Hubungan transpirasi dengan hasil dan rendemen minyak biji jarak pagar (Jatropha curcas L)
HUBUNGAN TRANSPIRASI DENGAN HASIL DAN RENDEMEN MINYAK
BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
CHARLES YULIUS BORA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
2
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Hubungan Transpirasi Dengan
Hasil Dan Rendemen Minyak Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) adalah karya
saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk
apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
tesis ini.
Bogor, September 2008
Charles Yulius Bora
NIM A151060271
3
ABSTRACT
CHARLES YULIUS BORA. Relationship between Transpiration and Yield
and Seed Oil Content of Jatropha (Jatropha curcas L.). Under direction of
SUDIRMAN YAHYA, EKO SULISTYONO and ZAINAL MAHMUD.
Jatropha (Jatropha curcas L.) is a plant which produce oil that can be used
as an alternative fuel. Generally, Jatropha grow in dry-land area. To reach the
highest oil production, the study on best agricultural practice still needs to be
done.
The objective of this research was to evaluate the relationship between
transpiration and yield and seed oil content. The research was conducted at
Cikabayan Research Garden of IPB during 2007 July until 2008 July. The
experimental design was Randomized Block Design with two factors and three
replications. The first factor was genotype of Jatropha e.i.: Improved Population 1
Asembagus (IP-1A); Improved Population 1 Muktiharjo (IP-1M) and Improved
Population 1 Pakuwon (IP-1P). The second factor was irrigation frequency e.i.: 7;
14; 21 and 28 days. The observed variables were plant growth, evapotranspiration
and yield component.
The results show that the irrigation frequency of 7 days gave a higher
evapotranspiration and transpiration rate than 14, 21, and 28 days irrigation
frequencies. The differences affected plant growth and yield component of each
genotipe. The interaction effects between genotype and irrigation frequency were
significant on total dry matter, roots dry matter and fruit number per plant.
The transpiration positively and strongly related to fruits number, seed
productions and oil production. Increasing on every mm of the transpiration was
followed by increasing on fruit number 0.014 (0.112 fruits/l/plant) for IP-1A and
0.024 (0.183 fruits/l/plant) for IP-1P; and increasing by 0.029 g (0.23 g/l/plant) for
IP-1A and 0.024 g (0.19 g/l/plant) for IP-1P in seed productions. The transpiration
correlated to oil production but not to oil content. Each mm of transpiration
increased the oil production 0.0094 g (0.075 g/l/plant) for IP-1A and 0.0073 g
(0.058 g/l/plant) for IP-1P. Water use of IP-1P genotype was more efficient than
IP-1A in fruits number, but the IP-1A genotype more efficient in seed and oil
productions. The differences on growth and yield responses of the jatropha
genotypes to transpiration can be used as the model to describe the relationship
between transpiration and growth and yield of the plant.
Keywords: Transpiration, water use efficiency, seed production, oil production
4
RINGKASAN
CHARLES YULIUS BORA.
Hubungan Transpirasi Dengan Hasil Dan
Rendemen Minyak Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.). Dibimbing oleh
SUDIRMAN YAHYA, EKO SULISTYONO dan ZAINAL MAHMUD.
Jarak pagar (Jatropha curcas L.) merupakan salah satu tanaman penghasil
minyak nabati sebagai alternatif pengganti bahan bakar minyak. Beberapa
keunggulan jarak pagar dibandingkan dengan sumber minyak nabati lainnya
adalah : relatif mudah dibudidayakan oleh petani kecil, dapat ditanam sebagai
batas kebun, cocok di daerah beriklim kering, sebagai tanaman konservasi pada
lahan-lahan marginal. Walaupun secara umum tanaman jarak pagar cocok untuk
lahan kering (“marginal’) namun produktivitas merupakan pertimbangan utama,
sehingga pemahaman tentang aspek budidaya perlu mendapat perhatian.
Penelitian bertujuan mempelajari hubungan transpirasi dengan hasil biji
jarak pagar dan rendemen minyak biji jarak pagar.
Penelitian dilaksanakan dari bulan Juli 2007 sampai Juli 2008 di Kebun
Percobaan Cikabayan IPB Bogor.
Bahan yang digunakan adalah benih jarak
pagar genotipe IP-1A dan genotipe IP-1M diperoleh dari Balai Penelitian
Tanaman Serat Malang yang masing-masing berasal dari Kebun Percobaan
Asembagus Situbondo (IP-1A) dan Kebun Percobaan Muktiharjo Pati (IP-1M),
sedangkan benih genotipe IP-1P diperoleh dari Kebun Percobaan Pakuwon
Sukabumi. Alat yang digunakan adalah ember (20 l), polibag ukuran diameter 40
cm yang didesain sebagai lisimeter sederhana. Sebagai media tumbuh digunakan
tanah Latosol Darmaga. Rancangan penelitian disusun dalam percobaan faktorial
dua faktor dengan menggunakan rancangan acak kelompok 3 ulangan. Faktor
pertama adalah 3 genotipe jarak pagar yaitu: genotipe IP-1A; IP-1M dan IP-1P.
Faktor kedua adalah frekuensi irigasi yang terdiri dari 4 taraf penyiraman, yaitu
7; 14; 21 dan 28 hari sekali.
Interaksi antara genotipe jarak pagar dan frekuensi irigasi tidak
berpengaruh nyata pada peubah tinggi tanaman, luas daun, indeks luas daun dan
jumlah cabang. Masing-masing faktor secara terpisah menunjukkan pengaruh
yang nyata sampai sangat nyata. Untuk peubah tinggi tanaman genotipe IP-1A
lebih tinggi dari genotipe IP-1M dan IP-1P karena IP-1A tidak bercabang
sedangkan IP-1M menghasilkan jumlah cabang 5 – 6 cabang, IP-1P sebanyak 2 –
3 cabang sedangkan IP-1A rata-rata 1 cabang. Untuk masing-masing genotipe,
luas daun tertinggi adalah genotipe IP-1P dan terendah adalah genotipe IP-1M
sedangkan untuk peubah indeks luas daun genotipe IP-1M lebih tinggi dari kedua
genotipe lainnya karena tingginya jumlah cabang. Frekuensi irigasi 7 hari sekali
menghasilkan tinggi tanaman, luas daun, indeks luas daun dan jumlah cabang
tertinggi dan sangat berbeda nyata dengan frekuensi irigasi 14, 21 dan 28 hari
sekali.
5
Interaksi antara genotipe jarak pagar dengan frekuensi irigasi berpengaruh
sangat nyata terhadap bobot kering total tanaman dan akar tanaman pada umur 6
bulan. Untuk total tanaman, respon genotipe IP-1A adalah nyata secara non linier,
sedangkan genotipe IP-1M dan IP-1P nyata secara linier. Bobot kering akar ketiga
genotipe mempunyai respon yang nyata secara non linier. Bobot kering akar
semakin menurun dengan semakin menurunnya frekuensi irigasi. Respon ini
menunjukkan bahwa genotipe IP-1A lebih efisien dalam penggunaan air
dibandingkan dengan dua genotipe lainnya. Interaksi juga tidak nyata pada peubah
nisbah tajuk-akar, namun untuk masing-masing faktor berpengaruh nyata.
Semakin kering, pertumbuhan akar lebih dominan dari pada pertumbuhan tajuk
yang ditandai dengan semakin rendahnya nisbah bobot kering tajuk-akar.
Total evapotranspirasi (ET) dan transpirasi semakin menurun dengan
semakin menurunnya frekuensi irigasi. Pada umur tanaman 10 bulan masingmasing genotipe menghasilkan total transpirasi yang berbeda-beda.
Komponen hasil yang disajikan berasal dari dua genotipe yaitu genotipe
IP-1A dan IP-1P karena IP-1M sampai dengan umur 11 bulan (10 BSP) belum
menghasilkan bunga. Interaksi antara genotipe dan frekuensi irigasi nyata terjadi
pada peubah jumlah buah per tanaman dan respon kedua genotipe nyata secara
linier. Pengaruh genotipe sangat nyata terhadap jumlah buah per tanaman tetapi
tidak nyata untuk hasil biji, rendemen minyak dan produksi minyak per tanaman.
Genotipe IP-1P menunjukkan hasil lebih tinggi dari pada IP-1A pada semua
peubah komponen hasil.
Transpirasi berkorelasi positif erat dengan komponen hasil jarak pagar.
Setiap peningkatan transpirasi sebesar 1 mm meningkatkan jumlah buah sebanyak
0.014 buah per pohon (0.112 buah/l air/pohon) untuk genotipe IP-1A dan 0.023
buah per pohon (0.183 buah/l air/pohon) untuk genotipe IP-1P, dan meningkatkan
hasil biji sebesar 0.029 g per pohon (0.23 g/l air/pohon) untuk genotipe IP-1A dan
0.024 g per pohon (0.19 g/l air/pohon) untuk genotipe IP-1P. Transpirasi tidak
berkorelasi dengan rendemen minyak biji jarak pagar tetapi berkorelasi positif
dengan produksi minyak per pohon. Setiap peningkatan transpirasi sebanyak 1
mm meningkatkan produksi minyak sebanyak 0.0094 g per pohon (0.075 g/l
air/pohon) untuk genotipe IP-1A dan 0.0073 g per pohon (0.058 g/l air/pohon)
untuk klon IP-1P. Perbedaan produksi minyak dalam hubungannya dengan
transpirasi dipengaruhi oleh perbedaan hasil biji dari masing-masing genotipe.
Hubungan antara transpirasi dan komponen hasil dan produksi minyak
dipengaruhi oleh perbedaan genotipe jarak pagar. Pada penggunaan volume air
yang sama, genotipe IP-1P lebih efisien dari pada genotipe IP-1A dalam
menghasilkan jumlah buah tetapi sebaliknya untuk hasil biji dan produksi minyak
genotipe IP-1A lebih efisien. Peubah jumlah buah, hasil biji dan produksi minyak
masing-masing genotipe dapat menggambarkan sub model hubungan transpirasi
dengan hasil tetapi tidak menggambarkan dalam hubungannya dengan rendemen
minyak biji jarak pagar.
Kata kunci: Transpirasi, efisiensi penggunaan air, produksi biji, produksi minyak
6
@ Hak cipta milik IPB, tahun 2008
Hak cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini
tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan
laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar
IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau
seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
7
HUBUNGAN TRANSPIRASI DENGAN HASIL DAN RENDEMEN MINYAK
BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
CHARLES YULIUS BORA
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Departemen Agronomi
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
8
Judul Tesis
Nama
NIM
: Hubungan Transpirasi Dengan Hasil Dan Rendemen Minyak
Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)
: Charles Yulius Bora
: A 151060271
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. H. Sudirman Yahya, MSc
Ketua
Dr. Ir. Eko Sulistyono, MSi
Anggota
Dr. Zainal Mahmud, APU
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Agronomi
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Munif Ghulamahdi, MS
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MSi
Tanggal Ujian: 28 Agustus 2008
Tanggal Lulus:
9
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Ir. Haryadi, MS
10
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
karunia-Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Tema yang dipilih dalam
penelitian ini adalah Hubungan Transpirasi dengan Hasil dan Rendemen Minyak
Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.), sehingga diharapkan menjadi salah satu
sumber informasi bagi pengguna dalam mengembangkan tanaman jarak pagar.
Penghargaan dan terima kasih yang tulus penulis sampaikan kepada Bapak
Prof. Dr. Ir. Sudirman Yahya, MSc, Dr. Ir. Eko Sulistyono, MSi dan Dr. Zainal
Mahmud, APU selaku ketua dan anggota komisi pembimbing yang banyak
memberikan sumbangan pemikiran, kritikan, saran dan nasehat dalam
pelaksanaan penelitian maupun dalam penulisan tesis ini. Disamping itu,
penghargaan dan terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir. Haryadi,
MS selaku penguji luar komisi yang banyak memberi saran dan kritikan.
Penghargaan dan terima kasih penulis ucapkan kepada Badan Litbang
Pertanian khususnya Komisi Pembinaan Tenaga atas kesempatan dan dana yang
diberikan. Terima kasih juga kepada Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat
atas penggunaan beberapa sarana penelitian, Balai Besar Pengkajian dan
Pengembangan Teknologi Pertanian dan Balai Pengkajian Teknologi Pertanian
Nusa Tenggara Timur atas dorongan, arahan dan kesempatan dalam melanjutkan
studi S2 di IPB.
Terima kasih penulis juga sampaikan kepada Teknisi Kebun Percobaan
Cikabayan, Laboran pada Laboratorium Fisiologi Tanaman Departemen
Agronomi dan Hortikultura dan Laboratorium Kimia Pangan PAU, IPB, serta
teman-teman Pascasarjana angkatan 2006 yang telah banyak memberikan saran
dalam penyelesaian tesis ini. Ungkapan terima kasih dan penghargaan yang
setinggi-tingginya kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa restu
dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, September 2008
Charles Yulius Bora
11
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kabupaten Sumba Barat, Nusa Tenggara Timur pada
tanggal 24 Juli 1967 dari ayah Ir. Obed Bora dan ibu Yacoba Pandango. Penulis
merupakan anak kedua dari lima bersaudara.
Tahun 1986, penulis lulus dari Sekolah Menengah Atas Negeri 4 Surakarta,
Jawa Tengah. Pada tahun yang sama melanjutkan pendidikan pada di Akademi
Farming Semarang dan tamat pada tahun 1989, kemudian melanjutkan ke Jurusan
Budidaya Tanaman, Fakultas Pertanian, Universitas Merdeka Madiun.
Penulis
memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada tahun 1992.
Sejak tahun 1993 penulis bekerja sebagai staf peneliti pada Proyek
Penelitian Pembangunan Pertanian Nusa Tenggara (P3NT) yang selanjutnya pada
tahun 1994 berubah status menjadi Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Nusa
Tenggara Timur.
Tahun 2006 penulis mengikuti pendidikan Pascasarjana pada Program Studi
Agronomi, Institut Pertanian Bogor, dengan biaya Badan Penelitian dan
Pengembangan Pertanian, Departemen Pertanian Republik Indonesia. Penulis
mendapatkan gelar Magister Sains dalam bidang Agronomi dari Institut Pertanian
Bogor pada bulan September 2008.
12
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .......................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
xiii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................
xiv
PENDAHULUAN
Latar Belakang..................................................................................
Tujuan Penelitian..............................................................................
Hipotesis...........................................................................................
1
3
3
TINJAUAN PUSTAKA
Evapotranspirasi................................................................................
Neraca Air.........................................................................................
Kebutuhan dan Katersediaan Air Tanaman......................................
Hubungan Transpirasi dengan Hasil Tanaman.................................
Hubungan Transpirasi dengan Kandungan Minyak Biji..................
Jarak Pagar........................................................................................
4
6
7
8
9
11
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu...........................................................................
Bahan dan Alat.................................................................................
Metode Penelitian.............................................................................
Pelaksanaan Penelitian..................................................................
Pengamatan...................................................................................
13
13
13
14
15
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pertumbuhan Tanaman.....................................................................
Tinggi Tanaman dan Jumlah Cabang...........................................
Luas Daun.. ..................................................................................
Indeks Luas Daun.........................................................................
Bobot Kering...............................................................................
Nisbah Tajuk-Akar........................................................................
Kadar Air Tanah, Evapotranspirasi dan Transpirasi.........................
Komponen Hasil...............................................................................
Hubungan Transpirasi dengan Komponen Hasil..............................
19
19
21
22
24
28
29
35
40
KESIMPULAN ...........................................................................................
49
DAFTAR PUSTAKA...................................................................................
51
LAMPIRAN ................................................................................................
56
13
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Tinggi tanaman dan jumlah cabang ari tiga genotipe...................................
19
2 Rata-rata tinggi tanaman dan jumlah cabang jarak pagar pada berbagai
frekuensi irigasi............................................................................................ 20
3 Rata-rata luas daun dari tiga genotipe jarak pagar........................................ 21
4 Rata-rata luas daun jarak pagar pada berbagai frekuensi irigasi..................
22
5 Rata-rata indeks luas daun dari tiga genotipe jarak pagar............................
23
6 Rata-rata indeks luas daun jarak pagar pada berbagai frekuensi
irigasi............................................................................................................ 24
7 Tanggap bobot kering tanaman dan bobot kering akar 3 genotipe jarak
pagar akibat frekuensi pada umur 6 BSP...................................................... 26
8 Pengaruh genotipe jarak pagar terhadap nisbah bobot kering tajuk-akar..... 28
9 Pengaruh frekuensi irigasi terhadap nisbah bobot kering tajuk-akar............ 29
10 Korelasi antara transpirasi dengan bobot kering jarak pagar pada 6 BSP.... 33
11 Rata-rata jumlah buah, hasil biji, rendemen minyak dan produksi minyak
per pohon antar genotipe jarak pagar........................................................... 35
12 Rata-rata jumlah buah, hasil biji, rendemen minyak dan produksi minyak
per pohon jarak pagar berdasarkan frekuensi irigasi.................................... 36
13 Tanggap jumlah buah genotipe jarak pagar akibat frekuensi irigasi............ 39
14 Korelasi antara transpirasi dengan komponen hasil dan antar komponen
hasil genotipe IP-1A.................................................................................... 40
15 Korelasi antara transpirasi dengan komponen hasil dan antar komponen
hasil genotipe IP-1P.................................................................................... 40
14
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Model deskriptif sintesis minyak pada tanaman........................................
10
2
Kurva tanggap bobot kering total tanaman genotipe jarak pagar akibat
frekuensi irigasi pada 6 BSP......................................................................
25
Kurva tanggap bobot kering akar genotipe jarak pagar akibat frekuensi
irigasi pada 6 BSP......................................................................................
27
Total evapotranspirasi masing-masing genotipe jarak pagar dan
frekuensi irigasi pada umur 10 BSP...........................................................
31
Total transpirasi masing-masing genotipe jarak pagar dan frekuensi
irigasi pada umur 10 BSP...........................................................................
32
6
Hubungan transpirasi dengan bobot kering tanaman pada umur 6 BSP....
34
7
Kurva pengruh frekuensi irigasi terhadap jumlah buah pada dua
genotipe jarak pagar...................................................................................
38
8
Hubungan antar komponen hasil masing-masing genotipe........................
41
9
Hubungan transpirasi dengan jumlah buah per pohon jarak pagar............
43
10 Hubungan transpirasi dengan hasil biji per pohon jarak pagar..................
44
11 Hubungan transpirasi dengan produksi minyak per pohon jarak pagar.....
45
3
4
5
15
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
TEKS
1
Deskripsi jarak pagar Improved Population-1Asembagus (IP-1A)...........
57
2
Deskripsi jarak pagar Improved Population-1Muktiharjo (IP-1M)...........
58
3
Deskripsi jarak pagar Improved Population-1 Pakuwon (IP-1P)............... 59
TABEL
1
Hasil analisis tanah ...................................................................................
60
2
F-hitung analisis ragam peubah tanggap pertumbuhan 3 genotipe jarak
pagar pada berbagai frekuensi irigasi......................................................... 61
3
F-hitung analisis ragam peubah tanggap bobot kering 3 genotipe jarak
pagar pada berbagai frekuensi irigasi......................................................... 62
4
F- hitung analisis ragam peubah jumlah buah per pohon, berat biji per
pohon, kadar minyak biji per pohon genotipe jarak pagar pada berbagai
frekuensi irigasi.......................................................................................... 62
5
F-hitung analisis ortogonal polynomial interaksi genotipe jarak pagar
dan frekuensi irigasi terhadap peubah bobot kering padaumur 6 BSP dan
peubah jumlah buah per tanaman............................................................... 63
6
Evapotranspirasi total (ml).........................................................................
64
7
Transpirasi total (ml)..................................................................................
65
8
Evaporasi panci bulanan selama penelitian................................................ 66
9
Analisis ragam hubungan transpirasi dengan bobot kering genotipe IP1A pada 6 BSP........................................................................................... 67
10 Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan bobot kering
genotipe IP-1A pada 6 BSP........................................................................ 67
11 Analisis ragam hubungan transpirasi dengan bobot kering genotipe IP1M pada 6 BSP........................................................................................... 67
12 Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan bobot kering
genotipe IP-1M pada 6 BSP....................................................................... 67
13 Analisis ragam hubungan transpirasi dengan bobot kering genotipe IP1P pada 6 BSP............................................................................................ 68
14 Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan bobot kering
genotipe IP-1P pada 6 BSP........................................................................ 68
16
15 Analisis ragam hubungan transpirasi dengan peubah jumlah buah 68
genotipe IP-1A...........................................................................................
16 Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan peubah jumlah buah
genotipe IP-1A........................................................................................... 68
17 Analisis ragam hubungan transpirasi dengan peubah jumlah buah
genotipe IP-1P............................................................................................ 69
18 Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan peubah jumlah buah
genotipe IP-1P............................................................................................ 69
19 Analisis ragam hubungan transpirasi dengan peubah hasil biji genotipe
IP-1A.......................................................................................................... 69
20 Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan peubah hasil biji
genotipe IP-1A........................................................................................... 69
21 Analisis ragam hubungan transpirasi dengan peubah hasil biji genotipe
IP-1P........................................................................................................... 70
22 Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan peubah hasil biji
genotipe IP-1P............................................................................................ 70
23 Analisis ragam hubungan transpirasi dengan produksi minyak genotipe
IP-1A.......................................................................................................... 70
24 Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan produksi minyak
genotipe IP-1A........................................................................................... 70
25 Analisis ragam hubungan transpirasi dengan produksi minyak genotipe
IP-1P........................................................................................................... 71
26 Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan produksi minyak
genotipe IP-1P............................................................................................ 71
27 Analisis ragam hubungan jumlah buah dengan hasil biji genotipe IP-1A.
71
28 Pendugaan parameter hubungan jumlah buah dengan hasil biji genotipe
IP-1A.......................................................................................................... 71
29 Analisis ragam hubungan jumlah buah dengan produksi minyak
genotipe IP-1A........................................................................................... 72
30 Pendugaan parameter hubungan jumlah buah dengan produksi minyak
genotipe IP-1A........................................................................................... 72
31 Analisis ragam hubungan hasil biji dengan produksi minyak genotipe
IP-1A.......................................................................................................... 72
32 Pendugaan parameter hubungan hasil biji dengan produksi minya
genotipe IP-1A........................................................................................... 72
33 Analisis ragam hubungan jumlah buah dengan hasil biji genotipe IP-1P.
73
34 Pendugaan parameter hubungan jumlah buah dengan hasil biji genotipe
IP-1P.......................................................................................................... 73
17
35 Analisis ragam hubungan jumlah buah dengan produksi minyak
genotipe IP-1P........................................................................................... 73
36 Pendugaan parameter hubungan jumlah buah dengan produksi minyak
genotipe IP-1P........................................................................................... 73
37 Analisis ragam hubungan hasil biji dengan produksi minyak genotipe
IP-1P.......................................................................................................... 74
38 Pendugaan parameter hubungan hasil biji dengan produksi minya
genotipe IP-1P........................................................................................... 74
GAMBAR
1
Grafik perkembangan kadar air tanah, evapotranspirasi dan transpirasi
per minggu menurut klon jarak pagar........................................................ 75
2
Grafik perkembangan kadar air tanah, evapotranspirasi dan transpirasi
per minggu menurut frekuensi irigasi........................................................ 76
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jatropha curcas L. termasuk famili Euphorbiaceae. Genus Jatropha
memiliki 175 spesies. Dari jumlah ini lima spesies sudah dikenal di Indonesia,
yaitu : Jatropha curcas L. dan Jatropha gossypiifolia yang digunakan sebagai
tanaman obat sedangkan Jatropha integerrima Jacq, Jatropha multifida dan
Jatropha podagrica Hook digunakan sebagai tanaman hias (Pusat Penelitian dan
Pengembangan Perkebunan 2006a).
Selama ini tanaman jarak pagar tidak dikembangkan sebagai bahan bakar
alternatif pengganti minyak solar dan minyak tanah karena secara komersial tidak
bisa bersaing dengan bahan bakar minyak (BBM) solar dan minyak tanah yang
relatif murah karena disubsidi pemerintah. Namun di banyak negara yang terbatas
sumberdaya BBM, jarak pagar telah dikembangkan sebagai pengganti solar
(minyak disel) dan minyak tanah. Seperti di India, tanaman jarak pagar telah
dikembangkan pada lahan-lahan marginal yang diawali dengan berbagai
penelitian baik teknis budidaya, sosial dan ekonomi (Ramesh et al. 2005; Meena
dan Sharma 2006; Ginwal et al. 2004). Negara Asia seperti Thailand sudah
mengembangkan tanaman jarak pagar sejak tahun 2004 dengan tujuan untuk
memenuhi kebutuhan energi pedesaan (San 2006).
Sejak tahun 2005, pemerintah Indonesia secara bertahap mulai mengurangi
subsidi terhadap BBM sehingga harganya meningkat. Upaya untuk mengurangi
ketergantungan terhadap BBM, pemerintah telah menetapkan kebijakan
pengembangan berbagai sumber energi alternatif pengganti BBM (Krisnamurti
2006).
Jarak pagar (Jatropha curcas L.) merupakan salah satu tanaman penghasil
minyak nabati yang dapat digunakan sebagai alternatif pengganti BBM (Stumpf
dan Muhlbauer 2002; Pinto et al. 2005). Beberapa keunggulan tanaman jarak
pagar dibandingkan dengan tanaman sumber minyak nabati lainnya adalah : relatif
mudah dibudidayakan oleh petani kecil, dapat ditanam sebagai batas kebun, cocok
ditanam di daerah beriklim kering dan dapat dianfaatkan sebagai tanaman
konservasi pada lahan-lahan marginal (Mahmud 2006; Forson et al. 2004).
2
Walaupun secara umum tanaman jarak pagar cocok untuk lahan kering
(“marginal’) namun produktivitas merupakan tujuan utama, sehingga pemahaman
tentang aspek budidaya perlu mendapat perhatian. Produktivitas dan rendemen
minyak dari biji jarak pagar masih bervariasi. Ini disebabkan oleh antara lain
kondisi ekologis yang marjinal seperti defisit air dan lahan yang kurang subur.
Hasil seleksi tanaman yang berasal dari berbagai daerah di Indonesia, diperoleh
klon yang memiliki potensi produksi mencapai 4-5 t/ha pada tahun kelima dan
direkomendasikan untuk daerah beriklim kering (Hasnam dan Hartati 2006).
Walaupun jarak pagar dapat tumbuh dan berproduksi pada lahan marginal, namun
air merupakan faktor pembatas untuk mencapai produksi yang optimal. Karena
defisit air akan menurunkan transpirasi yang berakibat penurunan produksi.
Minyak jarak pagar merupakan ester ethyl atau methyl (Agarwal 2007)
yang disintessis dari acethyl koenzim A (Vickery dan Vickery 1981). Acethyl Co
A dibentuk dari glukosa 6-fosfat. Glukosa 6-fosfat berasal dari fruktosa 6-fosfat
yang merupakan hasil dari fotosintesis.
Salah satu bahan utama fotosintesis
adalah air, sehingga dapat dibentuk hubungan antara transpirasi dengan
kandungan minyak.
Jarak pagar (Jatropha curcas L.) merupakan tanaman yang toleran
terhadap kondisi kekeringan dengan tinggi tanaman mencapai 5 m. Setelah umur
5 tahun potensi hasil bisa mencapai 7,5 – 12 t/ha/tahun dengan kandungan minyak
30 – 35 % (Ramesh et al. 2005). Kondisi edapho-klimatik berdampak nyata
terhadap karakter pertumbuhan dan kandungan minyak biji jarak. Tanaman jarak
yang ditanam pada ketinggian 400 – 600 m dpl menghasilkan kandungan minyak
45 % sedangkan pada ketinggian 800 – 1000 m dpl hanya 22,68 % (Pant et al.
2006). Hal ini menunjukkan adanya hubungan ketinggian tempat dengan proses
fisiologi yang menghasilkan perbedaan kandungan minyak tersebut. Ketinggian
tempat berhubungan dengan suhu dan kelembaban udara dimana semakin tinggi
suatu wilayah maka suhu semakin rendah dan kelembaban semakin tinggi.
Tanaman jarak pagar termasuk tanaman kosmopolit artinya mampu tumbuh di
berbagai ketinggian tempat namun apabila budidaya tanaman diarahkan untuk
produksi biji dan minyak maka karakter fisiologi tanaman dalam hubungannya
dengan lahan dan iklim perlu diketahui.
3
Luas lahan kritis yang sesuai untuk budidaya jarak pagar adalah seluas 13
juta ha. Setiap hari akan menghasilkan bahan bakar biofuel setara dengan 400
ribu barel solar. Nilai ini sangat signifikan dibandingkan dengan konsumsi solar
sekarang sebesar 460 ribu barel setiap hari (Badan Pengkajian dan Penerapan
Teknologi 2007). Mulyani et al. (2006) mengatakan bahwa hasil evaluasi
keksesuaian lahan di Indonesia berdasarkan pada data peta eksplorasi terdapat
lahan yang sesuai untuk jarak pagar seluas 49.53 juta ha.
Karakter potensial tanaman jarak pagar sudah diidentifikasi melalui
eksplorasi dari beberapa daerah di Indonesia. Melalui seleksi massa negatif
diperoleh 3 populasi komposit sebagai genotipe unggul yaitu: Improved
Population-1 (IP-1A/Asembagus), IP-1M (Muktiharjo) dan IP-1P (Pakuwon) yang
berpotensi untuk dikembangkan (Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan
2006b).
1. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan sebagai berikut:
a. Mempelajari hubungan transpirasi dengan hasil biji jarak pagar
b. Mengetahui hubungan transpirasi dengan rendemen minyak biji jarak pagar.
2. Hipotesis Penelitian
Hipotesis yang diajukan sebagai berikut :
a. Terdapat hubungan antara transpirasi dan hasil biji jarak pagar
b. Rendemen minyak biji jarak mempunyai hubungan dengan transpirasi
c. Kedua hubungan tersebut tidak dipengaruhi oleh genotipe jarak pagar.
4
TINJAUAN PUSTAKA
Evapotranspirasi
Proses fisiologi yang berlangsung dalam tanaman banyak berkaitan dengan
air atau bahan-bahan (senyawa atau ion) yang terlarut di dalam air. Air masuk ke
dalam tanaman melalui fungsi kerja akar berdasarkan perbedaan gradien tekanan.
Air bergerak dari potensial air tinggi ke potensial air rendah. Potensial air
menunjukkan tingkat energi yang dimiliki oleh air. Air bergerak secara kontinyu
dari sistem tanah ke tanaman dan ke atmosfer dan dari sistem tanah ke permukaan
tanah dan ke atmosfer. Proses hilangnya air melalui permukaan tanah disebut
evaporasi dan dari permukaan tanaman disebut transpirasi.
Menurut Allen et al. (2000) bahwa transpirasi adalah proses dimana cairan
air yang terkandung dalam jaringan tanaman diubah menjadi uap air
(vaporization) dan dipindahkan dari permukaan tanaman (vapor removal) ke
atmosfer. Sebagian besar tanaman kehilangan air melalui stomata yang terdapat di
daun, walaupun ada kemungkinan melalui bagian lain dari tanaman (Lakitan
2007). Stomata berfungsi ganda sebagai pintu pertukaran gas CO2 dari atmosfer
melalui proses fotosintesis dan tempat keluarnya uap air dari ruang antar jaringan
sel daun melalui proses transpirasi. Membuka dan menutupnya stomata (stomatal
coductance) sangat dipengaruhi oleh status air tanah (Shen et al. 2002).
Pergerakan air dari tanah ke tanaman dan selanjutnya ke atmosfer terjadi
karena adanya perbedaan tekanan. Transpirasi dari permukaan daun tanaman
dapat terjadi karena perbedaan tekanan tersebut atau perbedaan gradien potensial
air. Potensial air udara di atmosfer selalu lebih kecil (lebih negatif) dari potensial
air di permukaan daun atau tanaman dan selanjutnya potensial air dalam tanaman
atau akar lebih kecil dari potensial air dalam tanah. Potensial air adalah
kandungan air di atmosfer dalam bentuk uap air, dalam jaringan tanaman dan
kandungan air dalam tanah. Upaya tanaman dalam mempertahankan turgor agar
tetap di atas nol (positif), bergantung pada kemampuannya mengatur
keseimbangan berbagai potensi yang bekerja dalam atau di sekitar sel yang
disebut komponen potensi air.
Komponen potensi air meliputi dua komponen utama yaitu potensi
osmosis dan potensi turgor. Komponen ketiga yaitu potensi matriks dan potensi
5
grafitasi, yang dalam kebanyakan situasi, potensi matriks dan potensi grafitasi
dianggap sangat kecil sehingga sering diabaikan. Sehingga yang berperan adalah
potensial osmosis dan potensial turgor (Kramer 1983; Mulla1987;Taiz dan Zeiger
2002).
Tekanan uap air di atmosfer dipengaruhi oleh faktor-faktor cuaca antara
lain radiasi matahari, suhu udara, kelembaban udara dan kecepatan angin. Radiasi
matahari dinyatakan dalam intensitas dan kualitas. Pancaran radiasi yang sampai
ke permukaan tanaman akan meningkatkan suhu dan menurunkan kelembaban.
Tekanan uap air di atmosfir sekitar permukaan daun akan selalu bergerak dari
tekanan tinggi ke tekanan rendah karena adanya angin. Mekanisme ini akan
meningkatkan terjadinya proses transpirasi dan evaporasi (Allen et al.2000).
Pergerakan air dalam jaringan tanaman berlangsung karena adanya gradien
tekanan. Air masuk ke dalam tanaman bersamaan dengan zat-zat terlarut. Zat
terlarut menurunkan tekanan di dalam sel yang menjadi lebih negatif dari di luar
sel sehingga terjadi pergerakan air dari luar sel atau terjadi regulasi osmosis.
Menurut Chimenti et al. (2006), regulasi osmosis terjadi ketika konsentrasi dari
zat-zat terlarut di dalam sel tanaman meningkat untuk mengatur tekanan turgor
yang positif. Tekanan turgor yang positif menjamin berlangsungnya proses
metabolisme untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Tanaman yang
mampu mengatu tekanan osmosis dalam kondisi defisit air merupakan tanaman
toleran terhadap kekeringan.
Air diserap oleh tanaman melalui fungsi kerja akar yang juga terjadi
karena adanya perbendaan tekanan. Kebutuhan air tanaman bergantung kepada
type tanaman, varietas dan fase perkembangan tanaman yang ditunjukkan melalui
struktur morfologi akar. Secara morfologi, kemampuan tanaman menyerap air
secara efisien dilihat dari kemampuan menyerap air secara maksimal melalui
perluasan dan kedalaman sistem perakaran. Hal ini dibuktikan dengan hasil
penelitian Fan et al. (2006) yang menunjukkan bahwa akar jagung mengalami
pemanjangan 3-9 mm pada kondisi kekurangan air dibandingkan dengan akar
dalam keadaan normal yang hanya 0-3 mm.
Transpirasi berhubungan dengan konduktivitas stomata. Dalam keadaan
membukanya stomata, proses transpirasi terjadi bersamaan dengan masuknya gas
6
CO2 untuk proses fotosintesis. Fotosintesis merupakan reaksi gas CO2 dan air
dengan bantuan cahaya yang menghasilkan glukosa. Daun sebagai tempat
berlangsungnya proses fotosintesis merupakan organ source. Hasil fotosintesis
ditranslokasikan ke buah atau biji sebagai organ sink. Jumlah dan luas daun
tanaman merupakan parameter kapasitas source untuk mendukung sink (Taiz dan
Zeiger 2002). Hasil (buah atau biji) yang diproduksi tanaman per unit volume air
yang digunakan dalam proses evapotranspirasi merupakan nilai dari efisiensi
penggunaan air tanaman. Sehingga dapat dibuat suatu hubungan antara
ketersediaan air dengan produksi tanaman.
Neraca Air
Neraca air pada dasarnya menggambarkan kesetimbangan yang terjadi
antara jumlah air yang masuk kedalam (inflow) dan air yang keluar (outflow)
pada suatu sistem atau di suatu daerah dalam periode tertentu. Menurut Allen et al
(2000) evapotranspirasi dapat dijelaskan melalui pengukuran berbagai komponen
kesetimbangan (neraca) air dalam tanah. Dalam sistem tanah dan tanaman, air
masuk melalui irigasi dan curah hujan (presipitasi). Air yang masuk akan hilang
melalui drainase (perkolasi), aliran permukaan (runoff), evaporasi dan transpirasi.
Analisis neraca air merupakan salah satu alat yang dapat digunakan untuk
menduga dinamika kadar air tanah selama pertumbuhan tanaman baik pada saat
kadar air tanah sangat rendah maupun keadaan normal (Handoko dan Las 1997).
Pendekatan neraca air memungkinkan untuk mengevaluasi dinamika air tanah dan
penggunaan air oleh tanaman secara kuantitatif (Brisson et al. 1992). Secara
keseluruhan kesetimbangan air dalam tanah dirumuskan secara sederhana oleh
Handoko (1995) sebagai berikut :
P + I = D + Ro + E + T + MM
P = Presipitasi
E = Evaporasi
I = Irigasi
T = Transpirasi
D = Drainase/Perkolasi
Ro = Runoff
MM = air tersimpan
Menurut Nasir (1991), dikenal tiga model neraca air yang penting untuk
pengelolaan pertanian; (1) Neraca air umum, disusun menurut konsep klimatologi,
untuk mengetahui secara orientasi tentang besarnya kelebihan dan kekurangan
7
curah hujan terhadap evaporasi standar serta periode terjadinya pada suatu daerah;
(2) Neraca air lahan, analisisnya lebih detil sampai pada akibatnya terhadap status
air permukaan dan di dalam tanah; (3) Neraca air tanaman, merupakan kelanjutan
dari neraca air lahan, dengan masukan nilai koefisien tanaman dari varietas
tanaman yang diusahakan. Model neraca air yang sesuai untuk keadaan Indonesia
adalah neraca air klimatologi yaitu merupakan perbandingan masukan air (curah
hujan) untuk periode dan waktu tertentu (bulanan, mingguan, harian) dengan
kebutuhan air klimatologi (evapotranspirasi potensial) untuk periode tertentu pula.
Kebutuhan dan Ketersediaan Air Tanaman
Air merupakan salah satu unsur penting bagi pertumbuhan dan
perkembangan tanaman. Hal ini disebabkan sebagian besar (70 – 90 %) berat
basah dari tanaman terdiri atas air. Air merupakan penyusun utama protoplasma,
sebagai pelarut dan media pengangkut hara dan mineral yang diserap oleh akar
dari tanah. Air juga berperan sebagai media bagi berlangsungnya reaksi-reaksi
metabolisme, bahan utama proses fotosintesis dan mengatur turgoditas sel
tumbuhan.
Kebutuhan air tanaman (crop water requirement) sering dihitung dari
konsumsi air oleh tanaman (water use) yang didefinisikan sebagai jumlah air yang
hilang dari areal bervegetasi per satuan waktu yang digunakan untuk proses
evapotranspirasi (Murdiyarso 1991). Kebutuhan air untuk tanaman dipengaruhi
oleh faktor iklim dan tanah. Faktor iklim seperti radiasi matahari, suhu,
kelembaban udara dan kecepatan angin mempengaruhi proses evaporasi,
sedangkan faktor tanah seperti tekstur, struktur dan kedalaman air tanah
menentukan besarnya infiltrasi, perkolasi dan limpasan air. Karakteristik tanaman
yang berpengaruh terhadap kebutuhan air tanaman adalah jenis, type pertumbuhan
dan perkembangan tanaman (Allen et al. 2000). Setiap fase perkembangan
tanaman membutuhkan jumlah air yang berbeda-beda.
Air tersedia adalah air yang dapat diserap dari tanah oleh akar tanaman.
Jumlah air yang tersedia bagi tanaman berkisar antara titik layu permanen dan
kapasitas lapang. Titik layu permanen adalah batas terendah dari kadar air dalam
tanah yang tidak dapat diserap oleh akar atau keadaan dimana terjadi kelayuan
8
secara permanen pada tanaman. Kapasitas lapang adalah jumlah air maksimum
yang tetap tersimpan dalam tanah yang tidak mengalir kebawah karena gaya
grafitasi atau air yang tertinggal dalam tanah setelah perkolasi (Soepardi 1983).
Kapasitas lapang dan titik layu permanen berturut-turut adalah kandungan air
tanah pada potensial air -0.33 bar atau pF 2.54 dan -15 bar atau pF 4.2. Air yang
tersedia ini berupa air yang dapat diabsorbsi oleh tanaman sampai wilayah
perakaran. Kandungan air tanah mempengaruhi transport hara ke permukaan akar
dengan cara mempengaruhi laju difusi dan aliran massa air ke akar (Harjadi dan
Yahya 1988).
Hubungan Transpirasi dengan Hasil Tanaman
Transpirasi merupakan proses hilangnya air dalam bentuk uap dari jaringan
tumbuhan melalui stomata. Tumbuhan darat akan bertranspirasi dalam jumlah
tertentu untuk menghasilkan satu satuan bobot kering. Fereres dan Soriano (2007)
mengatakan
bahwa
penurunan
jumlah
transpirasi
karena
kekeringan
mengakibatkan rendahnya produksi biomassa tanaman. Lizana et al. 2006
mengatakan bahwa stress air dapat menurunkan hasil biji tanaman buncis sampai
83 %. Tanaman yang mampu menghasilkan biomassa tertentu dalam kondisi
kekurangan air melalui mekanisme mengurangi laju transpirasi adalah tanaman
yang toleran terhadap kekeringan.
Transpirasi dapat juga dijelaskan sebagai proses mengalirnya air dari tanahtanaman-atmosfer. Dalam proses tersebut terangkut berbagai unsur hara yang
dibutuhkan tanaman. Unsur hara yang terangkut bersama air akan diikat oleh
berbagai proses biokimia dalam jaringan tanaman sesuai dengan spesifikasi fungsi
masing-masing unsur. Hasil penelitian Tanners dan Beevers (2001) menunjukkan
bahwa transpirasi berpengaruh terhadap pertumbuhan namun tidak esensil untuk
transpor hara jarak jauh (long-distance) dalam tumbuhan. Selanjutnya dikatakan
transpirasi juga berfungsi dalam menjaga keseimbangan suhu dalam tanaman.
Hubungan transpirasi dengan hasil tanaman dapat dijelaskan melalui
efisiensi penggunaan air (EPA). Menurut Angus dan van Herwaarden (2001) EPA
tanaman merupakan perbandingan antara berbagai komponen hasil tanaman
dengan penggunaan air yang dapat diukur melalui pendekatan efisiensi transpirasi.
9
Abbate et al. (2004) mengatakan bahwa lebih dari 90% penggunaan air tanaman
diketahui melalui pengukuran transpirasi ketika suplai air cukup. Defisit air akan
meningkatkan EPA tanaman yang disebabkan oleh menutupnya stomata untuk
menekan laju transpirasi. EPA merupakan rasio antara hasil asimilasi CO2 melalui
fotosintesis dengan hilangnya air melalui transpirasi. Bobot kering tanaman
merupakan peubah yang digunakan sebagai indikator hasil asimilasi per jumlah
air yang digunakan tanaman pada fase tertentu (Blum 2005).
Hubungan Transpirasi dengan Kandungan Minyak Biji
Minyak dalam biji tanaman merupakan asam lemak yang secara umum
bergantung kepada
genus dan family tanaman. Family Euphorbiaceae
mengandung asam lemak dalam biji yang berpotensi sebagai minyak nabati. Di
antaranya Jarak kepyar (Ricinus communis) yang mengandung asam lemak
ricinoleic (Vickery dan Vickery 1981) dan jarak pagar (Jatropha curcas L.)
mengandung dominan asam lemak tidak jenuh oleat 35-64 % dan linoleat 19-42
% (Sudradjat et al. 2006). Menurut Lin et al. (1997), minyak biji jarak
mengandung komposisi utama trigliserol (>90 %) dan komponen-komponen
lainnya seperti.
Lemak atau minyak yang terdapat dalam buah atau biji tumbuhan tidak
diangkut dari daun tetapi disintesis di dalam buah atau biji. Walaupun daun
mensintesis berbagai asam lemak yang terdapat dalam membran lipida tetapi daun
tidak mensintesis lemak atau minyak. Lemak dalam biji disintesis dari asetil-CoA
melalui lintasan asam mevalonat. Asetil-CoA yang digunakan untuk membentuk
lemak dihasilkan oleh asam piruvat dalam proses glikolisis. Proses glikolisis
merupakan proses pemecahan glukosa menjadi asam piruvat dan ATP sebagai
sumber energi untuk pertumbuhan. Glukosa (karbohidrat) adalah hasil reaksi CO2
dan H2O dengan bantuan cahaya dalam proses fotosintesis tumbuhan (Salisbury
dan Ross. 1995; Kaufman et al .1999).
Minyak jarak pagar merupakan ester ethyl atau methyl (Agarwal 2007)
yang disintessis dari acethyl coenzim A (Vickery dan Vickery 1981). Acethyl Co
A dibentuk dari glukosa 6-fosfat. Glukosa 6-fosfat berasal dari fruktosa 6-fosfat
yang merupakan hasil dari fotosintesis.
Secara kimiawi, minyak jarak pagar
10
merupakan trigliserida yang tersusun oleh asam lemak palmitat, stearat, oleat,
linoleat dan asam lemak lainnya. Dari komposisi tersebut, porsi terbesar adalah
asam lemak oleat (44.8%) dan linoleat (34.0%) yang bersifat tidak jenuh dengan
ikatan rangkap C18. Gambar 1 menyajikan model diskriptif sintesis minyak pada
tanaman melalui proses fotosintesis. Salah satu bahan utama fotosintesis adalah
air, sehingga dapat dibentuk hubungan antara transpirasi dengan kandungan
minyak.
Fotosintesis
CO2 + H2O
Fruktosa 6-fosfat
Asam Lemak
Glukosa 6-fosfat
Asam Amino
Ester dan
amida
Asetyl Coenzim A
Asam
Lemak
Esterifikasi
Asam
Trikarboksilat
Terpenoid
Minyak
Gambar 1 Model deskriptif sintesis minyak pada tanaman (Vickery dan Vickery
1981)
11
Jarak Pagar
Tanaman jarak pagar termasuk famili Euphorbiaceae, satu famili dengan
karet dan ubi kayu. Klasifikasi tanaman jarak pagar adalah sebagai berikut :
Divisi
: Spermatophyta
Subdivisi
: Angiospermae
Kelas
: Dicotyledonae
Ordo
: Euphorbiales
Famili
: Euphorbiaceae
Genus
: Jatropha
Spesies
: Jatropha curcas Linn.
Tanaman jarak masuk ke Indonesia diperkirakan sekitar abad ke 17 – 18
oleh pelaut-pelaut Portugis. Ada dugaan bahwa variasi morfologi tanaman jarak
pagar di Indonesia disebabkan oleh perbedaan wilayah tempat tumbuh yang
menghasilkan ekotipe tertentu. Hasil eksplorasi Pusat Penelitian Tanaman
Perkebunan tahun 2005 di Sumatera Barat, Lampung, Banten, Jawa Barat, Jawa
Tengah, Jawa Timur, NTT, NTB dan Sulawesi Selatan menunjukkan variasi
karakter fenotipik. Variasi tersebut antara lain :
- kulit batang : keperak-perakan, hijau kecoklatan
- warna daun : hijau muda, hijau tua
- pucuk dan tangkai daun : kemerah-merahan, kehijauan
- bentuk buah : agak elips, bulat
- jumlah biji per kapsul : 1 – 4
Faktor lingkungan yang mempengaruhi perbedaan morfologi tersebut
masih terus dipelajari. Demikian juga kontribusi perbedaan morfologi terhadap
kandungan minyak biji jarak tentu ada namun belum diketahui berapa besarnya.
Lembaga Internasional yang mengkonservasi tanaman jarak pagar adalah CTIAE
di Costa Rika dengan tiga provenan (populasi sumber), CNSF di Burkina Faso
dengan 12 provenan dan INIDA di Kepulauan Cape Verde dengan 5 provenan.
Dari jumlah provenan tersebut belum bisa mewakili variasi genetik yang ada di
dunia (Heller. 1996).
12
Tanaman jarak pagar termasuk tanaman kosmopolit artinya dapat tumbuh
pada berbagai ekosistem yaitu dari daerah yang sangat kering temperate dengan
curah hujan hanya sekitar 300 – 500 mm/tahun sampai daerah yang sangat basah
dengan curah hujan 4000 – 6000 mm/tahun. Tumbuh di dataran wilayah rendah
dari pinggir pantai sampai ketinggian di atas 1000 m dpl. Secara umum tanaman
jarak pagar cenderung tahan terhadap kekeringan. Namun dari aspek pertumbuhan
dan produksi sangat beragam karena dipengaruhi oleh interaksi dari berbagai
faktor lingkungan. Ketersediaan air merupakan salah satu faktor yang
menyebabkan rendahnya produktivitas tanaman. Air berperan utama dalam
berbagai reaksi biokimia dalam tanaman dan 80 – 90 % biomassa tanaman adalah
air.
Pusat Penelitian Tanaman Perkebunan (2006b) merekomendasikan
pengembangan tanaman jarak pagar pada daerah dengan ketinggian 0 – 600 m dpl
atau dataran rendah yang memiliki suhu harian antara 22 – 350C dengan curah
hujan 500 – 1500 mm/tahun. Penanaman pada daerah di atas ketinggian 500 m dpl
walaupun tanaman dapat tumbuh namun produksi tidak optimal. Menurut Ramesh
et al. (2005) bahwa tanaman jarak pagar merupakan tanaman yang toleran
terhadap kondisi kekeringan dengan tinggi tanaman bisa mencapai 5 m. Setelah
umur 5 tahun potensi hasil bisa mencapai 7.5 – 12 t/ha/tahun dengan kandungan
minyak 30 – 35 %.
Pant et al. (2006) mengatakan bahwa kondisi edapho-klimatik berdampak
nyata terhadap karakter pertumbuhan dan kandungan minyak biji jarak. Tanaman
jarak yang ditanam pada ketinggian 400 – 600 m dpl menghasilkan kandungan
minyak 45 % sedangkan pada ketinggian 800 – 1000 m dpl hanya 22.68 %.
Karakter potensial tanaman jarak pagar sudah diidentifikasi melalui
eksplorasi dari beberapa daerah di Indonesia. Melalui seleksi massa negatif
diperoleh 3 genotipe unggul yaitu: Improved Population-1 (IP-1A/Asembagus),
IP-1M (Muktiharjo) dan IP-1P (Pakuwon) yang berpotensi untuk dikembangkan
(Pusat Pe
BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
CHARLES YULIUS BORA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
2
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Hubungan Transpirasi Dengan
Hasil Dan Rendemen Minyak Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) adalah karya
saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk
apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
tesis ini.
Bogor, September 2008
Charles Yulius Bora
NIM A151060271
3
ABSTRACT
CHARLES YULIUS BORA. Relationship between Transpiration and Yield
and Seed Oil Content of Jatropha (Jatropha curcas L.). Under direction of
SUDIRMAN YAHYA, EKO SULISTYONO and ZAINAL MAHMUD.
Jatropha (Jatropha curcas L.) is a plant which produce oil that can be used
as an alternative fuel. Generally, Jatropha grow in dry-land area. To reach the
highest oil production, the study on best agricultural practice still needs to be
done.
The objective of this research was to evaluate the relationship between
transpiration and yield and seed oil content. The research was conducted at
Cikabayan Research Garden of IPB during 2007 July until 2008 July. The
experimental design was Randomized Block Design with two factors and three
replications. The first factor was genotype of Jatropha e.i.: Improved Population 1
Asembagus (IP-1A); Improved Population 1 Muktiharjo (IP-1M) and Improved
Population 1 Pakuwon (IP-1P). The second factor was irrigation frequency e.i.: 7;
14; 21 and 28 days. The observed variables were plant growth, evapotranspiration
and yield component.
The results show that the irrigation frequency of 7 days gave a higher
evapotranspiration and transpiration rate than 14, 21, and 28 days irrigation
frequencies. The differences affected plant growth and yield component of each
genotipe. The interaction effects between genotype and irrigation frequency were
significant on total dry matter, roots dry matter and fruit number per plant.
The transpiration positively and strongly related to fruits number, seed
productions and oil production. Increasing on every mm of the transpiration was
followed by increasing on fruit number 0.014 (0.112 fruits/l/plant) for IP-1A and
0.024 (0.183 fruits/l/plant) for IP-1P; and increasing by 0.029 g (0.23 g/l/plant) for
IP-1A and 0.024 g (0.19 g/l/plant) for IP-1P in seed productions. The transpiration
correlated to oil production but not to oil content. Each mm of transpiration
increased the oil production 0.0094 g (0.075 g/l/plant) for IP-1A and 0.0073 g
(0.058 g/l/plant) for IP-1P. Water use of IP-1P genotype was more efficient than
IP-1A in fruits number, but the IP-1A genotype more efficient in seed and oil
productions. The differences on growth and yield responses of the jatropha
genotypes to transpiration can be used as the model to describe the relationship
between transpiration and growth and yield of the plant.
Keywords: Transpiration, water use efficiency, seed production, oil production
4
RINGKASAN
CHARLES YULIUS BORA.
Hubungan Transpirasi Dengan Hasil Dan
Rendemen Minyak Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.). Dibimbing oleh
SUDIRMAN YAHYA, EKO SULISTYONO dan ZAINAL MAHMUD.
Jarak pagar (Jatropha curcas L.) merupakan salah satu tanaman penghasil
minyak nabati sebagai alternatif pengganti bahan bakar minyak. Beberapa
keunggulan jarak pagar dibandingkan dengan sumber minyak nabati lainnya
adalah : relatif mudah dibudidayakan oleh petani kecil, dapat ditanam sebagai
batas kebun, cocok di daerah beriklim kering, sebagai tanaman konservasi pada
lahan-lahan marginal. Walaupun secara umum tanaman jarak pagar cocok untuk
lahan kering (“marginal’) namun produktivitas merupakan pertimbangan utama,
sehingga pemahaman tentang aspek budidaya perlu mendapat perhatian.
Penelitian bertujuan mempelajari hubungan transpirasi dengan hasil biji
jarak pagar dan rendemen minyak biji jarak pagar.
Penelitian dilaksanakan dari bulan Juli 2007 sampai Juli 2008 di Kebun
Percobaan Cikabayan IPB Bogor.
Bahan yang digunakan adalah benih jarak
pagar genotipe IP-1A dan genotipe IP-1M diperoleh dari Balai Penelitian
Tanaman Serat Malang yang masing-masing berasal dari Kebun Percobaan
Asembagus Situbondo (IP-1A) dan Kebun Percobaan Muktiharjo Pati (IP-1M),
sedangkan benih genotipe IP-1P diperoleh dari Kebun Percobaan Pakuwon
Sukabumi. Alat yang digunakan adalah ember (20 l), polibag ukuran diameter 40
cm yang didesain sebagai lisimeter sederhana. Sebagai media tumbuh digunakan
tanah Latosol Darmaga. Rancangan penelitian disusun dalam percobaan faktorial
dua faktor dengan menggunakan rancangan acak kelompok 3 ulangan. Faktor
pertama adalah 3 genotipe jarak pagar yaitu: genotipe IP-1A; IP-1M dan IP-1P.
Faktor kedua adalah frekuensi irigasi yang terdiri dari 4 taraf penyiraman, yaitu
7; 14; 21 dan 28 hari sekali.
Interaksi antara genotipe jarak pagar dan frekuensi irigasi tidak
berpengaruh nyata pada peubah tinggi tanaman, luas daun, indeks luas daun dan
jumlah cabang. Masing-masing faktor secara terpisah menunjukkan pengaruh
yang nyata sampai sangat nyata. Untuk peubah tinggi tanaman genotipe IP-1A
lebih tinggi dari genotipe IP-1M dan IP-1P karena IP-1A tidak bercabang
sedangkan IP-1M menghasilkan jumlah cabang 5 – 6 cabang, IP-1P sebanyak 2 –
3 cabang sedangkan IP-1A rata-rata 1 cabang. Untuk masing-masing genotipe,
luas daun tertinggi adalah genotipe IP-1P dan terendah adalah genotipe IP-1M
sedangkan untuk peubah indeks luas daun genotipe IP-1M lebih tinggi dari kedua
genotipe lainnya karena tingginya jumlah cabang. Frekuensi irigasi 7 hari sekali
menghasilkan tinggi tanaman, luas daun, indeks luas daun dan jumlah cabang
tertinggi dan sangat berbeda nyata dengan frekuensi irigasi 14, 21 dan 28 hari
sekali.
5
Interaksi antara genotipe jarak pagar dengan frekuensi irigasi berpengaruh
sangat nyata terhadap bobot kering total tanaman dan akar tanaman pada umur 6
bulan. Untuk total tanaman, respon genotipe IP-1A adalah nyata secara non linier,
sedangkan genotipe IP-1M dan IP-1P nyata secara linier. Bobot kering akar ketiga
genotipe mempunyai respon yang nyata secara non linier. Bobot kering akar
semakin menurun dengan semakin menurunnya frekuensi irigasi. Respon ini
menunjukkan bahwa genotipe IP-1A lebih efisien dalam penggunaan air
dibandingkan dengan dua genotipe lainnya. Interaksi juga tidak nyata pada peubah
nisbah tajuk-akar, namun untuk masing-masing faktor berpengaruh nyata.
Semakin kering, pertumbuhan akar lebih dominan dari pada pertumbuhan tajuk
yang ditandai dengan semakin rendahnya nisbah bobot kering tajuk-akar.
Total evapotranspirasi (ET) dan transpirasi semakin menurun dengan
semakin menurunnya frekuensi irigasi. Pada umur tanaman 10 bulan masingmasing genotipe menghasilkan total transpirasi yang berbeda-beda.
Komponen hasil yang disajikan berasal dari dua genotipe yaitu genotipe
IP-1A dan IP-1P karena IP-1M sampai dengan umur 11 bulan (10 BSP) belum
menghasilkan bunga. Interaksi antara genotipe dan frekuensi irigasi nyata terjadi
pada peubah jumlah buah per tanaman dan respon kedua genotipe nyata secara
linier. Pengaruh genotipe sangat nyata terhadap jumlah buah per tanaman tetapi
tidak nyata untuk hasil biji, rendemen minyak dan produksi minyak per tanaman.
Genotipe IP-1P menunjukkan hasil lebih tinggi dari pada IP-1A pada semua
peubah komponen hasil.
Transpirasi berkorelasi positif erat dengan komponen hasil jarak pagar.
Setiap peningkatan transpirasi sebesar 1 mm meningkatkan jumlah buah sebanyak
0.014 buah per pohon (0.112 buah/l air/pohon) untuk genotipe IP-1A dan 0.023
buah per pohon (0.183 buah/l air/pohon) untuk genotipe IP-1P, dan meningkatkan
hasil biji sebesar 0.029 g per pohon (0.23 g/l air/pohon) untuk genotipe IP-1A dan
0.024 g per pohon (0.19 g/l air/pohon) untuk genotipe IP-1P. Transpirasi tidak
berkorelasi dengan rendemen minyak biji jarak pagar tetapi berkorelasi positif
dengan produksi minyak per pohon. Setiap peningkatan transpirasi sebanyak 1
mm meningkatkan produksi minyak sebanyak 0.0094 g per pohon (0.075 g/l
air/pohon) untuk genotipe IP-1A dan 0.0073 g per pohon (0.058 g/l air/pohon)
untuk klon IP-1P. Perbedaan produksi minyak dalam hubungannya dengan
transpirasi dipengaruhi oleh perbedaan hasil biji dari masing-masing genotipe.
Hubungan antara transpirasi dan komponen hasil dan produksi minyak
dipengaruhi oleh perbedaan genotipe jarak pagar. Pada penggunaan volume air
yang sama, genotipe IP-1P lebih efisien dari pada genotipe IP-1A dalam
menghasilkan jumlah buah tetapi sebaliknya untuk hasil biji dan produksi minyak
genotipe IP-1A lebih efisien. Peubah jumlah buah, hasil biji dan produksi minyak
masing-masing genotipe dapat menggambarkan sub model hubungan transpirasi
dengan hasil tetapi tidak menggambarkan dalam hubungannya dengan rendemen
minyak biji jarak pagar.
Kata kunci: Transpirasi, efisiensi penggunaan air, produksi biji, produksi minyak
6
@ Hak cipta milik IPB, tahun 2008
Hak cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini
tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan
laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar
IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau
seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
7
HUBUNGAN TRANSPIRASI DENGAN HASIL DAN RENDEMEN MINYAK
BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
CHARLES YULIUS BORA
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Departemen Agronomi
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
8
Judul Tesis
Nama
NIM
: Hubungan Transpirasi Dengan Hasil Dan Rendemen Minyak
Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)
: Charles Yulius Bora
: A 151060271
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. H. Sudirman Yahya, MSc
Ketua
Dr. Ir. Eko Sulistyono, MSi
Anggota
Dr. Zainal Mahmud, APU
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Agronomi
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Munif Ghulamahdi, MS
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MSi
Tanggal Ujian: 28 Agustus 2008
Tanggal Lulus:
9
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Ir. Haryadi, MS
10
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
karunia-Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Tema yang dipilih dalam
penelitian ini adalah Hubungan Transpirasi dengan Hasil dan Rendemen Minyak
Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.), sehingga diharapkan menjadi salah satu
sumber informasi bagi pengguna dalam mengembangkan tanaman jarak pagar.
Penghargaan dan terima kasih yang tulus penulis sampaikan kepada Bapak
Prof. Dr. Ir. Sudirman Yahya, MSc, Dr. Ir. Eko Sulistyono, MSi dan Dr. Zainal
Mahmud, APU selaku ketua dan anggota komisi pembimbing yang banyak
memberikan sumbangan pemikiran, kritikan, saran dan nasehat dalam
pelaksanaan penelitian maupun dalam penulisan tesis ini. Disamping itu,
penghargaan dan terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir. Haryadi,
MS selaku penguji luar komisi yang banyak memberi saran dan kritikan.
Penghargaan dan terima kasih penulis ucapkan kepada Badan Litbang
Pertanian khususnya Komisi Pembinaan Tenaga atas kesempatan dan dana yang
diberikan. Terima kasih juga kepada Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat
atas penggunaan beberapa sarana penelitian, Balai Besar Pengkajian dan
Pengembangan Teknologi Pertanian dan Balai Pengkajian Teknologi Pertanian
Nusa Tenggara Timur atas dorongan, arahan dan kesempatan dalam melanjutkan
studi S2 di IPB.
Terima kasih penulis juga sampaikan kepada Teknisi Kebun Percobaan
Cikabayan, Laboran pada Laboratorium Fisiologi Tanaman Departemen
Agronomi dan Hortikultura dan Laboratorium Kimia Pangan PAU, IPB, serta
teman-teman Pascasarjana angkatan 2006 yang telah banyak memberikan saran
dalam penyelesaian tesis ini. Ungkapan terima kasih dan penghargaan yang
setinggi-tingginya kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa restu
dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, September 2008
Charles Yulius Bora
11
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kabupaten Sumba Barat, Nusa Tenggara Timur pada
tanggal 24 Juli 1967 dari ayah Ir. Obed Bora dan ibu Yacoba Pandango. Penulis
merupakan anak kedua dari lima bersaudara.
Tahun 1986, penulis lulus dari Sekolah Menengah Atas Negeri 4 Surakarta,
Jawa Tengah. Pada tahun yang sama melanjutkan pendidikan pada di Akademi
Farming Semarang dan tamat pada tahun 1989, kemudian melanjutkan ke Jurusan
Budidaya Tanaman, Fakultas Pertanian, Universitas Merdeka Madiun.
Penulis
memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada tahun 1992.
Sejak tahun 1993 penulis bekerja sebagai staf peneliti pada Proyek
Penelitian Pembangunan Pertanian Nusa Tenggara (P3NT) yang selanjutnya pada
tahun 1994 berubah status menjadi Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Nusa
Tenggara Timur.
Tahun 2006 penulis mengikuti pendidikan Pascasarjana pada Program Studi
Agronomi, Institut Pertanian Bogor, dengan biaya Badan Penelitian dan
Pengembangan Pertanian, Departemen Pertanian Republik Indonesia. Penulis
mendapatkan gelar Magister Sains dalam bidang Agronomi dari Institut Pertanian
Bogor pada bulan September 2008.
12
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .......................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
xiii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................
xiv
PENDAHULUAN
Latar Belakang..................................................................................
Tujuan Penelitian..............................................................................
Hipotesis...........................................................................................
1
3
3
TINJAUAN PUSTAKA
Evapotranspirasi................................................................................
Neraca Air.........................................................................................
Kebutuhan dan Katersediaan Air Tanaman......................................
Hubungan Transpirasi dengan Hasil Tanaman.................................
Hubungan Transpirasi dengan Kandungan Minyak Biji..................
Jarak Pagar........................................................................................
4
6
7
8
9
11
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu...........................................................................
Bahan dan Alat.................................................................................
Metode Penelitian.............................................................................
Pelaksanaan Penelitian..................................................................
Pengamatan...................................................................................
13
13
13
14
15
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pertumbuhan Tanaman.....................................................................
Tinggi Tanaman dan Jumlah Cabang...........................................
Luas Daun.. ..................................................................................
Indeks Luas Daun.........................................................................
Bobot Kering...............................................................................
Nisbah Tajuk-Akar........................................................................
Kadar Air Tanah, Evapotranspirasi dan Transpirasi.........................
Komponen Hasil...............................................................................
Hubungan Transpirasi dengan Komponen Hasil..............................
19
19
21
22
24
28
29
35
40
KESIMPULAN ...........................................................................................
49
DAFTAR PUSTAKA...................................................................................
51
LAMPIRAN ................................................................................................
56
13
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Tinggi tanaman dan jumlah cabang ari tiga genotipe...................................
19
2 Rata-rata tinggi tanaman dan jumlah cabang jarak pagar pada berbagai
frekuensi irigasi............................................................................................ 20
3 Rata-rata luas daun dari tiga genotipe jarak pagar........................................ 21
4 Rata-rata luas daun jarak pagar pada berbagai frekuensi irigasi..................
22
5 Rata-rata indeks luas daun dari tiga genotipe jarak pagar............................
23
6 Rata-rata indeks luas daun jarak pagar pada berbagai frekuensi
irigasi............................................................................................................ 24
7 Tanggap bobot kering tanaman dan bobot kering akar 3 genotipe jarak
pagar akibat frekuensi pada umur 6 BSP...................................................... 26
8 Pengaruh genotipe jarak pagar terhadap nisbah bobot kering tajuk-akar..... 28
9 Pengaruh frekuensi irigasi terhadap nisbah bobot kering tajuk-akar............ 29
10 Korelasi antara transpirasi dengan bobot kering jarak pagar pada 6 BSP.... 33
11 Rata-rata jumlah buah, hasil biji, rendemen minyak dan produksi minyak
per pohon antar genotipe jarak pagar........................................................... 35
12 Rata-rata jumlah buah, hasil biji, rendemen minyak dan produksi minyak
per pohon jarak pagar berdasarkan frekuensi irigasi.................................... 36
13 Tanggap jumlah buah genotipe jarak pagar akibat frekuensi irigasi............ 39
14 Korelasi antara transpirasi dengan komponen hasil dan antar komponen
hasil genotipe IP-1A.................................................................................... 40
15 Korelasi antara transpirasi dengan komponen hasil dan antar komponen
hasil genotipe IP-1P.................................................................................... 40
14
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Model deskriptif sintesis minyak pada tanaman........................................
10
2
Kurva tanggap bobot kering total tanaman genotipe jarak pagar akibat
frekuensi irigasi pada 6 BSP......................................................................
25
Kurva tanggap bobot kering akar genotipe jarak pagar akibat frekuensi
irigasi pada 6 BSP......................................................................................
27
Total evapotranspirasi masing-masing genotipe jarak pagar dan
frekuensi irigasi pada umur 10 BSP...........................................................
31
Total transpirasi masing-masing genotipe jarak pagar dan frekuensi
irigasi pada umur 10 BSP...........................................................................
32
6
Hubungan transpirasi dengan bobot kering tanaman pada umur 6 BSP....
34
7
Kurva pengruh frekuensi irigasi terhadap jumlah buah pada dua
genotipe jarak pagar...................................................................................
38
8
Hubungan antar komponen hasil masing-masing genotipe........................
41
9
Hubungan transpirasi dengan jumlah buah per pohon jarak pagar............
43
10 Hubungan transpirasi dengan hasil biji per pohon jarak pagar..................
44
11 Hubungan transpirasi dengan produksi minyak per pohon jarak pagar.....
45
3
4
5
15
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
TEKS
1
Deskripsi jarak pagar Improved Population-1Asembagus (IP-1A)...........
57
2
Deskripsi jarak pagar Improved Population-1Muktiharjo (IP-1M)...........
58
3
Deskripsi jarak pagar Improved Population-1 Pakuwon (IP-1P)............... 59
TABEL
1
Hasil analisis tanah ...................................................................................
60
2
F-hitung analisis ragam peubah tanggap pertumbuhan 3 genotipe jarak
pagar pada berbagai frekuensi irigasi......................................................... 61
3
F-hitung analisis ragam peubah tanggap bobot kering 3 genotipe jarak
pagar pada berbagai frekuensi irigasi......................................................... 62
4
F- hitung analisis ragam peubah jumlah buah per pohon, berat biji per
pohon, kadar minyak biji per pohon genotipe jarak pagar pada berbagai
frekuensi irigasi.......................................................................................... 62
5
F-hitung analisis ortogonal polynomial interaksi genotipe jarak pagar
dan frekuensi irigasi terhadap peubah bobot kering padaumur 6 BSP dan
peubah jumlah buah per tanaman............................................................... 63
6
Evapotranspirasi total (ml).........................................................................
64
7
Transpirasi total (ml)..................................................................................
65
8
Evaporasi panci bulanan selama penelitian................................................ 66
9
Analisis ragam hubungan transpirasi dengan bobot kering genotipe IP1A pada 6 BSP........................................................................................... 67
10 Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan bobot kering
genotipe IP-1A pada 6 BSP........................................................................ 67
11 Analisis ragam hubungan transpirasi dengan bobot kering genotipe IP1M pada 6 BSP........................................................................................... 67
12 Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan bobot kering
genotipe IP-1M pada 6 BSP....................................................................... 67
13 Analisis ragam hubungan transpirasi dengan bobot kering genotipe IP1P pada 6 BSP............................................................................................ 68
14 Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan bobot kering
genotipe IP-1P pada 6 BSP........................................................................ 68
16
15 Analisis ragam hubungan transpirasi dengan peubah jumlah buah 68
genotipe IP-1A...........................................................................................
16 Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan peubah jumlah buah
genotipe IP-1A........................................................................................... 68
17 Analisis ragam hubungan transpirasi dengan peubah jumlah buah
genotipe IP-1P............................................................................................ 69
18 Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan peubah jumlah buah
genotipe IP-1P............................................................................................ 69
19 Analisis ragam hubungan transpirasi dengan peubah hasil biji genotipe
IP-1A.......................................................................................................... 69
20 Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan peubah hasil biji
genotipe IP-1A........................................................................................... 69
21 Analisis ragam hubungan transpirasi dengan peubah hasil biji genotipe
IP-1P........................................................................................................... 70
22 Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan peubah hasil biji
genotipe IP-1P............................................................................................ 70
23 Analisis ragam hubungan transpirasi dengan produksi minyak genotipe
IP-1A.......................................................................................................... 70
24 Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan produksi minyak
genotipe IP-1A........................................................................................... 70
25 Analisis ragam hubungan transpirasi dengan produksi minyak genotipe
IP-1P........................................................................................................... 71
26 Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan produksi minyak
genotipe IP-1P............................................................................................ 71
27 Analisis ragam hubungan jumlah buah dengan hasil biji genotipe IP-1A.
71
28 Pendugaan parameter hubungan jumlah buah dengan hasil biji genotipe
IP-1A.......................................................................................................... 71
29 Analisis ragam hubungan jumlah buah dengan produksi minyak
genotipe IP-1A........................................................................................... 72
30 Pendugaan parameter hubungan jumlah buah dengan produksi minyak
genotipe IP-1A........................................................................................... 72
31 Analisis ragam hubungan hasil biji dengan produksi minyak genotipe
IP-1A.......................................................................................................... 72
32 Pendugaan parameter hubungan hasil biji dengan produksi minya
genotipe IP-1A........................................................................................... 72
33 Analisis ragam hubungan jumlah buah dengan hasil biji genotipe IP-1P.
73
34 Pendugaan parameter hubungan jumlah buah dengan hasil biji genotipe
IP-1P.......................................................................................................... 73
17
35 Analisis ragam hubungan jumlah buah dengan produksi minyak
genotipe IP-1P........................................................................................... 73
36 Pendugaan parameter hubungan jumlah buah dengan produksi minyak
genotipe IP-1P........................................................................................... 73
37 Analisis ragam hubungan hasil biji dengan produksi minyak genotipe
IP-1P.......................................................................................................... 74
38 Pendugaan parameter hubungan hasil biji dengan produksi minya
genotipe IP-1P........................................................................................... 74
GAMBAR
1
Grafik perkembangan kadar air tanah, evapotranspirasi dan transpirasi
per minggu menurut klon jarak pagar........................................................ 75
2
Grafik perkembangan kadar air tanah, evapotranspirasi dan transpirasi
per minggu menurut frekuensi irigasi........................................................ 76
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jatropha curcas L. termasuk famili Euphorbiaceae. Genus Jatropha
memiliki 175 spesies. Dari jumlah ini lima spesies sudah dikenal di Indonesia,
yaitu : Jatropha curcas L. dan Jatropha gossypiifolia yang digunakan sebagai
tanaman obat sedangkan Jatropha integerrima Jacq, Jatropha multifida dan
Jatropha podagrica Hook digunakan sebagai tanaman hias (Pusat Penelitian dan
Pengembangan Perkebunan 2006a).
Selama ini tanaman jarak pagar tidak dikembangkan sebagai bahan bakar
alternatif pengganti minyak solar dan minyak tanah karena secara komersial tidak
bisa bersaing dengan bahan bakar minyak (BBM) solar dan minyak tanah yang
relatif murah karena disubsidi pemerintah. Namun di banyak negara yang terbatas
sumberdaya BBM, jarak pagar telah dikembangkan sebagai pengganti solar
(minyak disel) dan minyak tanah. Seperti di India, tanaman jarak pagar telah
dikembangkan pada lahan-lahan marginal yang diawali dengan berbagai
penelitian baik teknis budidaya, sosial dan ekonomi (Ramesh et al. 2005; Meena
dan Sharma 2006; Ginwal et al. 2004). Negara Asia seperti Thailand sudah
mengembangkan tanaman jarak pagar sejak tahun 2004 dengan tujuan untuk
memenuhi kebutuhan energi pedesaan (San 2006).
Sejak tahun 2005, pemerintah Indonesia secara bertahap mulai mengurangi
subsidi terhadap BBM sehingga harganya meningkat. Upaya untuk mengurangi
ketergantungan terhadap BBM, pemerintah telah menetapkan kebijakan
pengembangan berbagai sumber energi alternatif pengganti BBM (Krisnamurti
2006).
Jarak pagar (Jatropha curcas L.) merupakan salah satu tanaman penghasil
minyak nabati yang dapat digunakan sebagai alternatif pengganti BBM (Stumpf
dan Muhlbauer 2002; Pinto et al. 2005). Beberapa keunggulan tanaman jarak
pagar dibandingkan dengan tanaman sumber minyak nabati lainnya adalah : relatif
mudah dibudidayakan oleh petani kecil, dapat ditanam sebagai batas kebun, cocok
ditanam di daerah beriklim kering dan dapat dianfaatkan sebagai tanaman
konservasi pada lahan-lahan marginal (Mahmud 2006; Forson et al. 2004).
2
Walaupun secara umum tanaman jarak pagar cocok untuk lahan kering
(“marginal’) namun produktivitas merupakan tujuan utama, sehingga pemahaman
tentang aspek budidaya perlu mendapat perhatian. Produktivitas dan rendemen
minyak dari biji jarak pagar masih bervariasi. Ini disebabkan oleh antara lain
kondisi ekologis yang marjinal seperti defisit air dan lahan yang kurang subur.
Hasil seleksi tanaman yang berasal dari berbagai daerah di Indonesia, diperoleh
klon yang memiliki potensi produksi mencapai 4-5 t/ha pada tahun kelima dan
direkomendasikan untuk daerah beriklim kering (Hasnam dan Hartati 2006).
Walaupun jarak pagar dapat tumbuh dan berproduksi pada lahan marginal, namun
air merupakan faktor pembatas untuk mencapai produksi yang optimal. Karena
defisit air akan menurunkan transpirasi yang berakibat penurunan produksi.
Minyak jarak pagar merupakan ester ethyl atau methyl (Agarwal 2007)
yang disintessis dari acethyl koenzim A (Vickery dan Vickery 1981). Acethyl Co
A dibentuk dari glukosa 6-fosfat. Glukosa 6-fosfat berasal dari fruktosa 6-fosfat
yang merupakan hasil dari fotosintesis.
Salah satu bahan utama fotosintesis
adalah air, sehingga dapat dibentuk hubungan antara transpirasi dengan
kandungan minyak.
Jarak pagar (Jatropha curcas L.) merupakan tanaman yang toleran
terhadap kondisi kekeringan dengan tinggi tanaman mencapai 5 m. Setelah umur
5 tahun potensi hasil bisa mencapai 7,5 – 12 t/ha/tahun dengan kandungan minyak
30 – 35 % (Ramesh et al. 2005). Kondisi edapho-klimatik berdampak nyata
terhadap karakter pertumbuhan dan kandungan minyak biji jarak. Tanaman jarak
yang ditanam pada ketinggian 400 – 600 m dpl menghasilkan kandungan minyak
45 % sedangkan pada ketinggian 800 – 1000 m dpl hanya 22,68 % (Pant et al.
2006). Hal ini menunjukkan adanya hubungan ketinggian tempat dengan proses
fisiologi yang menghasilkan perbedaan kandungan minyak tersebut. Ketinggian
tempat berhubungan dengan suhu dan kelembaban udara dimana semakin tinggi
suatu wilayah maka suhu semakin rendah dan kelembaban semakin tinggi.
Tanaman jarak pagar termasuk tanaman kosmopolit artinya mampu tumbuh di
berbagai ketinggian tempat namun apabila budidaya tanaman diarahkan untuk
produksi biji dan minyak maka karakter fisiologi tanaman dalam hubungannya
dengan lahan dan iklim perlu diketahui.
3
Luas lahan kritis yang sesuai untuk budidaya jarak pagar adalah seluas 13
juta ha. Setiap hari akan menghasilkan bahan bakar biofuel setara dengan 400
ribu barel solar. Nilai ini sangat signifikan dibandingkan dengan konsumsi solar
sekarang sebesar 460 ribu barel setiap hari (Badan Pengkajian dan Penerapan
Teknologi 2007). Mulyani et al. (2006) mengatakan bahwa hasil evaluasi
keksesuaian lahan di Indonesia berdasarkan pada data peta eksplorasi terdapat
lahan yang sesuai untuk jarak pagar seluas 49.53 juta ha.
Karakter potensial tanaman jarak pagar sudah diidentifikasi melalui
eksplorasi dari beberapa daerah di Indonesia. Melalui seleksi massa negatif
diperoleh 3 populasi komposit sebagai genotipe unggul yaitu: Improved
Population-1 (IP-1A/Asembagus), IP-1M (Muktiharjo) dan IP-1P (Pakuwon) yang
berpotensi untuk dikembangkan (Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan
2006b).
1. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan sebagai berikut:
a. Mempelajari hubungan transpirasi dengan hasil biji jarak pagar
b. Mengetahui hubungan transpirasi dengan rendemen minyak biji jarak pagar.
2. Hipotesis Penelitian
Hipotesis yang diajukan sebagai berikut :
a. Terdapat hubungan antara transpirasi dan hasil biji jarak pagar
b. Rendemen minyak biji jarak mempunyai hubungan dengan transpirasi
c. Kedua hubungan tersebut tidak dipengaruhi oleh genotipe jarak pagar.
4
TINJAUAN PUSTAKA
Evapotranspirasi
Proses fisiologi yang berlangsung dalam tanaman banyak berkaitan dengan
air atau bahan-bahan (senyawa atau ion) yang terlarut di dalam air. Air masuk ke
dalam tanaman melalui fungsi kerja akar berdasarkan perbedaan gradien tekanan.
Air bergerak dari potensial air tinggi ke potensial air rendah. Potensial air
menunjukkan tingkat energi yang dimiliki oleh air. Air bergerak secara kontinyu
dari sistem tanah ke tanaman dan ke atmosfer dan dari sistem tanah ke permukaan
tanah dan ke atmosfer. Proses hilangnya air melalui permukaan tanah disebut
evaporasi dan dari permukaan tanaman disebut transpirasi.
Menurut Allen et al. (2000) bahwa transpirasi adalah proses dimana cairan
air yang terkandung dalam jaringan tanaman diubah menjadi uap air
(vaporization) dan dipindahkan dari permukaan tanaman (vapor removal) ke
atmosfer. Sebagian besar tanaman kehilangan air melalui stomata yang terdapat di
daun, walaupun ada kemungkinan melalui bagian lain dari tanaman (Lakitan
2007). Stomata berfungsi ganda sebagai pintu pertukaran gas CO2 dari atmosfer
melalui proses fotosintesis dan tempat keluarnya uap air dari ruang antar jaringan
sel daun melalui proses transpirasi. Membuka dan menutupnya stomata (stomatal
coductance) sangat dipengaruhi oleh status air tanah (Shen et al. 2002).
Pergerakan air dari tanah ke tanaman dan selanjutnya ke atmosfer terjadi
karena adanya perbedaan tekanan. Transpirasi dari permukaan daun tanaman
dapat terjadi karena perbedaan tekanan tersebut atau perbedaan gradien potensial
air. Potensial air udara di atmosfer selalu lebih kecil (lebih negatif) dari potensial
air di permukaan daun atau tanaman dan selanjutnya potensial air dalam tanaman
atau akar lebih kecil dari potensial air dalam tanah. Potensial air adalah
kandungan air di atmosfer dalam bentuk uap air, dalam jaringan tanaman dan
kandungan air dalam tanah. Upaya tanaman dalam mempertahankan turgor agar
tetap di atas nol (positif), bergantung pada kemampuannya mengatur
keseimbangan berbagai potensi yang bekerja dalam atau di sekitar sel yang
disebut komponen potensi air.
Komponen potensi air meliputi dua komponen utama yaitu potensi
osmosis dan potensi turgor. Komponen ketiga yaitu potensi matriks dan potensi
5
grafitasi, yang dalam kebanyakan situasi, potensi matriks dan potensi grafitasi
dianggap sangat kecil sehingga sering diabaikan. Sehingga yang berperan adalah
potensial osmosis dan potensial turgor (Kramer 1983; Mulla1987;Taiz dan Zeiger
2002).
Tekanan uap air di atmosfer dipengaruhi oleh faktor-faktor cuaca antara
lain radiasi matahari, suhu udara, kelembaban udara dan kecepatan angin. Radiasi
matahari dinyatakan dalam intensitas dan kualitas. Pancaran radiasi yang sampai
ke permukaan tanaman akan meningkatkan suhu dan menurunkan kelembaban.
Tekanan uap air di atmosfir sekitar permukaan daun akan selalu bergerak dari
tekanan tinggi ke tekanan rendah karena adanya angin. Mekanisme ini akan
meningkatkan terjadinya proses transpirasi dan evaporasi (Allen et al.2000).
Pergerakan air dalam jaringan tanaman berlangsung karena adanya gradien
tekanan. Air masuk ke dalam tanaman bersamaan dengan zat-zat terlarut. Zat
terlarut menurunkan tekanan di dalam sel yang menjadi lebih negatif dari di luar
sel sehingga terjadi pergerakan air dari luar sel atau terjadi regulasi osmosis.
Menurut Chimenti et al. (2006), regulasi osmosis terjadi ketika konsentrasi dari
zat-zat terlarut di dalam sel tanaman meningkat untuk mengatur tekanan turgor
yang positif. Tekanan turgor yang positif menjamin berlangsungnya proses
metabolisme untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Tanaman yang
mampu mengatu tekanan osmosis dalam kondisi defisit air merupakan tanaman
toleran terhadap kekeringan.
Air diserap oleh tanaman melalui fungsi kerja akar yang juga terjadi
karena adanya perbendaan tekanan. Kebutuhan air tanaman bergantung kepada
type tanaman, varietas dan fase perkembangan tanaman yang ditunjukkan melalui
struktur morfologi akar. Secara morfologi, kemampuan tanaman menyerap air
secara efisien dilihat dari kemampuan menyerap air secara maksimal melalui
perluasan dan kedalaman sistem perakaran. Hal ini dibuktikan dengan hasil
penelitian Fan et al. (2006) yang menunjukkan bahwa akar jagung mengalami
pemanjangan 3-9 mm pada kondisi kekurangan air dibandingkan dengan akar
dalam keadaan normal yang hanya 0-3 mm.
Transpirasi berhubungan dengan konduktivitas stomata. Dalam keadaan
membukanya stomata, proses transpirasi terjadi bersamaan dengan masuknya gas
6
CO2 untuk proses fotosintesis. Fotosintesis merupakan reaksi gas CO2 dan air
dengan bantuan cahaya yang menghasilkan glukosa. Daun sebagai tempat
berlangsungnya proses fotosintesis merupakan organ source. Hasil fotosintesis
ditranslokasikan ke buah atau biji sebagai organ sink. Jumlah dan luas daun
tanaman merupakan parameter kapasitas source untuk mendukung sink (Taiz dan
Zeiger 2002). Hasil (buah atau biji) yang diproduksi tanaman per unit volume air
yang digunakan dalam proses evapotranspirasi merupakan nilai dari efisiensi
penggunaan air tanaman. Sehingga dapat dibuat suatu hubungan antara
ketersediaan air dengan produksi tanaman.
Neraca Air
Neraca air pada dasarnya menggambarkan kesetimbangan yang terjadi
antara jumlah air yang masuk kedalam (inflow) dan air yang keluar (outflow)
pada suatu sistem atau di suatu daerah dalam periode tertentu. Menurut Allen et al
(2000) evapotranspirasi dapat dijelaskan melalui pengukuran berbagai komponen
kesetimbangan (neraca) air dalam tanah. Dalam sistem tanah dan tanaman, air
masuk melalui irigasi dan curah hujan (presipitasi). Air yang masuk akan hilang
melalui drainase (perkolasi), aliran permukaan (runoff), evaporasi dan transpirasi.
Analisis neraca air merupakan salah satu alat yang dapat digunakan untuk
menduga dinamika kadar air tanah selama pertumbuhan tanaman baik pada saat
kadar air tanah sangat rendah maupun keadaan normal (Handoko dan Las 1997).
Pendekatan neraca air memungkinkan untuk mengevaluasi dinamika air tanah dan
penggunaan air oleh tanaman secara kuantitatif (Brisson et al. 1992). Secara
keseluruhan kesetimbangan air dalam tanah dirumuskan secara sederhana oleh
Handoko (1995) sebagai berikut :
P + I = D + Ro + E + T + MM
P = Presipitasi
E = Evaporasi
I = Irigasi
T = Transpirasi
D = Drainase/Perkolasi
Ro = Runoff
MM = air tersimpan
Menurut Nasir (1991), dikenal tiga model neraca air yang penting untuk
pengelolaan pertanian; (1) Neraca air umum, disusun menurut konsep klimatologi,
untuk mengetahui secara orientasi tentang besarnya kelebihan dan kekurangan
7
curah hujan terhadap evaporasi standar serta periode terjadinya pada suatu daerah;
(2) Neraca air lahan, analisisnya lebih detil sampai pada akibatnya terhadap status
air permukaan dan di dalam tanah; (3) Neraca air tanaman, merupakan kelanjutan
dari neraca air lahan, dengan masukan nilai koefisien tanaman dari varietas
tanaman yang diusahakan. Model neraca air yang sesuai untuk keadaan Indonesia
adalah neraca air klimatologi yaitu merupakan perbandingan masukan air (curah
hujan) untuk periode dan waktu tertentu (bulanan, mingguan, harian) dengan
kebutuhan air klimatologi (evapotranspirasi potensial) untuk periode tertentu pula.
Kebutuhan dan Ketersediaan Air Tanaman
Air merupakan salah satu unsur penting bagi pertumbuhan dan
perkembangan tanaman. Hal ini disebabkan sebagian besar (70 – 90 %) berat
basah dari tanaman terdiri atas air. Air merupakan penyusun utama protoplasma,
sebagai pelarut dan media pengangkut hara dan mineral yang diserap oleh akar
dari tanah. Air juga berperan sebagai media bagi berlangsungnya reaksi-reaksi
metabolisme, bahan utama proses fotosintesis dan mengatur turgoditas sel
tumbuhan.
Kebutuhan air tanaman (crop water requirement) sering dihitung dari
konsumsi air oleh tanaman (water use) yang didefinisikan sebagai jumlah air yang
hilang dari areal bervegetasi per satuan waktu yang digunakan untuk proses
evapotranspirasi (Murdiyarso 1991). Kebutuhan air untuk tanaman dipengaruhi
oleh faktor iklim dan tanah. Faktor iklim seperti radiasi matahari, suhu,
kelembaban udara dan kecepatan angin mempengaruhi proses evaporasi,
sedangkan faktor tanah seperti tekstur, struktur dan kedalaman air tanah
menentukan besarnya infiltrasi, perkolasi dan limpasan air. Karakteristik tanaman
yang berpengaruh terhadap kebutuhan air tanaman adalah jenis, type pertumbuhan
dan perkembangan tanaman (Allen et al. 2000). Setiap fase perkembangan
tanaman membutuhkan jumlah air yang berbeda-beda.
Air tersedia adalah air yang dapat diserap dari tanah oleh akar tanaman.
Jumlah air yang tersedia bagi tanaman berkisar antara titik layu permanen dan
kapasitas lapang. Titik layu permanen adalah batas terendah dari kadar air dalam
tanah yang tidak dapat diserap oleh akar atau keadaan dimana terjadi kelayuan
8
secara permanen pada tanaman. Kapasitas lapang adalah jumlah air maksimum
yang tetap tersimpan dalam tanah yang tidak mengalir kebawah karena gaya
grafitasi atau air yang tertinggal dalam tanah setelah perkolasi (Soepardi 1983).
Kapasitas lapang dan titik layu permanen berturut-turut adalah kandungan air
tanah pada potensial air -0.33 bar atau pF 2.54 dan -15 bar atau pF 4.2. Air yang
tersedia ini berupa air yang dapat diabsorbsi oleh tanaman sampai wilayah
perakaran. Kandungan air tanah mempengaruhi transport hara ke permukaan akar
dengan cara mempengaruhi laju difusi dan aliran massa air ke akar (Harjadi dan
Yahya 1988).
Hubungan Transpirasi dengan Hasil Tanaman
Transpirasi merupakan proses hilangnya air dalam bentuk uap dari jaringan
tumbuhan melalui stomata. Tumbuhan darat akan bertranspirasi dalam jumlah
tertentu untuk menghasilkan satu satuan bobot kering. Fereres dan Soriano (2007)
mengatakan
bahwa
penurunan
jumlah
transpirasi
karena
kekeringan
mengakibatkan rendahnya produksi biomassa tanaman. Lizana et al. 2006
mengatakan bahwa stress air dapat menurunkan hasil biji tanaman buncis sampai
83 %. Tanaman yang mampu menghasilkan biomassa tertentu dalam kondisi
kekurangan air melalui mekanisme mengurangi laju transpirasi adalah tanaman
yang toleran terhadap kekeringan.
Transpirasi dapat juga dijelaskan sebagai proses mengalirnya air dari tanahtanaman-atmosfer. Dalam proses tersebut terangkut berbagai unsur hara yang
dibutuhkan tanaman. Unsur hara yang terangkut bersama air akan diikat oleh
berbagai proses biokimia dalam jaringan tanaman sesuai dengan spesifikasi fungsi
masing-masing unsur. Hasil penelitian Tanners dan Beevers (2001) menunjukkan
bahwa transpirasi berpengaruh terhadap pertumbuhan namun tidak esensil untuk
transpor hara jarak jauh (long-distance) dalam tumbuhan. Selanjutnya dikatakan
transpirasi juga berfungsi dalam menjaga keseimbangan suhu dalam tanaman.
Hubungan transpirasi dengan hasil tanaman dapat dijelaskan melalui
efisiensi penggunaan air (EPA). Menurut Angus dan van Herwaarden (2001) EPA
tanaman merupakan perbandingan antara berbagai komponen hasil tanaman
dengan penggunaan air yang dapat diukur melalui pendekatan efisiensi transpirasi.
9
Abbate et al. (2004) mengatakan bahwa lebih dari 90% penggunaan air tanaman
diketahui melalui pengukuran transpirasi ketika suplai air cukup. Defisit air akan
meningkatkan EPA tanaman yang disebabkan oleh menutupnya stomata untuk
menekan laju transpirasi. EPA merupakan rasio antara hasil asimilasi CO2 melalui
fotosintesis dengan hilangnya air melalui transpirasi. Bobot kering tanaman
merupakan peubah yang digunakan sebagai indikator hasil asimilasi per jumlah
air yang digunakan tanaman pada fase tertentu (Blum 2005).
Hubungan Transpirasi dengan Kandungan Minyak Biji
Minyak dalam biji tanaman merupakan asam lemak yang secara umum
bergantung kepada
genus dan family tanaman. Family Euphorbiaceae
mengandung asam lemak dalam biji yang berpotensi sebagai minyak nabati. Di
antaranya Jarak kepyar (Ricinus communis) yang mengandung asam lemak
ricinoleic (Vickery dan Vickery 1981) dan jarak pagar (Jatropha curcas L.)
mengandung dominan asam lemak tidak jenuh oleat 35-64 % dan linoleat 19-42
% (Sudradjat et al. 2006). Menurut Lin et al. (1997), minyak biji jarak
mengandung komposisi utama trigliserol (>90 %) dan komponen-komponen
lainnya seperti.
Lemak atau minyak yang terdapat dalam buah atau biji tumbuhan tidak
diangkut dari daun tetapi disintesis di dalam buah atau biji. Walaupun daun
mensintesis berbagai asam lemak yang terdapat dalam membran lipida tetapi daun
tidak mensintesis lemak atau minyak. Lemak dalam biji disintesis dari asetil-CoA
melalui lintasan asam mevalonat. Asetil-CoA yang digunakan untuk membentuk
lemak dihasilkan oleh asam piruvat dalam proses glikolisis. Proses glikolisis
merupakan proses pemecahan glukosa menjadi asam piruvat dan ATP sebagai
sumber energi untuk pertumbuhan. Glukosa (karbohidrat) adalah hasil reaksi CO2
dan H2O dengan bantuan cahaya dalam proses fotosintesis tumbuhan (Salisbury
dan Ross. 1995; Kaufman et al .1999).
Minyak jarak pagar merupakan ester ethyl atau methyl (Agarwal 2007)
yang disintessis dari acethyl coenzim A (Vickery dan Vickery 1981). Acethyl Co
A dibentuk dari glukosa 6-fosfat. Glukosa 6-fosfat berasal dari fruktosa 6-fosfat
yang merupakan hasil dari fotosintesis.
Secara kimiawi, minyak jarak pagar
10
merupakan trigliserida yang tersusun oleh asam lemak palmitat, stearat, oleat,
linoleat dan asam lemak lainnya. Dari komposisi tersebut, porsi terbesar adalah
asam lemak oleat (44.8%) dan linoleat (34.0%) yang bersifat tidak jenuh dengan
ikatan rangkap C18. Gambar 1 menyajikan model diskriptif sintesis minyak pada
tanaman melalui proses fotosintesis. Salah satu bahan utama fotosintesis adalah
air, sehingga dapat dibentuk hubungan antara transpirasi dengan kandungan
minyak.
Fotosintesis
CO2 + H2O
Fruktosa 6-fosfat
Asam Lemak
Glukosa 6-fosfat
Asam Amino
Ester dan
amida
Asetyl Coenzim A
Asam
Lemak
Esterifikasi
Asam
Trikarboksilat
Terpenoid
Minyak
Gambar 1 Model deskriptif sintesis minyak pada tanaman (Vickery dan Vickery
1981)
11
Jarak Pagar
Tanaman jarak pagar termasuk famili Euphorbiaceae, satu famili dengan
karet dan ubi kayu. Klasifikasi tanaman jarak pagar adalah sebagai berikut :
Divisi
: Spermatophyta
Subdivisi
: Angiospermae
Kelas
: Dicotyledonae
Ordo
: Euphorbiales
Famili
: Euphorbiaceae
Genus
: Jatropha
Spesies
: Jatropha curcas Linn.
Tanaman jarak masuk ke Indonesia diperkirakan sekitar abad ke 17 – 18
oleh pelaut-pelaut Portugis. Ada dugaan bahwa variasi morfologi tanaman jarak
pagar di Indonesia disebabkan oleh perbedaan wilayah tempat tumbuh yang
menghasilkan ekotipe tertentu. Hasil eksplorasi Pusat Penelitian Tanaman
Perkebunan tahun 2005 di Sumatera Barat, Lampung, Banten, Jawa Barat, Jawa
Tengah, Jawa Timur, NTT, NTB dan Sulawesi Selatan menunjukkan variasi
karakter fenotipik. Variasi tersebut antara lain :
- kulit batang : keperak-perakan, hijau kecoklatan
- warna daun : hijau muda, hijau tua
- pucuk dan tangkai daun : kemerah-merahan, kehijauan
- bentuk buah : agak elips, bulat
- jumlah biji per kapsul : 1 – 4
Faktor lingkungan yang mempengaruhi perbedaan morfologi tersebut
masih terus dipelajari. Demikian juga kontribusi perbedaan morfologi terhadap
kandungan minyak biji jarak tentu ada namun belum diketahui berapa besarnya.
Lembaga Internasional yang mengkonservasi tanaman jarak pagar adalah CTIAE
di Costa Rika dengan tiga provenan (populasi sumber), CNSF di Burkina Faso
dengan 12 provenan dan INIDA di Kepulauan Cape Verde dengan 5 provenan.
Dari jumlah provenan tersebut belum bisa mewakili variasi genetik yang ada di
dunia (Heller. 1996).
12
Tanaman jarak pagar termasuk tanaman kosmopolit artinya dapat tumbuh
pada berbagai ekosistem yaitu dari daerah yang sangat kering temperate dengan
curah hujan hanya sekitar 300 – 500 mm/tahun sampai daerah yang sangat basah
dengan curah hujan 4000 – 6000 mm/tahun. Tumbuh di dataran wilayah rendah
dari pinggir pantai sampai ketinggian di atas 1000 m dpl. Secara umum tanaman
jarak pagar cenderung tahan terhadap kekeringan. Namun dari aspek pertumbuhan
dan produksi sangat beragam karena dipengaruhi oleh interaksi dari berbagai
faktor lingkungan. Ketersediaan air merupakan salah satu faktor yang
menyebabkan rendahnya produktivitas tanaman. Air berperan utama dalam
berbagai reaksi biokimia dalam tanaman dan 80 – 90 % biomassa tanaman adalah
air.
Pusat Penelitian Tanaman Perkebunan (2006b) merekomendasikan
pengembangan tanaman jarak pagar pada daerah dengan ketinggian 0 – 600 m dpl
atau dataran rendah yang memiliki suhu harian antara 22 – 350C dengan curah
hujan 500 – 1500 mm/tahun. Penanaman pada daerah di atas ketinggian 500 m dpl
walaupun tanaman dapat tumbuh namun produksi tidak optimal. Menurut Ramesh
et al. (2005) bahwa tanaman jarak pagar merupakan tanaman yang toleran
terhadap kondisi kekeringan dengan tinggi tanaman bisa mencapai 5 m. Setelah
umur 5 tahun potensi hasil bisa mencapai 7.5 – 12 t/ha/tahun dengan kandungan
minyak 30 – 35 %.
Pant et al. (2006) mengatakan bahwa kondisi edapho-klimatik berdampak
nyata terhadap karakter pertumbuhan dan kandungan minyak biji jarak. Tanaman
jarak yang ditanam pada ketinggian 400 – 600 m dpl menghasilkan kandungan
minyak 45 % sedangkan pada ketinggian 800 – 1000 m dpl hanya 22.68 %.
Karakter potensial tanaman jarak pagar sudah diidentifikasi melalui
eksplorasi dari beberapa daerah di Indonesia. Melalui seleksi massa negatif
diperoleh 3 genotipe unggul yaitu: Improved Population-1 (IP-1A/Asembagus),
IP-1M (Muktiharjo) dan IP-1P (Pakuwon) yang berpotensi untuk dikembangkan
(Pusat Pe