DINAMIKA INFESTASI DAN KARAKTER EKOFlSIOLOGI GULMA DI DAERAH PENYANGGA TAMAN NASIONAL LORE LINDU
MAHFUDZ
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
2005
ABSTRACT
The objectives of the study were (I) to evaluate the weed dyoamic infestation
as one component of ecosystem changes from forest to agricultural ecosystems, especially the changes in diversities and type of weed due to ditTerent system of agronomic practices, (2) to identify morphological, anatomical, and physiological traits of weed in relation to its adaptation and competition. (3) to study the competition etTect of weed on the yield of maize, and (4) to find out critical periods on control weed and its affect on the growth and yield of maize as well as to know the appropriate time to control weed on maize production This research was conducted during the 2001-2003 in the forest margin Lore Lindu National Park. There were activities in the study i.e. (I) evaluation of weed dynamic infestation on ditTerent cropping systems, (2) study of ecophysiological characteristics of three selected species of weed to shading, (3) Study on the competition of Bidens pilosa and maize, (4) study on the critical period of weed control in maize, and (5) study of weeding interval at critical period and selected area
of maize production. The weeds composition were change following the change of cropping
systems. There were decreasing of weeds species from maize field to cacao agroforestry and finally tends to dominated by Paspalum conjugalum and the composition of dominant weeds was also change from brood leaf weeds to the narrower leaf. This weed succession related with the adaptation
ability to
environmental condition. The diversity of weed were decreased in the shifting cultivation (rice-maize-maize) and finally dominated by Imperutu ,ylindrica after 3 croppmg season. The composition of weed influenced significantly by their composilion ability to environmental condition. P. conjugal 11111. were tolcrunt to shade through adaptation mechanism showed by the increasing of stomata I1muher per leuf urea (22.61 %), increasing of N leaf usc efficiency (82,74 0/0), dccrcusins uf chlorophyll u I h ratio and the lower concentration of N Leaf (1.08 % and 5.56 ~'o). /lu/f!II!'i pllo,w was predominate weeds in maize field and at density 20-80 IIfl it causing the decreasing of maize yield significantly, The yield of maize were decreasing as
increasing of weed density. The most precise time and methods to control the weeds in maize field planting in buffer zone of TNLL was in 20-50 DAP and the weeding should he 75 % at least of the planting area.
RINGKASAN Pcnclilian ini hcrtujuan ( J) mengkaji dinamika infcstasl gulnm scbogai sulah salu kompomm ckosistcm daerah peraJihan ekosistem hulon dan ckusislcrn pertanion. tcrutama dalam perubahan keragaman dan pergantian jenis Huhno knrcno perbedaan sistem pertanaman dan praktek agronomi, (2) mengidentifikasi karakter-karakter morfologi, anatomi dan fisiologi gulma yang berkaitan dengan kemampuan adaptasi dan daya kompetisinya dan (3) mengkaji pengaruh kompeti.i gulma dominan terhadap penurunan basil tanaman jagung, (4) mengetahui periode ktiri. pengendalian gulma tanaman jagung dan pengaruhnya terhadap pertumbuhan dan basil tanaman jagung dan waktu yang tepat mengeodalikan gulma di pertanaman Jagung Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Oktober 2001 hingga Agustus 2003 di daerab penyangga Taman Nasional Lore Liodu. Penelitian ini terdiri atas 5 kegiatan yakni (I) kajian dinamika infestasi gulma pada berbagai sistem pertanaman, (2) kajian karakter ekofi.iologi tiga jeni. guIma pada tingkat naungan berbeda, (3) pengaruh kerapatan guIma terhadap pertumbuhan dan basil jagung, (4) kajian periode kritis tanaman terhadap pengendaJian gulma dan (5) kajian waktu dan luas area tanaman bebas guIma. Komposisi jenis gulma berubah mengikuti perubahan pola tanam. Perubahan pola tanam dari monokultur jagung, intercrop jagung-kakan hingga menjadi monokultur kakan menyebabkan jurnlab jenis gulma berkurang dan komunitasnya cenderung didominasi oJeh Paspa/um conjugalum. Perubaban pols t80am tcrsebut juga merubab kompo.isi jeni. gulma domiman dari jenis yang herdaun lebar digantikan oleh jenis yang herdaun sempit. Hal ini ini berkaitan dengan perbedaan daya adaptasinya terhadap kondisi Iingkungan. Pada pola perladangan herpindah (padi-jagung-jagung), komposisi jeni. guIma juga berubah yang ditandai oleh pengumngan jumlah jenis gulma dan setelab laban ditanami selama 3 musim akhimya didominasi oleh lmperala cylindrica.
Jenis P. conjugulum toleran terhadap naungan melaiui mekanisme adaptasi yang ditunjukkan oleh peningkatan jurnlab stomata perluas daun (22,61 %), penurunan rasio klorofil alb dan kandungan N totallebih rendab (1,08 % dan 5,56) serta peningkatan elisiensi penggunaan N daun lebih tinggi (82.74 %) dibandingkan dengan Bide"" pi/osa dan Cuphea balsamoTUl. B. pi/osa merupakan jenis gulma dominan di pertanaman jagung. Pada kerapatan 20-80 m" jenis gulma ini sangat nyata mengurangi hasil tanaman. Makin tinggi kerapatan B. pi/osa semakin bessr pengurangan basil. Waktu dan cara pengendalian gulma pertanaman jagung yang terbaik di daerab penyangga TNLL adalab pada urnur 20 - 50 HST dengan cam
menyiangi area pertanaman minimum 75 %.
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini saya rnenyatakan bahwa di50rtasi yang beljudul : Dinamika Infestasi dan Korokler Eknr..iologi 6ulma Di DBeroh PenyanggM
Taman Nasional Lore Lindu adaIab karya saya 500diri dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi rnana pun. Sumber informasi yang berasal alau dikutip dari karya yang diterbitkan rnaupun tidak diterbitkan dari penuiis lain telab disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Dattar Pustakan di bagian akhir disertasi
© Hak cipta milik Mabfudz, tabuD 2005 Hak cipta diliDduDgi Dilarang mengulip dan memperbanyak lanpa i=in lerluli.,- duri institut Per/anion Bogor, sebagian alau .'ieluruhnya do/um ben/uk apo pun, baik cela/c, f%kopi, mokro/ilm. dan ,\'ehogoinya
DlNAMIKA INFESTASI DAN KARAKTER EKOFISIOLOGI GULMA DI DAERAH PENYANGGA TAMAN NASIONAL LORE LINDV
MAHFUDZ
Discrtusl scbagui salah sutu syarat unluk mcrnpcrolch gclur Doktor pada Program Studi Agronomi
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
2005
Judul Disertasi
: Dinamika Jnfestasi dan Karakter Ekofisiologi Gulma di Daerah Penyangga Taman Nasional Lore Lindu
Nama
: Mahfudz
NIM
: P03600003
Disetujui
Komisi
bimbing
Chozi M.A.
Prof Dr Ir Muhamad K
\~I\I\/V'. Dr Soekisman Tjitrnsemito, MSc.
Dr Sri Sudarmiyati Iiitrnsoedirdjo, MSc.
Anggota
Anggnta
Diketahui Ketua Program Studi Agronomi
Dekan Sekolah Pascaswjana
Dr Ir Satriyas Dyas, MS.
Prof Dr Ir Syafrida Manuwoto, MSc.
Tangga1 Ujian: 12 Januari 2005
Tangga1 Lulus :
0 3 fEB -
RIWAYAT 11111111'
Pcnulis dilahirkan di Palopo Kabupaten Luwu Propinsi Sulwcsi Sclolan pads tanggal 29 Juni 1962 sebagai anak ke dua dari delapan bersaudara dari ayah Muhamntad Muchtar Tosahwiya dan ibu Siti Asma. Penulis menikah dengan Hamingaih Sumar pada tahun 1994 dan telah dikaruniai 3 (tiga) orang anak: Nurhafida, Achmad Syuaib dan Mukrimah. Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar di Palopo pada tahun 1975, Sekolah Menengab Pertama di Palopo pada tabun 1978, dan Sekolah Menengab Atas pada tabun 1981. Pada tabun 1981 penulis diterima di Fakultas Pertanian Universitas Hasanuddin Ujung Pandang (kini Makassar) dan menamatkan kuliahnya di Program Studi Agronomi pada tabun 1986. Pada tabun
1987, penulis diterima sebagai star pengajar di Fakultas
Pertanian Univesitas Tadulako Palu Propinsi Sulawesi Tengab, dan tahun 1990 mendapatkan kesempatan untuk melanjutkan pendidikan strata 2 (82) di Universitas Gadja Mada (UGM) pada Program Studi Agronomi dan menyelesaikannya pada tabun 1993. Kesemparan untuk melanjutkan ke Program Doktor diperoleh pada tabun 2000 di Program Studi Agronomi Program Pascasarjana IPB (kini Sekolah Pascasaljana) dengan sumber dana BPPS.
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT alas segala karuniaNya sehingga kaJya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tulisan ini menguraikan hasil penelitian tentang dinamika infestasi gulma. perubahan karakter ekofisiologi jenis gulma terhadap naungan, kompetisi gulma-tanaman. periode kritis tanaman jagung terhadap pengendalian gulma dan waktu pengendalian yang tepat dan elisien. Serangkaian kegiatan penelitian yang telah dilakukan dan hasilnya dituangkan dalam
tulisan ini. Sungguh alas Iimpahan nikmat Allah SWT. sehingga melalui bimbingan. petunjuk. araban dan sumbangan pikiran komisi pembimbing maka disertasi ini dapat tersusun sesuai reneana. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Prof Dr Ir Muluunad Achmad Chozin, M.Agr.• Bapak Dr Soekisman Tjitrosemito. MSc. dan Ibu Dr Sri Sudanniyati Tjitrosoedirdjo M.Sc. alas kearifan dan kesaharannya membimbing penulis. semoga mendapat pahala disisi Allah SWT. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Bapak Rektor Institut Pertanian Bogor dan Direktur Sekolah l'ascasaljana IPB alas kesediaannya memberikan kesempatan untuk mengikuti program Doktor (S3) di Institut Pertanian Bogor. Kepada kedua orang toa, ayahanda M. Muchtar TS dan Ihunda Asma serta kakak dan adik-adik terima kasih alas segala doa dan kasih sayangnya. Khusus untuk
istri dan anak-anakku tercinta. tcrima kasih atas segaJa pcngomanun dan kctahahannya mcndampingi Ayah melewati hari-hari ,ulit dan mclclahkan ...moga hari csok kinn ccruh dun kits melangkah lebih legar dan huhagiu_ Kepuda semuu pihak yang wish memhunlu baik ntUnl nUlllpun mutcnl Icrulama kcpada kondinator proyek kerjasama pcncliliun IPB-llnllld dan Jcnnun
(STORMA). mahasiswa dan dosen Fakultas Pertanian Untod
1)0111,
mahasiswu dan
dosen Fakultas Pertanian Universitas AI Khairat Palu. yang tdah hanyuk mcmhantu
mulai
dan
awal hingga selesainya kegiatan penelitian ini secara keseluruhan,
diucapkan terima kasih yang sebesar-besamya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaa!.
Bogor. Januari 2005
Mahfudz
DAFTAR lSI
lIalamaD
DAITAR TABEL... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
IX
DAITAR GAMBAR ............................................................... .
X
PENDAHULUAN ........... .
XI
Latar Belakang ...
Tujuan Penelitian ... ........................................................ .
2
Kegunaan Penelitian... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2
Hipotesis ... ............ _... '. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ....
3
TINJAUAN PUSTAKA... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ....
4
Dinamika Infestasi Gulma di Tepi HUIan ............................... .
4
Deskripsi Tiga Jenis Gulma ... ........................................... .
5
Pengaruh Intesitas Cahaya Rendah ...................................... .
7
Mekanisme Adaptasi terhadap Naungan ................................ .
8
Pengaruh Kompetisi Gulma terhadap Tanaman ...................... .
10
Periode Kritis Tanaman terhadap Pengendaiian Kompetisi Gulma
12
DINAMlKA INFESTASI GULMA PADA BERBAGAI SISTEM PERTANAMAN .................................................................... .
15
Pendahuluan ................................................................ .
15
Bahan dan Metode ......................................................... .
16
Hasil dan Pembahasan ..................................................... .
19
Kesimpulan ... ......... _, .......... ' ......................................... .
32
KAJIAN KARAKTER EKOFISIOLOGI 3 JENIS GULMA .................. .
33
Pendahuluan ... ................................. '" ... '" .... ,' ., ............ .
33
Bahan dan Metode ... " ..................................................... .
34
Hasil dan Pembahasan ..................................................... .
36
Kesimpulan ... ......... ' ..................................................... .
47
PENGARUH KERAPATAN B. pilosa TERHADAP TANAMAN JAGUNG .............................................................................. .
48
Pendahuluan ......... '" ............................................... .
48
Bahan dan Metode .......................................................... .
49
Hasil dan Pembahasan ..................................................... .
50
KesimpuJan ... ............................................................... .
56
KAJJAN PER/ODE KRms TANAMAN JAGUNG TERHADAP PENGENDAUAN GULMA ...................................................... .
57
Pendahuluan .......... " .................................................... .
57
Bahan dan Metode ......................................................... .
58
Hasil dan Pembahasan .................................................... .
59
Kesimpulan ................................................................. .
67
KAJIAN WAKTU DAN WAS AREA TANAMAN BEBAS GULMA ..•.......... " ..................................................... .
68
Pendahuluan ' ........ ," .................................................... .
68
Bahan dan Metode .................................................. .
69
Hasil dan Pembahasan .......................... ' ........... .
71
Kcsimpulan ...... .......... ,' ...... ", ................. .
7M
I'EMIlAIiASAN 1IMIJM ..... ' ................... .
7'1
KESIMI'IJI.AN DAN SARAN ........................ .
M4
DAFTAR I'lJSTAKA ................................................. .
8~
LAMPlRAN .......................................................................... .
91
Nomor
Iialaman
I Jenis Herbisida yang Digunakan ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
20
2 Jumlah Petani yang Menggunakan Herbisida ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ....
21
3 Jenis Gulma dan Nilai SDR pada Berhagai Pola Tanam ... '" ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ....... ... ... ... ... .
26
4 Indeks Kesamaan Komunitas Gulma pada Berhagai Sistem Pertanaman ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
28
5 Kandungan Biji Gulma yang Viabel dalam Tanah ... ... ... ... ... ... ... ... ...
30
6 Pengaruh Kerapatan Gulma B.Pilosa terhadap Kamponen Tumbuh... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....
50
7 Pengaruh Kerapatan Gulma B. pilosa terhadap Kamponen Hasil Tanaman Jagung ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....
52
8 Koefisien Karelasi Kamponen Tumbuh dan Hasil Jagung............
54
9 Pengaruh Periode Ber80lma dan Bebas Gulma terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
6'
10 Pengaruh Peri ode Bergulma dan Bebas Gulma terhadap Hasil Tanaman Jagung... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
63
" Penurunan Hasil Babat Biji Per Hektar pada Berhagai Lama Ber80lma dan Bebas 80lma ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....
64
12 Pengaruh Waktu Penyiangan pada Selang Periode Kritis terhadap Pertumbuhan Tanaman ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
72
13 Pengaruh Persentase Penyiangan pada Selang Periode Kritis terhadap Pertumbuhan Tanaman ... ... ... ... ... ... ... ... ... ....
74
14 Interaksi Waktu dan Persentase Penyiangan Gulma.................. ........
75
DAFIAR GAMBAR Nomor
Halaman
1 Bagan Alir Kegiatan Penelitian... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3
2 Perubahan Jumlah Jenis Gulma Setiap Pola Tanam ... ... ... ... ... ... ... ... ...
23
3 Perubahan Komposisi Jems Gulma pada Setiap Pola Tanam... ... ... ... ... .
24
4 Dendrogram Komunilas Gulma pada Setiap Pola Tanam ... ... ... ... ... .....
29
5 Perubahan Relatif Karakter Morfologi Tiga Jenis Gulma yang Diberi Naungan 50%... ... ... ...... ... ... ...... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
37
6 Perubahan RelarifKarakter Anatomi Tiga Jenis Gulma yang Diberi Naungan 50%... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
38
7 Perubahan RelatifKandungan Klorofil Tiga Jems Gulma yang Diberi Naungan 50%... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... .....
39
8 Perubahan Relatif Kandungan N Daun Segar dan Daun Lwuh Tiga Jems Gulma yang Diberi Naungan 50%... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....
40
9 Efisiensi Penggonaan N Daun Tiga Jems Gulma yang Diberi Naugan 50%... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ....
41
10 Rasio Luas Daun dan Tiga Jems Gulma pada Keadaan Tanpa Naungan dan Diberi Nuangan 50%... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .......
41
11 Laju Asimilasi Bersih dan Laju Tumbuh RelatifTiga Jems Gulma pada Keadaan Tanpa Naungan dan Diberi Naungan 50% ... ... ... ... ... .....
43
12 Perubahan RelatifKomponen Hasil Tiga Jems Gulma yang Diberi Naungan 50%... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
44
13 Hubungan Komponen Hasil Jagung pada Berbagai Tingkat Kerapatan Gulma B. pilosa... ... ... ... ...... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ....
53
14 Susunan Perlakuan Periode Bebas Gulma dan Bergulma ... ... ... ... ... .....
53
15 Hubungan Hasil Jagung pada Berbagai Tingkat Kerapatan GulmaB. pilosa... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ....
55
16 Hubungan Hasil Jagung dan Bobot Kering B. Pilosa pada Berbagai Tingkat Kerapatan ... ... ... ... ... ... ... ... ...... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .....
58
17 Hubungan Lama Tanaman Bergulma dan Bebas Gulma dengan Bobot Kering Gulma ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
60
18 Hubungan Bobot Kering Gulma dan HasiIJagung... ... ... ... ... ... ... ... ....
63
19 Pengarub lama Tanaman Bergulma dan Bebas Gulma terhadap Hasil Jagung... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ....
65
20 Skenario Pengendalian Selektif... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
70
21 Hubungan Waktu dan Persenlase Penyingan terbadap Hobot Kering Gulma ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ...
71
22 Hubungan Bobot Kering Gulma dan Hasil Jagung... ... ... ... ... ... ... ... ....
76
DA.TAR LAMPIRAN Nomor
Halaman
I Prosedur KeIja Pengukuran Ketebalan Daun ..... .
91
2 Prosedur KeIja Pengukuran Jumlah Stomata ..................... ". ... ... ... ....
91
3 Prosedur KeIja Analisis Kandungan Klorofil a dan b ... ... ..... ... ... ... ... ... .
93
4 Prosedur KeIja Pengukuran Kandungan N-Total Daun ......... '" ... ... ... ...
94
5 Analisis Ragam Gabungan Respon Perturnbuhan Tiga Jenis Gulma terhadap Perberdaan Tingkat Naungan ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ....
95
6 Karakter Morfologi dan Pertumbuhan Tiga Jenis Gulma pada Tingkat Naungan Berbeda .... " ...... '" ............ '" ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
96
7 Analisis Ragam Gabungan Pengarub Kompetisi Gulma - Tanaman Jagung terhadap Pertumbuhan dan Hasil Jagung ...........
99
8 Analisis Ragam Gahungan Periode Kritis Tanaman Jagung terhadap Kompetisi Gulma ............ ' ............................. '" ... ... .
100
9 Komposisi Gulma pada Saat Penyiangan dan Menjelang Panen '" ... ....
I0 I
10 Analisis Ragam Gabungan Pengaruh Waktu dan Luas Area Tanaman Bebas Gulma terhadap Pertumbuhan dan Hasil Jagung .......... '" ... ... ... ...
103
