Adaptasi Model Cropsyst pada Tanaman Kedelai dalam Menghadapi Perubahan Iklim - repository umi

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA

Dalam Menghadapi Perubahan Iklim

Dr. Aminah, SP., MP

Dr. Ir. Abdullah, MS

Ir. Muliaty, MP

Ir. Hendrik Gunadi, MP

Undang-undang RI Nomor 19 Tahun 2002 tentang Hak Cipta Lingkup Hak Cipta

Pasal 2:

1. Hak Cipta merupakan Hak ekslusif bagi Pencipta dan Pemegang Hak Cipta

untuk mengumumkan atau memperbanyak ciptaannya, yang timbul secara otomatis setelah suatu ciptaan dilahirkan tanpa mengurangi pembatasan menurut peraturan perundang-undangan yang berlaku.

Ketentuan Pidana

Pasal 72:

1. Barangsiapa dengan sengaja atau tanpa hak melakukan perbuatan sebagaimana

dimaksud dalam pasal 2 Ayat (1) atau Pasal 49 Ayat (1) dan Ayat (2) dipidana dengan pidana penjara masing-masing paling singkat 1 (satu) bulan dan/atau denda paling sedikit Rp. 1.000.000,00 (satu juta rupiah), atau pidana penjara paling lama 7 (tujuh) tahun dan/atau denda paling banyak Rp. 5.000.000.000,00 (lima miliar rupiah).

2. Barangsiapa dengan sengaja menyiarkan, memamerkan, mengedarkan atau

menjual kepada umum suatu Ciptaan atau barang hasil pelanggaran Hak Cipta atau Hak Terkait sebagaimana dimaksud pada Ayat (1) di-pidana dengan pidana penjara paling lama 5 (lima) tahun dan/atau denda paling banyak Rp. 500.000.000,00 (lima ratus juta rupiah). _{ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI} ii

ii ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI ⁱⁱⁱ ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TAMANAN KEDELAI Dalam Menghadapi Perubahan Iklim

PUSTAKA AL-ZIKRA berusaha menyajikan buku-buku bermutu dari berbagai tema yang merekam beragam informasi dan gagasan, serta pemikiran mutakhir yang penting dan bermanfaat bagi masyarakat Perpustakaan Nasional RI, Data Katalog dalam Terbitan (KDT) Aminah.... (et. al) Adaptasi Model Cropsyst pada Tanaman Kedelai dalam

Menghadapi Perubahan Iklim / Aminah.... (et. al) --- Makassar: Pustaka Al-Zikra, 1438 H./2017 M. viii + 154 hlm.; 16,5 X 24 cm Bibliografi: 154 hlm

ISBN 978-602-17472-7-8

1. Kedelai

I. Aminah

633.34 AZM. 2017.008.020 Dzulqaidah 1438 H./Agustus 2017 M.

Hak cipta dilindungi oleh Undang-undang Pengutipan atau memperbanyak sebagian atau seluruh isi buku ini dengan menyebut penulis dan penerbit.

Diterbitkan oleh Pustaka Al-Zikra  Perumahan Sorosutan Indah Jl. Sawo 2 No. 11 Jogyakarta 55162  Celebes Square Unit 1A Jl. Abdul Kadir Daeng Suro, Samata Gowa – Makassar E-mail Telepon (0411) 440911, HP. 0823 1544 4789

Design Cover dan Tata Letak Isi, Tim Kreatif Pustaka Al-Zikra Isi di luar tanggungjawab percetakan _iv

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan yang maha kuasa hanya atas izin-Nya sehingga kami dapat menulis dan menyelesaikan. buku ini, yang merupakan bahan pelengkap untuk memperkaya bahan ajar kepada mahasiswa.

Penelitian ini dilatarbelakangi oleh masalah Anomali atau penyimpangan iklim yang diperkirakan masih terus mengancam sistem produksi pertanian yang berakibat lambatnya pertumbuhan sektor pertanian. Hal itu berpengaruh terhadap pola tanam petani serta kerusakan tanaman yang disebabkan oleh bencana banjir, kekeringan dan lainnya. Anomali iklim dapat diantisipasi dengan penyesuaian modifikasi input untuk menekan resiko dan perilaku iklim dengan melakukan analisis yang akurat secara cepat dan tepat.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak te- rima kasih kepada Kementerian Ristek yang telah memberikan _{ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI} _v bantuan biaya penelitian skim Penelitian Unggulan Perguruan Tinggi pada tahun 2016 dan 2017, sehingga penelitian ini dapat terlaksana dan menghasilkan salah satu luaran produk berupa buku.

Penulis berharap semoga buku ini dapat memberi sum- bangsih terhadap pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, serta pembangunan bangsa yang membawa manfa- at bagi kemaslahatan ummat dan bernilai ibadah di sisi Allah SWT. Amin Yaa Rabbal Alamin.

Makassar, Agustus 2017 Penulis _{ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI} vi

DAFTAR ISI

KATAPENGANTAR ..................................................................... IV

DAFTAR ISI .............................................................................. VII

I. PENDAHULUAN ............................................................. 1

A. Latar Belakang ............................................................. .....1

B. Perumusan Masalah ...................................................... 11

C. Tujuan dan Kegunaan .................................................... 13

II. MENGENAL KEDELAI ...................................................... 17

A. Fase Pertumbuhan Kedelai ........................................... 17

B. Kebutuhan Air Tanaman ............................................... 21

C. Waktu Tanam .................................................................. 28

D. Varietas ............................................................................. 31

E. Pengaruh Iklim Terhadap Tanaman ............................ 35

F. Perubahan Iklim dan Penyebab Iklim Ekstrim .......... 38

G. Dampak Iklim Ekstim .................................................... 40 _{ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI} vii

H. Cara Menanggulangi Perubahan Iklim Ekstrim ......... 42

I. El Nini dan La Nina ........................................................ 45 J. Model Simulasi Tanaman............................................... 51 K. Model Cropsyst ............................................................... 56 L. Aplikasi Model untuk Analisis Resiko ......................... 66

III. METODOLOGI PENELITIAN ........................................... 69

A. Tahap Kalibrasi Model ................................................... 69

B. Tahap Analisis Sensitivitas ............................................ 74

C. Tahap Validasi Model ..................................................... 75

D. Tahap Aplikasi/Simulasi Model .................................. 76

E. Tahap Penentuan Strategi ............................................. 79

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................ 81

A. Hasil .................................................................................. 81

B. Pembahasan ................................................................... 103

V. KESIMPULAN DAN SARAN .......................................... 124

A. Kesimpulan .................................................................... 124

B. Saran ................................................................................ 126

DAFTAR PUSTAKA .................................................................... 127

LAMPIRAN.................................................................................... 143

_{ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI}

viii

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Kedelai salah satu bahan pangan dengan kandungan

protein yang tinggi (39%) jika dibandingkan dengan kacang- kacangan yang lain. Kedelai mempunyai prospek pemasaran yang lebih baik, sehingga mampu meningkatkan pendapatan petani. Kebutuhan akan kedelai terus meningkat dari tahun ke tahun seiring dengan pertumbuhan penduduk.

Dalam waktu beberapa tahun ke depan kebutuhan kedelai setiap tahunnya akan dapat mencapai ± 2.500.000 ton biji kering, sementara produksi dalam negeri saat ini hanya mencapai 998.870 ton (BPS, 2015) atau 39,95 % dari total kebutuhan dalam negeri. Untuk memenuhi kekurangan kebutuhan kedelai _{ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI}

1 dalam negeri tersebut, harus dilakukan dengan jalan impor. Walaupun impor kedelai berpotensi menimbulkan berbagai kerugian bagi bangsa Indonesia, antara lain: a) hilangnya devisa negara yang cukup besar, b) mengurangi kesempatan kerja bagi rakyat Indonesia, dan c) dapat me-ningkatkan ketergantungan jangka panjang teradap kebutuhan kedelai. Hal ini akan mempengaruhi sistem ketahanan pangan nasional.

Direktorat Jenderal Tanaman Pangan Kementerian Perta- nian menyebutkan berbagai faktor yang menghambat perkembangan perkedelaian di Indonesia. Berbagai faktor itu antara lain meliputi: (a) luas areal tanaman kedelai menurun rata-rata 4,05 % setiap tahunnya (turun sebesar 65,75 %) dalam kurun waktu 20 tahun terakhir, (b) produksi kedelai mengalami penurunan rata-rata 3,05 % setiap tahun, (c) pertumbuhan produktivitas kedelai melambat rata-rata 1,04 % setiap tahun, dan (d) pertum-buhan impor kedelai meningkat rata-rata 13,32 % setiap tahun selama kurun waktu 20 tahun terakhir (Direktorat Jenderal Tanaman Pangan Kementerian Pertanian, 2013).

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

2 ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

2 ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

3 Tabel 1.

Produksi, Luas Panen, Produktivitas kedelai di Indonesia Tahun 2007-2015

Tahun Produksi (ton) Produktivitas

(quintal/ha) Luas Panen (ha)

2007 592.534 12,91 459.116

2008 775.710 13,13 590.956

2009 974.512 13,48 722.791

2010 907.031 13,73 660.823

2011 851.286 13,68 622.254

2012 843.153 14,85 567.624

2013 780.163 14,16 550.797

2014 955.000 15,51 615.685

2015 998.870 15,68 614.095

Sumber: BPS 2016 .

Tabel 2.

Produksi dan Luas Panen Kedelai di Sulawesi Selatan Tahun 2007-2015

Tahun Produksi (Ton) Luas Panen (Ha)

3 2007 18,970 12,020 2008 29,125 19,048 2009 41,224 25,792 2010 35,710 23,641 2011 33,716 21,441 2012 29,938 19,964 2013 45.693 30.937 2014 54.723 36.390 2015 59.950 38.036

Sumber : BPS (diolah) 2016

Produksi kedelai di Sulawesi Selatan pada periode 2012 mengalami penurunan dibandingkan dengan produksi tahun 2013 yang tercatat sebanyak 45.693 ton biji kering. Penurunan produksi kedelai di wilayah Sulawesi Selatan tersebut sejalan dengan Angka Ramalan II (Aram II) 2013 Badan Pusat Statistik (BPS) Sulsel (Badan Pusat Statistik Sulawesi Selatan, 2013).

Produksi kedelai Sulawesi Selatan pada tahun 2012 hanya mencapai 29.938 ribu ton biji kering dengan luas panen 19.964 ribu ha., sedangkan produktivitas diprediksi mengalami penurunan 0,81 kuintal per ha. Hal ini disebabkan sejumlah daerah sentra produksi kedelai seperti Kabupaten Soppeng, Wajo dan Barru sempat mengalami kebanjiran. Selain itu faktor yang menyebabkan luas panen menurun salah satu-nya akibat

serangan hama dan penyakit (Anonim, 2013 ). Menurunnya luas panen dan produktivitas kedelai sebagai akibat adanya kejadian anomaly iklim (kekeringan dan kebanjiran) dan perubahan iklim. Isu perubahan iklim ramai dibicarakan oleh berbagai pihak, baik tingkat nasional maupun internasional.

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

4 ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

4 Pokok permasalahannya adalah perubahan sifat iklim yang memberikan dampak besar pada berbagai sektor. Feno- mena yang muncul di antaranya adanya Iklim Ekstrem yang menyebebkan kekeringan, tanah longsor, banjir, dan berbagai dampak lainnya. Sektor yang paling rentan terhadap dampak perubahan sifat iklim ekstrim ini adalah sektor pertainan, khususnya ekosistem padi dan palawija termasuk tanaman kedelai (Kaimuddin et. al., 2013).

Indonesia sebagai negara kepulauan yang terletak di daerah katulistiwa termasuk wilayah yang sangat rentan akibat terjadinya perubahan iklim. Perubahan pola curah hujan, kenaikan muka air laut, dan suhu udara, serta peningkatan kejadian iklim ekstrem berupa banjir dan kekeringan adalah beberapa dampak yang serius akibat perubahan iklim yang dihadapi Indonesia.

Anomali atau penyimpangan iklim diperkirakan masih akan terus mengancam sistem produksi pertanian, sehingga ratusan ribu hektar sawah terancam gagal panen. Lambatnya pertumbuhan pada sektor pertanian ini disebabkan iklim dan

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

5 cuaca. Hal itu berpengaruh terhadap pola tanam petani serta kerusakan tanaman yang disebabkan oleh bencana banjir.

Untuk mengantisipasi anomali iklim dapat dilakukan dengan penye-suaian modifikasi input untuk menekan resiko dan perilaku iklim dengan melakukan analisis yang akurat terkait prakiraan, sistem peringatan dini banjir dan kekeringan, penentuan waktu tanam yang didukung dengan kemampuan diseminasi pra-kiraan iklim dan teknologi antisipasi secara cepat dan tepat ke pengguna (Kaimuddin et al., 2005).

Model-model simulasi tanaman yang berdasarkan pada faktor-faktor tanaman, tanah dan cuaca adalah alat yang efektif dalam penelitian-penelitian di sektor pertanian. Model-model ini dapat digunakan untuk merencanakan alternatif strategi untuk penanaman, penggunaan tanah dan pengelolaan air (Carberry and Abrecht, 1991 dalam Istnaeni, 2002), untuk mengevaluasi tanaman, varietas dan teknologi budidaya, untuk menganilisis tingkat risiko iklim terhadap pertumbuhan tanaman, sehingga dapat digunakan perluasan wilayah penanaman

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

6 ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

6 dan pemilihan sistem usaha tani yang sesuai lokasi (Boer dan Las, 2003) untuk memformulasikan hipotesis dan rancangan percobaan penelitian-penelitian, untuk menduga hasil tanaman (Horie et al., 1995 dalam Istnaeni, 2002) dan lain-lain.

Untuk menganalisis tingkat risiko iklim terhadap tanaman ini maka digunakan suatu model simulasi tanaman. Model simulasi tanaman merupakan bagian dari analisis sistim sebagai suatu metode pendekatan masalah secara integral (problem solving methodology) atau metode ilmiah yang merupakan dasar dari pemecahan masalah dalam pengelolaan suatu sistim.

Model simulasi tanaman merupakan alat analisis sekaligus sintesis hasil-hasil penelitian lapang yang mempunyai kemampuan prediksi, sehingga dapat digunakan dalam perencanaan di wilayah pengembangan maupun sebagai dasar acuan pengelolaan tanaman kedelai di wilayah sentra produksi kedelai.

Model-model simulasi tanaman yang berdasarkan pada faktor-faktor tanaman, tanah, dan cuaca merupakan alat yang efektif dalam pertanian. Dalam menganalisis tingkat risiko

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

7 yang berkaitan dengan hasil tanaman, pengetahuan tentang kalender tanaman sangat penting. Kalender tanaman memperlihatkan kondisi yang dianjurkan atau tidak dianjurkan oleh tanaman selama musim pertumbuhannya. Selain itu dikenal pula kalen-der cuaca tanaman dimana faktor yang menjadi perhatian hanya kondisi cuaca di suatu wilayah. Pengetahuan ini sangat diperlukan dalam menyusun model untuk mengku- antifikasikan pengaruh cuaca atau iklim terhadap tanaman.

Kelebihan dari model cropsyst ini adalah:

1. Model ini adalah model multi tahun, multi tanaman, dengan tahap waktu perkembangan tanaman harian, sehingga dapat mensimulasi dengan lebih mendetail.

2. Model cropsyst melihat pengaruh iklim, karakteristik tanah, karakteristik tanaman, dan sistem manajemen pertanaman pada produksi tanaman dan lingkungan, sehingga cukup tepat dalam memprediksi produksi tanaman.

3. Model ini mampu merencanakan alternatif strategi untuk penanaman, penggunaan tanah dan pengelolaan air

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

8 ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

4. Model ini mampu mengevaluasi tanaman, varietas dan teknologi budidaya.

5. Menganilisis tingkat risiko iklim terhadap pertumbuhan tanaman sehingga dapat digunakan perluasan wilayah penanaman dan pemilihan sistem usah tani yang sesuai lokasi

. Kekurangan dari model cropsyst ini adalah tidak dihasil- kannya simulasi komponen produksi yang lain, seperti jumlah polong, jumlah biji per polong, berat polong, dan berat biji per- polong. Kekurangan lainnya, tidak dapat memprediksi berang- kasan secara tepat. Selain itu untuk menghasilkan data manage- ment hasil analisa ekonomi dan pengaruh hama dan penyakit masih terpisah jadi harus ditambahkan ke dalam model.

Cropsyst digunakan untuk simulasi pertumbuhan dari tanaman terpilih untuk tanah terpilih. Cropsyst menghasilkan model yang memungkinkan mengestimasi potensi tanaman pada kondisi iklim dan tanah spesifik (Republic of Serbia, 2013).

Model Cropsyst digunakan sebagai alat penelitian terapan, analisis skenario produktivitas dan dampak lingkungan dari

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

9 sistem tanam dan manajemen tanam dalam hal ini penentuan waktu tanam dan pola tanam juga dampak perubahan iklim pada sistem tanam dan strategi manajemen tanam untuk efisiensi

penggunaan air dan produktivitas air (Anonim, 2013 ). Sebelum suatu model tanaman (Cropsyst) di aplikasikan untuk alat manajemen, maka model tersebut harus dievaluasi baik kinerja maupun keakuratan luaran yang dihasilkan dalam bentuk parameterisasi, verifikasi dan validasiasi.

Berdasarkan uraian tersebut di atas, maka penelitian tentang ―Strategi pengelolaan tanaman kedelai untuk menghadapi iklim ekstrem melalui penggunaan model cropsyst (crop model)‖ sangat di butuhkan sesuai dengan isu mutakhir yang berkembang saat ini yaitu: mitigasi dan adaptasi perubahan iklim pada sektor pertanian, khususnya tanaman pangan yang sangat rentang terhadap dampak perubahan iklim.

Setelah melalui berbagai kalibrasi dan validasi, model tersebut akan dapat diterapkan pada kondisi lingkungan yang berbeda-beda di wilayah Sulawesi Selatan, sehingga respon dan

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

10 ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

10 masukan pengelolaan (simulasi) dapat diprediksi yang merupakan dasar perencanaan dan pengelolaan tanaman kedelai.

B. Perumusan Masalah

Beberapa permasalahan yang menyebabkan rendahnya produksi kedelai adalah: a) Menurunnya luas pertanaman dan luas panen kedelai.

b) Masih rendahnya produktivitas kedelai yang dicapai

c) Belum tersedianya sistem peramalan musim yang handal untuk menentukan jadual dan pola tanam, d) Belum optimalnya pemanfaatan hasil peramalam musim/iklim dalam penyusunan kebijakan pengelolaan tanaman atau pengaturan air irigasi,

e) Rendahnya kemampuan daerah dalam memahami hasil ramalan dan memanfaatkannya untuk penyusunan strategi pengelolaan tanaman,

f) Antisipasi kondisi iklim, ketepatan waktu tanam, dan suplai sarana produksi memerlukan pengawalan ketat, karena peluang tanam kedelai pada lahan yang tersedia _{ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI}

11 sebagian besar hanya satu kali. Jika terjadi keterlambatan tanam harus beralih ke lokasi lain atau tahun berikutnya.

g) Pemanfaatan potensi lahan yang tersedia untuk perluasan areal tanam baru, memerlukan fasilitas pemerintah untuk memotivasi petani menanam kedelai, terutama fasilitasi saprodi lengkap dan mekanisasi pra dan pasca panen. Untuk menilai dampak perubahan iklim diperlukan per- kiraan bagaimana iklim itu berubah pada tingkat lokal dan regional, serta bagaimana perubahan tersebut mempengaruhi ekosistem dan kehidupan manusia. Salah satunya mengguna- kan model tanaman (crop modelling) dimana terlihat bahwa per-ubahan iklim memberikan dampak pada semua sektor kehidupan, antara lain: sektor sumber daya air (Kaimuddin 2000), sektor pertanian (O’Brien et al., 2004) dan sektor kehidupan lainnya. Permasalahan yang dirumuskan sehubungan dengan penelitian ini antara lain adalah: Seberapa besar dampak perubahan iklim dapat menurunkan produktivitas tanaman kedelai.

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

12 ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

C. Tujuan dan Kegunaan

Tujuan dari penelitian adalah untuk :

1. Memverifikasi dan memvalidasi model tanaman CropSyst dari data hasil percobaan tanaman kedelai

2. Menjelaskan pengaruh varietas dan waktu tanam terhadap pertumbuhan, perkembangan dan produksi tanaman kedelai

3. Memprediksi waktu tanam dan potensi hasil tanaman kedelai di Sulawesi Selatan pada kondisi iklim ekstrem dengan penggunaan model Cropsyst

4. Mendapatkan model simulasi tanaman kedelai yang dapat dimanfaatkan sebagai alat bantu untuk pengambilan keputusan dalam pewilayahan dan pengelolaan tanaman kedelai di Sulawesi Selatan

Sedangkan kegunaan dari penelitian ini adalah sebagai bahan informasi kepada masyarakat petani dan masyarakat ilmiah tentang besarnya dampak yang diakibatkan oleh perubahan iklim. Diharapkan hasil penelitian ini dapat menjadi salah satu dasar penyusunan kebijakan untuk menekan

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

13 kerugian-kerugian akibat perubahan iklim pada waktu yang akan datang. Hasil penelitian ini juga dapat menjadi dasar untuk penelitian lain yang berkaitan dengan perubahan iklim di masa yang akan dating utamanya pada tanaman kedekai.

Pemanfaatan informasi iklim global dan prakiraannya dan mengintegrasikan dengan model tanaman kedelai/Cropsyst, sehingga dapat mengurangi resiko kegagalan produksi kedelai akibat iklim ekstrim (El-Nina dan La-Nina) dengan berbagai kebijakan oleh Pemerintah melalui pengaturan waktu dan pola tanam yang tentunya melibatkan seluruh stakeholder yang bergerak di sektor pertanian. Demikian juga kerugian-kerugian lainnya akibat iklim ekstrim dapat dikurangi seperti bencana banjir dan kekeringan.

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

14 ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

14 ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

15 Gambar 1.

Kerangka pikir Penelitian

Kedelai Sebagai

Sumber PAD

MASALAHNYA

Rendahnya Produktivitas kedelai Kedelai sebagai

Tanaman Pangan yang Rentan terhadap Perubahan Iklim Berkurangnya

Luas Panen Tanaman Kedelai Belum tersedia sistim peramalan musim untuk menentukan jadwal tanam dan Pola Tanam

PENYEBAB

 Perubahan iklim global yang menyebabkan

sulitnya peramalan iklim dan terjadinya

degradasi lahan

 Ketersediaan air yang rendah

SOLUSI

Model Cropsyst sebagai solusi yang dapat membantu pemerintah dalam menentukan strategi pengelolaan tanaman kedelai terutama dalam menghadapi iklim ekstrem

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

BAB II MENGENAL KEDELAI A. Fase Pertumbuhan Kedelai Pola pertumbuhan kedelai di lapangan berbeda-beda,

tergantung varietasnya. Tanaman kedelai dibagi dalam tiga kelompok: varietas kedelai berumur panjang (lebih dari 90 hari), varietas kedelai yang berumur sedang (antara 85-90 hari), dan varietas kedelai yang berumur pendek (antara 75-85 hari).

Namun demikian, pertumbuhan varietas-varietas tersebut memiliki karakter utama yang hampir sama, yang dibedakan menjadi stadia vegetatif dan stadia pertumbuhan reproduktif (Rukmana dan Yuniarsih, 2012). _{ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI}

Stadia vegetatif (V)

Stadia pertumbuhan vegetatif dibedakan menjadi beberapa stadia:  Stadia pemunculan ( Ve) ditandai dengan pemunculan kotiledon dari permukaan tanah tempat biji kedelai ditanam. Sebelum kotiledon muncul, terjadi perkecambahan biji.

 Stadia kotiledon (Vc) ditandai dengan kotiledon terbuka dan dua daun tunggal (unifoliat) di atasnya mulai terbuka.

 Stadia buku pertama (V1) ditandai dengan daun tunggal dari buku pertama (unifoliat) telah berkembang penuh.

 Stadia buku kedua (V2) ditandai dengan mekarnya daun berangkai tiga pertama (trifoliat) pada buku kedua.

 Stadia buku ketiga (V3) ditandai dengan daun berangkai tiga pada buku ketiga telah berkembang penuh.

 Stadia Buku Ke n (Vn) ditandai dengan daun berangkai tiga pada buku ke n telah berkembang penuh.

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

18 ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

Stadia reproduktif (R)

Stadia generatif juga dapat dipisahkan menjadi beberapa stadia sebagai berikut:  Stadia mulai berbunga (R1) ditandai dengan terdapat satu bunga mekar pada batang utama.

 Stadia bunga penuh (R2) ditandai dengan pada tiga atau lebih buku batang utama terdapat bunga mekar.

 Stadia pembentukan polong (R3) ditandai dengan terbentuknya polong sepanjang 5 mm pada salah satu batang utama.

 Stadia berpolong penuh (R4) ditandai dengan adanya polong sepanjang 2 cm pada salah satu batang utama.

 Stadia mulai berbiji (R5) ditandai dengan telah terbentuknya biji sebesar 3 mm pada batang utama.

 Stadia biji penuh (R6) ditandai dengan terisinya rongga polong dengan satu biji berwarna hijau pada batang utama.

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

 Stadia mulai matang (R7) ditandai dengan satu polong pada batang utama menunjukkan warna matang (berwarna coklat atau kehitaman).

 Stadia masak penuh (R8) ditandai dengan 95% polong telah berubah warna menjadi polong matang.

Pola pertumbuhan kedelai di lapangan berbeda-beda, tergantung varietasnya. Tanaman kedelai dibagi dalam tiga kelompok : varietas kedelai berumur panjang (lebih dari 90 hari), varietas kedelai yang berumur sedang (antara 85-90 hari), dan varietas kedelai yang berumur pendek (antara 75-85 hari). Namun demikian pertumbuhan varietas-varietas tersebut memiliki karakter utama yang hampir sama, yang dibedakan menjadi stadia vegetatif dan stadia pertumbuhan reproduktif (Rukmana dan Yuniarsih, 2012).

Tanaman kedelai dapat tumbuh dan berproduksi dengan baik di dataran rendah sampai ketinggian 900 meter di atas permukaan laut. Suhu yang sesuai untuk tanaman kedelai berkisar 25 C

C. Suhu merupakan faktor penting untuk

– 30

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

20 ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

20 pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Tanaman kedelai termasuk tanaman hari pendek dan sangat peka terhadap perubahan lingkungan. Suhu terlampau tinggi berpengaruh buruk terhadap perkembangan polong dan biji. Suhu melebihi suhu optimal pada masa pertumbuhannya menyebabkan hasilnya rendah. Lama penyinaran dan suhu tinggi sampai batas tertentu mengakibatkan terbentuknya biji yang lebih besar, sedangkan penyinaran pendek dengan suhu rendah akan menghasilkan biji kecil. Suhu dan kelembaban selama periode pembungaan sangat besar pengaruhnya terhadap jumlah bunga yang terbentuk. Kelembaban udara yang dibutuhkan berkisar 75%-90%. Penyinaran matahari yang dibutuhkan tanaman kedelai di daerah tropis berkisar 12 jam/hari –14 jam/hari (minimal 10 jam/hari). Selama pertumbuhannya tanaman kedelai memerlukan air sekitar 350 –550 mm (Adisarwanto, 2014).

B. Kebutuhan Air Tanaman

Kebutuhan air suatu tanaman dapat didefinisikan sebagai jumlah air yang diperlukan untuk memenuhi kehilangan air

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

21 melalui evapotranspirasi (ET-tanaman) tanaman yang sehat, tumbuh pada sebidang lahan yang luas dengan kondisi tanah yang tidak mempunyai kendala (kendala lengas tanah dan kesuburan tanah) dan mencapai potensi produksi penuh pada kondisi lingkungan tumbuh tertentu. Kebutuhan air bagi tumbuhan berbeda-beda tergantung dan fase pertumbuhannya.

Pada musim kemarau, tumbuhan sering mendapatkan cekaman air (water stress) karena kekurangan pasokan air di daerah perakaran dan laju evapotranspirasi yang melebihi laju absorb- si air oleh tumbuhan. Sebaliknya pada musim penghujan, tumbuhan sering mengalami kondisi jenuh air (Solichatun et al., 2005).

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. Tititk layu permanen adalah batas bawah nilai tersebut akar tanaman tidak mampu lagi mengambil air tanah. Kapasitas lapang adalah jumlah air maksimum yang tetap tersimpan dalam tanah

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

22 ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

22 yang tidak mengalir ke bawah karena gaya gravitasi. (Gardner

et al ., 1991). Kandungan air tanah mempengaruhi transpor hara

ke permukaan akar dengan cara mempengaruhi laju difusi dan aliran massa air ke akar. Kapasitas lapang dan titik layu permanen berturut-turut adalah kandungan air tanah pada potensial air -0,33 atau pF 2.54 dan -15 bar atau pF 4.2. Air yang tersedia ini berupa air yang dapat diabsorsi oleh tanaman sampai wilayah perakarannya. Jumlah air yang cukup selama partum- buhan dan berkurang saat pembungaan dan menjelang pema- sakan biji akan meningkatkan hasil kedelai (Aminah et. al., 2013).

Efesiensi penggunaan air (Water use eficiency) dapat dimaksimalkan dengan menerapkan defisit irigasi, teknologi irigasi dan penjadwalan irigasi serta dengan meningkatkan praktek pertanian yang dapat mengakibatkan peningkatan hasil panen (Hassanli et al. 2010).

Di Indonesia sebagaimana halnya dengan daerah tropis lainnya, air merupakan salah satu faktor penting dalam usaha

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

23 peningkatan produktivitas tanaman. Kebutuhan air tanaman berbeda-beda bergantung pada stadia pertumbuhan dan jenis tanaman. Selain air, suhu dan kelembaban juga mempunyai peranan penting dalam menentukan kesesuaian lahan untuk setiap jenis tanaman. Air merupakan senyawa utama penyusunan protoplasma, sebagai pelarut dan media pengangkut hara mineral yang diserap oleh akar dari tanah. Air juga berperan sebagai media bagi berlangsungnya reaksi-reaksi metabolisme, bahan baku proses fotosintesis dan mengatur turgoditas sel tumbuhan.

Cekaman kekeringan akan mendorong tingkat pengambilan air yang rendah oleh akar kedelai. Jika akar tanaman tidak mampu menyerap air untuk mengimbangi kehilangan air oleh transpirasi menyebabkan tanaman menjadi layu. Tanaman akan mengurangi kehilangan air dengan penutupan stomata. Penutupan stomata membantu tanaman untuk menghindari kekeringan yang cepat. Bagaima- napun, pori-pori stomata yang tertutup juga menghambat pertukaran karbondioksida dan oksigen antara jaringan internal

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

24 ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

24 tanaman dan udara di luarnya. Hal ini juga menghentikan aliran air melalui tanaman yang mengurangi juga penyerapan hara.

Semua faktor yang uraikan di atas adalah penyebab tanaman kedelai mengurangi metabolismenya dalam rangka untuk mempertahankan hidupnya selama masa kekeringan. Pengurangan tingkat laju fotosintesis tanaman mengurangi hasil akhir produksi. Sebagai tanggap penurunan tekanan turgor (layu), tanaman kedelai mempunyai pertumbuhan daun-daun yang kecil, melambat atau terhentinya pertumbuhan dan pembungaan, menggugurkan bunga, menggugurkan polong, dan tidak terbentuknya biji (Borges 2004).

Hasil penelitian Aminah (2007) didapatkan bahwa kedelai yang diberikan cekaman air 150 mm/musim (di bawah kebutuhan normalnya) memperlihatkan perbedaan yang sangat nyata dengan kedelai yang mendapat air 300 mm/musim, yaitu terjadi penurunan yang sangat nyata baik terhadap komponen pertumbuhan tanaman maupun terhadap komponen produksi.

Penyebaran zona tersedianya air selama pertumbuhan tanaman sangat menentukan daya hasil kedelai. Curah hujan

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

25 merata selama tiga bulan dan berkisar 100 mm/bulan cukup baik untuk pertumbuhan tanaman kedelai. Kebutuhan air untuk tanaman kedelai selama musim tanam 300 –350 mm/musim atau 100 mm/bulan. Tanaman kedelai yang mendapatkan curah hujan kurang dari 100 mm/bulan atau 3,3 mm/hari akan mengalami resiko kekeringan. Kebutuhan air pada tanaman kedelai berbeda untuk setiap periode pertumbuhan, selain itu kebutuhan airnya juga bervariasi menurut varietasnya. Untuk tanaman kedelai varitas sedang (Wilis) kebutuhan airnya dapat dilihat pada Tabel 3. (Fagi dan Tangkuman, 1995).

Tabel 3. Kebutuhan Air Tanaman Kedelai Pada Setiap Periode Tumbuh

Stadia Tumbuh Periode (Hari) Kebutuhan Air ≈ET

(mm /periode Pertumbuhan Awal – 15 53 – 62 Vegetatif Aktif

– 30 – 62 Pembuangan-pengisian 31 – 65 124 - 143 Polong Kematangan Biji

66 – 85 70 – 83 (Fagi dan Tangkuman, 1995)

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

26 ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

26 Untuk pertumbuhan optimum tanaman kedelai membutuh- kan air sebanyak 300-350 mm permusim atau 75 –100 mm per- bulan atau 2,5 –3,3 mm per hari. Meskipun kedelai sebagai tanaman palawija yang cukup tahan terhadap kekurangan air namun pada saat pertumbuhan awal, berbunga dan pengisian polong ketersediaan air sangat diperlukan. Bila mengalami kekeringan maka produktivitas kedelai dapat turun 40 –65% (Adi- sarwanto dan Wudianto, 1999). Demikian halnya dengan pengaruh kelembaban tanah, dimana penurunan kelembaban tanah dari 90% air tersedia menjadi 50% air tersedia dapat menurunkan hasil biji kedelai sebesar 30%-40% (Adisarwanto, 2014).

Kekurangan atau kelebihan air akan mempengaruhi pertumbuhan dan hasil tanaman kedelai. Akibat kekeringan yang terjadi pada setiap periode tumbuh kedelai.

1. Pada periode tumbuh aktif dapat menghambat pertumbuhan daun meluruhkan daun pada cabang bawah

2. Pada periode pembuangan dapat mempertinggi kerontokan bunga.

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

27 ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

3. Pada periode pembentukan polong dapat menghambat pembentukan dan meluruhkan polong yang baru terbentuk

4. Pada periode pengisian polong dapat mengurangi jumlah biji dan kepadatan ukuran biji

5. Pada periode tumbuh aktif dapat menghambat pertumbuhan daun meluruhkan daun pada cabang bawah

6. Pada periode pembungaan dapat mempertinggi kerontokan bunga

7. Pada periode pembentukan polong dapat menghambat pembentukan dan meluruhkan polong yang baru terbentuk

8. Pada periode pengisian polong dapat mengurangi jumlah biji dan kepadatan ukuran biji (Fagi dan Tangkuman, 1995).

c. Waktu Tanam

Status dan pola ketersediaan air merupakan faktor utama penentu pola tanam untuk tanaman semusim. Pola tanam sangat dipengaruhi oleh lamanya musim tanam (length gro-

wing season ) yang sepenuhnya ditentukan oleh ketersediaan air

bagi tanaman. Masa tanam atau growing season khususnya

28 ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

pada lahan tadah hujan tergantung pada ada tidaknya curah hujan dan distribusinya selama periode tertentu. Umumnya pendugaan musim tanam dan penetapan pola tanam pada masing-masing wilayah ditentukan berdasarkan pola curah hujan rata-rata bulanan atau berdasarkan potensi dan pola pasokan air irigasi.

Iklim dan cuaca merupakan lingkungan fisik esensial bagi tanaman yang sulit dikendalikan atau dimodifikasi. Akibat berbagai sifat ekstrimnya, tidak jarang iklim merupakan kendala bagi produksi pertanian. Curah hujan merupakan unsur iklim yang berpengaruh cukup dominan terhadap produksi pertanian melalui ketersediaan air bagi tanaman. Lebih khusus variasi iklim musiman merupakan penyebab utama menurunnya produksi tanaman pangan. Kemarau panjang dan kekeringan menyebabkan gagal panen dan kekurangan pangan yang pada gilirannya mempengaruhi mutu kehidupan di suatu negara (Yasin, et.al., 2008). Di lahan tanpa irigasi, penerapan strategi tanam sangat penting disamping untuk menjaga keter-

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

29 sediaan air juga untuk mempertahankan harga komoditas di pasar. Ringkasnya penerapan pola tanam strategis yang ber- orientasi kebutuhan pasar dan jumlah ketersediaan air untuk bercocok tanam sangat relevan untuk pertanian yang efisien.

Optimalisasi produksi komoditas tanaman kedelai sangat dipengaruhi oleh kondisi iklim. Penentuan lokasl sentra kedelai dan periode waktu tanam yang sesuai dengan pertumbuhan dan perkembangannya sangat penting guna memperoleh pro- duksl yang maksimal. lnformasi kesesuaian iklim sangat diperlukan untuk perencanaan alokasi penggunaan tanan, jenis komoditas yang dibudidayakan (intensifikasi), dan peningkatan produksi nasional melalui perluasan areal tanam (eksten- sifikasi). Kaitan hal tersebut, analisis iklim yang lebih spesifik untuk tanaman kedelai sangat bermanfaat sebagai bahan per- timbangan penentuan pola dan jadwal tanam yang lebih tepat.

Faktor iklim sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan dan produksi tanaman. Informasi kesesuaian iklim sangat diper1ukan untuk perencanaan alokasi penggunaan lahan,

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

30 ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

30 perluasan areal tanam dan rekomendasi pola tanam dan pengaturan jadwal tanam. Guna memperoleh produksi kedelai ya.ng optimal perlu dilakukan pemilihan lokasi dan penentuan jadwal tanam yang sesuai. Pengaturan pola tanam terkait dengan kebutuhan air, khususnya di daerah non irigasi yang sangat bergantung pada curah hujan dan faktor-faktor iklim lainnya, seperti suhu udara dan penyinaran matahari, dapat mendu- kung oertumbuhan tanaman sehingga dapat menghasilkan produksi yang optimal. Disamping ketergantungan terhadap faktor iklim, penyediaan varietas unggul kedelai juga meme- gang peranan penting, di samping penerapan teknologi budidaya lain, sarana produksi, penyuluhan. dan jaminan pasar yang baik (A. Nazar et al., 2008).

D. Varietas

Varietas adalah sekumpulan individu tanaman yang dapat dibedakan oleh setiap sifat (morfologi, fisiologi, sitologi, kimia dan lain-lain) yang nyata untuk usaha pertanian dan bila

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

31 diproduksi kembali akan menunjukkan sifat-sifat yang dapat dibedakan dari yang lainnya.

Varietas atau klon introduksi perlu diuji adaptabilitasnya pada suatu lingkungan untuk mendapatkan genotipe unggul pada lingkungan tersebut. Pada umumnya suatu daerah mempunyai kondisi lingkungan yang berbeda terhadap genotif.

Respon genotif terhadap faktor lingkungan ini biasanya terlihat dari penampilan fenotipe tanaman bersangkutan. Varietas- varietas kedelai yang dianjurkan mempunyai kriteria tertentu, misalnya umur panen, produksi per hektar, daya tahan terhadap hama penyakit. Setelah ciri-ciri tanaman kedelai dike- tahui, akhirnya dapat dihasilkan varietas-varietas yang dianjurkan. Varietas-varietas ini diharapkan sesuai dengan keadaan tempat yang akan ditanami. Dengan ditemukannya varietas- varietas baru (unggul) melalui seleksi galur atau persilangan (crossing), diharapkan sifat-sifat baru yang dihasilkan dapat dipertanggung jawabkan, baik dalam hal produks, umur pro- duksii maupun daya tahan terhadap hama dan penyakit

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

32 ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

(Andrianto dan Indarto, 2004). Di China hasil penelitian yang dilakukan oleh Li et al., 2014 didapatkan bahwa variabel iklim dan geografis memberikan pengaruh yang bervariasi pada tanaman kedelai khususnya kandungan protein (29%), kadar minyak mentah (20%), berat 100 Biji (17%) dan tinggi tanaman (38%), didapatkan bahwa dalam meningkatkan kualitas dan hasil kedelai dengan memilih lingkungan yang cocok, meskipun sulit untuk mengembangkan jenis varietas kedelai dengan semua ciri plasma nutfah yang ideal secara bersamaan. Hasil maksimum akan dicapai apabila suatu kultivar unggul mene- rima respon terhadap kombinasi optimum dari air, pupuk, dan praktek budidaya lainnya. Semua kombinasi input ini penting dalam mencapai produktivitas tinggi (Nasir, 2011).

Hasil penelitian Guharja (1990) menunjukkan bahwa beberapa kultivar kedelai mempunyai adaptasi yang luas sehingga dapat ditanam pada ketinggian lebih kurang 1.100 m dpl, bahkan terdapat pula kultivar yang hidup pada ketinggian kurang lebih 1.200 m dpl, kultivar kedelai yang unggul

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

33 untuk suatu daerah belum tentu unggul di daerah lain, karena faktor perbedaan iklim, topografi dan cara tanam.

Beberapa varietas kedelai menunjukkan respons yang ter- baik pada kelengasan tanah 15% di atas kapasitas lapang. Varie- tas Sinabung dan Kaba memiliki produktivitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan varietas Wilis dan Dieng (Savitri et al., 2003).

Tanaman kedelai varietas Wilis mempunyai respon positif pada lama penyinaran selama 10 –12 jam. Penyinaran yang terlalu pendek atau terlalu panjang akan berdampak pada penurunan produksi (Ariffin, 2008). Tanaman Kedelai tergolong jenis tanaman yang butuh penyinaran yang tidak terlalu panjang, terutama pada saat tanaman kedelai memasuki fase inisiasi bunga (Zhang et al., 2001). Cahaya yang diterima oleh tanaman berpengaruh terhadap fitokrom. Fitokrom ialah pigmen yang berperan untuk menyerap cahaya. Pada proses perkecambahan fitokrom berperan menyerap cahaya far infra red (FIR) yang berperan merangsang proses perkecambahan (Ariffin, 2008).

ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

34 ADAPTASI MODEL CROPSYST PADA TANAMAN KEDELAI

34 Salah satu penyebab kegagalan panen adalah penanaman kedelai tidak sesuai dengan kondisi iklim spesifik lokasi daerah maupun belum didapatkannya varietas yang dapat beradaptasi baik pada lingkungan.

Adaptasi Model Cropsyst pada Tanaman Kedelai dalam Menghadapi Perubahan Iklim - repository umi