BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Biologi Padi (Oryza Oryza sativa L.) 2.1.1 Deskripsi tanaman padi Padi merupakan tanaman semusim (annual) ( berumur mur pendek kurang dari 1 tahun. Akarnya serabut mencapai kedalaman 20-30 cm, tinggi batang beragam (0,5 – 2 m), berbatang bulat dan berongga yang disebut jerami. jerami Helai daun bangun garis, dengan tepi kasar dan panjangnya pan 15 – 80 cm. Bunga padi terdiri dari tangkai bunga, kelopak bunga lemma (gabah padi yang besar), palea (gabah padi yang kecil), putik, kepala putik, tangkai sari, kepala sari, dan bulu (awu) ( pada ujung lemma (Gambar 2.1), 2.1)
Gambar 2.1 Bunga padi (Oryza sativa L.) Keterangan : a. lemma steril, b. palea, c. lemma, d. lodicule,, e. kepala sari (anther), ), f. tangkai sari (filament), ( g. kepala putik (stigma), ), h. tangkai putik (stylus stylus), i. tangkai bunga (pedicellus)) (Keng, 1969) Pada fase generatif, malai tumbuh ke atas dan ujungnya menggantung dengan panjang 15 - 40 cm. Malai padi terdiri dari sekumpulan bunga padi yang
6
7
timbul dari buku paling atas, berupa bulir yang beranekaragam, kadang tidak berjarum, berjarum pendek atau panjang, licin atau kasar, berwarna hijau atau coklat, gundul atau berambut be dengan ukuran 7 – 10 cm. Bulir yang masak akan menghasilkan buah yang kaya akan pati (Gambar 2.2).
Gambar 2.2 Bulir padi (Oryza sativa L.) (AAK, AAK, 1995) 1995 Ciri khas daun tanaman padi yaitu adanya lidah dan telinga daun, hal ini yang menyebabkan daun tanaman padi dapat dibedakan dari jenis rumput yang lain. Berdasarkan kelengkapan daunnya tanaman padi termasuk daun tidak lengkap karena hanya terdiri atas helaian dan upih daun (Tjitrosoepomo (Tjitrosoepomo, 2005). Adapun bagian - bagian daun padi, yaitu (Gambar 2.3): 1) Helaian daun (lamina lamina) Helaian daun terletak pada batang padi serta berbentuk memanjang seperti pita.
8
2) Upih/Pelepah Pelepah daun (vagina) Pelepah daun merupakan bagian daun yang menyelubungi batang. Pelepah daun berfungsi memberi dukungan pada bagian ruas yang jaringannya lunak. 3) Lidah daun (ligula ligula) Lidah daun terletak antara helaian helai (lamina) dan upih (vagina) daun. Panjang lidah daun berbeda - beda, tergantung varietas padi yang ditanam. Warnanya juga berbeda - beda, tergantung pada varietas (Hana, 2013).
b a c
3
d Gambar 2.3
Bagian – bagian daun tanaman padi (Oryza sativa L.) Keterangan : a. helaian daun (lamina), b. lidah daun (ligula),, c. telinga daun, d. pelepah daun (vagina) (Dokumentasi Budiwati, 2015) 2.1.2 Fase – fase pertumbuhan tanaman padi Tiga fase pertumbuhan tanaman padi adalah sebagai berikut : 1. Vegetatif (awal pertumbuhan sampai sampai pembentukan malai); 2. Reproduktif (pembentukan malai sampai pembungaan); dan 3. Pematangan (pembungaan sampai gabah matang (Arafah, 2009).
9
Menurut buku panduan Sistem Karakterisasi dan Evaluasi Tanaman Padi Departemen Pertanian, Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Komisi Nasional Plasma Nutfah (2003), pertumbuhan tanaman padi terbagi menjadi sembilan fase : perkecambahan, bibit, anakan, pemanjangan batang, bunting, pembungaan, pematangan susu, pengisian dan pematangan. Keseluruhan organ tanaman padi terdiri dari dua kelompok yaitu : organ vegetatif dan generatif (reproduktif). Bagian-bagian vegetatif meliputi akar, batang dan daun, sedangkan bagian generatif terdiri dari malai, gabah dan bunga. Dari berkecambah hingga panen, tanaman padi memerlukan waktu 3-6 bulan, yang seluruhnya terdiri dari dua fase pertumbuhan, yakni vegetatif dan generatif. Fase reproduktif meliputi pra-berbunga dan pasca-berbunga, periode-pasca berbunga disebut juga sebagai periode pemasakan. Fase reproduktif ditandai dengan memanjangnya ruas teratas pada batang, yang sebelumnya tertumpuk rapat dekat permukaan tanah. Stadia reproduktif juga ditandai dengan berkurangnya jumlah anakan (matinya anakan tidak produktif), munculnya daun bendera, bunting dan pembungaan (heading). Inisiasi primordia malai biasanya dimulai 30 hari sebelum pembungaan. Stadia inisiasi ini hampir bersamaan dengan memanjangnya ruas-ruas yang terus berlanjut sampai berbunga. Fase reproduktif disebut juga stadia pemanjangan ruas-ruas. Pembungaan (heading) adalah stadia keluarnya malai, sedangkan anthesis segera mulai setelah heading. Dalam suatu komunitas tanaman, fase pembungaan memerlukan waktu selama 10-14 hari, karena terdapat perbedaan laju perkembangan antar tanaman
10
maupun antar anakan. Apabila 50% bunga telah mekar maka pertanaman tersebut dianggap dalam fase pembungaan. Anthesis telah mulai bila benang sari bunga yang paling ujung pada tiap cabang malai telah tampak keluar dari bunga. Pada umumya anthesis berlangsung antara jam 08.00 – 13.00 dan pembuahan akan selesai dalam 5-6 jam setelah anthesis. Dalam suatu malai, semua bunga memerlukan 7-10 hari untuk anthesis, tetapi pada umumnya hanya 7 hari. Anthesis terjadi 25 hari setelah bunting (Arafah, 2009). Komponen pertumbuhan dan hasil padi telah mencapai maksimal sebelum bunga keluar dari pelepah daun bendera. Jumlah malai pada tiap satuan luas tidak bertambah lagi 10 hari setelah jumlah anakan maksimal. Periode pemasakan bulir terdiri dari 4 stadia masak dalam proses pemasakan bulir (Arafah, 2009). 1. Stadia masak susu Tanaman padi masih berwarna hijau, tetapi malai-malainya sudah terkulai. Ruas batang bawah kelihatan kuning. Gabah bila dipijit dengan kuku keluar cairan seperti susu. 2. Stadia masak kuning Seluruh tanaman tampak kuning, dari semua bagian tanaman, hanya bukubuku sebelah atas yang masih hijau. Isi gabah sudah keras, tetapi mudah pecah dengan kuku.
11
3. Stadia masak penuh Buku-buku sebelah atas berwarna kuning, sedangkan batang-batang mulai kering. Isi gabah sukar dipecahkan. Pada varietas-varietas yang mudah rontok, stadia ini belum terjadi kerontokan. 4. Stadia masak mati Isi gabah keras dan kering. Pada varietas yang mudah rontok pada stadia ini sudah mulai rontok. Stadia masak mati terjadi setelah ± 6 hari setelah masak penuh. 2.1.3 Syarat tumbuh tanaman padi Tanaman padi dapat tumbuh dengan baik di daerah tropis/subtropis pada 45°LU sampai 45°LS, cuaca panas dan kelembaban tinggi dengan musim hujan 4 bulan. Curah hujan yang baik, rata-rata 200 mm per bulan atau 1.500 - 2.000 mm/tahun, dengan distribusi selama 4 bulan. Suhu optimum untuk pertumbuhan tanaman padi adalah 23 °C dan ketinggian tempat yang cocok untuk tanaman padi berkisar antara 0–1500 m dpl. Tanah yang baik untuk pertumbuhan tanaman padi adalah tanah sawah yang kandungan fraksi pasir, debu, lempung dalam perbandingan tertentu dan air dalam jumlah yang cukup. Padi dapat tumbuh dengan baik pada tanah yang ketebalan lapisan atasnya antara 18–22 cm dengan pH antara 4–7 (Siswoputranto, 1976). Dari segi fisiologis jarak tanam berpengaruh terhadap pertumbuhan dan produktivitas padi. Hasil penelitian Pratiwi et al. (2010) menyimpulkan bahwa jarak tanam lebar memberi peluang varietas tanaman mengekspresikan potensi
12
pertumbuhannya. Semakin rapat populasi tanaman, semakin sedikit jumlah anakan dan jumlah panjang malai per rumpunnya. Pada populasi rendah (jarak tanam lebar), pertumbuhan padi akan lebih baik, namun per luasannya hasil dan komponen hasilnya lebih rendah dibandingkan jarak tanam yang lebih rapat. Jarak tanam yang lebar akan meningkatkan penangkapan radiasi surya oleh tajuk tanaman, sehingga meningkatkan pertumbuhan tanaman seperti jumlah anakan produktif, volume dan panjang akar total, meningkatkan bobot kering tanaman dan bobot gabah per rumpun, tetapi tidak berpengaruh terhadap hasil per satuan luas (Kurniasih et al., 2008, Lin et al., 2009, Hatta et al., 2012). Sebaliknya, pada jarak tanam rapat jumlah malai per rumpun menurun, tetapi jumlah malai per m2 nyata meningkat (Mobasser et al., 2009). Menurut Sohel et al. (2009), jarak tanam yang optimum akan memberikan pertumbuhan bagian atas tanaman dan pertumbuhan bagian akar yang baik sehingga dapat memanfaatkan lebih banyak cahaya matahari serta memanfaatkan lebih banyak unsur hara. Sebaliknya, jarak tanam yang terlalu rapat akan mengakibatkan terjadinya kompetisi antar tanaman yang sangat hebat dalam hal cahaya matahari, air, dan unsur hara. Akibatnya, pertumbuhan tanaman terhambat dan hasil tanaman rendah. 2.1.4 Faktor – faktor yang mempengaruhi pertumbuhan padi Secara umum faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman padi yaitu faktor luar (eksternal) yang berupa faktor lingkungan dan faktor dalam (internal) berupa faktor genetik dan hormonal. Faktor eksternal yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman padi antara lain :
13
1. Iklim Iklim sangat mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Tanaman padi sangat cocok tumbuh pada iklim tropis dan banyak mengandung uap air. Keadaan iklim ini meliputi curah hujan, suhu, ketinggian tempat, sinar matahari, angin dan musim (Hana, 2013). a. Curah hujan Tanaman padi membutuhkan curah hujan yang baik, rata – rata 200 mm/bulan atau 1.500-2.000 mm/tahun, dengan distribusi selama 4 bulan. Curah hujan yang baik akan memberikan dampak yang baik dalam pengairan, sehingga genangan air yang diperlukan tanaman padi di sawah dapat tercukupi (Hasanah, 2007). b. Suhu Tanaman padi secara umum membutuhkan suhu minimum 11°- 25°C untuk perkecambahan, 22°- 23°C untuk pembungaan, dan 20°- 25°C untuk pembentukan biji (AAK, 1990). c. Ketinggian tempat Tanaman padi dapat tumbuh baik dengan ketinggian berkisar antara 0 – 1500 m dpl (Surowinoto, 1982). d. Intensitas cahaya matahari Intensitas cahaya matahari yang relatif rendah merupakan salah satu penyebab rendahnya produktivitas. Menurut Sasmita et al. (2006) intensitas cahaya rendah mengakibatkan terganggunya laju fotosintesis dan sintesis karbohidrat dan berakibat menurunnya laju pertumbuhan dan produktivitas
14
tanaman. Intensitas cahaya matahari yang tinggi selama periode pengisian bulir dapat meningkatkan produksi biomass yang berakibat terhadap tingginya bulir yang masak yang selanjutnya akan meningkatkan hasil tanaman padi (Takai et al., 2006). e. Angin Angin memiliki peran yang penting terhadap pertumbuhan tanaman padi yaitu membantu dalam proses penyerbukan dan pembuahan. Namun angin juga memiliki peran negatif karena berbagai penyakit pada tanaman padi ditularkan oleh angin. Selain itu angin juga menyebabkan buah menjadi hampa dan tanaman roboh (Mubaroq, 2013). f. Musim Pertumbuhan tanaman padi sangat dipengaruhi musim. Indonesia memiliki dua musim yaitu musim hujan dan kemarau. Penanaman tanaman padi pada musim hujan dan kemarau memiliki dampak yang cukup besar terhadap kuantitas dan kualitas tanaman padi. Penanaman tanaman padi akan lebih baik pada musim kemarau dibandingkan musim hujan apabila dengan pengairan yang baik. Proses penyerbukan dan pembuahan padi pada musim kemarau tidak akan terganggu oleh hujan sehingga padi yang dihasilkan lebih banyak. Akan tetapi padi yang ditanam pada musim hujan, proses penyerbukan dan pembuahannya terganggu oleh hujan. Akibatnya banyak biji padi yang hampa (Mubaroq, 2013). g. Air Kebutuhan air pada budidaya tanaman padi secara umum dipengaruhi oleh topografi, jenis tanah, periode pertumbuhan, dan praktik budidaya. Bouman
15
(2009) menambahkan bahwa untuk menghasilkan 1 kg gabah, tanaman padi membutuhkan 2.500 liter air yang berasal dari hujan atau irigasi. Stress atau cekaman air dapat berarti kelebihan atau kekurangan air. Kelebihan air berupa cekaman banjir sedangkan kekurangan air berupa cekaman kekeringan. Padi merupakan tanaman yang sangat sensitif terhadap cekaman kekeringan. Tanda awal penurunan air tanah adalah penggulungan daun yang pada akhirnya mengurangi radiasi surya pada daun. Penggulungan daun merupakan ekspresi sederhana kehilangan turgor pada daun (Fischer and Fukai, 2003). Kekeringan mempengaruhi morfologi dan fisiologi pada tanaman padi seperti tertundanya pembungaan, mengurangi distribusi dan alokasi bahan kering, mengurangi kapasitas fotosintesis sebagai akibat dari menutupnya stomata (Farooq et al., 2009). h. Unsur hara/nutrisi Nitrogen merupakan unsur hara utama yang diperlukan dalam jumlah yang banyak pada budidaya padi sawah. Penggunaannya yang tidak tepat akan mencemari lingkungan terutama air. Tanaman padi memerlukan N pada fase pembentukan primordial bunga dan pada fase awal generatif, pemberian N dapat menambah jumlah anakan dan ukuran gabah tiap malai. Pertanian padi sawah sangat tergantung pada ketersediaan N dalam tanah. Sepanjang periode pertumbuhan, tanaman memerlukan unsur N, namun yang paling banyak diperlukan antara awal sampai pertengahan pembentukan anakan (midtillering) dan tahap awal pembentukan malai. Suplai nitrogen selama proses pemasakan diperlukan untuk menunda gugurnya daun, memelihara fotosintesis
16
selama pengisian biji dan meningkatkan kadar protein dalam biji (Dobermann and white, 1999). Pupuk N memegang peranan penting dalam peningkatan produksi padi sawah, sedangkan sumber pupuk N yang utama adalah urea. Namun, tanaman menyerap hanya 30% dari pupuk N yang diberikan (Dobermann and Fairhurst, 2000). Di lain pihak laju serapan hara dan keefisienan tanaman untuk memanfaatkan hara dari pupuk bersifat spesifik dan terbatas untuk setiap varietas. Selain itu, unsur hara N bersifat mudah larut, sangat mudah berpindah dan juga mudah menguap. Umumnya petani memberikan pupuk dengan takaran tinggi, melebihi
kebutuhan
tanaman,
sehingga
menyebabkan
pemborosan
dan
pencemaran lingkungan (Siregar dan Marzuki, 2011). Faktor internal yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman padi antara lain: 1. Hormon pertumbuhan seperti : auksin, giberelin, sitokinin dan asam absisat. Hormon Auksin Hormon Auksin adalah hormon tumbuhan yang berfungsi untuk memacu proses pemanjangan sel. Hormon ini dihasilkan pada bagian koleoptil (titik tumbuh) pucuk tumbuhan, yaitu ujung akar dan batang. Peran auksin pertama kali ditemukan oleh ilmuwan Belanda bernama Fritz Went (1903-1990). Cara kerja hormon auksin dipengaruhi oleh cahaya. Hormon auksin akan aktif bila tidak terkena cahaya. Apabila tumbuhan terkena cahaya, maka hormon auksin tidak aktif sehingga proses pemanjangan terhambat. Hal ini dapat mengakibatkan terjadinya fototropisme (membengkoknya batang tanaman ke arah cahaya)
17
dimana sisi yang tidak terkena cahaya lebih panjang daripada yang terkena cahaya sehingga batang menjadi bengkok ke arah sisi batang yang terkena cahaya. Hormon auksin bekerja sinergis dengan hormon giberelin. Auksin berpengaruh pada pemanjangan, pembelahan dan diferensiasi sel tumbuhan. Auksin yang dihasilkan pada tunas apikal (ujung) batang dapat menghambat tumbuhnya tunas lateral (samping) tumbuhan (Wattimena, 1987). Fungsi dari hormon auksin adalah : a. Membantu proses pertumbuhan akar dan batang b. Mempercepat perkecambahan c. Membantu proses pembelahan sel d. Merangsang kambium untuk membentuk xilem dan floem e. Memelihara elastisitas dinding sel f. Membentuk dinding sel primer g. Mempercepat pemasakan buah h. Mengurangi jumlah biji dalam buah i. Menghambat rontoknya buah dan gugurnya daun j. Membantu proses partenokarpi (pembuahan tanpa penyerbukan). Hormon Giberelin Hormon Giberelin adalah hormon tumbuhan yang berperan dalam proses perkembangan dan perkecambahan. Giberelin akan merangsang pembentukan enzim amilase yang berfungsi untuk memecah senyawa amilum yang terdapat di endosperm (cadangan makanan) menjadi senyawa glukosa. Glukosa tersebut menjadi sumber energi bagi pertumbuhan tanaman. Giberelin ditemukan oleh
18
seorang ilmuwan Jepang bernama Eiichi Kurosawa pada tahun 1926 yang meneliti penyakit padi "bakanae". Hormon ini pertama kali diisolasi oleh Teijiro Yabuta dari jamur Giberella fujikuroi pada tahun 1935 (Wattimena, 1987). Fungsi dari hormon giberelin adalah : a. Mempengaruhi pemanjangan dan pembelahan sel b. Mempengaruhi perkembangan embrio dan kecambah c. Menghambat pembentukan biji d. Mempengaruhi pemanjangan batang e. Mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan akar, daun, bunga, dan buah Hormon Sitokinin Hormon sitokinin adalah hormon tumbuhan yang berperan dalam pembelahan sel (sitokinesis). Senyawa sitokinin pertama kali ditemukan pada tanaman tembakau dan disebut kinetin. Hormon sitokinin dibentuk pada bagian akar dan ditransportasikan ke seluruh bagian sel tanaman tembakau. Senyawa sitokinin juga terdapat pada tanaman jagung dan disebut zeatin (Wattimena, 1987). Adapun fungsi hormon sitokinin adalah: a. Mengatur pembentukan bunga dan buah b. Mengatur pertumbuhan daun dan pucuk c. Memperbesar daun muda d. Merangsang pembentukan akar dan batang serta pembentukan cabang akar dan batang
19
e. Menghambat proses penuaan dengan cara merangsang proses serta transportasi garam-garam mineral dan asam amino ke daun. Asam Absisat Asam absisat adalah hormon tumbuhan yang berperan dalam proses penuaan dan gugurnya daun. Asam absisat (ABA) juga berperan penting dalam tahap inisiasi dormansi biji, maturasi biji dan menjaga biji agar berkecambah di musim yang diinginkan. Selain itu Asam Absisat (ABA) juga berfungsi untuk mempertahankan tumbuhan dari tekanan lingkungan, seperti kekurangan air, kekeringan, musim dingin, dan kadar garam (salinitas) tinggi. Asam Absisat mencegah kekurangan air saat kekeringan dengan cara merangsang penutupan stomata pada epidermis daun sehingga transpirasi melalui stomata tidak terjadi (Wattimena, 1987). Asam Absisat (ABA) juga dapat membentuk lapisan epikutikula atau lapisan lilin untuk mencegah kehilangan air. Dalam menghadapi musim dingin, Asam Absisat (ABA) akan menghentikan pertumbuhan primer dan sekunder. Hormon Asam Absisat yang dihasilkan pada tunas terminal ini memperlambat pertumbuhan dan memicu perkembangan primordia daun menjadi sisik untuk melindungi tunas dorman selama musim dingin. Asam Absisat (ABA) termasuk senyawa inhibitor (penghambat) dan bekerja antagonis (berlawanan) dengan hormon auksin dan hormon giberelin (Dewi, 2008). 2. Faktor genetik atau faktor keturunan (Gardner et al., 1991). Gen merupakan unit pewarisan sifat bagi mahluk hidup. Bentuk fisiknya adalah urutan DNA menyandi protein, polipeptida atau seuntaian DNA yang
20
memiliki fungsi bagi organisme yang memilikinya. Gen mengontrol setiap pertumbuhan dan perkembangan tanaman. 2.2 Klasifikasi Tanaman Padi Tanaman padi termasuk ke dalam divisi Spermatophyta karena merupakan tanaman yang menghasilkan biji. Spermatophyta berasal dari bahasa Yunani, sperma berarti biji dan phyta berarti tumbuhan. Umumnya memiliki kotiledon tunggal/berkeping satu sehingga termasuk ke dalam kelas Monocotyledoneae dan merupakan tanaman herba semusim, batang berbuku – buku dan daun dengan pertulangan daun sejajar serta merupakan daun berupih yang terdiri atas upih dan helaian daun sehingga termasuk ke dalam bangsa Poales dan suku Gramineae. Pada daun juga terdapat alat tambahan yaitu lidah daun (ligula). Fungsi lidah daun adalah mencegah masuknya air hujan di antara batang dan pelepah daun serta mencegah infeksi penyakit, sebab media air memudahkan penyebaran penyakit. Tanaman padi termasuk ke dalam marga Oryza, dengan nama jenis Oryza sativa L. dengan klasifikasi sebagai berikut : Kingdom : Plantae Divisi
: Spermatophyta
Kelas
: Monocotyledoneae
Bangsa
: Poales
Suku
: Gramineae
Marga
: Oryza
Jenis
: Oryza sativa L. (Tjitrosoepomo, 2013)
21
2.3 Spesies, Subspesies, Varietas Padi (Oryza sativa) 2.3.1 Spesies Padi (Oryza sativa) Tanaman padi yang umumnya dibudidayakan di dunia terdiri dari dua spesies yaitu O. sativa dan O. glaberrima. Tanaman padi O. sativa lebih banyak dibudidayakan dibandingkan O. glaberrima. Padi budidaya sendiri merupakan kelompok O. sativa yang mengalami seleksi baik secara alami mapun bantuan manusia. Ditinjau dari kegunaannya tanaman padi O. Sativa dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu : 1. Padi beras, jenis tanaman padi yang hasilnya untuk dijadikan makanan pokok sehari-hari. Beras sebagai hasil akhir tanaman padi dijadikan sumber utama karbohidrat, dimasak menjadi nasi dan dikonsumsi. 2. Padi ketan, jenis tanaman padi yang hasilnya bukan untuk dijadikan makanan pokok sehari-hari. Beras ketan umumnya dibuat tepung sebagai bahan pangan olahan. Dengan demikian padi ketan tidak dikonsumsi langsung sebagai makanan pokok sebagaimana padi beras Perbedaan jenis padi pada umumnya terletak pada usia tanaman, hasil produksi, mutu beras, dan ketahanannya terhadap hama dan penyakit (Yandianto, 2003). Menurut Sugeng (2001), tanaman padi dapat dibedakan dalam dua jenis berdasarkan cara bertanamnya yaitu : a. Padi sawah, yaitu tanaman padi yang dalam pertumbuhannya memerlukan air menggenang dan ditanam di tanah persawahan. Padi sawah ditanam di sawah, yaitu lahan yang cukup memperoleh air. Padi sawah pada waktu-
22
waktu tertentu memerlukan genangan air, terutama sejak musim tanam sampai mulai berbuah. b. Padi kering, yaitu tanaman padi yang dalam pertumbuhannya tidak memerlukan air menggenang (dalam arti air genangan seperti sawah). Padi kering merupakan jenis padi yang tidak membutuhkan banyak air sebagaimana padi sawah. Bahkan padi kering ini dapat tumbuh hanya mengandalkan curah hujan. Padi kering ini pada umumnya ditanam di daerah-daerah yang kurang atau sedikit air. Padi kering dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu : 1. Padi ladang, sejenis padi kering yang ditanam di wilayah hutan yang baru dibuka. 2. Padi tegalan, padi kering yang ditanam pada tanah tegalan atau disebut padi tegalan. 3. Padi gogo rancah, sejenis padi kering yang ditanam di tegalan pada saat musim hujan. 2.3.2 Subspesies Padi (Oryza sativa) Menurut Chang (1988), spesies Oryza sativa berdasarkan perbedaan sifat morfologi tanaman dan wilayah adaptasi agroekosistem dibedakan menjadi tiga subspesies yaitu : 1. Subspesies Indica, umumnya tersebar di negara-negara beriklim tropis. 2. Subspesies Japonica, menyebar di negara-negara subtropis seperti Jepang, Korea, Eropa (Spanyol, Portugal, Perancis, Bulgaria, Hongaria, Yunani,
23
Yugoslavia), Afrika (Mesir), Australia, Amerika Utara dan Amerika Selatan. 3. Subspesies Javanica menyebar di Jawa, Bali dan Lombok. Contoh subspesies ini antara lain Pandanwangi (Cianjur), Rojolele (Klaten), Ketan Bulu Putih (Garut), Kewal (Banten). Saat ini subspesies padi disebut dengan ras/golongan. Padi budidaya terbagi menjadi empat ras/golongan, yaitu (1) indica dengan ciri umumnya gabah ramping dan tidak berbulu, (2) javanica dengan ciri gabah besar dan berbulu, (3) japonica dengan ciri gabah bulat, gundil dengan ukuran sedang, (4) intermediate atau hibrida (Badan Litbang Pertanian dan Komisi Nasional Plasma Nutfah, 2003). 2.3.3 Varietas Padi Varietas adalah sekelompok tanaman dari suatu spesies yang ditandai oleh bentuk dan pertumbuhan tanaman, daun, bunga, buah, biji dan ekspresi karakter atau kombinasi genotype yang dapat membedakan dengan spesies yang sama oleh sekurang-kurangnya satu sifat yang menentukan dan apabila diperbanyak tidak mengalami pertumbuhan (BB Padi, 2015). Secara botani, varietas adalah suatu populasi tanaman dalam satu spesies yang menunjukkan ciri berbeda yang jelas. Penulisan namanya dicetak miring (atau digaris bawah jika tulisan tangan) dan didahului dengan singkatan "var." Contoh: Oryza sativa var. indica. Terdapat 3 varietas padi yaitu :
24
1. Varietas padi hibrida Padi hibrida merupakan turunan pertama (F1) hasil persilangan antara dua tetua galur homozygot yang berbeda sifat. Melalui perkawinan itulah terkumpul gen-gen yang keberadaannya secara bersamaan memberikan efek heterosis, yaitu fenomena dimana tanaman yang tumbuh dari benih hasil persilangan dua genotipe yang berbeda (disebut generasi F1) memiliki sifat lebih baik dari tetuanya (Kustera, 2008). Menurut Wibowo (2010) varietas padi hibrida adalah produk persilangan antara dua tetua padi yang berbeda secara genetik. Apabila tetua - tetua diseleksi secara tepat maka hibrida turunannya akan memiliki vigor dan daya hasil yang lebih tinggi daripada kedua tetua tersebut. Keunggulan dari varietas padi hibrida adalah hasil produksi yang lebih tinggi 15 – 20 % dibandingkan varietas padi unggul dan lokal, vigor lebih baik sehingga lebih kompetitif terhadap gulma. Keunggulan dari aspek fisiologi yaitu aktivitas perakaran yang lebih luas, area fotosintesis yang lebih luas, intensitas respirasi yang lebih rendah dan translokasi asimilat yang lebih tinggi. Keunggulan pada beberapa karakteristik morfologi seperti sistem perakaran lebih kuat, anakan lebih banyak, jumlah gabah per malai lebih banyak dan bobot 1000 butir gabah isi yang lebih tinggi (Balai Besar Penelitian Tanaman Padi, 2015). Kelemahan dari varietas padi hibrida adalah hasil panennya tidak dapat dijadikan benih kembali, harga benih mahal, tidak tahan terhadap serangan penyakit, rawan terhadap serangan hama wereng, sundep/ beluk dan ulat, membutuhkan pupuk yang lebih banyak dibandingkan padi varietas lokal
25
sehingga dapat menambah biaya produksi, memiliki adaptasi lingkungan yang rendah sehingga hanya cocok tumbuh pada lokasi tertentu saja. Varietas padi hibrida ada yang dilepas pemerintah, ada juga yang didatangkan (import) dari negara lain. Contoh Padi hibrida: Intani 1 dan 2; PP1; H1; Bernas Prima; Rokan; SL : 8 dan 11 SHS; Segera Anak; Sembada : B3, B5, B8 dan B9; Hipa : 4, 5 Ceva, 6 Jete, 7, 8, 9, 10, 11; Long Ping (pusaka 1 dan 2); Adirasa-1 dan -64; Hibrindo R-1 dan R-2; Manis -4 dan 5; MIKI-1,2 dan 3; SL 8 SHS dan 11 HSS (Kustera, 2008). 2. Varietas padi unggul Varietas padi unggul adalah varietas yang dilepas oleh pemerintah dengan SK Menteri Pertanian. Varietas ini sebelum dilepas telah melewati berbagai uji coba. Kelebihan dari padi varietas unggul adalah hasil produksi tinggi (5–8 t/Ha), hasil panen dari padi varietas unggul dapat dijadikan benih kembali, tanaman pendek, tanaman tahan rebah, jumlah anakan produktif sedang – banyak (14-20), umur panen yang lebih pendek (genjah, 105 – 125 hari), rasa nasi sedang – enak, ada yang beraroma. Kelemahan dari varietas padi unggul adalah memiliki diversitas genetik yang sempit, mudah terserang penyakit dan memiliki adaptasi lingkungan yang rendah sehingga hanya cocok tumbuh pada lokasi tertentu saja (Sitaresmi et al., 2013). Contoh dari varietas ini yang banyak ditanam petani adalah ‘Ciherang’ (bisa mencapai 47 % dari total varietas yang ditanam), ‘IR-64’, ‘Mekongga’, ‘Cimelati’, ‘Cibogo’, ‘Cisadane’, ‘Situ Patenggang’, ‘Cigeulis’, ‘Ciliwung’,
26
‘Membramo’, ‘Sintanur’, ‘Jati luhur’, ‘Fatmawati’, ‘Situbagendit’ (Purnomo, 2013). 3. Varietas padi lokal Varietas padi lokal adalah varietas padi yang sudah lama beradaptasi di daerah tertentu. Varietas ini mempunyai karakteristik spesifik lokasi di daerah tersebut. Kelemahan dari varietas padi lokal adalah umur panen yang lebih lama (150 - 180 hari) dan hasil produksi (3 - 5 t/Ha) yang lebih rendah dibandingkan varietas padi hibrida dan unggul, jumlah anakan produktif sedikit (5 - 10) dan tanaman mudah rebah. Kelebihan dari varietas padi lokal adalah memiliki daya adaptasi yang baik terhadap lingkungan, kurang tanggap terhadap pemupukan (memerlukan sedikit pupuk), memiliki kualitas beras yang baik, rasa nasi enak dan beraroma (Irawan dan Kartika, 2008). Contoh varietas lokal di daerah lain yaitu varietas Kebo, Dharma Ayu, Pemuda Idaman (Indramayu), Gropak, Ketan tawon, Gundelan (Malang), Merong (Pasuruan), Simenep, Srimulih, Andel Jaran, Ketan Lusi, Ekor Kuda, hingga Gropak (Kulon Progo-Jogja), Angkong, Bengawan, Engseng, Melati, Markoti, Longong, Rejung Kuning, Umbul-umbul, Tunjung, Rijal, Sri Kuning, Untup, Tumpang Karyo, Rangka Madu, Sawah Kelai, Tembaga dan Tjina (Sitaresmi et al., 2013). 2.4 Hama dan Gulma yang Menyerang Tanaman Padi 2.4.1 Hama yang menyerang tanaman padi 1. Wereng coklat (Nilaparvata lugens) Wereng coklat merupakan salah satu hama penting pada tanaman padi, karena pada serangan yang berat dapat menyebabkan puso (gagal panen).
27
2. Wereng hijau (Siphanta acuta) Wereng hijau merupakan hama dari kelompok Hemiptera. Ada empat jenis hama wereng hijau yang biasa menyerang padi yaitu : a. Nephotettix virescens b. N. nigropictus c. N. cincticeps d. N. malayanus 3. Tikus sawah (Rattus argentiventer) Tikus adalah hama yang sangat merugikan pada banyak jenis tanaman pangan. Sangat adaptif pada berbagai lingkungan pada berbagai lingkungan. Habitatnya di tempat gelap dan semak-semak sekitar sumber pakannya. 4. Kepinding tanah (Scotinophara coarctata) Hama ini menimbulkan masalah karena menyerang tanaman padi dari fase pembibitan hingga dewasa. Siklus hidupnya berkisar antara 28 – 35 hari. 5. Walang sangit (Leptocorisa acuta) Walang sangit adalah hama yg merusak bulir padi pada fase pemasakan. Apabila ada gangguan akan mengeluarkan bau untuk mempertahankan diri dan menarik sesamanya. 6. Hama pelipat daun (Cnaphalocrosis medinalis) Disebut hama pelipat daun karena ulat-ulat yang baru menetas mengeluarkan benang untuk melipat daun. Ulat hidup dalam lipatan daun dan makan bagian dalam lipatan. Bila populasi ulat tinggi maka akan terjadi kerusakan yang cukup tinggi sehingga dapat menurunkan produksi padi.
28
7. Hama putih (Nymphula depunctalis) Hama putih adalah penggulung daun (leaf roll = case worm). Gulungan daun yang berisi larva hama putih mengapung di atas permukaan air. 8. Ulat grayak (Spodoptera litura) Ulat grayak menyerang tanaman pada malam hari secara tiba-tiba, bersifat polypag, menyerang pucuk dan daun tanaman serta pada serangan berat dapat menimbulkan puso. 9. Keong mas (Pomacea canaliculata L.) Keong mas merupakan salah satu hama tanaman yang sering menimbulkan kerugian pada tanaman padi, karena hama ini menyerang tanaman muda dengan cara memotong daun dan batang tanaman yang dapat menyebabkan kematian. 10. Burung Burung juga merupakan salah satu hama penting pada tanaman padi karena pada serangan berat dapat menyebabkan kerugian yang cukup besar bahkan gagal panen. Burung menyerang tanaman padi yang sudah dalam fase matang susu sampai pemasakan biji (sebelum panen). Beberapa jenis burung yang umumnya menyerang tanaman padi yaitu : burung Pipit/Bondol jawa (Lonchura leucogastroides), Bondol haji (Lonchura maja), Bondol peking (Petingan) (Lonchura punctulata), Bondol hitam (Lonchura ferruginosa), (Ploceus
Manyar padi
manyar), burung Gereja (Passer montanus), Gelatik jawa (Padda
oryzivora) dan Betet (Psittacula alexandri).
29
11. Anjing tanah (Gryllotalpa Gryllotalpa sp.) Menyerang bagian akar dan dasar tanaman padi yang sedang sedan tumbuh di pesemaian kering. Anjing tanah menyerang tanaman padi di pesawahan irigasi, lebak, dan pasang surut apabila tidak ada genangan air. Di bawah ini merupakan gambar beberapa jenis hama yang umumnya menyerang tanaman padi (Siregar, 2007) (Gambar 2.4).
a
b
c
d
e
f
Gambar 2.4 Hama yang menyerang tanaman padi (Oryza sativa L.) Keterangan : a. a Wereng coklat, b. Wereng hijau, c. Kepinding tanah (Scotinophara Scotinophara coarctata), coarctata d. Hama pelipat daun (Cnaphalocrosis Cnaphalocrosis medinalis), medinalis) e. Hama putih,, f. Keong emas (http://apps.cs.ipb.ac.id/ipm/main/galeri/ http://apps.cs.ipb.ac.id/ipm/main/galeri/)
30
2.4.2 Gulma yang menyerang tanaman padi 1. Golongan rumput (grasses) Rumput pada umumnya memiliki daun berbentuk pita dengan pertulangan daun sejajar, bangun garis, batang bulat dan berongga. Beberapa spesies tanaman yang termasuk golongan rumput yaitu : Echinochloa colonum (L) Link. Jejagoan leutik (Sunda), Tuton (Jawa), Echinochloa erusgalli (P) Beauv., Jajagoan, Gagajahan (Sunda), Jawan (Jawa). 2. Golongan teki (sedges) Perbedaan tumbuhan ini dengan rumput adalah daunnya berjajar tiga, batang berbentuk segitiga serta tidak berongga. Mempunyai rhizoma (akar tinggal), dengan bentuk berbeda sesuai dengan fungsinya, yakni untuk penyimpanan makanan dan untuk perkembangbiakan. Contohnya yaitu : Cyperus difformis L., Jakut papayungan (Sunda), Welut (Jawa), Fimbristylis miliaecae Wahl (F. littoralis Gaudich) dan Tumbaran (Jawa ). 3. Golongan berdaun lebar (broad leaves) Tumbuhan ini pada umumnya berdaun lebar, contohnya : Marsilea crenata Prest. Semanggi (Sunda), Semanggen (Jawa), Monochoria vaginalis (Burm .f ) Presl. Enceng lembut (Sunda), Bengok (Jawa). Di bawah ini merupakan gambar beberapa jenis gulma yang umumnya menyerang tanaman padi (Pane dan Jatmiko, 2009) (Gambar 2.5) :
31
a
b
c Gambar 2.5
Gulma yang menyerang tanaman padi (Oryza sativa L.) Keterangan : a. Echinochloa colonum (L) Link., b. Cyperus difformis L., c. Marsilea crenata Prest. (Caton et al., 2010) 2.5 Analisis Kekerabatan Setiap mahluk hidup memiliki persamaan dan perbedaan satu sama lainnya. Setiap persamaan maupun perbedaan tersebut dijadikan dasar klasifikasi makhluk hidup. Klasifikasi adalah suatu cara pengelompokan mahluk berdasarkan pada ciri-ciri tertentu yang dimiliki setiap mahluk hidup. Ilmu yang mempelajari pengelompokan mahluk hidup disebut dengan Taksonomi. Pengelompokan mahluk hidup tersebut berdasarkan adanya persamaan maupun perbedaan antar mahluk hidup. Semakin banyak persamaan antar mahluk hidup menunjukkan semakin dekat hubungan kekerabatannya sedangkan apabila semakin banyak perbedaan antara mahluk hidup maka semakin jauh hubungan kekerabatannya. Kekerabatan dalam sistematik tanaman dapat diartikan sebagai pola hubungan atau total kesamaan antara kelompok tanaman berdasarkan sifat atau
32
ciri tertentu dari masing-masing kelompok tanaman tersebut. Berdasarkan jenis data yang digunakan untuk menentukan jauh dekatnya kekerabatan antara dua kelompok tanaman, maka kekerabatan dapat dibedakan atas kekerabatan fenetik dan kekerabatan filogenetik (filetik) (Martasari et al., 2009). Fenetik dan filogenetik Kekerabatan fenetik didasarkan pada persamaan sifat-sifat yang dimiliki masing - masing kelompok tanaman tanpa memperhatikan sejarah keturunannya, sedangkan kekerabatan filogenetik didasarkan pada asumsi-asumsi evolusi sebagai acuan utama (Stuessy, 1990). Metode fenetik didasarkan pada kesamaan karakter secara fenotip (morfologi, anatomi, embriologi, fitokimia) dimana hasil klasifikasi ditampilkan dalam bentuk fenogram, sedangkan metode filogenetik lebih didasarkan pada nilai evolusi dari masing - masing karakter dimana hasil klasifikasi dalam bentuk kladogram (Radford, 1986). Salah satu cara untuk mengetahui hubungan kekerabatan antar jenis yang satu dengan yang lainnya adalah dengan melihat kemiripan karakter morfologinya. Penggunaan karakter morfologi merupakan metode yang paling mudah dan cepat untuk menentukan hubungan kekerabatan antarspesies (Irawan et al. 2008). Analisis cluster Analisis cluster merupakan teknik multivariat yang mempunyai tujuan utama untuk mengelompokkan objek-objek berdasarkan karakteristik yang dimilikinya. Analisis cluster mengklasifikasikan objek sehingga setiap objek yang paling dekat kesamaannya dengan objek lain berada dalam cluster yang sama (Ediyanto et al., 2013).
