi
penuh ruang dalam polong

Polong setengah penuh

Polong dimana saat setelah dikeringkan biji tidak
mengisi penuh ruang dalam polong

 

Remobilisasi asimilat

Pemindahan asimilat dari sink temporer ke sink
produktif

Source

semua organ tanaman yang melakukan fotosintesis

Sink

Semua organ tanaman yang tidak berfotosintesis (nonfotosintetik) yang mendapat suplai asimilat dari source

Sink vegetatif

bagian tanaman yang mendapat suplai asimilat tetapi
bukan merupakan bagian yang dipanen (contoh tunas,
daun muda)

Sink reproduktif

sink yang potensial untuk membentuk sink produktif
(contoh bunga, ginofor)

Sink produktif

sink yang dipanen (misal polong, biji)

Sink temporer

sink
penyimpan
sementara
asimilat,
mampu
mengalihkan asimilat yang disimpan ke sink lain yang
membutuhkan. Asimilat ini dapat digunakan untuk
pengisian biji. Contoh sink temporer adalah batang dan
daun

Sink terminal

Sink yang tidak dapat mengalihkan asimilat kebagian
lain karena asimilat menjadi bagian strukturalnya.

Semi determinate

pola pertumbuhan tanaman seperti indeterminate tetapi
dengan laju pertumbuhan sedikit tertekan setelah bunga
muncul

δ13C

Peningkatan rasio karbon 13 (13C) terhadap karbon 12
(12C) dalam satuan ‰
Selisih antara kandungan 13C dalam tanaman dengan
kandungan 13C di atmosfir

% 13C atom excess

 

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL

…………………………………………………...

xxiii

DAFTAR GAMBAR

…………………………………………………...

xxv

DAFTAR LAMPIRAN

…………………………………………………...

xxvii

1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ………………………………………………….

1

1.2. Tujuan Penelitian ……………………………………………….. 2
1.3. Hipotesis ………………………………………………….…….. 3
1.4. Kerangka Pemikiran ……………………………………….……

3

2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Produktivitas Tanaman ………………………………………….

7

2.1.1. Produksi Bahan kering …………………………...….…..

7

2.1.2. Distribusi Asimilat …………………………………........

12

2.2. Hubungan Source-Sink ……………………………………….....

14

2.2.1. Kekuatan Sink ………………………………………........ 14
2.2.2. Translokasi asimilat ……………………………………...

15

2.3. Kacang Tanah (Arachis hypogaea L.)……………………...........

17

2.3.1. Botani dan Morfologi …………………………………….

17

2.3.2 . Tahapan Pertumbuhan Kacang Tanah…………………….. 19
2.3.3. Variasi Hasil ……………………………………………… 20
3. BAHAN DAN METODE
3.1.

Percobaan Kapasitas Source dan Sink Pada Beberapa Varietas
Kacang tanah …………………………………………………… 23

3.2.

Percobaan Translokasi Karbon Pada Dua Varietas Kacang
Tanah Menggunakan Penjejak Isotop 13C ……………………… 32

4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Indeks Panen dan Produksi tanaman …………………………....

35

4.2. Source …………………………………………………………...

37

4.2.1. Kapasitas Source ………………………………………… 37
4.2.1.1. Indeks Luas Daun (ILD)…………………………

37

4.2.1.2. Bobot Kering Tajuk ………….…….……………. 39

 

4.2.1.3. Kandungan Klorofil dan Kerapatan Stomata ……..

42

4.2.1.4. Tinggi Batang Utama dan Percabangan ………......

43

4.2.2. Aktivitas Source ………………………………………..... 45
4.2.2.1. Laju Pertambahan Luas Daun …………………….

43

4.2.2.2. Laju Asimilasi Bersih (LAB)……………………...

46

4.2.2.3. Laju Akumulasi Bahan Kering ………………........ 47
4.3. Sink ……………………………………………………………...

49

4.3.1. Sink Reproduktif…..……………………………………... 49
4.3.1.1. Bunga ……………………………………...……..

49

4.3.1.2. Ginofor ………….………………………………...

53

4.3.2. Kapasitas Sink ……………………………………………. 55
4.3.2.1. Jumlah dan Bobot Polong …...............................
4.3.2.2. Bobot 100 butir ..................................................

55
60

4.3.3. Aktivitas Sink …………………………………………….. 61
4.3.4. Kekuatan Sink ((Sink Strength)………..………………....

62

4.3.4.1. Partition Coefficient ...........................................

63

4.3.4.2. Persentase Pengisian Polong ...............................
4.4. Translokasi Asimilat …………………………………………….

64
66

4.4.1. Kadar Total Non-structural Carbohydrate (TNC) ............. 65
4.4.2. Translokasi 13C .................................................................

67

4.5. Peran Source-Sink dalam Mendukung Pertumbuhan dan
Hasil Tanaman ……………...……………………….………..…

72

4.5.1. Perbandingan Varietas Berdasarkan Bobot Polong
Per Tanaman …………………………………………..…

73

4.5.2. Perbandingan Varietas Berdasarkan Indeks Panen ………. 77
4.5.3. Perbandingan Varietas Berdasarkan Persentase
Polong Penuh Per Tanaman ..……………………………... 80
4.5.4. Matrik Perbandingan Varietas …………………………....

82

4.6. Sidik Lintas …………………………………………………....... 86
4.6.1. Sidik Lintas Bobot Polong Per Tanaman …………………. 87
4.6.2. Sidik Lintas Indeks Panen ………………………………...

89

4.6.3. Sidik Lintas Persentase Polong Per Tanaman …………..… 91

 

4.7. Pembahasan Umum ……………………………………………..

93

5. KESIMPULAN …………………………………………………………...

101

DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………...........

103

LAMPIRAN ………………………………………………………………….

109

 

 

DAFTAR TABEL
No

Judul

Halaman

1.

Perbandingan morfologi varietas botani Arachis hypogaea …………...

18

2.

Hasil analisis tanah sebelum penelitian…..……….………….………...

24

3.

Rata-rata kondisi agroklimat per bulan saat penelitian …..……………. 24

4.

Analisis ragam pada tiap musim tanam …………………......................

30

5.

Analisis ragam gabungan dua musim tanam …………………………..

30

6.

Nilai indeks panen kacang tanah pada dua musim tanam ……………... 35

7.

Hasil polong dan biji kacang tanah berdasarkan bobot keringnya
pada MT-2007 dan MT-2010…………………………………………...

36

Rata-rata Indeks Luas Daun kacang tanah tiap fase tumbuh
pada MT-2007 dan MT-2010…………………………………………..

38

8.

9.

Bobot kering batang dan daun kacang tanah pada beberapa periode
tumbuh pada MT-2007 …………………………………………….…... 40

10. Bobot kering batang dan daun kacang tanah pada beberapa periode
tumbuh pada MT-2010 ……………………………………………….... 40
11

Kadar Klorofil dan kerapatan stomata kacang tanah ….……………….

43

12. Rata-rata jumlah cabang dan tinggi batang utama kacang tanah
pada MT-2010 …...………………………………………………...…...

44

13. Rata-rata Laju Asimilasi Bersih kacang tanah pada MT-2007
dan MT-2010………………………………………………………….... 47
14. Laju Tumbuh Tanaman pada dua periode tumbuh kacang tanah
pada MT-2007 dan MT-2010 …………………………………………...

48

15. Waktu bunga muncul, waktu 50% populasi berbunga,
periode reproduktif dan persentase polong penuh kacang
tanah pada MT-2010 …………………………………………..... 50
16. Rata-rata jumlah bunga tiap periode, persentase bunga yang
menjadi polong dan jumlah polong per tanaman pada MT-2010 ……...

52

17. Persentase ginofor jadi polong pada MT-2007 dan MT-2010 …………

55

 

No

Judul

Halaman

18. Rataan jumlah ginofor, jumlah polong dan bobot polong per
tanaman pada MT-2007 ………………………………………………..
19

56

Rata-rata jumlah polong total, polong penuh, cipo dan persentase
polong penuh per tanaman kacang tanah pada MT-2007…………........

57

20. Rataan jumlah ginofor, jumlah polong dan bobot polong per
tanaman pada MT-2010 ………………………………………………..

58

21. Rata-rata jumlah polong total, polong penuh, polong ½ penuh,
cipo, persentase polong penuh dan polong setengah penuh per
tanaman kacang tanah pada MT-2010…………….…………………....

59

22. Bobot 100 biji kacang tanah pada dua musim tanam ………………....

60

23. Laju Tumbuh Polong kacang tanah pada MT-2007 dan
MT-2010 ………………..……………………………............................ 61
24. Nilai koefisien partisi (PC) kacang tanah pada MT-2007
(PC42-panen) dan MT-2010 (PC56-panen)……………………………. 63
25. Persentase polong penuh kacang tanah pada 2 musim tanam ………..... 64
26. Kadar TNC dalam daun dan batang pada 42 dan 70 HST……………...

65

27. Rata-rata hasil pengukuran kondisi umum tanaman kacang
Tanah pada fase reproduktif …………………………….……….…….. 68
28. Nilai 13C % atom excess dan selisih perubahannya dalam
tiap bagian tanaman ……………………………………..……………..

71

29. Rata-rata nilai ILD 42 HST, jumlah polong/tanaman,
bobot polong dan bobot biji per tanaman dari 2 MT ..……….………...

73

30. Rata-rata bobot kering tajuk (batang dan daun) 70 HST, ILD
70 HST dan Indeks Panen kacang tanah pada dua musim tanam ...……. 78
31. Rata-rata nilai bobot batang pada 42 HST, jumlah ginofor pada
80
70HST dan persentase polong penuh kacang tanah dari 2 musim
tanam …………………………………………………………………...
32. Matrik perbandingan karakter duabelas varietas kacang tanah………...

84

 

DAFTAR GAMBAR
No

Judul

1.

Alur kerangka pemikiran penelitian ……..……………………………..

5

2.

Rak tempat feeding dengan isotop 13C. ………………….…………..…

33

3.

Perbandingan bobot kering polong, daun dan batang pada
(a) 70 dan 91 HST (MT-2007) dan (b) 70 dan 84 HST (MT-2010)…….

41

Pertambahan luas daun pada duabelas varietas kacang tanah (a dan b)
pada MT-2010.………………………...………………………………..

46

4.

Halaman

5.

Pertambahan jumlah bunga dubelas varietas kacang tanah pada MT2010 ……….………………………………………………………….... 51

6.

Pertambahan jumlah ginofor per tanaman pada MT-2007…..................

7.

Pertambahan jumlah ginofor per tanaman pada MT-2010…….……….. 54

8.

Hubungan meningkatnya suhu daun (T) dengan laju CER…………….

68

9.

NIlai % 13C atom excess dalam tanaman kacang tanah varietas Sima
(a) dan Jerapah (b).…………….……………………………………….

70

10
.

53

Kandungan 13C (g) dalam bagian tanaman kacang tanah varietas
Sima (a) dan Jerapah (b)…….….……………………………………..... 72

11. Perbandingan varietas berdasarkan bobot dan jumlah polong per
tanaman.…………...……………………………………………………
.
12 Perbandingan varietas berdasarkan ILD 42HST dan jumlah polong
.
per tanaman.……………..……………………………………………...

74

75

13
.

Perbandingan varietas berdasarkan ILD 42 HST dan bobot kering
tajuk (batang dan daun) per tanaman 42 HST……………….................

76

14
.

Perbandingan varietas berdasarkan bobot polong per tanaman dan
bobot biji per tanaman………………………………………………...

77

15
.

79
Perbandingan varietas berdasarkan ILD 70 HST dan nilai
indeks panen…………………………………………………………….

16
.

Perbandingan varietas berdasarkan bobot kering batang 42 HST
dan persentase polong penuh per tanaman………………...…………… 81

17
.

Perbandingan varietas berdasarkan jumlah ginofor 70 HST
dan persentase polong penuh per tanaman……………………............

82

 

No

Judul

Halaman

18
.

Karakter-karakter yang bepengaruh langsung dan tidak langsung
terhadap bobot polong/tanaman kacang tanah………..………………...

88

19
.

Karakter-karakter yang berpengaruh langsung dan tidak langsung
terhadap Indeks Panen kacang tanah…………………..……………….

90

20
.

Karakter-karakter yang berpengaruh langsung dan tidak langsung
terhadap persentase polong penuh kacang tanah……….………………

92

 

DAFTAR LAMPIRAN
No

Judul

Halaman

1.

Deskripsi duabelas varietas kacang tanah …………………...……….

110

2.

Tiga Kategori Polong …………………………………………………

116

3.

Rataan bunga yang muncul pada MT-2010 dari duabelas varietas
kacang tanah ……………………………….…………………………

117

4.

Hasil analisis ragam karakter pengamatan pada MT-2007……………

119

5.

Hasil analisis ragam karakter pengamatan pada MT-2010……………

120

6.

Hasil analisis ragam gabungan MT-2007 dan MT-2010………..……..

122

7.

Rataan nilai karakter dari dua musimtanam ………………………….. 123

8.

Korelasi antar karakter kacang tanah pada MT-2007 ………………… 124

9.

Korelasi antar karakter kacang tanah pada MT-2010 ………………… 126

10. Korelasi antar karakter kacang tanah pada dua musim tanam ………..

129

11. Korelasi nilai LTT dan LTP pada MT-2007 dengan bobot
polong/tanaman, persentase polong penuh dan Indeks Panen………...

131

12. Korelasi nilai LTT dan LTP pada MT-2010 dengan bobot
polong/tanaman, persentase polong penuh dan Indeks Panen ………..

132

13. Karakter-karakter yang mempengaruhi langsung dan tidak
langsung terhadap bobot polong/tanaman kacang tanah……………… 133
14. Karakter-karakter yang mempengaruhi langsung dan tidak
langsung terhadap indeks panen kacang tanah………………………... 134
15. Karakter-karakter yang mempengaruhi langsung dan tidak
langsung terhadap persentase polong penuh kacang tanah……………

135

 

1

1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kacang tanah merupakan komoditas kacang-kacangan kedua yang ditanam
secara luas di Indonesia setelah kedelai. Produktivitas kacang tanah di Indonesia
tahun 1986 tercatat 0,7 ton/ha meningkat menjadi 1,1 ton/ha pada tahun 2000 dan
1,2 ton/ha pada tahun 2010 (Kasno 2004; BPS 2009). Permintaan akan kacang
tanah di Indonesia terus meningkat dari tahun ke tahun. Kenaikan permintaan ini
tidak dapat dipenuhi seluruhnya oleh produksi dalam negeri. Indonesia mulai
mengimpor kacang tanah sejak tahun 1978. Volume impor kacang tanah
meningkat sebesar 0,95% per tahun (BPS 2009), tetapi luas lahan dan produksi
sejak 2005 terus menurun.
Produktivitas tanaman kacang tanah dipengaruhi oleh agroklimat, teknik
produksi dan karakteristik varietas. Berbagai varietas baru berdaya hasil mencapai
2 - 2,5 ton/ha, bahkan lebih, telah dilepas, tetapi produktivitas petani hanya
mencapai 50 – 60 % (Kasno 2004). Kasno (2006) juga menemukan bahwa pada
MT-2004/2005 varietas lokal masih dominan ditanam petani dengan luas tanam
78,02%.

Varietas Gajah, Macan dan Kelinci masing-masing luas tanamnya

10,80%, 6,54% dan 4,64%. Selain produktivitas yang rendah, masalah lain yang
sering ditemui di lapangan adalah persentase polong hampa (cipo) dan polong
yang terisi kurang maksimal yang cukup besar. Polong yang kurang terisi atau
setengah penuh menghasilkan biji keriput dan tidak mencapai kualitas yang
diharapkan pasar.
Bell dan Wright (1998) menemukan bahwa walaupun populasi tanaman
kacang tanah di Indonesia tergolong tinggi ternyata polong yang dihasilkan
banyak yang tidak berisi atau terisi tidak maksimum, yang mengakibatkan
produktivitasnya tetap dibawah 2,5 ton/ha.

Hal ini dapat mengindikasikan

rendahnya partisi asimilat ke bagian yang dimanfaatkan atau dipanen. Kondisi ini
merugikan dipandang dari adanya pemborosan fotosintat/asimilat ke bagian yang
tidak produktif.
Permasalahan produktivitas dan pengisian biji/polong yang tidak optimal ini
dicoba untuk dipecahkan melalui pengamatan pada hubungan source dan sink
tanaman kacang tanah, khususnya yang dibudidayakan di Indonesia.

Source

2

adalah organ tanaman yang melakukan fotosintesis, sedangkan sink adalah organ
tanaman dimana hasil fotosintesis (asimilat) disimpan. Hubungan source dan sink
pada tanaman ditentukan oleh kapasitas dan aktivitas source serta kapasitas,
aktivitas dan kompetisi diantara sink.

Produksi tanaman ditentukan oleh

banyaknya akumulasi bahan kering dan partisi atau pembagian bahan kering
tersebut ke bagian yang akan dipanen.

Oleh karena itu, peningkatan hasil

tanaman dapat dilakukan dengan meningkatkan akumulasi bahan kering dan/atau
meningkatkan indeks panen.
Varietas-varietas kacang tanah yang umum ditanam di Indonesia tergolong
varietas kacang tanah subtipe Spanish dan Valencia yang bertipe pertumbuhan
tegak dan umur panen berkisar 100-105 hari. Varietas-varietas kacang tanah
nasional mempunyai potensi jumlah polong diatas 15 polong per tanaman, bahkan
sejak tahun 2000 potensi varietas-varietas baru yang dilepas mencapai 20
polong/tanaman. Ginofor yang dihasilkan selama hidup tanaman dapat mencapai
lebih dari 100 ginofor, tetapi dari beberapa penelitian didapat hanya 10 – 15 %
saja yang berkembang menjadi polong berisi penuh (Lukitas 2005).
Informasi mengenai hubungan source dan sink yang berhubungan dengan
pengisian biji pada varietas-varietas kacang tanah di Indonesia masih sangat
terbatas.

Pengamatan terhadap kapasitas dan aktivitas source dan sink,

hubungannya dengan hasil polong dan pengisian biji, distribusi asimilat serta
sumber asimilat untuk pengisian biji akan dapat memudahkan pemahaman
karakter-karakter penting yang berpengaruh terhadap produksi dan pengisian biji
kacang tanah serta mekanisme pembagian asimilat. Pemahaman yang lebih baik
akan karakter-karakter ini akan mampu mendorong pengembangan teknologi
budidaya tanaman kacang tanah sehingga memberikan keuntungan ekonomis
yang lebih baik, serta mendorong perbaikan genetik tanaman untuk menghasilkan
varietas kacang tanah berproduksi tinggi dengan sifat-sifat unggul yang
diharapkan pasar.

1.2. Tujuan Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan mendapatkan karakter source dan
sink kacang tanah yang mempengaruhi produksi dan persentase polong penuh.

3

Berdasarkan karakter source dan sink tadi kemudian disusun ideotype tanaman
kacang tanah.

1.3. Hipotesis
Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah :
1. Terdapat perbedaan kapasitas dan aktivitas source dan sink pada kultivarkultivar kacang tanah yang mempengaruhi produksi dan pengisian polong/biji.
2. Terdapat satu atau lebih karakter source dan sink yang berpengaruh langsung
maupun tidak langsung terhadap produksi polong dan pengisian polong/biji
kacang tanah.
3. Terdapat perbedaan dalam pola translokasi asimilat pada kultivar kacang tanah
dengan pola pertumbuhan yang berbeda.

1.4. Kerangka Pemikiran
Produksi

tanaman

(yield)

ditentukan

oleh

kemampuan

tanaman

menghasilkan asimilat (biomassa) dan pengalokasian sebagian besar asimilat ke
bagian yang bernilai ekonomi. Total produksi biomassa tanaman tergantung pada
keseimbangan proses fotosintesis dan respirasi. Kemampuan genetik tanaman dan
kondisi lingkungan tumbuh tanaman mengendalikan kedua proses ini. Tanaman
mempunyai kemampuan berbeda dalam mengatur distribusi asimilat apabila
terjadi perubahan lingkungan tumbuh. Oleh karena itu perlu diusahakan teknik
budidaya maupun perbaikan genetik dengan memanfaatkan karakter yang
berpengaruh terhadap produksi sehingga sebanyak mungkin biomass/bahan kering
dapat dihasilkan tanaman dan sebanyak mungkin dapat ditransfer ke bagian
tanaman yang bernilai ekonomis.
Asimilat dihasilkan daun dan semua bagian tanaman yang berfotosintesis,
bagian ini disebut source. Source menghasilkan asimilat yang disamping untuk
mempertahankan metabolisme source juga untuk menyuplai kebutuhan bagian
tanaman yang non-fotosintetik. Bagian tanaman yang non-fotosintetik ini disebut
sink. Sink ada yang bersifat temporer dan/atau terminal. Sink temporer dapat
mengalihkan asimilat yang disimpannya kebagian sink lain yang membutuhkan,
sedangkan sink terminal tidak dapat karena asimilat menjadi bagian strukturalnya.

4

Distribusi asimilat atau partisi asimilat menjadi penting dalam menentukan hasil
akhir tanaman. Banyaknya asimilat yang dihasilkan tanaman sulit untuk diukur
langsung akan tetapi dapat diukur secara tidak langsung dengan pengukuran bobot
kering yang merupakan hasil akhir akumulasi asimilat pada suatu organ tanaman.
Pada kacang tanah pembentukan bunga, ginofor dan polong yang adalah
tahap kritis yang menentukan produktivitas. Bunga, ginofor dan polong muda
merupakan sink reproduktif yang berpotensi untuk berkembang menjadi polong
yang dapat dipanen. Tiap varietas diduga mempunyai kemampuan tertentu dalam
menghasilkan sink reproduktif. Sejumlah sink reproduktif kemungkinan tidak
dapat berkembang menjadi sink produktif sebagai akibat dari pengaruh
lingkungan.
Berbeda dengan kedelai yang determinate, kacang tanah yang umumnya
dibudidayakan di Indonesia mempunyai tipe pertumbuhan semi-determinate.
Pada pola pertumbuhan yang semi-determinate, terjadi kompetisi antara sink
reproduktif dan produktif (bunga, ginofor, biji/polong) dengan sink vegetatif
(daun muda, cabang, akar, bintil akar). Kompetisi ini mempengaruhi banyaknya
asimilat untuk perkembangan sink reproduktif selanjutnya, dan apabila
kebutuhannya tidak tercukupi, mengakibatkan sebagian sink reproduktif berhenti
berkembang atau gugur. Kompetisi juga dapat mengakibatkan sink reproduktif
terlambat tumbuh dan berkembang.
Biji dapat memperoleh asimilat dari fotosintesis langsung selama fase
pengisian biji dan/atau dari remobilisasi asimilat dari sink temporer (yang berada
di daun dan batang). Mempertahankan daun hijau selama periode pengisian biji
dapat menjamin berlangsungnya fotosintesis untuk menyuplai asimilat ke biji
yang sedang berkembang. Kebutuhan asimilat untuk pengisian biji dapat pula
diperoleh dari hasil remobilisasi asimilat yang tersimpan dalam batang dan daun.
Adanya remobilisasi asimilat ini dapat menjadi merugikan karena mengakibatkan
laju fotosintesis daun terganggu dan memicu senesens (Sinclair dan deWitt 1978),
yang akibat selanjutnya menurunkan laju serapan hara akar, dan pada akhirnya
mempengaruhi pengisian biji. Gambar 1 menunjukkan alur kerangka pemikiran
dari penelitian ini.

5

Permasalahan
Produktivitas kacang tanah rendah
Pengisian biji kurang maksimal

Faktor penyebab : Pola hubungan source
dan sink, Pembagian asimilat, kekuatan
sink dan waktu pengisian

Kapasitas
Source :

• Bobot
kering tajuk
dan polong
• ILD
• Kandungan
klorofil dan
stomata
• Tinggi tan.
• Percabanga

Aktivitas
Source :

• Laju pertambahan
luas daun
• LAB
• Laju
akumulasi
bahan
kering

Translokasi asimilat

• Kadar
Total
nonstructural
carbohydrate
• Translokasi 13C

Kapasitas
Sink :

• Jumlah
bunga dan
ginofor
• Jumlah dan
bobot
polong
• Bobot 100
butir

Aktivitas
Sink :
• Laju
Tumbuh
Polong

KekuatanSink :

• Partition
Coefficient
• Persentase pengisian
polong

Didapatkan
Perbedaan antar varietas dalam kaitannya dengan kapasitas
dan aktivitas source dan sink serta translokasi asimilat yang
mempengaruhi produksi tanaman dan pengisian biji

Dapat disusun Ideotype tanaman kacang tanah, dalam
kaitan dengan kapasitas dan aktivitas source dan sink
Gambar 1 Alur kerangka pemikiran penelitian.

Untuk memahami hubungan source-sink kacang tanah dalam pengisian
biji/polong kacang tanah, perlu diamati kapasitas dan aktivitas source dan sink
serta kekuatan sink dari beberapa varietas kacang tanah. Yang dimaksud sebagai

6

kapasitas source adalah banyaknya bagian tanaman yang mampu berfotosintesis,
sedangkan aktifitas source adalah laju/kecepatan tanaman menghasilkan asimilat
yang kemudian disimpan atau terukur dalam bobot keringnya. Dalam Disertasi
ini sink yang diamati hanya sink reproduktif dan sink produktif yaitu sink-sink
yang langsung berhubungan dengan produksi tanaman. Sink reproduktif adalah
sink yang kemudian dapat berkembang menjadi sink produktif, sedangkan sink
produktif adalah sink yang dipanen (polong dan biji).

Kapasitas sink adalah

banyaknya bagian tanaman yang berfungsi sebagai sink reproduktif dan produktif,
sedangkan

aktifitas

sink

adalah

kemampuan/laju

sink

tersebut

dalam

mengumpulkan asimilat/bahan kering. Persaingan untuk mendapatkan asimilat
terjadi antara sink-sink reproduktif dan produktif maupun sink reproduktif dan
produktif dengan sink-sink vegetatif.

Makin kuat sink tersebut maka makin

banyak asimilat didapatkan oleh sink tersebut bahkan, kemungkinan mampu
menekan pertumbuhan dan perkembangan sink-sink lain.
Pengamatan dilakukan terhadap sebanyak mungkin varietas kacang tanah
lokal dan nasional untuk mendapatkan pola hubungan source dan sink yang
berbeda. Kondisi lingkungan tumbuh dapat mempengaruhi distribusi asimilat
yang berdampak pada produktivitas tanaman. Oleh karena itu, penelitian ini
dilakukan di dua lokasi dan tahun/musim yang berbeda untuk mendapatkan
informasi pengaruh lingkungan terhadap karakter-karakter tersebut.
Asimilat yang dihasilkan tanaman harus ditranslokasikan dari source ke
dalam sink.

Perubahan dalam translokasi asimilat akan berakibat pada

ketersediaan asimilat yang dapat diakumulasikan tanaman di dalam sink produktif.
Pengamatan translokasi asimilat dilakukan terhadap translokasi karbohidrat nonstruktural pada periode pengisian biji dan penggunaan penjejak isotop karbon-13
untuk mengamati perpindahan karbon dalam varietas-varietas kacang tanah yang
memiliki pola pertumbuhan yang berbeda.
Dari pengamatan kapasitas dan aktivitas source-sink diharapkan dapat
diperoleh keragaman antar varietas kacang tanah berdasarkan karakter kapasitas
dan aktivitas source-sink serta translokasi asimilat yang mempengaruhi produksi
dan pegisian biji.

Setelah mendapatkan informasi karakter-karakter tadi,

7

kemudian dilanjutkan dengan penyusunan suatu “ideotype” tanaman kacang tanah
yang berproduksi tinggi dan dengan kualitas pengisian polong yang optimal.

 

9

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Produktivitas Tanaman
Produksi tanaman adalah puncak dari berbagai proses yang terjadi dalam
suatu siklus hidup tanaman (Khanna-Chopra 2000). Setiap fase pertumbuhan dan
perkembangan tanaman berpengaruh terhadap produksi. Produktivitas tanaman
(yield) ditentukan oleh kemampuan tanaman berfotosintesis dan pengalokasian
sebagian besar hasil fotosintesis ke bagian yang bernilai ekonomi.
Yoshida (1972) mengekspresikan produktivitas tanaman sebagai :
Produktivitas = Biomas x Indeks Panen.
Biomas adalah total bahan kering hasil fotosintesis yang diakumulasi
tanaman, sedangkan produktivitas adalah bagian biomas yang dipanen dan indeks
panen melambangkan koefisien partisi. Dari persamaan tersebut, produktivitas
tanaman dapat ditingkatkan dengan menghasilkan lebih banyak biomas (bahan
kering) atau meningkatkan indeks panen atau meningkatkan keduanya (Kumudini
et al. 2001).

Peningkatan produktivitas pada varietas-varietas baru gandum,

jagung dan kedelai dunia lebih banyak disumbangkan dari adanya peningkatan
lebih banyak bahan kering kedalam biji atau peningkatan indeks panen (Egli
1999; Snyder dan Carlson 1983).

Peningkatan indeks panen ini tidak dapat

dilakukan terus menerus karena hanya dapat dilakukan hingga batas tertentu
sehingga peningkatan selanjutnya dilakukan dengan meningkatkan akumulasi
bahan kering (Gifford dan Evans 1981).
2.1.1 Produksi Bahan Kering
Hasil fotosintesis tanaman (asimilat) diukur secara tidak langsung dengan
mengukur produksi bahan keringnya. Produksi bahan kering merupakan dasar
dari produksi tanaman. Yoshida (1972) menyatakan bahwa laju pertambahan
bahan kering atau laju pertumbuhan tanaman ditentukan oleh indeks luas daun
(ILD), tingkat fotosintesis bersih daun dan sudut daun.
Dale et al., dalam Edoka (2006) menyebutkan bahwa pertumbuhan dan
lamanya daun hijau suatu tanaman menentukan persentase radiasi matahari yang
dapat ditangkap tajuk sehingga mempengaruhi fotosintesis, translokasi asimilat

10

dan hasil akhir tanaman. Indeks Luas Daun (ILD) merupakan rasio antara luas
daun yang hijau dengan luas permukaan tanah dimana tanaman tumbuh. Kiniry et
al. (2005) menggunakan nilai ILD, koefisien light extinction (k) hukum Beer dan
indeks panen untuk membandingkan produksi bahan kering (biomass) dan hasil
berbagai kultivar kacang tanah.
Produksi bahan kering sendiri merupakan perimbangan dari proses
fotosintesis dan respirasi, dimana laju pertambahan bahan kering tanaman
meningkat secara asimtot dengan peningkatan ILD sehingga hampir tidak ada
optimum ILD untuk produksi bahan kering (Yoshida 1972). Walaupun demikian
definisi titik kritis ILD dapat diartikan sebagai suatu nilai ILD dimana
peningkatan ILD tidak lagi meningkatkan laju pertumbuhan tanaman atau terjadi
peningkatan tetapi kecil. Kiniry et al. (2005) menemukan ILD kacang tanah pada
berbagai lokasi di Texas USA pada satu musim berkisar antara 5 – 6 dengan nilai
koefisien extinction cahaya (k) berkisar 0,60 – 0,65.

Untuk mendapatkan

penetrasi cahaya yang lebih baik maka diharapkan daun lebih tegak dan sudut
daun kecil sehingga nilai k menjadi lebih kecil, lebih banyak daun terpapar sinar
matahari pada PAR yang lebih kecil sehingga laju pertukaran karbon (CER=
Carbon Exchange Rate) kanopi meningkat.
Banyak penelitian menunjukkan bahwa akumulasi bahan kering yang
terjadi menjelang dan saat pengisian biji amat menentukan hasil. Shiraiwa et al.
(2004) menemukan besarnya akumulasi bahan kering pada fase periode awal
pengisian biji merupakan karakteristik yang menentukan perbedaan hasil antara
genotipe-genotipe kedelai. Perbedaan hasil antara padi berdaya hasil tinggi dan
padi berdaya hasil rendah terletak pada kemampuan mengakumulasi bahan kering
sebelum heading dan translokasi asimilat selama pengisian biji (Miah et al. 1996).
Lubis et al. (2003) menyatakan bahwa berat kering padi saat pengisian biji lebih
mempengaruhi

hasil

daripada

karbohidrat

non-struktur

(non

structural

carbohydrate = NSC) saat berbunga penuh
Kemampuan fotosintesis dapat diamati dengan mengukur tingkat
pertukaran karbondioksida (CER) pada tajuk. Nilai CER dihitung berdasarkan
laju CO2 yang memasuki stomata.

Tanaman dengan CER tinggi diharapkan

memiliki laju akumulasi bahan kering yang juga tinggi dan pada akhirnya

11

memiliki potensi produksi yang juga tinggi. Nilai CER sendiri sangat dipengaruhi
oleh konduktansi stomata (KS). Konduktansi stomata diukur dengan mengamati
jumlah CO2 yang masuk melalui hambatan stomata. Tanaman dengan nilai CER
tinggi umumnya didukung pula oleh KS yang juga tinggi (Santosa, 2000).
Semakin kecil hambatan stomata, semakin besar nilai konduktansinya sehingga
semakin banyak CO2 yang dapat masuk melalui stomata ke dalam daun. Semakin
banyak CO2 yang masuk memungkinkan terjadinya fiksasi CO2 untuk fotosintesis
yang lebih banyak.
Semakin banyak jumlah stomata, konduktansi per satuan luas daun akan
semakin tinggi (Mohr dan Schopfer 1995). Watanabe et al., dalam Evans dan
Fischer (1999) juga menemukan adanya peningkatan laju pertukaran karbon
(carbon exchange rate, CER), peningkatan N-daun, aktivitas Rubisco, kandungan
klorofil dan kapasitas transport elektron serta penurunan rasio klorofil a/b saat
membandingkan hasil beberapa kultivar gandum lama dan baru.
Terdapat korelasi yang erat antara laju fotosintesis dengan kandungan Ndaun karena enzim Rubisco merupakan 25 - 30 % dari total N-daun (Evans 1989).
Dalam fase pengisian terdapat dua sumber N untuk pertumbuhan biji yaitu N yang
diabsorpsi akar dan N yang berasal dari remobilisasi jaringan vegetatif (Ta dan
Weiland 1992).

Penundaan remobilisasi N dari daun dapat mempertahankan

kapasitas fotosintesis lebih lama dan kemungkinan dapat meningkatkan hasil biji.
Kemampuan padi cv. Akenoshi untuk mempertahankan kandungan Ndaun yang tinggi pada periode pemasakan, sehingga laju fotosintesis tetap tinggi
pada fase tersebut, mengakibatkan pengisian biji menjadi optimal dan produksi
biji lebih tinggi dibanding padi cv Nipponbare (Ookawa et al. 2003).
Kemampuan tanaman dalam menangkap dan menggunakan radiasi cahaya
matahari untuk fotosintesis dipengaruhi pula oleh faktor morfologis, anatomis dan
fisiologis daun.

Peningkatan luas daun, pengurangan trikoma, pengurangan

ketebalan daun, dan peningkatan kandungan klorofil sehingga memungkinkan
penangkapan cahaya menjadi lebih efisien (Taiz dan Zeiger 2002).
Energi cahaya yang jatuh ke daun pertama kali diserap oleh pigmen
klorofil. Tipe klorofil yang banyak terdapat dalam tanaman adalah tipe a dan b.
Klorofil a memiliki gugus metil dalam susunannya sedangkan klorofil b memiliki

12

gugus aldehid. Fungsi kedua klorofil ini berbeda dimana klorofil b bersama
dengan pigmen lain seperti karoten berperan sebagai penangkap foton cahaya.
Foton ini kemudian diteruskan secara berantai ke klorofil a yang berfungsi sebagai
antena pusat reaksi.

Rasio antara klorofil a dan b menentukan keefisienan

penangkapan cahaya.

Tanaman yang tumbuh cepat dan berproduksi tinggi

membutuhkan respirasi yang juga tinggi. Dengan melakukan respirasi, energi
yang tersimpan dalam substrat organik akan dilepas dan diubah dalam bentuk
senyawa ATP yang digunakan untuk berbagai proses metabolisme. Dari proses
respirasi dapat dihasilkan banyak reduktan, berbagai substrat dan karbon skeleton
serta CO2 dan panas sebagai produk sampingannya (Taiz dan Zeiger 2003).
Pertukaran gas CO2 dan O2 dapat digunakan untuk mengukur tingkat
respirasi suatu jaringan (Moss, 1986). Pada kondisi tersedia cukup cahaya untuk
fotosintesis maka gas CO2 yang terukur pada daun (kloroplas) merupakan hasil
dari fiksasi karbon dan respirasi, sedangkan pada kondisi gelap atau cahaya
rendah maka CO2 yang terukur menunjukkan tingkat respirasi daun tersebut.
Tingkat respirasi tanaman dipengaruhi oleh faktor eksternal dan internal
(Mohr dan Schopfer 1995).

Usia jaringan, adanya pelukaan merupakan contoh

faktor internal yang mempengaruhi laju respir

Dokumen yang terkait

Dokumen baru

Analisis potensi hasil kacang tanah dalam kaitan dengan kapasitas dan aktivitas source dan sink