PEMODELAN PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN TANAMAN JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
GUSTI RUSMAYADI
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Pemodelan Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum pernah diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini. Bogor, Mei 2009
Gusti Rusmayadi NRP G261060021
ABSTRACT GUSTI RUSMAYADI. Crop modeling of Growth and Development of Jatropha (Jatropha curcas L.). Under direction of HANDOKO, YONNY KOESMARYONO and DIDIEK HADJAR GOENADI. Plant growth interpretation in terms of accumulated intercepted solar radiation and the radiation use efficiency (RUE) was used to study the growth and development of Jatropha (Jatropha curcas L.). Some of crop growth simulation models have been developed using the RUE concept to predict crop growth and yield under various environments. This research was carried out to quantify the RUE, biomass and leaf area index on Jatropha under different rainfall condition, four levels of nitrogen fertilizer (N) and three population densities (P) planted twice. The experiments used a systematic Nelder fan design with 9 spokes and 4 – 5 rings were conducted at SEAMEO-BIOTROP field experiment in 2007. The inner and outer plants were not used as sample. This design has 18 – 27 data observation per plot every experiment. In plot was be placed nitrogen treatment (N) that are W1N0 (0 g Urea per plant), W1N1 (20 g Urea per plant), W1N2 (40 g Urea per plant), and W1N3 (60 g Urea per plant) and every ring was be placed population density (P) of W1P1 (17.698 plant per hectare or 1.7 plant per m2), W1P2 (3.246 plant per hectare or 0.32 plant per m2) and W2P1 (17 698 plant per hectare or 1.7 plant per m2), W2P2 (3 246 plant per hectare or 0.32 plant per m2) and W2P3 (1 314 plant per hectare or 0.13 plant per m2). Data from the first experiment (W1) were used for parameterization and calibration and the second experiment (W2) data for model validation. The parameterization and evaluation used of was employed radiation intensity that varied substantially from about 2.2 to 14.9 MJm-2d-1. Values of RUE at treatment W1N0, W1N1, W1N2, and W1N3 obtained were 0.58 (r=0.85) g MJ-1, 0.66 (r=0.75) g MJ-1, 0.94 (r=0.82) g MJ-1 to 0.90 (r=0.76) g MJ-1 and for population density W1P1 and W1P2 were 1.3 (r=0.76) and 0.24 (r=0.76), respectively. Based on parameterization, we found that RUE for prediction above ground biomass accumulation of Jatropha were 0.94 (r=0.83) g MJ-1 to 1.3 (r=0.75) g MJ-1. Beside, we also found that on rainfed dry-land WUE increased according to nitrogen fertilizer. Value of WUE at treatment W2N0, W2N1, W2N2, and W2N3 were 4.9243 kg ha-1mm-1, 4.4253 kg ha-1mm-1, 6.0858 kg ha-1mm-1 and 4.3124 kg ha-1 mm-1 and for population density W2P1, W2P2 and W2P3 were 9.6514 kg ha-1 mm-1, 2.6178 kg ha-1mm-1 and 0.726 kg ha-1mm-1, respectively. Validation between model prediction and field experimental data showed that the best fit of the model indicates that the model can simulate crop growth and development of Jatropha. Keywords: crop model, jatropha, radiation use efficiency, water use efficiency.
RINGKASAN GUSTI RUSMAYADI. Pemodelan Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L). Dibimbing oleh HANDOKO, YONNY KOESMARYONO dan DIDIEK HADJAR GOENADI. Pertumbuhan tanaman yang ditafsirkan sebagai akumalasi dari radiasi surya yang diintersepsi dan efisiensi penggunaan radiasi surya (Radiation Use Efficiency, RUE) telah digunakan untuk mengkaji dan menganalisis pertumbuhan jarak pagar (Jatropha curcas L.). Sejumlah model simulasi tanaman telah dikembangan berdasarkan konsep RUE untuk memprediksi pertumbuhan dan hasil dalam lingkungan yang bervariasi. Serangkaian penelitian telah dilakukan untuk mendapatkan RUE, biomassa dan indeks luas daun (ILD) dari jarak pagar pada lahan tadah hujan, dalam empat tingkat pemupukan dan 3 kerapatan populasi yang ditanam dua kali. Percobaan disusun secara Nelder Fan Design. Tiap plot terdiri dari 9 spoke dan 4 ring (percobaan pertama, W1) serta 9 spoke dan 5 ring (percobaan kedua, W2). Tanaman bagian terdalam (inner) dan terluar (outer) tidak digunakan sebagai contoh. Rancangan ini akan menyediakan 18 – 27 data pengamatan per plot pada masing-masing percobaan. Pada masing-masing plot ditempatkan perlakuan pemupukan nitrogen (N) yaitu W1N0 (0 g Urea per pohon), W1N1 (20 g Urea per pohon), W1N2 (40 g Urea per pohon), dan W1N3 (60 g Urea per pohon), dan dalam setiap radian ditempat populasi tanaman (P) yaitu W1P1 (17.698 tanaman per hektar atau 1.7 tanaman per m2), W1P2 (3.246 tanaman per hektar atau 0.32 tanaman per m2) dan W2P1 (17 698 tanaman per hektar atau 1.7 tanaman per m2), W2P2 (3 246 tanaman per hektar atau 0.32 tanaman per m2) serta W2P3 (1 314 tanaman per hektar atau 0.13 tanaman per m2). Pada percobaan pertama, tanaman asal biji ditanam langsung pada tanggal 18 April 2007 dan dipanen tanggal 22 Oktober 2007. Pada percobaan kedua, tanaman asal biji disemai tanggal 14 April 2007 dan ditanam tanggal 12 Mei 2007 dan dipanen tanggal 20 Oktober 2007. Nilai RUE pada perlakuan W1N0, W1N1, W1N2, dan W1N3 diperoleh sebesar 0.58 (r=0.85) g MJ-1, 0.66 (r=0.75) g MJ-1, 0.94 (r=0.82) g MJ-1 sampai 0.90 (r=0.76) g MJ-1 dan untuk kerapatan populasi W1P1 dan W1P2 adalah 1.3 (r=0.76) g MJ-1 dan 0.24 (r=0,76) g MJ-1. Berdasarkan parameterisasi nilai RUE untuk memprediksi akumulasi biomassa Jarak pagar adalah 0.94 (r=0.83) g MJ-1 sampai 1.3 (r=0.75) g MJ-1. Selain itu, nilai efisiensi penggunaan air (Water Use Efficiency, WUE) jarak pagar pada lahan tadah hujan meningkat menurut pemberian nitrogen sampai batas tertentu dan juga menurut kerapatan populasi. Nilai WUE pada perlakuan W2N0, W2N1, W2N2, dan W2N3 masing-masing mencapai 4.9243 kg ha-1mm-1, 4.4253 kg ha-1 mm-1, 6.0858 kg ha-1mm-1 dan 4.3124 kg ha-1mm-1 serta untuk W2P1, W2P2 dan W2P3 adalah 9.6514 kg ha-1mm-1, 2.6178 kg ha-1mm-1 dan 0.726 kg ha-1 mm-1. Validasi antara model dengan data pengukuran lapang menunjukkan bahwa model dapat mensimulasi pertumbuhan dan perkembangan dari jarak pagar. Aplikasi model dilakukan dengan beberapa skenario. Skenario berdasarkan perubahan iklim, ketinggian tempat dan pemupukan nitrogen menunjukkan bahwa pertumbuhan dan produksi jarak pagar dipengaruhi oleh pengurangan
radiasi surya, pengurangan curah hujan dan peningkatan suhu udara, serta pemberian nitrogen. Kata kunci: efisiensi penggunaan radiasi, efisiensi penggunaan air, jarak pagar, pemodelan tanaman.
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2009 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB.
PEMODELAN PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN TANAMAN JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
GUSTI RUSMAYADI
Disertasi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Klimatologi Terapan
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
9
Penguji pada Ujian Tertutup :
Dr.Ir. Suwarto, M.Si. Staf pengajar pada Program Studi Agronomi, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor
Penguji pada Ujian Terbuka
Dr.Ir. Hartrisari Hardjomidjojo, DEA. Staf Pengajar pada Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor Head of Enterprise Development Centre, SEAMEO BIOTROP.
:
Dr.Ir. Agung Primanto Murdanoto, M.Agr. Deputy Director-Business Development PT. Rajawali Nusantara Indonesia
10
Judul Disertasi
:
Nama NRP
: :
Pemodelan Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) Gusti Rusmayadi G261060021
Disetujui Komisi Pembimbing
Prof.Dr.Ir. Handoko, M.Sc. Ketua
Dr.Ir. Didiek Hadjar Goenadi, M.Sc, APU. Anggota
Prof.Dr.Ir. Yonny Koesmaryono,M.S. Anggota
Mengetahui
Ketua Program Studi Klimatologi Terapan
Dekan Sekolah Pascasarjana IPB
Prof.Dr.Ir. Handoko, M.Sc.
Prof. Dr.Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S.
Tanggal Ujian: 15 April 2008
Tanggal Lulus:
11
PRAKATA Puji dan syukur dipanjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya, sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2007 ini adalah pemodelan tanaman atas biaya dari DIPA SEAMEO-BIOTROP tahun 2007, dengan judul Pemodelan Pertumbuhan dan Perkembangan Jarak Pagar (Jatropha curcas L.). Oleh karena itu, penulis mengucapkan terimakasih kepada SEAMEO-BIOTROP. Disertasi ini memuat empat bab yang merupakan pengembangan dari naskah artikel yang diajukan ke jurnal ilmiah. Bab 2 berisi artikel yang berjudul “Estimasi Efisiensi Penggunaan Radiasi Jarak Pagar (Jatropha Curcas L.) untuk Parameter Pemodelan Tanaman” telah diterbitkan (Agritek 15:165-169). Bab 4 berisi artikel yang berjudul “Efisiensi Penggunaan Radiasi Surya untuk Pemodelan Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) telah diterbikan (Agroscientie 16:78-89). Penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Prof.Dr.Ir. Handoko, M.Sc., sebagai ketua komisi pembimbing yang telah mengenalkan pemodelan tanaman dan masih berkenan membimbing dan memberikan keleluasaan untuk berkreatifitas dalam penulisan disertasi, kepada Prof.Dr.Ir. Yonny Koesmaryono, M.S., sebagai anggota komisi yang menekankan peran penting novelty penelitian dan ketepatan waktu studi dan juga kepada Bapak Dr.Ir. Didiek Hadjar Goenadi, M.Sc., APU., sebagai anggota komisi yang memberi saran penulisan yang berkualitas. Kepada Dr.Ir. Imam Santosa, M.Si. yang memberikan masukan pada ujian prelim lisan, Dr.Ir. Suwarto, M.Si. yang melihat disertasi ini dengan cermat pada ujian tertutup, juga kepada Dr.Ir. Hartrisari Hardjomidjojo, DEA dan Dr.Ir. Agung Primanto Murdanoto, M.Agr. yang memberikan masukan rinci pada ujian terbuka, penulis mengucapkan terimakasih. Ucapan yang sama disampaikan kepada Rektor Universitas Lambung Mangkurat dan Drs. Wahyu Utomo yang berkenan membantu kelancaran pelaksanaan pada ujian terbuka, kepada Ir. Bregas Budianto, M.Sc., atas bantuan peralatan meteororologi, Ir. I Putu Santikayasa, M.Sc., dan Laksmita Prima Santi atas bantuan penelusuran pustaka. Atas motovasi agar menyelesaikan studi, penulis mengucapkan terimakasih kepada Dr.Ir. Sobri Effendy, M.Si., Ir. Poppy Rejekiningrum, M.Si., Ir. Abdul Syakur, M.Si., Ir. Muji Haryadi, M.Si. (alm), dan Ir. Yayan Apriyana, M.Sc. Ucapan terimakasih kepada teknisi Lab SEAMEO BIOTROP, pak Ading selaku asisten lapangan, Mega F, S.Si dan Rifki atas bantuan teknis dalam pengelolaan tanaman, pengukuran dan pengambilan contoh tanah dan tanaman. Demikian pula kepada nama-nama yang tidak dapat disebut satu persatu. Ucapan terimakasih juga dihaturkan kepada orang tua, mertua, saudara, serta isteriku Ir. Umi Salawati, M.Si., atas doa, keikhlasan dan kasih sayangnya sehingga penulis dapat mendalami kajian tentang Klimatologi Terapan dan Model Simulasi Tanaman dan kepada anakku Gusti Mirsa Rossaliani atas pengertian dan dukungannya selama ini.
12
RIWAYAT HIDUP Gusti Rusmayadi dilahirkan di Kotabaru – Kalimantan Selatan (Kal-Sel) pada tanggal 1 Januari 1963 sebagai anak ke-dua dari tiga bersaudara, dengan pasangan bapak H. Gt. Imberan dan ibu Hj. Hatifah. Pada tanggal 8 Juli 1990, penulis menikah dengan Ir. Umi Salawati dan telah dikarunia seorang putri yang bernama Gusti Mirsa Rossaliani. Pendidikan sarjana ditempuh di Program Studi Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Lambung Mangkurat (UNLAM) Banjarbaru dan lulus pada tahun 1988. Pada tahun 1993, penulis melanjutkan studi magister di Program
Studi
Agroklimatologi
(AGK),
FMIPA
IPB
Bogor
dan
menyelesaikannya pada tahun 1996. Program doktor dilanjutkan pada program studi Klimatologi Terapan (AGK) di perguruan tinggi yang sama pada tahun 2006. Beasiswa pendidikan pascasarjana diperoleh dari Departemen Pendidikan Nasional. Penulis bekerja sebagai staf pengajar pada Fakultas Pertanian Unlam sejak tahun 1990. Bidang keilmuan yang menjadi tanggung jawab kami adalah Klimatologi Pertanian. Hasil penelitian yang berjudul Crop Modeling of Growth and Development of Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) yang dibiayai oleh DIPA SEAMEO-BIOTROP tahun 2007 telah disajikan pada Seminar Biofuel, Biodiversity Conservation, Sustainable Development and Biotechnology di SEAMEO-BIOTROP Bogor pada bulan Maret 2008. Hasil penelitian ini merupakan bagian dari program penelitian S3 penulis. Sebuah artikel telah diterbitkan dengan judul “Estimasi Efisiensi Penggunaan Radiasi Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) untuk Parameter Pemodelan Tanaman” pada Jurnal Agritek – IPM Malang tahun 2007. Artikel lainnya telah diterbitkan pada Jurnal Agroscientie – Fakultas Pertanian UNLAM pada bulan April 2009 dengan judul “Efisiensi Penggunaan Radiasi Surya untuk Pemodelan Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.). Karya-karya ilmiah tersebut juga merupakan bagian dari program penelitian S3 penulis.
13
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL ................................................................................. DAFTAR GAMBAR ............................................................................ DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................... 1 PENDAHULUAN ...................................................................... 1.1. Latar Belakang ............................................................... 1.1.1. Pemodelan Tanaman Jarak Pagar .................... 1.1.2. Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) .................... 1.1.3. Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman .... 1.1.4. Neraca Air dan Kebutuhan Air Tanaman ........ 1.1.5. Neraca Nitrogen .............................................. 1.2. Tujuan Penelitian ............................................................ 1.3. Hipotesis ......................................................................... 1.4. Manfaat Penelitian .......................................................... 1.5. Ruang Lingkup Penelitian .............................................. 2 EFISIENSI PENGGUNAAN RADIASI DAN PRODUKSI BIOMASSA TANAMAN JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) PADA LAHAN KERING TADAH HUJAN ....................... 2.1. Pendahuluan ……………………………………........... 2.2. Bahan Dan Metode …………………………….….…... 2.2.1. Tempat dan Waktu Percobaan ……….……… 2.2.2. Percobaan Pertama (W1) ……………………. 2.2.3. Efisiensi Penggunaan Radiasi Surya ...……… 2.2.4. Pengamatan....................................................... 2.3. Hasil ................................................................................ 2.3.1. Kondisi Cuaca dan Fase Perkembangan Tanaman …………………………………….. 2.3.2. Kandungan Air Tanah ………………………. 2.3.3. Neraca Air …………………………………… 2.3.4. Nitrogen Tanah ……………………………… 2.3.5. Intersepsi dan Efisiensi Penggunaan Radiasi .. 2.3.6. Keragaan Tanaman ………………………….. 2.4. Pembahasan …………………………………………… 2.5. Kesimpulan ……………………………………………. 3 PENGGUNAAN AIR TANAMAN JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) DI BAWAH KONDISI PEMUPUKAN NITROGEN DAN KERAPATAN POPULASI PADA LAHAN KERING TADAH HUJAN ......................................... 3.1. Pendahuluan .................................................................... 3.2. Bahan Dan Metode ......................................................... 3.2.1. Tempat dan Waktu Percobaan ......................... 3.2.2. Rancangan Percobaan ...................................... 3.2.3. Percobaan Kedua (W2) .................................... 3.2.4. Pengamatan.......................................................
xiii xiv xvii 1 1 2 5 9 11 12 14 14 14 14 17 17 18 18 19 20 20 23 23 25 27 28 31 34 38 40
42 42 44 44 45 45 45
14
3.3.
Hasil ……………………................................................ 3.3.1. Periode Tumbuh dan Kondisi Cuaca selama Percobaan ……………………………………. 3.3.2. Neraca Air …………………………………... 3.3.3. Efisiensi Penggunaan Air ……………..…..… 3.3.4. Kandungan Air pada Tanaman ……….……... 3.3.5. Nitrogen Tanah ………………………...……. 3.3.6. Intersepsi Radiasi Surya …………………….. 3.3.7. Keragaan Tanaman ………………………….. 3.3.8. Pembahasan …………………………………. 3.4. Kesimpulan ……………………………………………. 4 PEMODELAN PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN TANAMAN JARAK PAGAR (Jatropha Curcas L.) ………… 4.1. Pendahuluan …………………………………………… 4.2. Bahan Dan Metode ……………………………………. 4.2.1. Tempat dan Waktu Percobaan ……………... 4.2.2. Data Percobaan ……………………….……. 4.2.3. Model Simulasi Tanaman …………………. 4.2.4. Parameterisasi ……………………………… 4.2.5. Kalibrasi …………………………………… 4.2.6. Validasi Model …………………………….. 4.2.7. Tampilan Model …………………………… 4.3. Hasil ……………………….………………………….. 4.3.1. Parameterisasi Model ……………………… 4.3.2. Tampilan Model Tanaman Jarak ………….. 4.3.3. Validasi Model Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman Jarak Pagar ……… 4.4. Aplikasi Model Simulasi Tanaman Jarak Pagar ………. 4.4.1. Penentuan Waktu Tanam terhadap Produksi Jarak Pagar …............................................... 4.4.2. Pengaruh Pemupukan Nitrogen terhadap Jarak Pagar ………………………………... 4.4.3. Pengaruh Pengurangan Radiasi Surya terhadap Produksi Jarak Pagar ..................... 4.4.4. Pengaruh Perubahan Iklim terhadap Produksi Jarak Pagar .................................... 4.5 Pembahasan …………………………………………… 4.6 Kesimpulan ……………………………………………. 5 PEMBAHASAN UMUM ……………………….……………. 6 KESIMPULAN DAN SARAN ……………………………….. DAFTAR PUSTAKA ………………………….……………………..
48 48 48 50 51 52 54 55 59 61 63 63 68 68 68 68 83 85 85 86 87 87 87 90 94 96 98 98 101 103 105 106 115 117
15
DAFTAR TABEL Halaman 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
Peubah iklim selama fase perkembangan tanaman .………… Neraca air selama periode pertumbuhan ……………………. Mineralisasi nitrogen tanah dan nitrogen yang diserap tanaman ……………………………………………………... Estimasi, koefisien korelasi dan galat baku parameter serta hasil pengukuran N tanaman, ILD dan Qint ……………….. Evaluasi parameter RUE antara pengukuran dan perhitungan produksi biomassa di atas tanah (AGB) pada percobaan pertama dan kedua .................................................................. Peubah iklim selama fase perkembangan tanaman …….…… Neraca air selama periode pertumbuhan ……………………. WUE, biomassa dan indek luas daun masing-masing perlakuan ……………………………………………………. Uji berpasangan dengan t-student …………………………... Pengujian ketepatan prediksi model dengan pengukuran lapang ………………………………………………………..
25 27 30 32 33 48 50 55 91 96
16
DAFTAR GAMBAR Halaman 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25.
Sabuk distribusi Jatropha curcas L. (sumber: The Jatropha system_http_www.jatropha.de, 2008) ……………………… Peubah cuaca selama periode pertumbuhan tanaman percobaan ke-satu dan ke-dua (HST 0=18 April dan 2 Mei 2007) ………………………………………………………... Kadar air tanah pada 0 - 20 cm dengan peningkatan pemberian nitrogen dan kerapatan populasi ………………... Kadar air tanah kedalaman 0 - 100 cm pada pemberian nitrogen dan kerapatan populasi .............................................. Evapotranspirasi aktual (ETa) masing-masing perlakuan selama percobaan …………………………………………… Evapotranspirasi relatif masing-masing perlakuan …………. Kandungan amonium dan nitrat sampai kedalaman 40 cm perlakuan pemupukan ……………………………….. Kandungan amonium dan nitrat sampai kedalaman 40 cm perlakuan kerapatan populasi ……………….……….. Fraksi intersepsi radiasi surya pada perlakuan pumupukan dan kerapatan populasi ........................................................... Efisiensi penggunaan radiasi surya (RUE) ............................. Hubungan antara RUE dengan nitrogen tanaman .................. Perbandingan antara perhitungan dan pengukuran AGB dalam parameterisasi (a) dan evaluasi (b) …………………... Biomassa tanaman pada perlakuan nitrogen dan kerapatan populasi .................................................................. Indeks luas daun selama percobaan ........................................ Proporsi biomasa (g m-2) masing-masing perlakuan .............. Hasil tanaman jarak pagar ..................................................... Nitrogen di atas tanah, AGN (kg ha-1) (atas) dan nitrogen biji (kg ha-1) (bawah) masing-masing perlakuan …………... Kadar air tanah masing-masing perlakuan ………………….. Evapotranspirasi aktual dan potensial (a) dan nisbah evapotranspirasi aktual dan potensial (b) masing-masing perlakuan ……………………………………………………. Efisiensi penggunaan air masing-masing perlakuan ..………. Kadar air tanaman masing-masing perlakuan ......................... Kandungan air tanaman .......................................................... Kandungan nitrogen tanah (NH4+) dan (NO3-) pada kedalaman 0-20 cm dan 20-40 cm perlakuan pemupukan ...... Kandungan nitrogen tanah (NH4+) dan (NO3-) pada kedalaman 0-20 cm dan 20-40 cm perlakuan kerapatan populasi ……………………………………………………... Intersepsi radiasi masing-masing perlakuan ………………...
7 24 26 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 37 38 49 49 50 51 52 53 54 55
17
Halaman 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47.
Biomassa tanaman pada perlakuan nitrogen dan kerapatan populasi ................................................................................... Distribusi biomasa pada perlakuan pemupukan ..................... Distribusi biomasa pada kerapatan populasi ………………... Indeks luas daun masing-masing perlakuan selama percobaan …………………………………………………… Hasil tanaman masing-masing perlakuan …………………… Nitrogen tanaman dan biji masing-masing perlakuan ............. Bagan diagram alir dari suatu sistem pada produksi tingkat 3 dengan kekurangan nitrogen sebagai faktor pembatas utama (dimodifikasi dari Penning de Vriest et al. 1989) …… Interaksi antara komponen pendukung pemodelan jarak pagar yang dibatasi oleh hara nitrogen, air dan iklim (dimodifikasi dari Penning de Vriest, 1989) ………………... Diagram model perkembangan tanaman ..…………………... Diagram Forrester submodel perkembangan tanaman ……… Diagram Forrester submodel pertumbuhan jarak pagar …….. Diagram Forrester submodel neraca air jarak pagar ............... Diagram Forrester submodel neraca nitrogen (diadopsi dari Handoko, 1992) ................................................................ Organisasi model selama simulasi .......................................... Perbandingan antara prediksi (garis) dan pengukuran (simbol) kadar air tanah (a) dan perbandingan dengan plot 1 : 1 ................................................................................. Perbandingan antara prediksi (garis) dan pengukuran (simbol) fase perkembangan tanaman (a) dan perbandingan dengan plot 1 : 1 ..................................................................... Perbandingan antara prediksi (garis) dan pengukuran (simbol) indeks luas daun (a), biomassa dan biji (c) dan perbandingan dengan plot 1:1. (b,d) ....................................... Perbandingan antara prediksi (garis) dan pengukuran (simbol) nitrogen tanah (a) dan perbandingan dengan plot 1 : 1 (b) ………………………………………………... Perbandingan antara prediksi (garis) dan pengukuran (simbol) nitrogen tanaman (a) dan perbandingan dengan plot 1 : 1 (b) ………………………………….…….………... Hasil prediksi dan pengukuran fase perkembangan tanaman selama periode pertumbuhan (a) dan perbandingan dengan plot 1:1 (b) …………………………………….….…………. Hasil prediksi dan pengukuran AGB dan ILD selama periode pertumbuhan (a,c) dan perbandingan dengan plot 1:1 (b,d) ……………………………………………………... Hasil prediksi dan pengukuran kadar air tanah selama periode pertumbuhan (a) dan perbandingan dengan plot 1:1 (b) ………………………………………………………..
56 56 57 57 58 59 66 68 69 70 71 75 79 87 88 88 89 89 90 91 92 93
18
Halaman 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58.
Hasil prediksi dan pengukuran evapotranspirasi kumulatif selama periode pertumbuhan (a) dan perbandingan dengan plot 1:1 (b) ……………………………………………….…. Hasil prediksi dan pengukuran N tanah selama periode pertumbuhan (a) dan perbandingan dengan plot 1:1 (b) .…… Hasil prediksi dan pengukuran N tanah dan AGN selama periode pertumbuhan (a,c) dan perbandingan dengan plot 1:1 (b,d) ……………………………………………………... Variasi hasil biji jarak pagar yang ditanam menurut bulan kalender di Bogor-Jawa Barat ………………………………. Radiasi yang diintersepsi dan curah hujan yang diterima selama periode pertumbuhan tanaman .................................... Simulasi respon biomassa dan biji jarak terhadap pemupukan nitrogen ……………………………………………………... Simulasi pemupukan nitrogen pada tanaman jarak terhadap kandungan air tanah dan evapotranspirasi aktual …………… Simulasi respon tanaman jarak terhadap pengurangan radiasi surya sebesar 20% terhadap AGB dan biji (a), ILD (b) dan fase perkembangan, s (c) ……………………………………. Simulasi respon tanaman jarak akibat pengurangan radiasi surya sebesar 20% terhadap KAT (a) dan ETa (b) ................. Simulasi biomasa (a) dan hasil biji jarak di Bogor-Jawa Barat yang ditanam tanggal 14 setiap bulan, pada kodisi curah hujan sekarang dan akan datang dengan 3 skenario ….. Skenario pengurangan curah hujan dan peningkatan suhu udara (skenario III)-umur tanaman .........................................
93 94 94 97 97 98 99 100 101 102 103
19
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1.
Nelder Fan design percobaan I dan II ………………………
128
2.
Denah rancangan percobaan I dan II ………………………...
129
3.
Deskripsi populasi IP-1P …………………………………….
130
4.
Data percobaan ke-satu ……………………………………...
131
5.
Foto percobaan ………………………………………………
136
6.
Penurunan beberapa parameter ……………………………...
137
7.
Data percobaan ke-dua ………………………………………
139
8.
Parameter dalam model simulasi tanaman jarak pagar .……..
145
9.
List program pemodelan tanaman jarak pagar …..…………..
146
10.
Uji t berpasangan antara model dan pengukuran percobaan II
164
11.
Daftar simbol dalam diagram Forrester dan bahasa program .
165
