Model Mekanistik Efek Temperatur Cahaya
,/
." (q'n
f1
ISSN: 0854 - 0098
JURNAT PENETITIN
UNIVERSITAS MATARAM
EDISI
A:
+r
VOTUME:
IPA DAN TEKNOTOGI
l,
No
:2I, Okt.'99
DAF'TAR ISI
l.
Oestrus Synchronisation Using Piogresteron, Prostaglandin and Gonadotropin Releasing Hormon
In Dairy Cattle. (Adji Santoso
.. ....1- 4
Dradjat).
2. Pengaruh Pemberian ZnPada Berbagai Taraf NPK dan Tingkat Kekahatan Zn Tanah Terhadap
Pertumbuhan
dan Hasil
Padi.
(Baharuddin).
... ....5
- II
3. Suplementasi Solinomysin dalam Pakan Untuk Memacu Pertumbuhan dan Mencegah Koksidia
Pada Ayam Ras Petelur Jantan. (Moh. Hasil Tamsil, Sri Widiharti, dan
....12 14
Rodiah).
['
4. Retensi Nitrogen Ayam Broiler Dalam Berbagai LingkunganNutritif Ransum.
(Jublir\ F. Bale ...
Therik).
..
...
..
-
...
.15
- 19
5. Keaneka Ragaman Bakteri Asam Laktat Yang Terkanduqg Dalam Susu Segar dan Keju Lunak.
(Djoko Kisworo).
6. Pengaruh Penambaha
nZat
Additive Terhadap Peningkatan Unjuk Kerja Motor Diesel.
(IKadeWiratamadanMadeWijana).
.......:
........30-36
fupek Pertumbuhan, Reproduksi dan Makanan,Abalone (Haliotis Spp.) (Moluska:
Gastropoda) di Pulau Pantar Kabupaten Alor, Nusa Tenggara Timur. (R cky Gmin). ... ....37
7. Beberapa
- 43
8. Pengaruh Dosis Fosfat Alam Terhadap Kemempuan Baktpri Pelarut Fosfat Psedomonas Sp. Isolat
Vertisol Lombok Selatan Untuk Mendegradasi Herbisida Atrazine. (Wayan Wangiyana) .....44 55
-
9. Evaluasi Ketahanan Terhadap Kekeringan 10 Galur Harapan Padi Gogo Hasil Persilangan Antara
36. '
\
Varietas Lokal Keta Monca X Varietas IR.
(tGP. Muliarta Arsana, IN. Kantun, Lestari Ujianto, dan [W.
Sutresna).
.56
- 64
10. Model Mekanistik Efek Temperatur, Cahaya dan Kompetisi Gulma Pada Pertumbuhaglanaman.
(I GDE Ekaputra
Gunartha).
11. Pengaruh Kombinasi Probiotik Saccharomyces
.
r..
,..
.
(:
65
-73
Cerevisiae danAspergillus Oryzae Dalam Ransum
Terhadap Populasi Mikroba Rumen dan Pertumbuhan Sapi Perah Dara.
(Muhammad
Amin).
...74
-79
12. Pasir Sungai dan Tanah Lempung Sebagai Salah Satu Alternatif Pengganti Pasir Silika dan
Bentonit Pada Cetakan Pasir Untuk Pengecoran Logam Non - Ferrous.
(I Made Suartika dan I Dewa Ketut
....80 - 86
Okariawan).
Jumal Penelitian UNRAM, Oktober 1999
rssN 08s4{098
Vol. 1, No. 21
Model Mekanistik Efek remperatur, cahaya Dan Kompetisi Gulma
Pada Pertumbuhan Tanaman
(Mechanistic Model Effects of Temperature, Light lntensity and Weed
Competition On plant Growth)
I GDE EKAPUTRA GUNARTHA
Fakultas Pertanian Univercitas Mataram
Jl. Majapahit 62 Mataram N_usa Tenggara Barat 63125. Tlp. (0370) 621435, Fax. (0370) 621/85
email: [email protected]
ABSTRAK
digunakan unluk menentukan saat tanaman ditanam.
A&STRACtr
A study on the effecis of tempenturc, light intensity and weed comptition on plant growth ias
been
elabonted in detail'using an apptoach of a mechinistic model. The model
was construcld on base of retative
nsrVe
was
used
d
weed-free Wnod rcquired lo suppress the yield
values ot beiig more lhan gg?b. As a
in improvement of agronomic pndices, it is
by
PENDAHULUAN
d
untuk mengetahui ketanggapan parameterparameter tersebut terhadap perubahan
lingkungan yang terjadi maka pembuat model
umumnya m€netapkan sejumlah asumsi untuk
mendeskripsikan mekanisme pertumbuhan
tanaman yang dikaji.
Untuk mengidentifikasi faktor utama
yang mengendalikan atau membatasi hasil
tanaman diperlukan suatu pemahaman tentang
proses yang mendasari laju pertumbuhan nisbi
(relatiu_e grovvth rate), laju a6imilasi bersih (net
assimilation rate), dan nisbah luas daun (ieaf
area ratio)', karena ketiga kajian ini dapat
memberikan petunjuk yang baik terhadap
pemahaman terjadinya ragam pertumbuhan
I
GDE
EMPUTM
GUNARTHA
Jurnal PenelitianUNMM
f ) - (i) Pada model ini At = 1, artinya data
bangkitan berdasarkan harian. Untuk
selanjutnya pada makalah ini penggunaan
tanaman (Lambers, Freijsen,
dan van der Werf, 1gg0). Setiap spesies
tanaman cenderung akan memiliki laju
pertumbuhan nisbi yang berbeda pada
lingkungan tumbuh yang berubah, baik akibat
faktor abiotik seperti: temperatur, air, cahaya
dan hana maupun faktor-faktor biotik seperti
stres akibat kompetisi dan hama penyakit
notasi t diganti dengan i.
' Pertumbuhan tanaman diasumsikan
cenderung mengikuti fungsi sigmoid logistik,
ter:masuk tanaman jagung (Soeharsono, 1997),
yang diferensiasinya dinyatakan sebagai:
tanaman.
Suatu
sangat
mendasari pe
yang
yang
uhan
dan percobaan-percobaan yang telah ada
sebelumnya. Sekali model dirancang atau
dibentuk maka model kemudian akan memberi
dY
- __AY:
dr
baik
CY
1+
"'{i-'1
(2)
'
petunjuk terhadap ketidakJengkapan atau
dimana c merupakan laju pertumbuhan nisbi
(relative growth rate, RGR) awal dan m
menyatakan titik belok (inflextion point) kurve.
ditambahkan dalam model pada penelitian
berikutnya. Umpan balik seperti ini merupakan
Dari hasil pengepasan (fitting) beberapa
gugus data pertumbuhan tanaman (Gunartha,
biologi, namun menambahkan satu peubah ke
hubungan linier aniara parameter m dan laju
kekurangan data dasar (database) yang perlu
kajian menarik untuk pemahaman dasar sistem
dalam model akan berakibat pada kompleksitas
perhitungan. Sedapat mungkin model tersusun
1995),
diperoleh suatu
pertumbuhan
rTl
=
0s - 01
kecenderungan
c, yang diekspresikan
c.
sebagai:
(3)
Parameter laju pertumbuhan c diasumsikan
dipengaruhi oleh goyangan temperatur udara,
intensitas cahaya matahari, dan kompetisi
gulma, yang dinyatakan sebagai:
menerangkan efek temperatur, cahaya dan
kompetisi gulma terhadap pertumbuhan
tanaman. Ketiga gatra lingkungan tumbuh
tanaman ini termasuk anasir dominan dalam
membatasi hasil tanaman.
METODE
c(i) = c(maks) x k1",0(i) x fpsp(i) x fq(i),
dimana c(maks) adalah laju pertumbuhan
maksimum tanaman, kr",,p(i) adalah faktor efek
temperatur udara pada fraii te-i, fpan(i) adalah
faktor efek radiasi aktif
pe'weunRn
(4)
fotosintetik
(phatosynthetic active radiation, PAR) pada hari
dan f*s(i) menyatakan faktor efek
kompetisigulma pada hari kei.
ke-i,
Ketanggapan
A, .
Y(i+l):Y(i;+
dYl
d, l,:,
(1)
2(Tt +
SoC dan
mengikuti
dimana nilai k berkisar dari 0 sampai
("c).
l,
T*,*)'(T'*,,,. + T,",*)'- (I + Lo*)o
(Tor,,-,,*
dan T"pmrn (oC) masing-masing adalah
temperatur terrendah dan optimurn untuk
pertumbuhan tanaman. Menurut Ware dan
McCollum (1980), Trenoarr dan To46r. untuk
jagung adalah
21 -30.C.
pertumbuhan
temperatur udara diasumsikan
kelakuan fungsi (Gunartha, 1g95):
dimana dY/dt adalah laju pertumbuhan tanaman
yang dihitung pada peubah bebas waktu
(independent vaiable of time) t i dan At t(i +
=
=
kr"^r(i):
laju
tanaman terhadap satu kisaran temperatur
udara yang luas dapat dinyatakan seperti pada
Gambar 1a. Untuk itu parameter faktor efek
+ I""*n)'
Bruggink
dan
Trenrrarr
(5)
Heuvetink
(1987)
menyatakan bahwa hubungan fungsional laju
pertumbuhan tanaman tomat, mentimun din
cabe.besar dengan integral cahaya matahari
mengikuti pola kelakuan fungsi hiperbola.
66
"l wnal Pe nelitian
I GDE EKAPATM GUNARTHA
Dengan mengadopsi asumsi
parameterisasi
faktor efek
ini
radiasi
maka
aktif
fotosintetik dipilih (Gambar 1b);
Ioo"(i)
fr*(i) :
IpAR(i)
+ fh ,
(6)
dimana lpan(i) menyatakan purata
integral
intensitas cahaya harian (J cm-') pada hari k+i
dan f1" merupakan faktor konpensasi ehaya.
Jika tanpa adanya stres cahaya terhadap
tanaman,
-+ 0
maka fprn(i) =
ANRAM
1, namun sebaliknya jika terjadi
stres cahaya yang 'sangat besar (tanaman
ternaungi ataupun terjadi kompetisi cahaya
dengan tanahan lain yang sangat besar) maka
fpnn(i) bernilai sangat kecil. Parameter fx"
diasumsikan bergantung pada besarnya nilai
laju asimilasi bersih (neffo assrmilation rate,
NAR) sebagaiberikut:
0r'* 0,
fuo
O,
t
du*
NAR-,*'
(7)
f*
't0
0.6
0.6
Gambar
1.
Pola ketanggapan tanaman terhadap temperatur, cahaya dan kompetisi gulma
dimana 0z (J cm'2 hari-1; menyatakan konstanta
purata integral intensitas cahaya saat NAR
mencapai nilai setengah maksimum. Nilai
parameter 02, 0l (g cm-') dan 0a (hari) dapat
digunakan untuk menghitung nilai harian NAR
dan nisbah luas daun (leaf area. ratio. LAR)
Beberapa hasil penelitian menyebutkan bahwa
terdapat hubungan fungsional hiperbola antara
NAR den integral intensitas cahaya (lpnn),
demikian
pula hubungan inverse
LAR
diasumsikan mengikuti fungsi linier terhadap
NAR, sebagaiberikut:
NAR(i)
:
NAR.*" * Ip^.(i)
Iooo(i)
+ B, '
(8)
dan
67
I GIE ETAPATNA GUNARTIIA
lurnal Penelitian UNMM
I
: ot * 4*'NAR(i)'
IrqRO
dimana D adalah kerapatan gulma dan 0s
adalah parameter penentu efek kompetisi
(s)
interspesies (gulma-tanaman) yang dipengaruhi
l5stdt rtAR -.,82 (g .t-') menyatakan efisiensi
pmggmaan
oleh efek ontogenik. Dari hasil pengepasan
data Firdaus (1993) dan Suharyadi (1994)
diperoleh bahwa parameter 0c ini mengikurti
kelakuan fungsi eksponensial dengan peubah
cahaya (Epc).oteh tanaman.
Banyak
Silikasikan te
d
." (q'n
f1
ISSN: 0854 - 0098
JURNAT PENETITIN
UNIVERSITAS MATARAM
EDISI
A:
+r
VOTUME:
IPA DAN TEKNOTOGI
l,
No
:2I, Okt.'99
DAF'TAR ISI
l.
Oestrus Synchronisation Using Piogresteron, Prostaglandin and Gonadotropin Releasing Hormon
In Dairy Cattle. (Adji Santoso
.. ....1- 4
Dradjat).
2. Pengaruh Pemberian ZnPada Berbagai Taraf NPK dan Tingkat Kekahatan Zn Tanah Terhadap
Pertumbuhan
dan Hasil
Padi.
(Baharuddin).
... ....5
- II
3. Suplementasi Solinomysin dalam Pakan Untuk Memacu Pertumbuhan dan Mencegah Koksidia
Pada Ayam Ras Petelur Jantan. (Moh. Hasil Tamsil, Sri Widiharti, dan
....12 14
Rodiah).
['
4. Retensi Nitrogen Ayam Broiler Dalam Berbagai LingkunganNutritif Ransum.
(Jublir\ F. Bale ...
Therik).
..
...
..
-
...
.15
- 19
5. Keaneka Ragaman Bakteri Asam Laktat Yang Terkanduqg Dalam Susu Segar dan Keju Lunak.
(Djoko Kisworo).
6. Pengaruh Penambaha
nZat
Additive Terhadap Peningkatan Unjuk Kerja Motor Diesel.
(IKadeWiratamadanMadeWijana).
.......:
........30-36
fupek Pertumbuhan, Reproduksi dan Makanan,Abalone (Haliotis Spp.) (Moluska:
Gastropoda) di Pulau Pantar Kabupaten Alor, Nusa Tenggara Timur. (R cky Gmin). ... ....37
7. Beberapa
- 43
8. Pengaruh Dosis Fosfat Alam Terhadap Kemempuan Baktpri Pelarut Fosfat Psedomonas Sp. Isolat
Vertisol Lombok Selatan Untuk Mendegradasi Herbisida Atrazine. (Wayan Wangiyana) .....44 55
-
9. Evaluasi Ketahanan Terhadap Kekeringan 10 Galur Harapan Padi Gogo Hasil Persilangan Antara
36. '
\
Varietas Lokal Keta Monca X Varietas IR.
(tGP. Muliarta Arsana, IN. Kantun, Lestari Ujianto, dan [W.
Sutresna).
.56
- 64
10. Model Mekanistik Efek Temperatur, Cahaya dan Kompetisi Gulma Pada Pertumbuhaglanaman.
(I GDE Ekaputra
Gunartha).
11. Pengaruh Kombinasi Probiotik Saccharomyces
.
r..
,..
.
(:
65
-73
Cerevisiae danAspergillus Oryzae Dalam Ransum
Terhadap Populasi Mikroba Rumen dan Pertumbuhan Sapi Perah Dara.
(Muhammad
Amin).
...74
-79
12. Pasir Sungai dan Tanah Lempung Sebagai Salah Satu Alternatif Pengganti Pasir Silika dan
Bentonit Pada Cetakan Pasir Untuk Pengecoran Logam Non - Ferrous.
(I Made Suartika dan I Dewa Ketut
....80 - 86
Okariawan).
Jumal Penelitian UNRAM, Oktober 1999
rssN 08s4{098
Vol. 1, No. 21
Model Mekanistik Efek remperatur, cahaya Dan Kompetisi Gulma
Pada Pertumbuhan Tanaman
(Mechanistic Model Effects of Temperature, Light lntensity and Weed
Competition On plant Growth)
I GDE EKAPUTRA GUNARTHA
Fakultas Pertanian Univercitas Mataram
Jl. Majapahit 62 Mataram N_usa Tenggara Barat 63125. Tlp. (0370) 621435, Fax. (0370) 621/85
email: [email protected]
ABSTRAK
digunakan unluk menentukan saat tanaman ditanam.
A&STRACtr
A study on the effecis of tempenturc, light intensity and weed comptition on plant growth ias
been
elabonted in detail'using an apptoach of a mechinistic model. The model
was construcld on base of retative
nsrVe
was
used
d
weed-free Wnod rcquired lo suppress the yield
values ot beiig more lhan gg?b. As a
in improvement of agronomic pndices, it is
by
PENDAHULUAN
d
untuk mengetahui ketanggapan parameterparameter tersebut terhadap perubahan
lingkungan yang terjadi maka pembuat model
umumnya m€netapkan sejumlah asumsi untuk
mendeskripsikan mekanisme pertumbuhan
tanaman yang dikaji.
Untuk mengidentifikasi faktor utama
yang mengendalikan atau membatasi hasil
tanaman diperlukan suatu pemahaman tentang
proses yang mendasari laju pertumbuhan nisbi
(relatiu_e grovvth rate), laju a6imilasi bersih (net
assimilation rate), dan nisbah luas daun (ieaf
area ratio)', karena ketiga kajian ini dapat
memberikan petunjuk yang baik terhadap
pemahaman terjadinya ragam pertumbuhan
I
GDE
EMPUTM
GUNARTHA
Jurnal PenelitianUNMM
f ) - (i) Pada model ini At = 1, artinya data
bangkitan berdasarkan harian. Untuk
selanjutnya pada makalah ini penggunaan
tanaman (Lambers, Freijsen,
dan van der Werf, 1gg0). Setiap spesies
tanaman cenderung akan memiliki laju
pertumbuhan nisbi yang berbeda pada
lingkungan tumbuh yang berubah, baik akibat
faktor abiotik seperti: temperatur, air, cahaya
dan hana maupun faktor-faktor biotik seperti
stres akibat kompetisi dan hama penyakit
notasi t diganti dengan i.
' Pertumbuhan tanaman diasumsikan
cenderung mengikuti fungsi sigmoid logistik,
ter:masuk tanaman jagung (Soeharsono, 1997),
yang diferensiasinya dinyatakan sebagai:
tanaman.
Suatu
sangat
mendasari pe
yang
yang
uhan
dan percobaan-percobaan yang telah ada
sebelumnya. Sekali model dirancang atau
dibentuk maka model kemudian akan memberi
dY
- __AY:
dr
baik
CY
1+
"'{i-'1
(2)
'
petunjuk terhadap ketidakJengkapan atau
dimana c merupakan laju pertumbuhan nisbi
(relative growth rate, RGR) awal dan m
menyatakan titik belok (inflextion point) kurve.
ditambahkan dalam model pada penelitian
berikutnya. Umpan balik seperti ini merupakan
Dari hasil pengepasan (fitting) beberapa
gugus data pertumbuhan tanaman (Gunartha,
biologi, namun menambahkan satu peubah ke
hubungan linier aniara parameter m dan laju
kekurangan data dasar (database) yang perlu
kajian menarik untuk pemahaman dasar sistem
dalam model akan berakibat pada kompleksitas
perhitungan. Sedapat mungkin model tersusun
1995),
diperoleh suatu
pertumbuhan
rTl
=
0s - 01
kecenderungan
c, yang diekspresikan
c.
sebagai:
(3)
Parameter laju pertumbuhan c diasumsikan
dipengaruhi oleh goyangan temperatur udara,
intensitas cahaya matahari, dan kompetisi
gulma, yang dinyatakan sebagai:
menerangkan efek temperatur, cahaya dan
kompetisi gulma terhadap pertumbuhan
tanaman. Ketiga gatra lingkungan tumbuh
tanaman ini termasuk anasir dominan dalam
membatasi hasil tanaman.
METODE
c(i) = c(maks) x k1",0(i) x fpsp(i) x fq(i),
dimana c(maks) adalah laju pertumbuhan
maksimum tanaman, kr",,p(i) adalah faktor efek
temperatur udara pada fraii te-i, fpan(i) adalah
faktor efek radiasi aktif
pe'weunRn
(4)
fotosintetik
(phatosynthetic active radiation, PAR) pada hari
dan f*s(i) menyatakan faktor efek
kompetisigulma pada hari kei.
ke-i,
Ketanggapan
A, .
Y(i+l):Y(i;+
dYl
d, l,:,
(1)
2(Tt +
SoC dan
mengikuti
dimana nilai k berkisar dari 0 sampai
("c).
l,
T*,*)'(T'*,,,. + T,",*)'- (I + Lo*)o
(Tor,,-,,*
dan T"pmrn (oC) masing-masing adalah
temperatur terrendah dan optimurn untuk
pertumbuhan tanaman. Menurut Ware dan
McCollum (1980), Trenoarr dan To46r. untuk
jagung adalah
21 -30.C.
pertumbuhan
temperatur udara diasumsikan
kelakuan fungsi (Gunartha, 1g95):
dimana dY/dt adalah laju pertumbuhan tanaman
yang dihitung pada peubah bebas waktu
(independent vaiable of time) t i dan At t(i +
=
=
kr"^r(i):
laju
tanaman terhadap satu kisaran temperatur
udara yang luas dapat dinyatakan seperti pada
Gambar 1a. Untuk itu parameter faktor efek
+ I""*n)'
Bruggink
dan
Trenrrarr
(5)
Heuvetink
(1987)
menyatakan bahwa hubungan fungsional laju
pertumbuhan tanaman tomat, mentimun din
cabe.besar dengan integral cahaya matahari
mengikuti pola kelakuan fungsi hiperbola.
66
"l wnal Pe nelitian
I GDE EKAPATM GUNARTHA
Dengan mengadopsi asumsi
parameterisasi
faktor efek
ini
radiasi
maka
aktif
fotosintetik dipilih (Gambar 1b);
Ioo"(i)
fr*(i) :
IpAR(i)
+ fh ,
(6)
dimana lpan(i) menyatakan purata
integral
intensitas cahaya harian (J cm-') pada hari k+i
dan f1" merupakan faktor konpensasi ehaya.
Jika tanpa adanya stres cahaya terhadap
tanaman,
-+ 0
maka fprn(i) =
ANRAM
1, namun sebaliknya jika terjadi
stres cahaya yang 'sangat besar (tanaman
ternaungi ataupun terjadi kompetisi cahaya
dengan tanahan lain yang sangat besar) maka
fpnn(i) bernilai sangat kecil. Parameter fx"
diasumsikan bergantung pada besarnya nilai
laju asimilasi bersih (neffo assrmilation rate,
NAR) sebagaiberikut:
0r'* 0,
fuo
O,
t
du*
NAR-,*'
(7)
f*
't0
0.6
0.6
Gambar
1.
Pola ketanggapan tanaman terhadap temperatur, cahaya dan kompetisi gulma
dimana 0z (J cm'2 hari-1; menyatakan konstanta
purata integral intensitas cahaya saat NAR
mencapai nilai setengah maksimum. Nilai
parameter 02, 0l (g cm-') dan 0a (hari) dapat
digunakan untuk menghitung nilai harian NAR
dan nisbah luas daun (leaf area. ratio. LAR)
Beberapa hasil penelitian menyebutkan bahwa
terdapat hubungan fungsional hiperbola antara
NAR den integral intensitas cahaya (lpnn),
demikian
pula hubungan inverse
LAR
diasumsikan mengikuti fungsi linier terhadap
NAR, sebagaiberikut:
NAR(i)
:
NAR.*" * Ip^.(i)
Iooo(i)
+ B, '
(8)
dan
67
I GIE ETAPATNA GUNARTIIA
lurnal Penelitian UNMM
I
: ot * 4*'NAR(i)'
IrqRO
dimana D adalah kerapatan gulma dan 0s
adalah parameter penentu efek kompetisi
(s)
interspesies (gulma-tanaman) yang dipengaruhi
l5stdt rtAR -.,82 (g .t-') menyatakan efisiensi
pmggmaan
oleh efek ontogenik. Dari hasil pengepasan
data Firdaus (1993) dan Suharyadi (1994)
diperoleh bahwa parameter 0c ini mengikurti
kelakuan fungsi eksponensial dengan peubah
cahaya (Epc).oteh tanaman.
Banyak
Silikasikan te
d