MODEL SIMULASI TANAMAN JAGUNG (Zea Mays L.) YUNUS BAHAR

MODEL SIMULASI TANAMAN JAGUNG (Zea Mays L.)

YUNUS BAHAR

DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009

I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Jagung merupakan tanaman serealia selain padi yang perlu mendapat perhatian yang lebih besar dan serius. Ditinjau dari luas panen, jagung merupakan tanaman pangan penting kedua di Indonesia selain padi. Dari tahun ke tahun, peran jagung semakin meningkat sejalan dengan pertambahan penduduk, peningkatan industri pakan, serta perkembangan industri pangan yang mengolah jagung menjadi berbagai bentuk makanan yang menarik konsumen. Permintaan jagung di dalam negeri terus meningkat. Pada periode 1991 – 2000 permintaan jagung di Indonesia meningkat sebesar 6,4 % per tahun sedangkan peningkatan produksi pada periode yang sama hanya 5,6 % per tahun. (Pamedon et al. 2006). Berdasarkan proyeksi yang dilakukan Swastika et al. (2002) yang dikutip oleh Susanto dan Wirappa (2005) diketahui bahwa persedian jagung domestik pada tahun 2010 mengalami defisit sekitar 6 juta ton. Untuk mengatasi defisit tersebut diperlukan upayaupaya peningkatan produksi jagung nasional. Sampai saat ini sebagian besar penelitian mempelajari pengaruh iklim-cuaca terhadap tanaman secara kualitatif. Kegunaan dari hubungan cuaca-tanaman akan lebih berarti dalam perencanaan dan operasional pertanian apabila pengaruh cuaca dapat dikuantifikasi (Baharsjah 1991). Model simulasi tanaman merupakan model mekanistik, yang mengarah pada penjelasan proses adalah salah satu alternatif yang menjembatani keterbatasan pengetahuan, namun berusaha menjabarkan proses yang terjadi berdasarkan asumsiasumsi tertentu. Proses pertumbuhan tanaman serta hubungan antara cuaca dengan tanaman sebenarnya merupakan sesuatu yang teratur sedangkan proses produksi tanaman relatif tetap dari musim ke musim. Dengan asumsi faktor teknologi budidaya tanaman tetap, maka variasi hasil dari musim ke musim disebabkan oleh fluktuasi unsur-unsur cuaca musiman maupun harian. Dengan menggunakan model simulasi tanaman yang telah teruji keabsahannya, pengaruh ini dapat disimulasi pada komputer dengan waktu yang singkat. Oleh sebab itu, salah satu keunggulan penggunaan model simulasi tanaman yaitu dalam hal penghematan waktu dan biaya, dibandingkan penelitian agronomis di lapangan (Handoko 1994).

Model simulasi pertumbuhan dan perkembangan tanaman jagung disusun untuk menjelaskan mekanisme proses pertumbuhan yang terjadi selama masa hidup tanaman. Selain hasil akhir (yield), model ini akan mensimulasikan komponenkomponen proses yang terjadi selama masa pertumbuhan tanaman, seperti neraca air (kadar air tanah, drainase, evapotranspirasi), pertumbuhan tanaman (berat akar, batang, daun, tongkol) serta periode perkembangan (seperti periode waktu pembungaan). Umumnya hasil-hasil penelitian yang telah dilakukan tidak mencakup data-data tersebut secara keseluruhan. 1.2. Tujuan Membangun suatu model simulasi pertumbuhan dan perkembangan tanaman jagung (zea mays L.) yang dapat menjelaskan mekanisme proses yang terjadi selama periode pertumbuhan serta mampu mensimulasikan komponen-komponen proses yang terjadi selama masa pertumbuhan tanaman, seperti komponen neraca air (kadar air tanah, dan evapotranspirasi), pertumbuhan tanaman (berat batang, daun, akar tongkol) serta periode perkembangan (seperti waktu pembungaan). 1.3. Asumsi Model hanya dipengaruhi oleh unsur-unsur cuaca khususnya curah hujan, radiasi surya, suhu dan kelembaban udara, serta kecepatan angin. Sifat fisik tanah yang berpengaruh hanya titik layu permanen dan kapasitas lapang serta parameter penguapan tanah. II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman Jagung Pertumbuhan dan perkembangan tanaman merupakan proses yang saling berhubungan dan berlangsung secara terus menerus sepanjang daur hidup tanaman, bergantung pada ketersediaan hasil asimilasi. Pertumbuhan dapat didefenisikan sebagai penambahan massa atau dimensi satu organ tumbuhan atau keseluruhan organ tumbuhan dalam interval waktu suatu fase tertentu atau dalam keseluruhan siklus hidup tanaman. Di lain pihak, perkembangan diartikan sebagai kemunculan suatu fase atau beberapa fase secara berurutan dalam keseluruhan hidup tanaman. Hasil asimilasi yang dibutuhkan tanaman untuk hidup diperoleh dari hasil netto

1

karbohidrat yang merupakan selisih dari laju perolehan massa bruto dan kehilangan massa. Dalam periode waktu tertentu, laju perubahan bobot tanaman netto tanaman dapat ditulis (Charles-Edward, et al. 1986) : ∆W/∆t = laju perolehan massa bruto – laju kehilangan massa Laju perolehan massa pada tanaman ini tergantung pada jumlah energi cahaya yang mampu diintersepsi oleh tajuk tanaman (Qint) dan efisiensi penggunaannya dalam proses fotosintesis (ε). Sedangkan laju kehilangan massa utama pada tanaman berasal dari respirasi. Sebagian energi hasil fotosintesis bruto hilang melalui dua cara, yaitu (1) digunakan untuk pemeliharaan kompleks kehidupan dalam organ tanaman agar prosesproses biokimia dan fisologi dapat berjalan sempurna dan (2) sintesis dan pembentukan jaringan baru dalam organ tanaman. Kedua bentuk respirasi ini disebut respirasi pertumbuhan (Rg) dan respirasi pemeliharaan (Rm) (Kropff & Laar 1993). 2.2. Fotosintesis Fotosintes dapat didefenisikan sebagai proses pemanenan energi radiasi surya oleh jaringan tanaman. Tanaman menggunakan khlorofil untuk menangkap, menyerap dan mengubah energi radiasi surya menjadi energi kimia. Dalam proses ini CO2 dari atmosfer dan H2O dari perakaran diubah menjadi glukosa, suatu karbohidrat sederhana C6H12O6 dan O2 dilepas ke atmosfer. 6H 2 O + 6CO 2 + e.Par → C 6 H 12 O 6 + 6 H 2 0 Pancaran radiasi surya yang sampai kebumi terkonsentrasi pada panjang gelombang 300 – 3000 nm atau sering disebut radiasi gelombang pendek. Tidak seluruh rentang panjang gelombang tersebut cocok dalam proses fotosintesis. Daun sebagai medium fotosintesis memerlukan radiasi dengan kisaran panjang gelombang 390 – 760 nm sebagi pembangkit proses fotosintesis (Gardner et al. 1991) atau biasa disebut dengan istilah Photosynthetically Active Radiation (PAR). Penerimaan radiasi surya oleh daun tidak terdistribusi merata, semakin jauh dari puncak tajuk masuk ke bagian bawah, penerimaan radiasi semakin berkurang. Dengan asumsi secara horizontal tajuk tanaman memiliki tajuk seragam pada setiap lapisan horizontal tajuk dan hanya berubah ketinggian didalam tajuk, maka radiasi surya yang diterima akan berkurang secara

eksponensial mengikuti (Chang, 1974) : Qint = Qo(1 − e − k.ILD )

Hukum

Beer

dengan : Qint = radiasi surya yang diintersepsi tajuk Qo = radiasi surya di puncak tajuk k = koefesien pemadaman ILD = indeks luas daun Karbondioksida (CO2) merupakan salah satu bahan baku dalam proses fotosintesis. Keseimbangan antara pengambilan CO2 (fotosintesis) dan pengeluran CO2 (respirasi) dipercaya oleh para ahli merupakan hasil berat kering tumbuhan (Gardner et al. 1991). Secara umum ada dua lintasan fiksasi CO2 fotosintetik, yaitu lintasan C3 dan C4. Pada kondisi jenuh cahaya laju fotosintesis pada tanaman C4 lebih tinggi dari tanaman C3. Perbedaan ini mengakibatkan efisiensi fotosintesis tanaman C4 yang lebih tinggi dari tanaman C3 (Charles-Edward, et al. 1986). Suhu merupakan salah satu unsur cuaca selain radiasi surya yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman khususnya pada proses biokimia (Fitter & Hay 1991). Fotosintesis harus dipisahkan menjadi bagian-bagian penyusunnya untuk menetapkan pengaruhnya terhadap suhu. Umumnya peningkatan suhu akan meningkatkan aktivitas enzim dalam proses fiksasi CO2, laju kenaikan fotosintesis makin tinggi sejalan peningkatan suhu hingga mencapai temperatur yang menyebabkan enzim mengalami denaturasi (Gardner et.al. 1991). Penelitan pada sel chloerella yang dilakukan Hall dan Rao (1977) menunjukkan bahwa pada intensitas cahaya rendah laju fotosintesis tidak dipengaruhi oleh suhu, tetapi seiring dengan peningkatan intensitas cahaya laju fotosintesis bertambah sampai akhirnya tetap ketika intensitas cahaya mencapai titik jenuhnya. 2.3. Evapotranspirasi Evapotranspirasi (ET) adalah kombinasi dua proses kehilangan air melalui jalur yang berbeda, yaitu melalui permukaan tanah (evaporasi) dan tanaman (transpirasi). Meskipun evaporasi dan transpirasi terjadi melalui jalur yang berbeda, namun keduanya sangat sulit dibedakan dan terjadi secara simultan (Allen et al. 1998). Kehilangan air ke atmosfer ditentukan oleh faktor cuaca (atmospheric demand), tanaman dan tanah, serta kondisi dan pengelolaan lingkungan (Allen et al. 1998). Faktor Cuaca. Penguapan memerlukan energi, yang terutama berasal dari energi

2

radiasi surya dan pada taraf tertentu energi dapat berasal dari suhu udara lingkungan. Energi atau bahang (heat) untuk penguapan dinamakan bahang laten untuk penguapan (latent heat of vaporization, λ). Nilai λ tergantung pada suhu air. Pada suhu 20oC, λ = 2,45 MJ kg-1. Artinya pada suhu air 20oC, dibutuhkan energi sebanyak 2,45 MJ untuk menguapkan 1 kg air. Defisit tekanan uap air merupakan gaya pendorong (driving force) untuk pemindahan uap air dari permukaan penguap ke atmosfer (Allen et al. 1998), yang prosesnya lebih dominan terjadi secara vertikal. Udara disekitar bidang penguap akan mengandung lebih banyak uap air (lembab). Oleh angin, massa udara lembab tersebut akan dipindahkan (yang prosesnya lebih dominan terjadi secara horizontal) ketempat lain. Angin juga membawa udara yang lebih kering dari tempat lain untuk menggantikan udara lembab yang sudah dipindahkan. Sehingga, unsur cuaca utama yang mempengaruhi evapotranspirasi adalah radiasi matahari, kelembaban udara, dan kecepatan angin (Allen et al. 1998). Faktor tanaman dan tanah. Pemilahan ET menjadi E (evaporasi) dan T (transpirasi) sebagian besar ditentukan oleh kondisi vegetasi dan tanah (sifat fisik dan kebasahan). Dengan keberadaan vegetasi, radiasi netto (Qn) dapat dibagi menjadi : Qn yang diserap tanaman berperan dalam proses transpirasi, sedang Qn yang sampai ke permukaan tanah akan menentukan proses evaporasi. Apabila bidang penguap adalah lahan bertanaman, maka tingkat naungan oleh kanopi tanaman dan ketersediaan air tanah adalah beberapa faktor yang akan berpengaruh terhadap proses evaporasi. Kadar air tanah di zona perakaran tanaman dan karakteristik tanaman serta tipe budidaya merupakan beberapa faktor yang mempengaruhi proses transpirasi. Kondisi lingkungan dan pengelolaan. Pertumbuhan dan perkembangan tanaman yang terganggu akan mengurangi laju evapotranspirasi. Kondisi lingkungan yang dapat mengganggu pertumbuhan dan perkembangan tanaman misalnya kesuburan tanah yang rendah dan serangan organisme pengganggu tanaman. Pengelolaan budidaya tanaman seperti pengaturan populasi tanaman dan pemberian mulsa dapat memodifikasi lingkungan tumbuh tanaman yang mempengaruhi kesetimbangan energi dan pembagian Qn untuk transpirasi dan evaporasi. Setiap keadaan permukaan yang berbeda dari keadaan permukaan standar memerlukan faktor koreksi untuk

menyesuaikan nilai evapotranspirasi yang digunakan untuk perencanaan pengairan (ETc) (Allen et al. 1998). 2.4. Deskripsi Jagung Jagung atau zea mays L. merupakan tanaman semusim yang berasal dari famili poaceae. Satu siklus hidupnya diselesaikan dalam 80-150 hari, namun terkadang dapat lebih cepat atau lebih pendek tergantung lama penyinaran dan suhu (Pursegloves 1975). Umur jagung yang ditanam Bunting (1977) dalam Fisher dan Palmer (1983) dapat mencapai 184 hari. Paruh pertama dari siklus merupakan tahap pertumbuhan vegetatif dan paruh kedua untuk tahap pertumbuhan generatif. Berdasarkan tingkat taksonominya maka jagung dapat duraikan sebagai berikut : Kingdom : Plantae Subkelas : Commelinidae Subkingdom : Tracheobionta Ordo : Cyperales Superdivisio : Spermatophyta Famili : Poaceae Divisio : Magnoliophyta Genus : Zea L. Kelas : Liliopsida Spesies : Zea mays L. Akar jagung tergolong akar serabut yang dapat mencapai kedalaman 8 m meskipun sebagian besar berada pada kisaran 2 m. Pada tanaman yang sudah cukup dewasa muncul akar adventif dari buku-buku batang bagian bawah yang membantu menyangga tanaman tegak. Batangnya padat dan tingginya bervariasi dari 1 - 6 meter, tetapi umumnya 2 – 3 meter. Diameter batangnya 3 - 4 meter yang memiliki ruas (Pursegloves 1975). Batang jagung tegak dan mudah terlihat, sebagaimana sorgum dan tebu, namun tidak seperti padi atau gandum. Terdapat mutan yang batangnya tidak tumbuh pesat sehingga tanaman berbentuk roset. Batang beruas-ruas. Ruas terbungkus pelepah daun yang muncul dari buku. Batang jagung cukup kokoh namun tidak banyak mengandung lignin. Dilihat dari strukutur bunganya, jagung memiliki bunga jantan dan bunga betina yang terpisah dalam satu tanaman (monoecious). Bunga jantan tumbuh di bagian puncak yang berupa karangan bunga (inflorescene) dan bunga betina tersusun dalam tongkol (ears). Bagian tongkol ini merupakan hasil ekonomi (economic yield /grain) dari tanaman jagung (Fisher & Palmer 1983). Daunnya tumbuh pada selang-seling di pinggiran batang, sekitar 8 – 21 helai (Pursegloves 1975). Permukaan daun ada yang licin dan ada yang berambut.

3

Stomata pada daun jagung berbentuk halter, yang khas dimiliki familia poaceae. Setiap stomata dikelilingi sel-sel epidermis berbentuk kipas. Struktur ini berperan penting dalam respon tanaman menanggapi defisit air pada sel-sel daun. 2.5. Hubungan Iklim dan Pertumbuhan Tanaman Jagung Jagung merupakan tanaman yang dapat beradaptasi baik dengan lingkungannya. Tanaman ini dapat dijumpai mulai dari lintang 550N sampai 400S dan mulai atas permukaan laut sampai ketinggian 4000 meter (Goldsworthy 1974 dalam Fisher & Palmer 1983). Suhu minimum untuk pertumbuhan jagung sekitar 8 - 100 C sedangkan suhu maksimum yang dapat ditoleransi mencapai 400C. Untuk pertumbuhan optimal, jagung membutuhkan suhu rata-rata 24 0C selama periode pertumbuhan (Leng & Aldrich 1972, Martin et al. 1976, Muhadjir et al. 1977 dalam Muhadjir 1988). Kebutuhan air terbanyak dibutuhkan pada fase pembungaan dan pengisian biji. Dalam hal ini distribusi curah hujan lebih penting daripada total curah hujan. Menurut penelitian diketahui bahwa penurunan hasil akibat kekeringan mencapai 15 % (Muhadjir 1988). Untuk mengatasi kekeringan disarankan untuk menanam jagung pada awal musim hujan atau menjelang musim kemarau (www.warintek.ristek.go.id). Curah hujan 85 – 100 mm per bulan sudah mencukupi kebutuhan air tanaman jagung (Muhadjir 1984, Oldeman 1977 dalam Muhadjir 1988) bila terlalu tinggi intensitas hujan maka hasil yang diperoleh tidak optimum. Hal ini disebabkan oleh leaching yang dapat memiskinkan tanah melalui degradasi struktur, erosi, dan pencucian nitrogen dan unsur hara lainnya (Moentono 1993). Jagung merupakan jenis tanaman yang memiliki lintasan fotosintesis C4 (Hatch & Slack 1970 dalam Fisher & Palmer 1983), lintasan ini berbeda dengan dua tanaman serealia utama, yaitu gandum dan padi yang memiliki lintasan C3 (Fisher & Palmer 1983). Telah diketahui bahwa lintasan fotosintesis C4 mempuyai laju fotosintesis dan titik jenuh cahaya yang lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman C3, serta titik kompensasi CO2 yang lebih rendah dari tanaman C3. (Hesketh & Musgrave 1962, Hesketh 1963, Hesketh & Moss 1963 dalam Fisher & Palmer 1983). Hal ini sangat menguntungkan bagi kegiatan budidaya yang dilakukan di daerah tropis yang mempunyai suhu yang optimum bagi

proses fotosintesis (Evans 1975 dalam Fisher & Palmer 1983), hal ini juga didukung dari data produksi jagung yang tinggi Hesketh dan Moss (1962) dalam Moentono (1993) mengemukakan bahwa daun jagung dapat mengalami jenuh atau kenyang cahaya pada konsentrasi CO2 yang rendah kira-kira 40 ppm. Tingkat fotosintesis pada konsentrasi CO2 500 ppm dapat mencapai 1,4 kali lipat fotosintesisnya pada konsentrasi CO2 320 ppm bila intensitas cahaya 1,0 ly/menit. Jika faktor-faktor lain tidak merupakan faktor pembatas, maka intensitas cahaya merupakan faktor utama yang menentukan kecepatan tumbuh tanaman jagung (Moss et al. 1961, Early et al. 1967, Wiliams et al. 1968, Duncan et al. 1973 dalam Moetono 1993) ILD merupakan nisbah luas daun per satuan luas tanah. ILD merupakan salah satu indikator yang dapat digunakan dalam menganalisis pertumbuhan tanaman. Dari hasil penelitian, ILD 3,0 dapat menyerap 95 % radiasi surya, namun bila lebih besar dari 5,0 maka penyerapan radiasi akan menurun karena daun saling menutupi (Wereing & Cooper 1971 dalam Muhadjir 1988). 2.6. Sistem dan Model Sistem adalah gambaran suatu proses atau beberapa proses yang teratur. Keteraturan ini mampu menjelaskan interaksi dari komponenkomponen yang ada didalamnya. Sedangkan model dapat didefenisikan sebagai penyederhanaan suatu sistem, sehingga tidak harus menjelaskan semua proses yang terjadi dalam suatu sistem secara lengkap. Makin banyak proses yang mampu dijelaskan maka makin rumit model tersebut. Oleh karena itu dalam penyusunan model, tujuan penyusunan model merupakan faktor utama yang harus diperhatikan (Handoko 1994).

III. BAHAN DAN METODE 3.1. Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Agrometeorologi, Departemen Geofisika dan Meteorologi, FMIPA IPB, Bogor untuk menyusun tiga buah submodel, yaitu perkembangan tanaman, pertumbuhan tanaman, dan neraca air. 3.2. Bahan dan Alat Personal computer (PC) yang dilengkapi software Visual Basic 6.0. Sebagai data masukan dalam analisis digunakan data iklim harian dari stasiun stasiun Meteorologi

4

Darmaga, Bogor (0605536’ LS 10607498’ BT). Unsur cuaca yang digunakan sebagai masukan meliputi radiasi surya, curah hujan, suhu, kelembaban nisbi, dan kecepatan angin. Data pertumbuhan dan perkembangan tanaman jagung diperoleh dari Suwarto (2005). 3.3. Metode Kegiatan pemodelan ini menggunakan data hasil penelitian sebelumnya (Suwarto 2005). Pemodelan tanaman jagung mencakup model pertumbuhan dan perkembangan, serta neraca air tanaman. 3.3.1. Submodel Perkembangan Fase perkembangan tanaman diduga berdasarkan konsep heat unit, dengan asumsi bahwa tanaman tidak dipengaruhi panjang hari (tanaman netral) Laju perkembangan tanaman terjadi bila suhu rata-rata harian melebihi suhu dasar, yang dalam hal ini suhu dasar tanaman jagung ditetapkan 80C (Kropff & Van Laar 1993). Kejadian fenologi dihitung mulai tanam sampai matang dan diberi skala 0 – 1, yang dibagi menjadi lima kejadian yaitu tanam, emergence, tanaman muda, tasseling, dan matang (Suwarto 2005). Rentang skala dan jumlah heat unit tanaman jagung dapat dilihat pada Tabel 1 (Suwarto 2005) : Tabel 1. Skala fase perkembangan tanaman jagung Fase perkembangan Heat Skala Unit Arjuna Tanam – emergence 72 s ≤ 0.04 emergence – T. muda 383 0.04 < s ≤ 0.27 T.muda – tasseling 475 0.27 < s ≤ 0.55 Tasseling – matang 748 0.55 < s ≤ 1 Pioner 4 Tanam – emergence 72 s ≤ 0.04 emergence – T. muda 384 0.04 < s ≤ 0.24 T.muda – tasseling 577 0.24 < s ≤ 0.54 Tasseling – matang 871 0.54 < s ≤ 1 3.3.2. Submodel Pertumbuhan Submodel pertumbuhan mensimulasikan aliran biomassa hasil fotosintesis ke organorgan tanaman (akar, batang, daun, dan tongkol) serta kehilangannya berupa respirasi dengan mempertimbangkan faktor ketersediaan air yang disimulasikan dalam submodel neraca air. Pembagian biomassa hasil fotosintesis ke berbagai organ tanaman (daun, batang, akar dan tongkol) merupakan fungsi perkembangan tanaman yang dihitung dalam submodel perkembangan. Submodel ini

juga mensimulasi perkembangan luas daun yang diduga melalui indeks luas daun (ILD).

Produksi Biomassa (Pb) Produksi biomassa potensial dihitung secara harian berdasarkan jumlah radiasi yang diintersepsi (Qint) tanaman jagung serta efisiensi penggunaan radiasi oleh tajuk (ε). Radiasi yang diintersepsi oleh tajuk tanaman (Qint) diduga menggunakan hukum Beer yang merupakan fungsi dari radiasi surya yang datang (Qo) dan indeks luas daun (ILD). Perhitungan produksi biomassa selengkapnya dapat dilihat dibawah ini (Charles-Edwards et al. 1986) Pb = εQint = εQo(1 − e − k.ILD ) Keterangan : Pb = Produksi biomassa potensial ε = efesiensi penggunaan radiasi Produksi biomassa potensial (Pb) tersebut tidak memperhitungkan air sebagai faktor pembatas. Produksi biomassa aktual dihitung dengan mempertimbangkan ketersediaan air yang telah disimulasikan pada sub model neraca air sebagai water deficit factor (wdf) yang merupakan perbandingan antara antara transpirasi actual (Ta) dan transpirasi maksimum (Tm). Produksi biomassa aktual (Pa) dialokasikan ke daun, batang, akar, dan tongkol yang perbandingannya tergantung pada fase perkembangan tanaman (s). Sebagian dari biomassa yang terkumpul pada masing-masing organ tanaman tersebut akan hilang dalam proses respirasi pertumbuhan (Rg) dan pemeliharaan (Rm). Respirasi pemeliharaan dihitung dari fungsi berat dan suhu udara (McCree 1970 dalam Handoko 1994), sehingga perubahan berat dari masingmasing organ (daun, batang, akar dan biji) adalah sebagai berikut : dWx = ηxPa - Rg - Rm = ηx (l-kg) Pa - km Wx Q10 dWx = penambahan berat organ x (kg ha-1 d-l) Pa = Biomassa aktual = proporsi biomassa yang dialokasikan ηx ke organ x kg = koefisien respirasi pertumbuhan km = koefisien respirasi pemeliharaan Wx = berat organ x (kg ha-1) T = suhu udara (°C) Q10 = 2 (T-20)/10

Proporsi biomassa yang dialokasikan pada masing-masing organ (ηx) dihitung berdasarkan fungsi fase perkembangan (s) tanaman. Proporsi biomassa ini merupakan

5

Nisbah antara bobot bahan kering organ (BKorgan) dengan bobot kering total (BKtot) diturunkan dari data observasi penelitian sebelumnya. Tm

wdf Ta

(k)

[Qs] (ε)

ILD

GDMa

(sla)

Wdaun (sp) Wbatang

Wtongkol

Wakar

[Suhu]

Gambar 1. Diagram forester submodel pertumbuhan tanaman jagung Indeks Luas Daun (ILD) Perubahan ILD dihitung dari perkalian antara parameter luas daun spesifik (sla) dengan laju pertumbuhan daun harian (dWD) sebagai berikut (Handoko 1994) : dILD = sla*dWD dengan : dILD = perubahan indeks luas daun sla = luas daun spesifik (ha kg-1) dWD = perubahan berat daun (kg ha-1hari-1) 3.3.2. Submodel Neraca Air Sub model neraca air ini mengasumsikan curah hujan merupakan satu-satunya sumber air. Sebagian air yang jatuh akan tertahan oleh tajuk tanaman sebelum masuk ke dalam tanah. Air yang terinfiltrasi ke dalam tanah akan masuk ke dalam pori-pori tanah sampai lapisan tanah menjadi jenuh. Jika kadar air tanah sudah jenuh, maka air akan menuju lapisan di bawahnya melalui perkolasi. Dalam hal ini tanaman hanya dapat memanfaatkan air sampai lapisan tertentu. Air yang yang keluar dari lapisan terbawah akan hilang melalui drainase. Intersepsi tajuk tanaman Intersepsi air hujan oleh tanaman (Ic) dihitung menurut Zinke (1967) dalam Handoko (1994) yang merupakan fungsi curah hujan harian (R) dan indeks luas daun (L).

Ic = min (0.4233 ILD, R) 0 < ILD < 3 = min (1.27 ILD, R) ILD > 3 Infiltrasi dan Perkolasi Air yang terinfiltrasi ke dalam tanah (Is) merupakan selisih curah hujan (R) dengan Intersepsi (Ic): Is = R - Ic Jika kadar air tanah {θ(m)} pada suatu lapisan telah jenuh atau melebihi kapasitas lapang {θfc(m)}, maka air akan bergerak ke lapisan yang paling bawah melalui perkolasi {Pc(m)}, yang dihitung melalui metode jungkitan (Handoko 1994) sebagai : Pc(m) = [θ(m)- θfc(m)] θ(m) > θfc(m) Pc(m) = 0 θ(m) ≤ θfc(m) Evapotranspirasi Evapotranspirasi potensial (ETp) dihitung berdasarkan formula Penman (Penman 1948 dalam Handoko 1994). Nilai ETp ini merupakan batas atas dari evapotranspirasi maksimum (ETm). Nilai evaporasi maksimum (Em) dan transpirasi maksimum (Tm) merupakan fungsi dari evapotranspirasi maksimum di atas. ETm = ETp ETp = {∆ Qn + γ f(u) (es-ea)}/{λ( ∆+ γ)} Em = ETm (e-k ILD)

6

Tm

= (l – e -k )ETm

∆

: gradien tekanan nap air jenuh terhadap suhu udara (Pa K-1) Q : radiasi neto (MJ m-2) γ : konstanta psikrometer (66.1 Pa K-1) f(u) : fungsi kecepatan angin (MJ m-2 Pa-l) (es-ea): defisit tekanan uap air (Pa) λ : panas spesifik untuk penguapan (2.454 MJ kg~l) k : koefisien pemadaman ILD : indeks luas daun Evaporasi Aktual Bila tidak terjadi genangan maka evaporasi tanah aktual dihitung dengan metode Ritchie (Ritchie 1972 dalam Handoko 1994), yang terdiri dari dua fase penguapan. Fase pertama, kandungan air tanah bukan merupakan faktor pembatas dan evaporasi actual sama dengan evaporasi maksimum (Em). Pada fase kedua,, laju evaporasi menurun menurut fungsi waktu. Secara singkat, evaporasi aktual (Ea) pada kedua fase ini dapat dijabarkan sebagai berikut : Tahap 1 : Ea = Em, ΣEs ≤U Tahap 2 : Ea = αt2-0.5 – α (t2 – 1)0.5 ΣEs > U

hasil pengukuran. Hal ini dilakukan dengan mengubah parameter model sehingga hasil dugaan model mendekati hasil pengukuran. 3.5. Analisis Statistik Pengujian secara statistik menggunakan uji-t untuk melihat perbedaan hasil simulasi dengan hasil pengukuran. Peubah yang dibandingkan meliputi, ILD, biomassa daun, batang, akar, dan tongkol. Selain itu pengujian model juga dilakukan dengan metode grafik dan perbandingan terhadap persamaan garis absis dan ordinat 1 : 1.

: waktu selama fase kedua (hari) t2 Em : evaporasi tanah maksimum (mm) α dan U : parameter fisik tanah Transpirasi Aktual Transpirasi aktual dihitung berdasarkan transpirasi maksimum (Tm) dan ketersediaan air tanah pada lapisan perakaran, yang batas atasnya merupakan nilai transpirasi maksimum (Tm). Berikut perhitungan Ta yang merupakan jumlah serapan air oleh akar pada masing-masing lapisan tanah. wdf = (θ-θwp)/{0.4 (θfc-θwp)}, θfc ≥ θ > θwp = 1, θ > θfc = 0, θ < θwp Laju penyerapan air oleh akar dihitung dengan persamaan : Ta = wdf. Tm, Σ Ta < Tm = 0, Σ Ta ≥ Tm wdf = fungsi kadar air tanah θ = kadar air tanah θwp = kadar air tanah pada titik layu permanen θfc = kadar air tanah pada kapasitas lapang Ta = transpirasi aktual Tm = transpirasi maksimum 3.4. Kalibrasi Model Proses kalibrasi dilakukan pada parameter model agar dugaan model dapat mendekati

7

[Rad. surya] [Angin] [RH] [Suhu] [Kec. Angin] Lai ETp Esm

Tsm hujan

Ic

(α) (U)

Ea

(KL) Ta

(TLP)

inf

SWC

(KL)

Drain

Gambar 2. Diagram forester submodel neraca air

8

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Gambaran Umum Kondisi Cuaca di Lokasi Pertanaman Kondisi cuaca di kebun percobaan Sindangbarang sangat sesuai bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman jagung. Unsur-unsur cuaca yang menjadi input model berada pada kisaran yang sangat baik dan sesuai dengan kondisi lingkungan yang disyaratkan. Simulasi dilakukan pada tanggal 3 November 2002. Gambar 3 menyajikan sebaran curah hujan bulanan selama simulasi. Selama simulasi curah hujan bulanan lebih dari 100 mm, hal ini sudah mencukupi kebutuhan air bagi tanaman jagung. 600

555.5

500 Curah Hujan (mm)

415.7 385.1

400

300 211.7 200

100

0 November

Desember

Januari

Februari

Bulan Curah Hujan

Gambar 3. Curah hujan selama simulasi (November 2002 – Februari 2003) Rata-rata suhu udara harian di lokasi pertanaman adalah 25,9 0C, dengan kisaran 23,5 0C – 28 0C. Kisaran suhu ini sangat baik dan sesuai bagi pertumbuhan tanaman jagung. Untuk pertumbuhan optimal, jagung membutuhkan suhu rata-rata 24 0C selama periode pertumbuhan (Leng & Aldrich 1972, Martin et al. 1976, Muhadjir et al. 1977 dalam Muhadjir 1988). 4.2. Neraca Air Hasil simulasi model selama masa tanam jagung menunjukkan variasi kandungan air tanah masih berada pada ketersediaan bagi tanaman jagung.

waktu pada saat jagung ditanam sampai muncul lapang (emergence), Fase 2, merupakan periode mulai dari emergence sampai tanaman muda, Fase 3, yaitu periode dari tanamam muda sampai tasseling yang merupakan akhir dari pertumbuhan vegetatif, dan Fase 4 adalah periode dari tasseling sampai tanaman jagung matang atau panen. Tabel 2. Periode perkembangan tanaman Jagung di Sindangbarang Fase perkembangan

Periode Perkembangan Var. Arjuna Var. Pioner 4 (HST) (HST) 3 4 21 21 26 31 43 50

Fase 1 Fase 2 Fase 3 Fase 4

Berdasarkan Tabel 2, diketahui kedua varietas jagung memiliki periode waktu perkembangan yang berbeda, khususnya pada Fase 3 dan 4. Fase 3 perkembangan jagung merupakan fase perkembangan organ vegetatif jagung, yang pada saat itu total biomassa harian akan terakumulasi pada organ vegetatif jagung yaitu organ batang, daun, dan akar. Fase 4 adalah fase perkembangan organ generatif jagung, sehingga akumulasi biomassa harian sebagian besar terakumulasi pada organ generatif, yaitu tongkol. 4.4. Pertumbuhan Tanaman 4.4.1. Indeks Luas Daun (ILD) Daun merupakan organ tanaman yang vital bagi proses fotosintesis, karena sangat mempengaruhi jumlah cahaya yang dapat diterima oleh tanaman. ILD merupakan ukuran yang mewakili jumlah atau luas daun sehingga menentukan jumlah radiasi matahari yang dapat diserap oleh tanaman. Hasil simulasi pada varietas Arjuna diketahui pada nilai ILD meningkat sampai maksimum pada hari ke 83 dan kemudian menurun sampai tanaman panen (Gambar 4). 6 5

ILD

4

4.3. Perkembangan Tanaman Model yang disusun digunakan untuk mensimulasikan dua varietas jagung dengan kisaran umur yang berbeda. Simulasi model dilakukan di lahan tadah hujan, kebun percobaan Sindangbarang pada tanggal tanam 3 November 2002. Hasil simulasi pada submodel perkembangan dapat dilihat pada Tabel 2. Periode kemunculan setiap fase dalam perkembangan tanaman jagung dapat dilihat pada Tabel 2. Fase 1, merupakan rentang

3 2 1 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

HST ILD

Gambar 4. Indeks luas daun Var. Arjuna hasil simulasi

Beberapa hari setelah muncul lapang tejadi peningkatan ILD secara cepat, perlahan menurun kenaikannya pada akhir fase

9

taselling (55 HST) dan mencapai puncaknya pada hari ke 85. Hal yang sama pada varietas Pioner 4 yang merupakan jenis varietas hibrida. Dari Gambar 5 terlihat lebih jelas penurunan laju pertumbuhan ILD pada saat memasuki fase taselling yang merupakan akhir dari pertumbuhan vegetatif.

masa vegetatif, produk fotosintesis dialokasikan pada organ akar, batang dan daun. Selanjutnya memasuki akhir pertumbuhan vegetatif (taselling) atau memasuki fase generatif produk fotosintesis sebagian besar dialokasikan ke tongkol yang merupakan organ generatif. Biomassa (kg/ha)

ILD

12000.00

9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00

10000.00 8000.00 6000.00 4000.00 2000.00 0.00 0

0

20

40

60

80

100

20

HST

80

100

120

Pioner

Gambar 8. Pertumbuhan tongkol jagung hasil simulasi

Gambar 5. Indeks luas daun Var.Pioner 4 hasil simulasi

4.4.2. Biomassa Bobot bahan kering organ vegetatif (akar, batang, dan daun) kedua varietas jagung meningkat sampai maksimum pada saat fase taselling dan mulai menurun ketika memasuki masa panen (Gambar 6 dan 7). Laju pertumbuhan organ vegetatif sejalan dengan laju pertumbuhan ILD, yang pada awal meningkat dan selajutnya menurun pada akhir pertumbuhan. 3500.00 B io m a s s a (K g /h a )

60

Arjuna

ILD

3000.00 2500.00 2000.00 1500.00

4.5. Kalibrasi Model Proses kalibrasi dilakukan pada persamaan partisi biomassa. Proses ini dilakukan agar hasil dugaan model tidak berbeda nyata dengan hasil pengukuran. Persamaan partisi hasil kalibrasi untuk Var. Arjuna (Tabel 3) dan Var. Pioner 4 (Tabel 4) dapat dilihat dibawah. Pengujian dilakukan untuk melihat apakah dugaan model hasil kalibrasi telah mendekati hasil pengukuran di lapangan. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan grafik serta uji statistik (uji-t berpasangan). Variabel yang diuji adalah ILD, biomassa akar, daun, batang dan tongkol untuk kedua jenis varietas jagung (Var. Arjuna dan Var. Pioner 4)

1000.00

Tabel 3. Persaam partisi biomassa Var. Arjuna hasil kalibrasi

500.00 0.00 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

HST Daun

Akar

Batang

Fase perkembangan

3500.00

pD = 0.44 pB = 0.31 pA = 0.25 pT = 0

0.04 < s ≤ 0.27

pD = (2.9 * s) + 0.5711 pA = (-1.682 * s) + 0.4289 pB = 0 pT = 0 pD = (1.3 * s) + 0.09 pA = (0.1 * s) + 0.1 pB = (0.694 * s) + 0.19372 pT = 0

3000.00 2500.00 2000.00 1500.00

0.27 < s ≤ 0.55

1000.00 500.00 0.00 0

20

40

60

80

100

120

HSY Akar

Batang

Daun

Gambar 7. Pertumbuhan daun, akar, dan batang Var. Pioner 4 hasil simulasi

Persamaan Partisi

s ≤ 0.04

Gambar 6. Pertumbuhan daun, akar, batang Var. Arjuna hasil simulasi Bio m assa (kg /h a)

40

Hari

120

s > 0.55

pD = (-0.1582 * s) + 0.5381 pA = (-0.1826 * s) + 0.1653 pB = (-2.6256 * s) + 2.4231 pT = (0.92165 * s) + 0.21165

Bobot kering tongkol tanaman jagung meningkat pada awal fase taselling sampai panen (Gambar 8). Pola distribusi bahan kering ini menunjukkan bahwa pada awal

10

Tabel 4. Persamaan partisi biomassa Var. Pioner 4 hasil kalibrasi Fase Persamaan Partisi Perkembangan s ≤ 0.04 pD = 0.34 pB = 0.44 pA = 0.22 pT = 0 0.04 < s ≤ 0.24

6

I L D S im u lasi

5 4 3 2 1 0 0.00

pD = (2.7266 * s) + 1.0059 pA = (0.44666 * s) + 0.02941 pB = 0 pT = 0

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

ILD Observasi 7 6

s > 0.54

pD = (1.9027 * s) + 0.30764 pA = (0.250225 * s) + 0.04 pB = (1.23495 * s) + 0.03395 pT = 0

5 ILD

0.24 < s ≤ 0.55

1 0 0

ILD Akar Daun Batang Tongkol

ttab

A

P

1.38 -0.37 -1.20 0.43 1.06

0.61 1.53 1.03 0.5 1.32

A

P

1.77 1.77 1.77 1.77 1.77

1.78 1.78 1.78 1.78 1.78

A tn tn tn tn tn

40

60

Model

Var

(P > 0.05)

20

80

100

HST

Tabel 5. Hasil uji-t berpasangan simulasi dan observasi thit

3 2

pD = (-0.7764 * s) + 1.12 pA = (-0.0878 * s) + 0.09302 pB = (-0.8173 * s) + 0.919 pT = (0.9991 * s) + 0.4591

Peubah

4

Observasi

Gambar 9. Perbandingan terhadap garis 1:1(atas) dan uji grajik (bawah) Var.Arjuna

P tn tn tn tn tn

7. 0 6. 0 5. 0 4. 0 3. 0 2. 0 1. 0

Ket : tn = tidak nyata P = Jagung Varietas Pioner 4 A = Jagung Varietas Arjuna Satuan Peubah : kg/ha kecuali IlD 4.5.1. Indeks Luas Daun (ILD) Pengujian secara kualitatif dan kuantitatif dilakukan terhadap nilai ILD dua varietas jagung pada populasi 64000 tanaman/ha dari awal tanam sampai panen. Hasil uji-t pada nilai ILD Pioner 4 dan Arjuna dengan taraf 5 % menunjukkan bahwa hasil simulasi dan hasil pengukuran tidak berbeda nyata. Hasil pengujian grafik dengan simpangan erorr 10 % pada kedua varietas memberikan hasil yang cukup baik. Hubungan antara nilai ILD hasil simulasi dengan hasil pengukuran pada kedua jenis varietas jagung juga mendekati garis 1 : 1 (Gambar 9).

0. 0 0

20

40

60

80

100

120

H ST

M odel

Obs er v as i

7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

Gambar 10. Perbandingan terhadap garis 1:1 (atas) dan uji grajik (bawah) Var. Pioner 4

11

4.5.2. Biomassa Daun, Batang, Akar, dan Tongkol Organ daun, batang, akar dan tongkol pada kedua jenis varietas jagung diuji secara terpisah dengan menggunakan uji-t pada taraf 5 %. Hasil pengujian masing-masing organ pada kedua varietas jagung menunjukkan

perbedaan hasil simulasi dengan hasil observasi tidak nyata. Pengujian juga dilakukan terhadap garis absis dan ordinat 1 : 1. Dari hasil pengujian diketahui hasil simulasi tidak terlalu jauh terhadap garis 1 : 1 dan juga rata-rata masih berada dalam jangkauan error yang tidak terlalu besar.

W a k a r S im u la s i

700 600 500 400 300 200 100 0 0

4

11

18

25

32

39

46

55

69

83

800 600 400 200 0

93

0

200

400

600

800

Har i

A

A WakarObservasi

Wakar Observasi

WakarSimulasi

3000

3000 2500

2500 2000

2000

1500

1500

1000 1000

500 500

0 0

4

11

18

25

32

39

46

55

69

83

93

Har i

B

WDaunObservasi

0

B

W batan g Sim ulasi

3000 2500 2000 1500 1000 500 0 4

11

18

25

32

39

46

55

69

83

93

Har i

C WBat angObser v asi

Wtongkol Simulasi

5000 4000 3000 2000 1000 0

D

18

25

32

2000

2500

3000

39

46

55

69

83

93

Har i

WTongkolObservasi

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0

1000

Wbat angSimulasi

6000

11

1500

2000

3000

4000

6000

8000

Wbatang Observasi

7000

4

1000

Wd a u n Ob se r v a si

C

8000

0

500

WdaunSimulasi

3500

0

0

8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0

D WTongkolSimulasi

Gambar 11. Hasil uji grafik biomassa akar (A), daun (B), batang (C) dan tongkol (D) Var. Arjuna

0

2000

4000 Wtongkol Observasi

Gambar 12. Hasil perbandingan terhadap garis 1 : 1 biomassa Akar (A), daun (B), batang (C), dan tongkol (D) Var. Arjuna

12

800

800

700

700

600

600

500 400

500

300

400

200

300

100 200

0 0

20

40

60

80

100

10 0

120

0

Har i

0

A Wakar M odel

200

400

A

Wakar Obser vas i

600

800

W ak a r O bs e r va s i

4000

3500

3500

3000

3000 2500

2500

2000

2000

1500 1000

1500

500

1000

0

500 0

20

40

60

80

100

120

0

Ha r i

0

B Wdaun model

500

1000

1500

2500

3000

3500

Wdaun Obser vasi

B

Wdaun obser vasi

2000

3500

3500 3000

3000

2500 2000

2500

1500

2000

1000

1500

500

1000

0

500 0

20

40

60

80

100

120

0 Har i

0

C Wbat ang Si mul as i

500

1000

C C

Wbat ang Obs er v as i

12000.0

12000. 0

10000.0

10000. 0

8000.0

1500

2000

2500

3000

3500

W ba t a ng O bs e r v a s i

8000. 0

6000.0

6000. 0

4000.0

4000. 0

2000.0 2000. 0

0.0 0

20

40

60

80

100

0. 0

120

0. 0

Har i

D Wtongkol Model

Wtongkol Obser vasi

Gambar 13. Hasil uji grafik biomassa akar (A), daun (B), batang (C) dan tongkol (D) Var. Pioner 4

D

2000. 0

4000. 0

6000. 0

8000. 0

10000. 0

W t ongkol Obser va si

Gambar 14. Hasil perbandingan terhadap garis 1 : 1 biomassa akar (A), daun (B), batang (C), dan tongkol (D) Var. Pioner 4

13

12000. 0

V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Model yang disusun telah mampu memsimulasikan pertumbuhan dan perkembangan tanaman jagung seperti ditunjukkan oleh pengamatan lapang, untuk dua varietas dengan umur yang berbeda, yaitu berumur genjah (90 - 95 hari) dan umur sedang/menengah (100 - 110 hari). Hasil dugaan model tidak berbeda nyata dengan hasil pengukuran lapang untuk semua peubah yang diukur. Peubah tersebut, ialah indeks luas daun (ILD), biomassa daun (kg/ha), biomassa akar (kg/ha), biomassa batang (kg/ha), dan biomassa tongkol (kg/ha). 5.2. Saran Karena model ini belum divalidasi menggunakan data yang terpisah dengan yang digunakan untuk kalibrasi, model perlu divalidasi menggunakan data percobaan pada waktu dan tempat dengan kondisi iklim yang berbeda.

14

DAFTAR PUSTAKA Acquaah, George. 2001. Principles Of Crop Production : Theory, Technique, and Technolog second edition. Pearson Prentice Hall. New Jersey. Allen R G; Pereira L S; Raes D; Smith M. 1998. Crop Evapotranspiration Guidelines for Computing Crop Water Requirements FAO Irrigation and Drainage Paper, 56. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Rome. http://www.fao.org/docrep/X0490E/x 0490e0k.htm Ariani, M. dan Pasandaran E. 2003. Pola Konsumsi dan Permintaan Jagung untuk Pangan. Dalam Kasryno, F., Pasandaran, E., Fagi, A.M. (Ed). Ekonomi Jagung Indonesia. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Bogor. hlm. 211 – 277. Baharsjah, Justika. 1991. Hubungan Cuaca – Tanaman. Dalam Bey, Ahmad (Ed). Kapita Selekta dalam Agrometeorologi. IPB. Bogor. Chang, J.H. 1974. Climate and Agriculture An Ecological Survey. Aldine Publ. Co. Chicago. Charles-Edward D.A., D. Doley, and G.M. Rimmington. 1986. Modelling Plant Geowth and Development. Academic Press. Sidney. Gardner, F.P., R.B. Pearce and R.L. Mitchell. 1991. Physiology Of Plants. Terjemahan Herawati Susilo. Penerbit Universitas Indonesia. Jakarta Fitter, A.H. and R.K. Hay. 1991. Environmental Physiology of Plants. Terjemahan Sri Andani dan E.D. Purbayanti Editor B. Srigandono. Penerbit Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Hall, D.O. and K.K. Rao. 1978. Photosynthesis Second Edition. Edward Arnold Limited. London. Handoko. 1994. Dasar Penyusunan dan Aplikasi Model Simulasi Komputer untuk Pertanian. Jurusan Geofisika dan Meteorologi. FMIPA. IPB. Ismal, Gazali. 1983. Penggunaan Metode Jumlah Panas untuk Menentukan Umur Jagung serta Penelaahan Pertumbuhan dan Produksinya pada Beberapa Lokasi dan Jenis Tanah.

Disertasi. Fakultas Pasca Sarjana. IPB. Bogor Fisher, K.S. dan Falmer, A.F.E. 1983. Maize. dalam Potential Productivity of Field Crops Under Different Environment. IRRI. Filipina Kasryono, Faisal. 2003. Perkembangan Produksi dan Konsumsi Jagung Dunia dan Implikasinya bagi Indonesia. Dalam Kasryno, F., Pasandaran, E., Fagi, A.M. (Ed). Ekonomi Jagung Indonesia. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Bogor. hlm. 37 – 72. Kropff M.J. and H.H. Van Laar. 1993. Modelling Crop-Weed Interactions. CAB International. Wallingford.UK. Moentono, Muhadji Djali. 1996. Sumber Daya Lingkungan Tumbuh Jagung. dalam Kinerja Penelitian Tanaman Pangan, Prosiding Simposium Penelitian Tanaman Pangan III, Buku 4. Puslitbangtan. Bogor Muhadjir, Fathan. 1988. Karakteristik Tanaman Jagung. dalam Jagung. Puslitbangtan. Bogor. Nugraha, U.S., Subandi, Hasanuddin, A. dan Subandi. 2003. Perkembangan Teknologi Budi Daya dan Industri Benih Jagung. Dalam Kasryno, F., Pasandaran, E., Fagi, A.M. (Ed). Ekonomi Jagung Indonesia. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Bogor. hlm. 37 – 72. Pamedon, M.B., Dahlan, M., Sutrisno, George, M.L.C. 2006. Karakterisasi Kemiripan Genetik Koleksi Inbrida Jagung Berdasarkan Marka Mikrosatelit. J. AgroBiogen 2(2): 4551. Purseglove, J.W. 1975. Tropical Crops, Monocotyledons. Longman. Singapore. Sitaniapessy, P.M. 1985. Pengaruh jarak tanam dan besarnya populasi tanaman terhadap absorbsi radiasi surya dan produksi tanaman jagung (Zea mays L.). Disertasi. Fakultas Pasca Sarjana. IPB. Bogor. Susanto, A.N. dan Wirappa, M.P. 2005. Prospek dan Strategi Pengembangan Jagung untuk Mendukung Ketahanan Pangan di Maluku, J. Litbang Petanian 24 (2) : 70 – 79. Suwarto. 2005. Model Pertumbuhan dan Produksi Jagung dalam Tumpang Sari dengan Ubi Kayu. Disertasi. IPB. http://www.warintek.ristek.go.id/pertanian/jag ung.pdf.

15

Lampiran 1. Data cuaca bulan November 2002 - Januari 2003 Darmaga, Bogor Julian Date 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352

CH (mm) 16.0 27.5 30.0 0.6 13.8 23.6 0.0 19.0 0.0 6.4 10.5 2.0 32.0 0.0 2.8 3.2 30.0 0.0 37.0 0.3 96.6 0.8 24.2 22.4 0.0 3.0 12.2 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0 24.8 10.4 41.5 68.1 18.0 14.2 3.4 0.0 6.0 15.6 20.6 28.4 0.0

RH (%) 87.3 85.5 79.3 88.0 86.0 83.8 86.8 83.0 83.3 85.5 86.0 85.8 80.8 80.5 91.8 87.8 84.8 81.0 87.3 87.3 84.0 83.8 80.0 81.8 85.8 88.8 87.3 81.0 77.8 75.8 76.3 83.3 89.0 91.3 87.5 86.3 88.3 85.0 90.5 84.8 92.0 84.8 91.3 84.5 81.5

Suhu (oC) 25.9 25.3 26.8 26.4 25.6 26.8 25.9 27.0 26.4 26.0 26.6 26.5 26.9 27.1 25.0 25.6 26.3 25.9 25.4 25.9 26.3 26.6 25.7 26.9 26.5 25.6 25.8 26.3 26.8 26.9 26.0 26.0 25.6 25.2 25.9 25.5 25.8 26.6 25.7 26.9 25.0 26.0 25.6 26.8 27.6

Rad (MJ/m2) 9.5 9.1 13.1 11.6 11.4 14.2 8.7 13.1 13.4 13.9 8.8 13.0 12.5 16.3 7.5 13.2 10.3 12.4 9.9 10.3 12.4 14.8 10.1 11.3 9.1 9.5 12.0 14.0 16.2 13.7 13.7 15.6 9.7 7.2 13.8 15.7 10.5 13.0 10.8 8.5 9.4 12.6 10.7 10.0 10.9

Angin (m/s) 0.5 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.1 0.3 0.2 0.4 0.6 0.3 0.3 0.3 0.4 0.4 0.5 0.4 0.4 0.4 0.5 0.5 0.7 0.4 0.4 0.5 0.5 0.5 0.4 0.5 0.6 0.5 0.6 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.4 0.4 0.3 0.4 0.4 0.6 0.3

16

353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 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 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

0.0 0.0 28.2 0.4 27.5 2.5 23.5 38.3 7.6 0.3 0.0 1.8 2.0 39.6 0.6 0.8 0.4 0.6 4.0 0.0 0.0 0.0 14.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 5.4 0.0 31.8 36.8 54.6 0.0 8.9 11.2 0.0 2.6 24.6 48.6 2.2 7.6 45.8 0.2

83.8 79.5 89.0 84.5 87.5 88.8 91.8 85.0 92.3 87.8 86.0 86.5 92.0 88.0 90.8 83.3 80.3 85.0 79.8 76.8 76.0 84.5 77.0 75.8 74.5 73.5 75.8 77.3 77.3 78.0 68.8 68.8 71.3 84.3 83.5 85.5 88.3 89.0 93.3 91.3 86.5 90.3 86.5 92.0 89.5 89.3 91.3 87.8 92.0 88.3

28.1 26.8 26.5 27.6 26.7 25.6 25.3 25.9 24.6 24.8 25.2 25.7 24.4 24.9 24.6 25.6 26.3 26.1 26.7 26.7 26.9 25.6 26.0 26.7 27.3 27.1 26.9 26.4 26.8 26.6 27.2 28.1 27.2 25.7 25.7 25.3 25.3 25.1 24.7 25.0 25.9 25.1 25.4 24.6 24.9 25.0 24.9 25.5 25.2 25.5

10.1 12.9 9.2 12.1 9.7 10.7 8.8 9.2 5.9 5.8 5.9 11.6 6.0 6.3 5.9 7.5 8.9 9.0 12.5 17.2 17.8 15.4 12.9 16.6 10.9 16.6 17.8 16.4 16.9 14.2 15.8 15.4 16.0 11.6 7.7 13.9 11.4 13.4 6.1 6.0 8.7 6.6 10.6 9.8 11.8 10.3 10.2 8.4 6.0 7.5

0.4 0.3 0.6 0.4 0.4 0.5 0.4 0.5 0.4 0.5 0.3 0.2 0.5 0.5 0.6 0.4 0.6 0.5 0.3 0.6 0.7 0.6 0.6 0.6 0.8 0.5 0.6 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7 0.8 0.7 0.5 0.8 0.9 0.5 0.5 0.4 0.3 0.5 0.3 0.6 0.4 0.4 0.2 0.3 0.4 0.1

17

38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

0.0 40.3 0.1 5.0 12.3 52.9 71.7 8.2 7.6 32.0 51.0 9.4 0.0 28.2 9.4 59.8 13.2 0.0 1.2 0.0 23.6 0.6

87.0 88.5 90.0 90.5 87.3 91.3 93.0 88.8 95.3 92.0 86.0 83.3 87.5 93.3 96.0 91.8 87.3 80.8 82.8 87.8 89.3 84.8

26.1 26.1 25.7 25.0 24.8 25.3 24.8 25.8 24.2 24.9 25.5 26.1 25.4 24.3 23.5 24.5 25.4 26.4 26.4 25.5 25.3 26.2

7.5 6.9 10.2 12.8 13.8 6.7 6.3 14.7 10.4 7.4 11.2 9.3 6.6 6.0 6.2 10.3 10.0 10.7 10.6 6.5 6.7 10.2

0.5 0.5 0.3 0.4 0.3 0.4 0.2 0.2 0.4 0.3 0.3 0.6 0.6 0.4 0.2 0.2 0.5 0.6 0.7 0.7 0.6 0.3

18

Lampiran 2. Hasil simulasi dan observasi tanaman jagung varietas Arjuna dan varietas Pioner 4 Tabel 6. Perbandingan Hasil Simulasi dengan Observasi Tanaman Jagung Var Arjuna hari

Lai Observasi model

Daun (Kg/ha) Observasi model

Batang (Kg/ha) Observasi model

Akar (Kg/ha) Observasi model

Tongkol (kg/ha) Observasi model

Total (Kg/ha) Observasi model

0

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.91

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

4

0.00

0.00

3.84

1.49

0.77

0.91

2.18

0.87

0.00

0.00

6.79

3.27

11

0.06

0.02

5.97

6.26

0.00

0.91

1.92

2.54

0.00

0.00

7.89

9.71

18

0.27

0.11

49.71

40.45

0.00

0.91

6.61

7.12

0.00

0.00

56.32

48.48

25

0.68

0.64

148.48

237.42

5.12

19.97

22.61

16.25

0.00

0.00

176.21

273.64

32

1.72

1.32

427.95

487.88

33.71

291.79

39.89

103.37

0.00

0.00

501.55

883.04

39

2.37

2.34

795.95

867.43

254.08

670.85

213.55

221.43

0.00

0.00

1263.58

1759.72

46

2.46

3.54

1396.05

1,309.81

1003.31

1,116.79

330.67

357.30

0.00

0.00

2730.03

2783.90

55

4.00

4.37

1708.80

1,617.93

2522.67

1,945.62

458.24

464.15

648.96

537.98

5338.67

4565.67

69

4.74

4.92

2432.00

1,820.56

2945.07

2,956.99

648.11

479.25

1741.65

2,669.11

7766.83

7925.91

83

4.99

5.62

2359.04

2,081.16

2869.97

2,935.46

419.20

433.54

5125.97

5,516.54

10774.18

10966.69

93

4.84

5.14

1863.47

1,902.59

2179.84

2,212.81

373.12

359.63

6687.15

6,554.24

11103.58

11029.27

19

Tabel 7. Perbandingan Hasil Simulasi dengan Observasi Tanaman Jagung Var Pioner 4 Lai Daun (Kg/ha) Batang (Kg/ha) Akar (Kg/ha) hari Observasi Model Observasi Model Observasi Model Observasi Model 0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

Tongkol (kg/ha) Observasi Model 0.0 0.0

Total (Kg/ha) Observasi Model 0.0 0.0

4

0.0

0.00

4.2

1.27

1.3

1.70

2.7

0.86

0.0

0.0

8.2

3.83

11

0.1

0.01

7.0

5.56

0.0

1.70

2.1

1.07

0.0

0.0

9.2

8.38

18

0.3

0.06

47.4

31.80

0.0

1.70

10.2

3.25

0.0

0.0

57.6

37.49

25

0.8

0.33

154.0

183.97

5.3

1.70

22.6

18.44

0.0

0.0

182.0

210.47

32

1.8

0.88

558.7

487.11

58.5

185.32

83.8

70.56

0.0

0.0

701.0

716.01

39

3.0

1.89

983.0

1052.40

180.7

513.60

184.3

162.79

0.0

0.0

1348.1

1,593.15

46

3.5

3.24

1860.9

1798.96

982.2

975.62

343.9

291.51

0.0

0.0

3187.0

2,755.38

53

4.0

4.90

2650.5

2723.51

1600.0

1,590.56

428.2

460.90

0.0

0.0

4678.6

4,246.94

61

4.3

4.94

2548.3

2745.74

2322.6

1,866.41

450.6

496.07

800.6

719.25

6122.0

5,356.56

75

4.3

5.91

2884.1

3282.02

2777.0

2,683.32

602.7

527.92

2507.5

4,729.64

8771.2

10,910.08

89

4.2

5.23

2828.8

2903.54

2259.0

2,708.03

551.9

497.12

6539.7

7,343.22

12179.4

13,236.48

106

3.6

4.09

2443.7

2270.16

2380.6

2,293.07

471.9

420.79

9619.8

9,713.26

14916.1

14,537.80

20

Lampiran 3. Hasil observasi (kiri) dan simulasi (kanan) ILD (A), biomassa akar (B), daun (C), batang (D), dan tongkol (E) Var. Pioner

9.00

5. 00

8.00 7.00

4. 00

6.00

3. 00

5.00 4.00

2. 00

3.00

1. 00

2.00 1. 0 0

0. 00 0.00

0

20

40

A

60

80

100

120

Har i

0

A

20

40

60

80

10 0

12 0

H ar i

3500.00

3500.00

3000.00

3000.00

2500.00

2500.00

2000.00

2000.00

1500.00

1500.00

1000.00

1000.00

500.00

500.00 0.00

0.00 0

20

40

B

60

80

100

120

0

20

40

B

Har i

3000.00

3000.00

2500.00

2500.00

2000.00

2000.00

1500.00

60

80

100

120

Hari

1500.00

1000.00 1000.00

500.00 500.00

0.00 0

C

20

40

60

80

100

120

Har i

0.00

C

0

20

40

60

80

100

120

Har i

600.00

700.00 600.00

500.00

500.00

400.00

400.00

300.00

300.00

200.00

200.00

100.00

100.00

0.00

0.00 0

D

20

40

60

80

100

120

H ar i

D

0

12000.00

10000.00

10000.00

8000.00

8000.00

6000.00

6000.00

60

80

100

120

4000.00

2000.00

2000.00

0.00

E

40

Hari

12000.00

4000.00

20

0

20

40

60 H ar i

80

100

120

E

0.00 0

20

40

60

80

Har i

21

100

120

Lampiran 4. Hasil observasi (kiri) dan simulasi (kanan) ILD (A), biomassa akar (B), daun (C), batang (D), dan tongkol (E) Var. Arjuna 6.00 5.00

6.00 5.00

4.00 3.00 2.00

IL D

4.00 3.00 2.00

1.00 0.00

1.00

0

0.00 0

A

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

20

40

A

60

80

100

Hari

Har i

3000.00

2500.00 2500.00

\

2000.00

2000.00

1500.00

1500.00

1000.00

1000.00

500.00

500.00

0.00 0

B

0.00 0

20

40

60

80

100

10

20

30

40

50

B

60

70

80

90

100

Har i

Har i 3500.00

4,000.00

3000.00

3,000.00

2500.00 2000.00

2,000.00

1500.00

1,000.00

1000.00

500.00

0

20

40

60

80

100

0.00 0

C

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

Har i

Har i

700.00

600.00

600.00

500.00

500.00

400.00

400.00

300.00

300.00 200.00

200.00

100.00

100.00

0.00

0.00

0

2

4

6

D

8

10

12

14

Hari

D

0

2

4

6

8

10

12

14

Ha r i

7000.00

8000.00

6000.00

6000.00

5000.00

4000.00

4000.00 3000.00

2000.00

2000.00

0.00

1000.00

0

E

20

40

60 Har i

80

100

0.00

E

0

20

40

60 Ha r i

22

80

100

Lampiran 5. Tampilan model simulasi tanaman jagung

23

24

Lampiran 6. Uji-t berpasangan peubah LAI, daun, batang, akar, dan tongkol varietas Pioner 4

Paired T-Test and CI: Model, Observasi Paired T for Model - Observasi Model Observasi Difference

N 13 13 13

Mean 2.42154 2.28615 0.135385

StDev 2.34786 1.81994 0.798213

SE Mean 0.65118 0.50476 0.221384

95% CI for mean difference: (-0.346971, 0.617740) T-Test of mean difference = 0 (vs not = 0): T-Value = 0.61 0.552

P-Value =

Paired T-Test and CI: daunMo, daunOb Paired T for daunMo - daunOb daunMo daunOb Difference

N 13 13 13

Mean 1345.08 1305.43 39.6477

StDev 1304.10 1239.08 139.3185

SE Mean 361.69 343.66 38.6400


P-Value =

Paired T-Test and CI: BatangMo, batangOb Paired T for BatangMo - batangOb BatangMo batangOb Difference

N 13 13 13

Mean 995.368 966.695 28.6723

StDev 1110.350 1128.728 206.5329

SE Mean 307.956 313.053 57.2819


P-Value =

Paired T-Test and CI: akarMod, akarOb Paired T for akarMod - akarOb akarMod akarOb Difference

N 13 13 13

Mean 272.215 242.684 29.5315

StDev 288.248 236.476 69.5301

SE Mean 79.946 65.587 19.2842


P-Value =

25

Paired T-Test and CI: tongkolMod, tongkolOb Paired T for tongkolMod - tongkolOb tongkolMod tongkolOb Difference

N 13 13 13

Mean 1736.52 1497.52 239.000

StDev 3322.41 3069.81 650.578

SE Mean 921.47 851.41 180.438


P-Value =

26

Lampiran 7. Uji-t berpasangan peubab LAI, daun, batang, akar, dan tongkol varietas Arjuna

Paired T-Test and CI: model_ILD, Observasi_ILD Paired T for model_ILD - Observasi_ILD model_ILD Observasi_ILD Difference

N 12 12 12

Mean 2.33500 2.17750 0.157500

StDev 2.25736 2.02397 0.394810

SE Mean 0.65164 0.58427 0.113972


P-Value =

Paired T-Test and CI: model_Daun, Observasi_Daun Paired T for model_Daun - Observasi_Daun model_Daun Observasi_Daun Difference

N 12 12 12

Mean 864.415 932.605 -68.1900

StDev 835.614 964.148 197.5314

SE Mean 241.221 278.325 57.0224

95% CI for mean difference: (-193.6955, 57.3155) T-Test of mean difference = 0 (vs not = 0): T-Value = -1.20 0.257

P-Value =

Paired T-Test and CI: model_Batang, Observasi_Batang Paired T for model_Batang - Observasi_Batang model_Batang Observasi_Batang Difference

N 12 12 12

Mean 1012.83 984.55 28.2817

StDev 1187.65 1260.09 230.0810

SE Mean 342.85 363.76 66.4187


P-Value =

Paired T-Test and CI: model_Akar, Observasi_Akar Paired T for model_Akar - Observasi_Akar model_Akar Observasi_Akar Difference

N 12 12 12

Mean 203.788 209.675 -5.88750

StDev 202.654 228.536 55.07356

SE Mean 58.501 65.973 15.89837


P-Value =

27

Paired T-Test and CI: model_T, Observasi_T Paired T for model_T - Observasi_T model_T Observasi_T Difference

N 12 12 12

Mean 1273.16 1183.64 89.5117

StDev 2361.68 2289.02 293.3444

SE Mean 681.76 660.78 84.6812


P-Value =

28

Lampiran 8. Source code model simulasi tanaman jagung Dim pddcol Dim pddrow Dim tu Dim i, s, pA, pB, pD, pT, suhu, Q10, kmb, rbatang, rdaun, rakar, rtongkol, wakar Dim wbatang, wdaun, wtongkol, Wtot, transmisi, Qint, dWa, Lai, Etm, Tsm, wdf, rew Dim Tsa, swc1, runoff, CEs1, CEs2, Esm, Es Dim j Dim Y Dim FC1 Dim swc Dim WP1 Dim chrow Dim k Private Sub cmb_Click() If cmb.Text = "Pioner" Then Text1.Text = "96 - 100" Text2.Text = "1904" End If If cmb.Text = "Arjuna" Then Text1.Text = "90 -95" Text2.Text = "1678" End If End Sub Private Sub cmb1_Click() If cmb1.Text = "Wet (100%FC)" Then txt4.Text = Val(txtKL.Text) If cmb1.Text = "Moist (75%FC)" Then txt4.Text = 0.75 * Val(txtKL.Text) If cmb1.Text = "Dry (50%FC)" Then txt4.Text = 0.5 * Val(txtKL.Text) End Sub Private Sub cmd1_Click() Grafik End Sub Public Sub Grafik() With Form1.chart2 .Refresh Open TxtOutput.Text For Input As 1 k=0 .Rows = chrow .Cols = 8 While Not EOF(1) Input #1, i, s, Lai, wdaun, wbatang, wakar, wtongkol, Wtot k=k+1 .Row = 0 .Col = 0: .Clip = "i": .ColWidth(0) = 1050 .Col = 1: .Clip = "s": .ColWidth(1) = 1050 .Col = 2: .Clip = "Lai": .ColWidth(2) = 1050 .Col = 3: .Clip = "Daun": .ColWidth(3) = 1050 .Col = 4: .Clip = "Batang": .ColWidth(4) = 1050 .Col = 5: .Clip = "Akar": .ColWidth(5) = 1050 .Col = 6: .Clip = "Tongkol": .ColWidth(6) = 1050 .Col = 7: .Clip = "Total": .ColWidth(7) = 1050 .Row = k .Col = 0: .Clip = Val(Format(i, "##")) .Col = 1: .Clip = Val(Format(s, "##.#####"))

29

.Col = 2: .Clip = Val(Format(Lai, "##.##")) .Col = 3: .Clip = Val(Format(wdaun, "##.##")) .Col = 4: .Clip = Val(Format(wbatang, "##.##")) .Col = 5: .Clip = Val(Format(wakar, "##.##")) .Col = 6: .Clip = Val(Format(wtongkol, "##.##")) .Col = 7: .Clip = Val(Format(Wtot, "##.##")) Wend Close #1 End With MsgBox "Lihat Grafik", vbOKOnly, "PESAN" Grafik_ILD End Sub Private Sub cmdClear_Click() TxtWTongkol = "" TxtWtot = "" TxtHari = "" TxtLAI = "" TxtTB = "" End Sub Private Sub cmdInput_Click() 'Listing code bawah ini digunakan untuk memilih nama file input On Error GoTo Out1 TxtInput.Text = "" Dialog1.DialogTitle = "Open File Data Iklim" Dialog1.InitDir = CurDir Dialog1.Filter = "Comma delimited (*.csv)|*.csv|All files (*.*)|*.*|" Dialog1.ShowOpen TxtInput.Text = Dialog1.FileName Out1: Exit Sub End Sub Private Sub cmdOutput_Click() 'Listing code bawah ini digunakan untuk memilih nama file output TxtOutput.Text = "" Dialog1.DialogTitle = "Save Output Hasil Simulasi" Dialog1.InitDir = CurDir Dialog1.Filter = "Comma delimited (*.csv)|*.csv|All files (*.*)|*.*|" Dialog1.ShowSave TxtOutput.Text = Dialog1.FileName End Sub Private Sub cmdProses_Click() Open TxtInput.Text For Input As #1 Open TxtOutput.Text For Output As #2 For i = 1 To 365 Input #1, hujan, RH, suhu, rad, angin 'CUACA 'Parameter H = Text3.Text PI = 3.14 lat = 6 gamma = 66.1 lhv = 2.454 'deklinasi surya (derajat) HI = H + i

30

If HI > 365 Then HI = HI - 365 T = -23.4 * Cos(2 * PI * (HI + 10) / 365) 'fungsi mencari arccos sinld = Sin(lat * PI / 180) * Sin(T * PI / 180) cosld = Cos(lat * PI / 180) * Cos(T * PI / 180) sinb = Sin(-0.833 * PI / 180) arg = (sinb - sinld) / cosld arccos = 2 * Atn(1) - Atn(arg / Sqr(1 - arg * arg)) 'Panjang hari dlen = 24 / PI * arccos 'Tekanan uap Esat = 6.1078 * Exp(17.239 * suhu / (suhu + 273.3)) Ea = RH * Esat / 100 vpd = Esat - Ea 'fungsi aerodinamik f1 = 0.64 * (1.054 * angin * (1000 / 3600)) 'albedo alb = (0.09) + (0.25 * (0.23 - 0.05) * Lai) 'landaian tekanan uap delta = 47.139 * Exp(0.55129 * suhu) 'Radiasi Gelombang Panjang sangot = 58.75 * (sinld + cosld) nN = (rad / sangot - 0.16) / 0.62 Rlw = 2 * (10 ^ (-9)) * ((suhu + 273.3) ^ 4) * (0.56 - 0.08 * Sqr(Ea)) * (0.1 + 0.9 * nN) 'Radiasi netto RN = (1 - alb) * rad - Rlw 'Evapotranspirasi maksimum Etm = (delta * RN + f1 * vpd * 100) / ((delta + gamma) * lhv) 'Evaporasi tanah 'Parameter FC = Val(txtKL.Text) WP = Val(txtTLP.Text) dE = Val(txtdE.Text) swc = Val(txt4.Text) FC1 = FC * dE / 100 WP1 = WP * dE / 100 swc1 = swc * dE / 100 U = 12 CEs1 = U CEs2 = 0 times = 0 Es = 0 alpha = 3.5 k = 0.5 'Rata-rata utk seluruh populasi 64000 dan varietas 'Intersepsi If Lai < 3 Then Hint = 0.4233 * Lai Else Hint = 1.27 If hujan < Hint Then Hint = hujan 'Infiltrasi inf = hujan - Hint 'Transpirasi dan Evaporasi Maksimum Tsm = Etm * (1 - Exp(-k * Lai)) Esm = Etm - Tsm If Esm < 0 Then Esm = 0 'Evaporasi aktual p = inf If CEs1 > U Then GoTo stage2 stage1: If p >= CEs1 Then CEs1 = 0 Else CEs1 = CEs1 - p

31

cumes1: CEs1 = CEs1 + Esm If CEs1 < U Then Es = Esm Else GoTo Transition GoTo buff Transition: Es = Esm - 0.4 * (CEs1 - U) CEs2 = 0.6 * (CEs1 - U) times = (CEs2 / alpha) ^ 2 GoTo buff stage2: If p >= CEs2 Then GoTo storm times = times + 1 timeso = times Es = alpha * Sqr(times) - alpha * Sqr(timeso) If p > 0 Then GoTo rain If Es > Esm Then Es = Esm cumes2: CEs2 = CEs2 + Es - p GoTo buff storm: p = p - CEs2 CEs1 = U - p If p > U Then CEs1 = 0 GoTo cumes1: rain: Esx = 0.8 * p If Esx <= Es Then Esx = Es + p If Esx > Esm Then Esx = Esm Es = Esx GoTo cumes2 buff: If swc1 < 0.5 * WP1 Then Es = 0 'Neraca Air swc1 = swc1 + inf - Tsa - Es If swc1 > FC1 Then GoTo pc pc = 0 GoTo bufff pc: pc = swc1 - FC1 swc1 = FC1 bufff: If swc < 0 Then swc = 0 'Penyerapan air swcCrit = WP1 + (0.4 * (FC1 - WP1)) rew = (swc1 - WP1) / (swcCrit - WP1) If rew < 0 Then rew = 1 If rew >= 1 Then rew = 1 Tsa = Tsm * rew If Tsa >= Tsm Then Tsa = Tsm If swc1 > swcCrit Then wdf = 1 Else wdf = rew 'PERKEMBANGAN dan PERTumbuhan tanaman 'PARAMETER AWAL kma = 0.01 'kgkg-1hari-1 Suwarto (2005) Kropff dan Laar (1993) kmd = 0.03 'kgkg-1hari-1 Suwarto (2005) Kropff dan Laar (1993) kmt = 0.01 'kgkg-1hari-1 Suwarto (2005) Kropff dan Laar (1993) kmb = 0.015 'kgkg-1hari-1 Suwarto (2005) Kropff dan Laar (1993)

32

kg = 0.13 'kg = 0.11 'kgkg-1hari-1 Suwarto (2005) Kropff dan Laar (1993) tu = Val(Text2.Text) lue = 0.0024 'kg/MJ populasi 64000 tb = Val(TxtTB.Text) 'Perkembangan If suhu > tb Then s = s + (suhu - tb) / tu If s >= 1 Then GoTo Hasil If cmb.Text = "Arjuna" Then GoTo Arjunaa Else GoTo Pioner Pioner: If s <= 0.04 Then 'Tanam - emergence pD = 0.34 pB = 0.44 pA = 0.22 pT = 0 End If If s > 0.04 And s <= 0.24 Then 'emergence - T.muda pD = (2.7266 * s) + 1.0059 pB = 0 pA = (0.44666 * s) + 0.02941 pT = 0 End If If s > 0.24 And s <= 0.54 Then 'T.muda - tasseling pA = (0.250225 * s) + 0.04 pD = ((1.9027) * s) + 0.30764 pB = ((1.23495) * s) + 0.03395 pT = 0 End If If s > 0.54 Then 'tasseling-matang pD = ((-0.7764) * s) + 1.12 pA = ((-0.0878) * s) + 0.12302 pB = ((-0.8173) * s) + 0.919 pT = (0.9991 * s) + 0.4591 End If GoTo Pertumbuhan_pioNer Arjunaa: If s <= 0.04 Then 'Tanam - emergence pD = 0.44 pB = 0.31 pA = 0.25 pT = 0 End If If s > 0.04 And s <= 0.27 Then 'emergence - T.muda pD = (2.9 * s) + 0.5711 pB = 0 pA = (-1.682 * s) + 0.4289 pT = 0 End If If s > 0.27 And s <= 0.55 Then 'T.muda - tasseling pA = (0.1 * s) + 0.1 pD = ((1.3) * s) + 0.09 pB = ((0.694) * s) + 0.19372 pT = 0 End If If s > 0.55 Then 'Tasseling - matang pD = ((-0.1582) * s) + 0.5381 pA = ((-0.1826) * s) + 0.1653 pB = ((-2.6256) * s) + 2.4231 pT = (0.92165 * s) + 0.21165

33

End If GoTo Pertumbuhan_Arjuna Pertumbuhan_Arjuna: 'SUB MODEL PERTUNBUHAN 'radiasi yang diintersepsi SInt = rad * (1 - Exp(-k * Lai)) 'pertambahan biomassa potensial dW = lue * SInt * 10 ^ 4 'kg ha-1 d-1 CumW = CumW + dW 'Pertambhan biomassa aktual dWa = (1 - kg) * dW * wdf CumWa = CumWa + dWa 'Respirasi pemeliharaan Q10 = 2 ^ ((suhu - 20) / 10) 'Laju Respirasi masing-masing organ rdaun = kmd * wdaun * Q10 rbatang = kmb * wbatang * Q10 rakar = kma * wakar * Q10 rtongkol = kmt * wtongkol * Q10 'Fase pertumbuhan dan Partisi Biomassa If s <= 0.04 Then 'tanam - emergence dwdaun = pD - rdaun dwbatang = pB - rbatang dwakar = pA - rakar wdaun = wdaun + dwdaun wbatang = wbatang + dwbatang wakar = wakar + dwakar A=A+1 End If If s > 0.04 And s <= 0.27 Then dwdaun = pD * dWa - rdaun dwakar = pA * dWa - rakar

'emergence - T.muda

wdaun = wdaun + dwdaun wakar = wakar + dwakar If pA <= 0 Then pA = 0 B=B+1 End If If s > 0.27 And s <= 0.55 Then dwdaun = pD * dWa - rdaun dwbatang = pB * dWa - rbatang dwakar = pA * dWa - rakar

'T.muda - tasseling

wdaun = wdaun + dwdaun wbatang = wbatang + dwbatang wakar = wakar + dwakar c=c+1 End If If s > 0.55 Then 'Tasseling - matang dwdaun = pD * dWa - rdaun dwbatang = pB * dWa - rbatang dwakar = pA * dWa - rakar dwtongkol = pT * dWa - rtongkol

34

wdaun = wdaun + dwdaun wbatang = wbatang + dwbatang wakar = wakar + dwakar wtongkol = wtongkol + dwtongkol D=D+1 End If GoTo hitungLaiArjuna Pertumbuhan_pioNer: 'SUB MODEL PERTUNBUHAN 'radiasi yang diintersepsi SInt = rad * (1 - Exp(-k * Lai)) ' transmisi = Exp(-k * Lai) ' Qint = rad * (1 - transmisi) 'pertambahan biomassa potensial dW = lue * SInt * 10 ^ 4 'kg ha-1 d-1 CumW = CumW + dW 'Pertambahan biomassa aktual dWa = (1 - kg) * dW * wdf CumWa = CumWa + dWa 'Respirasi pemeliharaa Q10 = 2 ^ ((suhu - 20) / 10) 'Laju Respirasi masing-masing organ rdaun = kmd * wdaun * Q10 rbatang = kmb * wbatang * Q10 rakar = kma * wakar * Q10 rtongkol = kmt * wtongkol * Q10 'Fase pertumbuhan dan Partisi Biomassa If s <= 0.04 Then 'Tanam - Emergence dwdaun = pD - rdaun dwbatang = pB - rbatang dwakar = pA - rakar wdaun = wdaun + dwdaun wbatang = wbatang + dwbatang wakar = wakar + dwakar lai1 = 0.0068 * wdaun A=A+1 End If If s > 0.04 And s <= 0.24 Then dwdaun = pD * dWa - rdaun dwakar = pA * dWa - rakar

'Emergence - T.muda

wdaun = wdaun + dwdaun wakar = wakar + dwakar If pA <= 0 Then pA = 0 B=B+1 End If

35

If s > 0.24 And s <= 0.54 Then dwdaun = pD * dWa - rdaun dwbatang = pB * dWa - rbatang dwakar = pA * dWa - rakar

'T.muda - Tasseling

wdaun = wdaun + dwdaun wbatang = wbatang + dwbatang wakar = wakar + dwakar c=c+1 End If If s > 0.54 Then 'Tasseling - Matang dwdaun = pD * dWa - rdaun dwbatang = pB * dWa - rbatang dwakar = pA * dWa - rakar dwtongkol = pT * dWa - rtongkol wdaun = wdaun + dwdaun wbatang = wbatang + dwbatang wakar = wakar + dwakar wtongkol = wtongkol + dwtongkol D=D+1 End If GoTo hitungLaiPioner hitungLaiPioner: sla = 0.0018 dlai = sla * dwdaun Lai = dlai + Lai GoTo lanjut 'hitungLai1: 'End hitungLaiArjuna: sla = 0.0027 If sla < 0 Then sla = 0 dlai = sla * dwdaun Lai = dlai + Lai GoTo lanjut lanjut: Wtot = wakar + wdaun + wbatang + wtongkol 'Simpan Hasil Simulasi ke File: Write #2, i, s, Lai, wdaun, wbatang, wakar, wtongkol, Wtot Next i

Hasil: TxtAkar = Int(wakar) TxtBtng = Int(wbatang) TxtDaun = Int(wdaun) TxtWTongkol = Int(wtongkol) txtbio = Int(Wtot)

36

txtumur = i - 1 txtfase1 = A txtfase2 = B txtfase3 = c txtfase4 = D Text4 = Int(CumWa) Close #2 Close #1 PI = Val(txtumur.Text) + Val(Text3.Text) If PI > 365 Then PI = PI - 356 txtpanen.Text = PI pddrow = i - 1 pddcol = 1 chrow = i chcol = 3 MsgBox "Model telah selesai dijalankan, Klik OK untuk menampilkan Tabel", vbOKOnly, "PESAN" Form1.Height = 10900 Grafik End Sub Private Sub cmdQuit_Click() End End Sub Public Sub Grafik_ILD() With chart1 .Refresh Open TxtOutput.Text For Input As #1 j=0 .RowCount = pddrow .ColumnCount = pddcol While Not EOF(1) Input #1, i, s, Lai, wdaun, wbatang, wakar, wtongkol, Wtot j=j+1 .Row = j: .RowLabel = "i" .Column = 1: .Data = Lai: .ColumnLabel = "Lai" '.Column = 2: .Data = wdaun: .ColumnLabel = "daun" Wend Close #1 End With End Sub Private Sub Command1_Click() With chart1 .Refresh Open TxtOutput.Text For Input As #1 Y=0 .RowCount = pddrow .ColumnCount = pddcol While Not EOF(1) Input #1, i, s, Lai, wdaun, wbatang, wakar, wtongkol, Wtot Y=Y+1 .Row = Y: .RowLabel = "i" .Column = 1: .Data = wtongkol: .ColumnLabel = "tongkol"

37

Wend Close #1 End With End Sub Private Sub Command5_Click() With chart1 .Refresh Open TxtOutput.Text For Input As #1 B=0 RowCount = pddrow .ColumnCount = pddcol While Not EOF(1) Input #1, i, s, Lai, wdaun, wbatang, wakar, wtongkol, Wtot B=B+1 .Row = B: .RowLabel = "i" .Column = 1: .Data = wbatang: .ColumnLabel = "batang" Wend Close #1 End With End Sub Private Sub Command6_Click() With chart1 .Refresh Open TxtOutput.Text For Input As #1 A=0 RowCount = pddrow .ColumnCount = pddcol While Not EOF(1) Input #1, i, s, Lai, wdaun, wbatang, wakar, wtongkol, Wtot A=A+1 .Row = A: .RowLabel = "i" .Column = 1: .Data = wakar: .ColumnLabel = "akar" Wend Close #1 End With End Sub Private Sub Command7_Click() With chart1 .Refresh Open TxtOutput.Text For Input As #1 D=0 RowCount = pddrow .ColumnCount = pddcol While Not EOF(1) Input #1, i, s, Lai, wdaun, wbatang, wakar, wtongkol, Wtot D=D+1 .Row = D: .RowLabel = "i" .Column = 1: .Data = wdaun: .ColumnLabel = "daun" Wend Close #1 End With End Sub

38

MODEL SIMULASI TANAMAN JAGUNG (Zea Mays L.)

YUNUS BAHAR

Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Program Studi Meteorologi

DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009

RINGKASAN Yunus Bahar. Model Simulasi Tanaman Jagung (Zea Mays L.). Dibimbing oleh Prof. Dr. Ir. Handoko, M.Sc.

Penelitian ini dilakukan untuk membuat model simulasi tanaman jagung (Zea Mays L.) yang mampu menjelaskan mekanisme dan mensimulasikan proses yang terjadi selama periode pertumbuhan dan perkembangan tanaman jagung. Model terdiri dari submodel neraca air, perkembangan tanaman, dan pertumbuhan tanaman. Model membutuhkan masukan data iklim harian berupa curah hujan, suhu, kelembaban relatif (RH), dan radiasi surya. Untuk kalibrasi model dibutuhkan data biomassa (daun, batang, akar, dan tongkol) dan Indeks Luas Daun (ILD) penelitian sebelumnya (pustaka). Keluaran model yang diperoleh dari penelitian ini adalah komponen neraca air, periode perkembangan tanaman, ILD, dan produksi biomassa harian berupa organ daun (kg/ha), batang (kg/ha), akar (kg/ha), dan tongkol (kg/ha). Pengujian model dilakukan dengan uji-t berpasangan ( P > 0.05) dan pengujian grafik serta perbandingan terhadap garis 1 : 1. Uji-t berpasangan menunjukkan hasil model tidak berbeda nyata dengan hasil pengukuran untuk semua peubah dari kedua varietas jagung (varietas Arjuna dan varietas Pioner 4) yang disimulasikan. Pengujian secara grafik dan perbandingan terhadap garis 1 : 1 juga menunjukkan dekatnya nilai antara hasil simulasi dengan observasi kecuali pada peubah ILD varietas Pioner 4.

RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Denpasar pada tanggal 1 Juli 1986 dan merupakan anak tunggal dari Ayahanda Bahar Asrul dan Ibunda Fatimah. Tahun 2004 penulis lulus dari SMU Negeri 01 Sabang dan pada tahun yang sama lulus masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dengan memilih Program Studi Meteorologi, Departemen Geofisika dan Meteorologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Selama kegiatan perkuliahan, penulius aktif diberbagai organisai diantaranya HIMAGRETO (Himpunan Mahasiswa Agrometeorologi) dan UKM Tenis Lapangan IPB. Penulis juga ikut dalam berbagai kegiatan baik sebagai peserta maupun panitia diantaranya Masa Perkenalan Departemen (MPD), Meteorologi Interaktif (Metrik), Birunya Langitku, Simposium VII PERHIMPI, anggota tim tennis FMIPA dalam olimpiade IPB, Ketua Kontingen sekaligus merangkap atlet pada Kejuaraan Tenis Mahasiswa Beregu Antar Perguruan Tinggi di UNNES, Semarang dan lainnya. Selain berorganisai, penulis juga pernah menjadi asisten praktikum Ilmu Lingkungan pada program Diploma IPB tahun 2007-2008. Tahun 2007, penulis melaksanakan Praktek Lapang di Badan Meteorologi dan Geofiska (BMG), Jakarta pada bulan Juli – Agustus 2007.

Judul : Model Simulasi Tanaman Jagung (Zea Mays L.) Nama : Yunus Bahar NRP

: G24104019

Menyetujui, Pembimbing

Prof. Dr. Ir. Handoko, M.Sc. NIP. 131287342

Mengetahui, Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Dr. drh. Hasim, DEA NIP.131578806

Tanggal Lulus :

KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang dengan rahmat dan hidayahNya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Model Simulasi Tanaman Jagung (Zea Mays L.) “ sebagai salah satu syarat kelulusan pada program studi Meteorologi. Terimakasih penulis kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini, diantara : 1.

Bapak Prof. Dr. Ir. Handoko, M.Sc selaku pembimbing tugas akhir sekaligus sebagai pembimbing akademik. Terimakasih juga kepasa Bapak Ir. Bregas Budianto Ass.Dpl, Ir Heny Suharsono MS, I Putu Santikayasa S.Si. M.Sc. atas saran dan bimbingannya dalam penyelesaian skripsi ini.

2.

Kedua orang tuaku atas doa dan dukungannya. Tidak lupa juga ribuan terimakasih kepada keluarga besar Om Herry Maryuto yang telah banyak membantu penulis selama di Bogor.

3.

Seluruh teman-teman sekaligus sahabatku di GFM41 yang telah memberikan banyak warna dalam hidupku di Bogor, i never forget u all.

4.

Seluruh dosen serta staf Departemen Geofisika dan Meteorologi atas bantuan dan bimbingannya mulai awal perkuliahan sampai akhir perkuliahan.

5.

Semua pihak yang telah membantu penyelesai skripsi ini yang tidak bisa saya ucapkan satu persatu.

Penulisan menyadari bahwa tulisan ini masih belum sempurna. Walaupun demikian penulis berharap agar tulisan ini dapat berguna bagi yang memerlukannya. Mudah-mudahan semua kebaikan yang telah diterima penulis dari semua pihak akan mendapat balasan dari Allah SWT. Amin.

Bogor, Februari 2009

Penulis

I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Jagung merupakan tanaman serealia selain padi yang perlu mendapat perhatian yang lebih besar dan serius. Ditinjau dari luas panen, jagung merupakan tanaman pangan penting kedua di Indonesia selain padi. Dari tahun ke tahun, peran jagung semakin meningkat sejalan dengan pertambahan penduduk, peningkatan industri pakan, serta perkembangan industri pangan yang mengolah jagung menjadi berbagai bentuk makanan yang menarik konsumen. Permintaan jagung di dalam negeri terus meningkat. Pada periode 1991 – 2000 permintaan jagung di Indonesia meningkat sebesar 6,4 % per tahun sedangkan peningkatan produksi pada periode yang sama hanya 5,6 % per tahun. (Pamedon et al. 2006). Berdasarkan proyeksi yang dilakukan Swastika et al. (2002) yang dikutip oleh Susanto dan Wirappa (2005) diketahui bahwa persedian jagung domestik pada tahun 2010 mengalami defisit sekitar 6 juta ton. Untuk mengatasi defisit tersebut diperlukan upayaupaya peningkatan produksi jagung nasional. Sampai saat ini sebagian besar penelitian mempelajari pengaruh iklim-cuaca terhadap tanaman secara kualitatif. Kegunaan dari hubungan cuaca-tanaman akan lebih berarti dalam perencanaan dan operasional pertanian apabila pengaruh cuaca dapat dikuantifikasi (Baharsjah 1991). Model simulasi tanaman merupakan model mekanistik, yang mengarah pada penjelasan proses adalah salah satu alternatif yang menjembatani keterbatasan pengetahuan, namun berusaha menjabarkan proses yang terjadi berdasarkan asumsiasumsi tertentu. Proses pertumbuhan tanaman serta hubungan antara cuaca dengan tanaman sebenarnya merupakan sesuatu yang teratur sedangkan proses produksi tanaman relatif tetap dari musim ke musim. Dengan asumsi faktor teknologi budidaya tanaman tetap, maka variasi hasil dari musim ke musim disebabkan oleh fluktuasi unsur-unsur cuaca musiman maupun harian. Dengan menggunakan model simulasi tanaman yang telah teruji keabsahannya, pengaruh ini dapat disimulasi pada komputer dengan waktu yang singkat. Oleh sebab itu, salah satu keunggulan penggunaan model simulasi tanaman yaitu dalam hal penghematan waktu dan biaya, dibandingkan penelitian agronomis di lapangan (Handoko 1994).

Model simulasi pertumbuhan dan perkembangan tanaman jagung disusun untuk menjelaskan mekanisme proses pertumbuhan yang terjadi selama masa hidup tanaman. Selain hasil akhir (yield), model ini akan mensimulasikan komponenkomponen proses yang terjadi selama masa pertumbuhan tanaman, seperti neraca air (kadar air tanah, drainase, evapotranspirasi), pertumbuhan tanaman (berat akar, batang, daun, tongkol) serta periode perkembangan (seperti periode waktu pembungaan). Umumnya hasil-hasil penelitian yang telah dilakukan tidak mencakup data-data tersebut secara keseluruhan. 1.2. Tujuan Membangun suatu model simulasi pertumbuhan dan perkembangan tanaman jagung (zea mays L.) yang dapat menjelaskan mekanisme proses yang terjadi selama periode pertumbuhan serta mampu mensimulasikan komponen-komponen proses yang terjadi selama masa pertumbuhan tanaman, seperti komponen neraca air (kadar air tanah, dan evapotranspirasi), pertumbuhan tanaman (berat batang, daun, akar tongkol) serta periode perkembangan (seperti waktu pembungaan). 1.3. Asumsi Model hanya dipengaruhi oleh unsur-unsur cuaca khususnya curah hujan, radiasi surya, suhu dan kelembaban udara, serta kecepatan angin. Sifat fisik tanah yang berpengaruh hanya titik layu permanen dan kapasitas lapang serta parameter penguapan tanah. II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman Jagung Pertumbuhan dan perkembangan tanaman merupakan proses yang saling berhubungan dan berlangsung secara terus menerus sepanjang daur hidup tanaman, bergantung pada ketersediaan hasil asimilasi. Pertumbuhan dapat didefenisikan sebagai penambahan massa atau dimensi satu organ tumbuhan atau keseluruhan organ tumbuhan dalam interval waktu suatu fase tertentu atau dalam keseluruhan siklus hidup tanaman. Di lain pihak, perkembangan diartikan sebagai kemunculan suatu fase atau beberapa fase secara berurutan dalam keseluruhan hidup tanaman. Hasil asimilasi yang dibutuhkan tanaman untuk hidup diperoleh dari hasil netto

1

karbohidrat yang merupakan selisih dari laju perolehan massa bruto dan kehilangan massa. Dalam periode waktu tertentu, laju perubahan bobot tanaman netto tanaman dapat ditulis (Charles-Edward, et al. 1986) : ∆W/∆t = laju perolehan massa bruto – laju kehilangan massa Laju perolehan massa pada tanaman ini tergantung pada jumlah energi cahaya yang mampu diintersepsi oleh tajuk tanaman (Qint) dan efisiensi penggunaannya dalam proses fotosintesis (ε). Sedangkan laju kehilangan massa utama pada tanaman berasal dari respirasi. Sebagian energi hasil fotosintesis bruto hilang melalui dua cara, yaitu (1) digunakan untuk pemeliharaan kompleks kehidupan dalam organ tanaman agar prosesproses biokimia dan fisologi dapat berjalan sempurna dan (2) sintesis dan pembentukan jaringan baru dalam organ tanaman. Kedua bentuk respirasi ini disebut respirasi pertumbuhan (Rg) dan respirasi pemeliharaan (Rm) (Kropff & Laar 1993). 2.2. Fotosintesis Fotosintes dapat didefenisikan sebagai proses pemanenan energi radiasi surya oleh jaringan tanaman. Tanaman menggunakan khlorofil untuk menangkap, menyerap dan mengubah energi radiasi surya menjadi energi kimia. Dalam proses ini CO2 dari atmosfer dan H2O dari perakaran diubah menjadi glukosa, suatu karbohidrat sederhana C6H12O6 dan O2 dilepas ke atmosfer. 6H 2 O + 6CO 2 + e.Par → C 6 H 12 O 6 + 6 H 2 0 Pancaran radiasi surya yang sampai kebumi terkonsentrasi pada panjang gelombang 300 – 3000 nm atau sering disebut radiasi gelombang pendek. Tidak seluruh rentang panjang gelombang tersebut cocok dalam proses fotosintesis. Daun sebagai medium fotosintesis memerlukan radiasi dengan kisaran panjang gelombang 390 – 760 nm sebagi pembangkit proses fotosintesis (Gardner et al. 1991) atau biasa disebut dengan istilah Photosynthetically Active Radiation (PAR). Penerimaan radiasi surya oleh daun tidak terdistribusi merata, semakin jauh dari puncak tajuk masuk ke bagian bawah, penerimaan radiasi semakin berkurang. Dengan asumsi secara horizontal tajuk tanaman memiliki tajuk seragam pada setiap lapisan horizontal tajuk dan hanya berubah ketinggian didalam tajuk, maka radiasi surya yang diterima akan berkurang secara

eksponensial mengikuti (Chang, 1974) : Qint = Qo(1 − e − k.ILD )

Hukum

Beer

dengan : Qint = radiasi surya yang diintersepsi tajuk Qo = radiasi surya di puncak tajuk k = koefesien pemadaman ILD = indeks luas daun Karbondioksida (CO2) merupakan salah satu bahan baku dalam proses fotosintesis. Keseimbangan antara pengambilan CO2 (fotosintesis) dan pengeluran CO2 (respirasi) dipercaya oleh para ahli merupakan hasil berat kering tumbuhan (Gardner et al. 1991). Secara umum ada dua lintasan fiksasi CO2 fotosintetik, yaitu lintasan C3 dan C4. Pada kondisi jenuh cahaya laju fotosintesis pada tanaman C4 lebih tinggi dari tanaman C3. Perbedaan ini mengakibatkan efisiensi fotosintesis tanaman C4 yang lebih tinggi dari tanaman C3 (Charles-Edward, et al. 1986). Suhu merupakan salah satu unsur cuaca selain radiasi surya yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman khususnya pada proses biokimia (Fitter & Hay 1991). Fotosintesis harus dipisahkan menjadi bagian-bagian penyusunnya untuk menetapkan pengaruhnya terhadap suhu. Umumnya peningkatan suhu akan meningkatkan aktivitas enzim dalam proses fiksasi CO2, laju kenaikan fotosintesis makin tinggi sejalan peningkatan suhu hingga mencapai temperatur yang menyebabkan enzim mengalami denaturasi (Gardner et.al. 1991). Penelitan pada sel chloerella yang dilakukan Hall dan Rao (1977) menunjukkan bahwa pada intensitas cahaya rendah laju fotosintesis tidak dipengaruhi oleh suhu, tetapi seiring dengan peningkatan intensitas cahaya laju fotosintesis bertambah sampai akhirnya tetap ketika intensitas cahaya mencapai titik jenuhnya. 2.3. Evapotranspirasi Evapotranspirasi (ET) adalah kombinasi dua proses kehilangan air melalui jalur yang berbeda, yaitu melalui permukaan tanah (evaporasi) dan tanaman (transpirasi). Meskipun evaporasi dan transpirasi terjadi melalui jalur yang berbeda, namun keduanya sangat sulit dibedakan dan terjadi secara simultan (Allen et al. 1998). Kehilangan air ke atmosfer ditentukan oleh faktor cuaca (atmospheric demand), tanaman dan tanah, serta kondisi dan pengelolaan lingkungan (Allen et al. 1998). Faktor Cuaca. Penguapan memerlukan energi, yang terutama berasal dari energi

2

radiasi surya dan pada taraf tertentu energi dapat berasal dari suhu udara lingkungan. Energi atau bahang (heat) untuk penguapan dinamakan bahang laten untuk penguapan (latent heat of vaporization, λ). Nilai λ tergantung pada suhu air. Pada suhu 20oC, λ = 2,45 MJ kg-1. Artinya pada suhu air 20oC, dibutuhkan energi sebanyak 2,45 MJ untuk menguapkan 1 kg air. Defisit tekanan uap air merupakan gaya pendorong (driving force) untuk pemindahan uap air dari permukaan penguap ke atmosfer (Allen et al. 1998), yang prosesnya lebih dominan terjadi secara vertikal. Udara disekitar bidang penguap akan mengandung lebih banyak uap air (lembab). Oleh angin, massa udara lembab tersebut akan dipindahkan (yang prosesnya lebih dominan terjadi secara horizontal) ketempat lain. Angin juga membawa udara yang lebih kering dari tempat lain untuk menggantikan udara lembab yang sudah dipindahkan. Sehingga, unsur cuaca utama yang mempengaruhi evapotranspirasi adalah radiasi matahari, kelembaban udara, dan kecepatan angin (Allen et al. 1998). Faktor tanaman dan tanah. Pemilahan ET menjadi E (evaporasi) dan T (transpirasi) sebagian besar ditentukan oleh kondisi vegetasi dan tanah (sifat fisik dan kebasahan). Dengan keberadaan vegetasi, radiasi netto (Qn) dapat dibagi menjadi : Qn yang diserap tanaman berperan dalam proses transpirasi, sedang Qn yang sampai ke permukaan tanah akan menentukan proses evaporasi. Apabila bidang penguap adalah lahan bertanaman, maka tingkat naungan oleh kanopi tanaman dan ketersediaan air tanah adalah beberapa faktor yang akan berpengaruh terhadap proses evaporasi. Kadar air tanah di zona perakaran tanaman dan karakteristik tanaman serta tipe budidaya merupakan beberapa faktor yang mempengaruhi proses transpirasi. Kondisi lingkungan dan pengelolaan. Pertumbuhan dan perkembangan tanaman yang terganggu akan mengurangi laju evapotranspirasi. Kondisi lingkungan yang dapat mengganggu pertumbuhan dan perkembangan tanaman misalnya kesuburan tanah yang rendah dan serangan organisme pengganggu tanaman. Pengelolaan budidaya tanaman seperti pengaturan populasi tanaman dan pemberian mulsa dapat memodifikasi lingkungan tumbuh tanaman yang mempengaruhi kesetimbangan energi dan pembagian Qn untuk transpirasi dan evaporasi. Setiap keadaan permukaan yang berbeda dari keadaan permukaan standar memerlukan faktor koreksi untuk

menyesuaikan nilai evapotranspirasi yang digunakan untuk perencanaan pengairan (ETc) (Allen et al. 1998). 2.4. Deskripsi Jagung Jagung atau zea mays L. merupakan tanaman semusim yang berasal dari famili poaceae. Satu siklus hidupnya diselesaikan dalam 80-150 hari, namun terkadang dapat lebih cepat atau lebih pendek tergantung lama penyinaran dan suhu (Pursegloves 1975). Umur jagung yang ditanam Bunting (1977) dalam Fisher dan Palmer (1983) dapat mencapai 184 hari. Paruh pertama dari siklus merupakan tahap pertumbuhan vegetatif dan paruh kedua untuk tahap pertumbuhan generatif. Berdasarkan tingkat taksonominya maka jagung dapat duraikan sebagai berikut : Kingdom : Plantae Subkelas : Commelinidae Subkingdom : Tracheobionta Ordo : Cyperales Superdivisio : Spermatophyta Famili : Poaceae Divisio : Magnoliophyta Genus : Zea L. Kelas : Liliopsida Spesies : Zea mays L. Akar jagung tergolong akar serabut yang dapat mencapai kedalaman 8 m meskipun sebagian besar berada pada kisaran 2 m. Pada tanaman yang sudah cukup dewasa muncul akar adventif dari buku-buku batang bagian bawah yang membantu menyangga tanaman tegak. Batangnya padat dan tingginya bervariasi dari 1 - 6 meter, tetapi umumnya 2 – 3 meter. Diameter batangnya 3 - 4 meter yang memiliki ruas (Pursegloves 1975). Batang jagung tegak dan mudah terlihat, sebagaimana sorgum dan tebu, namun tidak seperti padi atau gandum. Terdapat mutan yang batangnya tidak tumbuh pesat sehingga tanaman berbentuk roset. Batang beruas-ruas. Ruas terbungkus pelepah daun yang muncul dari buku. Batang jagung cukup kokoh namun tidak banyak mengandung lignin. Dilihat dari strukutur bunganya, jagung memiliki bunga jantan dan bunga betina yang terpisah dalam satu tanaman (monoecious). Bunga jantan tumbuh di bagian puncak yang berupa karangan bunga (inflorescene) dan bunga betina tersusun dalam tongkol (ears). Bagian tongkol ini merupakan hasil ekonomi (economic yield /grain) dari tanaman jagung (Fisher & Palmer 1983). Daunnya tumbuh pada selang-seling di pinggiran batang, sekitar 8 – 21 helai (Pursegloves 1975). Permukaan daun ada yang licin dan ada yang berambut.

3

Stomata pada daun jagung berbentuk halter, yang khas dimiliki familia poaceae. Setiap stomata dikelilingi sel-sel epidermis berbentuk kipas. Struktur ini berperan penting dalam respon tanaman menanggapi defisit air pada sel-sel daun. 2.5. Hubungan Iklim dan Pertumbuhan Tanaman Jagung Jagung merupakan tanaman yang dapat beradaptasi baik dengan lingkungannya. Tanaman ini dapat dijumpai mulai dari lintang 550N sampai 400S dan mulai atas permukaan laut sampai ketinggian 4000 meter (Goldsworthy 1974 dalam Fisher & Palmer 1983). Suhu minimum untuk pertumbuhan jagung sekitar 8 - 100 C sedangkan suhu maksimum yang dapat ditoleransi mencapai 400C. Untuk pertumbuhan optimal, jagung membutuhkan suhu rata-rata 24 0C selama periode pertumbuhan (Leng & Aldrich 1972, Martin et al. 1976, Muhadjir et al. 1977 dalam Muhadjir 1988). Kebutuhan air terbanyak dibutuhkan pada fase pembungaan dan pengisian biji. Dalam hal ini distribusi curah hujan lebih penting daripada total curah hujan. Menurut penelitian diketahui bahwa penurunan hasil akibat kekeringan mencapai 15 % (Muhadjir 1988). Untuk mengatasi kekeringan disarankan untuk menanam jagung pada awal musim hujan atau menjelang musim kemarau (www.warintek.ristek.go.id). Curah hujan 85 – 100 mm per bulan sudah mencukupi kebutuhan air tanaman jagung (Muhadjir 1984, Oldeman 1977 dalam Muhadjir 1988) bila terlalu tinggi intensitas hujan maka hasil yang diperoleh tidak optimum. Hal ini disebabkan oleh leaching yang dapat memiskinkan tanah melalui degradasi struktur, erosi, dan pencucian nitrogen dan unsur hara lainnya (Moentono 1993). Jagung merupakan jenis tanaman yang memiliki lintasan fotosintesis C4 (Hatch & Slack 1970 dalam Fisher & Palmer 1983), lintasan ini berbeda dengan dua tanaman serealia utama, yaitu gandum dan padi yang memiliki lintasan C3 (Fisher & Palmer 1983). Telah diketahui bahwa lintasan fotosintesis C4 mempuyai laju fotosintesis dan titik jenuh cahaya yang lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman C3, serta titik kompensasi CO2 yang lebih rendah dari tanaman C3. (Hesketh & Musgrave 1962, Hesketh 1963, Hesketh & Moss 1963 dalam Fisher & Palmer 1983). Hal ini sangat menguntungkan bagi kegiatan budidaya yang dilakukan di daerah tropis yang mempunyai suhu yang optimum bagi

proses fotosintesis (Evans 1975 dalam Fisher & Palmer 1983), hal ini juga didukung dari data produksi jagung yang tinggi Hesketh dan Moss (1962) dalam Moentono (1993) mengemukakan bahwa daun jagung dapat mengalami jenuh atau kenyang cahaya pada konsentrasi CO2 yang rendah kira-kira 40 ppm. Tingkat fotosintesis pada konsentrasi CO2 500 ppm dapat mencapai 1,4 kali lipat fotosintesisnya pada konsentrasi CO2 320 ppm bila intensitas cahaya 1,0 ly/menit. Jika faktor-faktor lain tidak merupakan faktor pembatas, maka intensitas cahaya merupakan faktor utama yang menentukan kecepatan tumbuh tanaman jagung (Moss et al. 1961, Early et al. 1967, Wiliams et al. 1968, Duncan et al. 1973 dalam Moetono 1993) ILD merupakan nisbah luas daun per satuan luas tanah. ILD merupakan salah satu indikator yang dapat digunakan dalam menganalisis pertumbuhan tanaman. Dari hasil penelitian, ILD 3,0 dapat menyerap 95 % radiasi surya, namun bila lebih besar dari 5,0 maka penyerapan radiasi akan menurun karena daun saling menutupi (Wereing & Cooper 1971 dalam Muhadjir 1988). 2.6. Sistem dan Model Sistem adalah gambaran suatu proses atau beberapa proses yang teratur. Keteraturan ini mampu menjelaskan interaksi dari komponenkomponen yang ada didalamnya. Sedangkan model dapat didefenisikan sebagai penyederhanaan suatu sistem, sehingga tidak harus menjelaskan semua proses yang terjadi dalam suatu sistem secara lengkap. Makin banyak proses yang mampu dijelaskan maka makin rumit model tersebut. Oleh karena itu dalam penyusunan model, tujuan penyusunan model merupakan faktor utama yang harus diperhatikan (Handoko 1994).

III. BAHAN DAN METODE 3.1. Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Agrometeorologi, Departemen Geofisika dan Meteorologi, FMIPA IPB, Bogor untuk menyusun tiga buah submodel, yaitu perkembangan tanaman, pertumbuhan tanaman, dan neraca air. 3.2. Bahan dan Alat Personal computer (PC) yang dilengkapi software Visual Basic 6.0. Sebagai data masukan dalam analisis digunakan data iklim harian dari stasiun stasiun Meteorologi

4

Darmaga, Bogor (0605536’ LS 10607498’ BT). Unsur cuaca yang digunakan sebagai masukan meliputi radiasi surya, curah hujan, suhu, kelembaban nisbi, dan kecepatan angin. Data pertumbuhan dan perkembangan tanaman jagung diperoleh dari Suwarto (2005). 3.3. Metode Kegiatan pemodelan ini menggunakan data hasil penelitian sebelumnya (Suwarto 2005). Pemodelan tanaman jagung mencakup model pertumbuhan dan perkembangan, serta neraca air tanaman. 3.3.1. Submodel Perkembangan Fase perkembangan tanaman diduga berdasarkan konsep heat unit, dengan asumsi bahwa tanaman tidak dipengaruhi panjang hari (tanaman netral) Laju perkembangan tanaman terjadi bila suhu rata-rata harian melebihi suhu dasar, yang dalam hal ini suhu dasar tanaman jagung ditetapkan 80C (Kropff & Van Laar 1993). Kejadian fenologi dihitung mulai tanam sampai matang dan diberi skala 0 – 1, yang dibagi menjadi lima kejadian yaitu tanam, emergence, tanaman muda, tasseling, dan matang (Suwarto 2005). Rentang skala dan jumlah heat unit tanaman jagung dapat dilihat pada Tabel 1 (Suwarto 2005) : Tabel 1. Skala fase perkembangan tanaman jagung Fase perkembangan Heat Skala Unit Arjuna Tanam – emergence 72 s ≤ 0.04 emergence – T. muda 383 0.04 < s ≤ 0.27 T.muda – tasseling 475 0.27 < s ≤ 0.55 Tasseling – matang 748 0.55 < s ≤ 1 Pioner 4 Tanam – emergence 72 s ≤ 0.04 emergence – T. muda 384 0.04 < s ≤ 0.24 T.muda – tasseling 577 0.24 < s ≤ 0.54 Tasseling – matang 871 0.54 < s ≤ 1 3.3.2. Submodel Pertumbuhan Submodel pertumbuhan mensimulasikan aliran biomassa hasil fotosintesis ke organorgan tanaman (akar, batang, daun, dan tongkol) serta kehilangannya berupa respirasi dengan mempertimbangkan faktor ketersediaan air yang disimulasikan dalam submodel neraca air. Pembagian biomassa hasil fotosintesis ke berbagai organ tanaman (daun, batang, akar dan tongkol) merupakan fungsi perkembangan tanaman yang dihitung dalam submodel perkembangan. Submodel ini

juga mensimulasi perkembangan luas daun yang diduga melalui indeks luas daun (ILD).

Produksi Biomassa (Pb) Produksi biomassa potensial dihitung secara harian berdasarkan jumlah radiasi yang diintersepsi (Qint) tanaman jagung serta efisiensi penggunaan radiasi oleh tajuk (ε). Radiasi yang diintersepsi oleh tajuk tanaman (Qint) diduga menggunakan hukum Beer yang merupakan fungsi dari radiasi surya yang datang (Qo) dan indeks luas daun (ILD). Perhitungan produksi biomassa selengkapnya dapat dilihat dibawah ini (Charles-Edwards et al. 1986) Pb = εQint = εQo(1 − e − k.ILD ) Keterangan : Pb = Produksi biomassa potensial ε = efesiensi penggunaan radiasi Produksi biomassa potensial (Pb) tersebut tidak memperhitungkan air sebagai faktor pembatas. Produksi biomassa aktual dihitung dengan mempertimbangkan ketersediaan air yang telah disimulasikan pada sub model neraca air sebagai water deficit factor (wdf) yang merupakan perbandingan antara antara transpirasi actual (Ta) dan transpirasi maksimum (Tm). Produksi biomassa aktual (Pa) dialokasikan ke daun, batang, akar, dan tongkol yang perbandingannya tergantung pada fase perkembangan tanaman (s). Sebagian dari biomassa yang terkumpul pada masing-masing organ tanaman tersebut akan hilang dalam proses respirasi pertumbuhan (Rg) dan pemeliharaan (Rm). Respirasi pemeliharaan dihitung dari fungsi berat dan suhu udara (McCree 1970 dalam Handoko 1994), sehingga perubahan berat dari masingmasing organ (daun, batang, akar dan biji) adalah sebagai berikut : dWx = ηxPa - Rg - Rm = ηx (l-kg) Pa - km Wx Q10 dWx = penambahan berat organ x (kg ha-1 d-l) Pa = Biomassa aktual = proporsi biomassa yang dialokasikan ηx ke organ x kg = koefisien respirasi pertumbuhan km = koefisien respirasi pemeliharaan Wx = berat organ x (kg ha-1) T = suhu udara (°C) Q10 = 2 (T-20)/10

Proporsi biomassa yang dialokasikan pada masing-masing organ (ηx) dihitung berdasarkan fungsi fase perkembangan (s) tanaman. Proporsi biomassa ini merupakan

5

Nisbah antara bobot bahan kering organ (BKorgan) dengan bobot kering total (BKtot) diturunkan dari data observasi penelitian sebelumnya. Tm

wdf Ta

(k)

[Qs] (ε)

ILD

GDMa

(sla)

Wdaun (sp) Wbatang

Wtongkol

Wakar

[Suhu]

Gambar 1. Diagram forester submodel pertumbuhan tanaman jagung Indeks Luas Daun (ILD) Perubahan ILD dihitung dari perkalian antara parameter luas daun spesifik (sla) dengan laju pertumbuhan daun harian (dWD) sebagai berikut (Handoko 1994) : dILD = sla*dWD dengan : dILD = perubahan indeks luas daun sla = luas daun spesifik (ha kg-1) dWD = perubahan berat daun (kg ha-1hari-1) 3.3.2. Submodel Neraca Air Sub model neraca air ini mengasumsikan curah hujan merupakan satu-satunya sumber air. Sebagian air yang jatuh akan tertahan oleh tajuk tanaman sebelum masuk ke dalam tanah. Air yang terinfiltrasi ke dalam tanah akan masuk ke dalam pori-pori tanah sampai lapisan tanah menjadi jenuh. Jika kadar air tanah sudah jenuh, maka air akan menuju lapisan di bawahnya melalui perkolasi. Dalam hal ini tanaman hanya dapat memanfaatkan air sampai lapisan tertentu. Air yang yang keluar dari lapisan terbawah akan hilang melalui drainase. Intersepsi tajuk tanaman Intersepsi air hujan oleh tanaman (Ic) dihitung menurut Zinke (1967) dalam Handoko (1994) yang merupakan fungsi curah hujan harian (R) dan indeks luas daun (L).

Ic = min (0.4233 ILD, R) 0 < ILD < 3 = min (1.27 ILD, R) ILD > 3 Infiltrasi dan Perkolasi Air yang terinfiltrasi ke dalam tanah (Is) merupakan selisih curah hujan (R) dengan Intersepsi (Ic): Is = R - Ic Jika kadar air tanah {θ(m)} pada suatu lapisan telah jenuh atau melebihi kapasitas lapang {θfc(m)}, maka air akan bergerak ke lapisan yang paling bawah melalui perkolasi {Pc(m)}, yang dihitung melalui metode jungkitan (Handoko 1994) sebagai : Pc(m) = [θ(m)- θfc(m)] θ(m) > θfc(m) Pc(m) = 0 θ(m) ≤ θfc(m) Evapotranspirasi Evapotranspirasi potensial (ETp) dihitung berdasarkan formula Penman (Penman 1948 dalam Handoko 1994). Nilai ETp ini merupakan batas atas dari evapotranspirasi maksimum (ETm). Nilai evaporasi maksimum (Em) dan transpirasi maksimum (Tm) merupakan fungsi dari evapotranspirasi maksimum di atas. ETm = ETp ETp = {∆ Qn + γ f(u) (es-ea)}/{λ( ∆+ γ)} Em = ETm (e-k ILD)

6

Tm

= (l – e -k )ETm

∆

: gradien tekanan nap air jenuh terhadap suhu udara (Pa K-1) Q : radiasi neto (MJ m-2) γ : konstanta psikrometer (66.1 Pa K-1) f(u) : fungsi kecepatan angin (MJ m-2 Pa-l) (es-ea): defisit tekanan uap air (Pa) λ : panas spesifik untuk penguapan (2.454 MJ kg~l) k : koefisien pemadaman ILD : indeks luas daun Evaporasi Aktual Bila tidak terjadi genangan maka evaporasi tanah aktual dihitung dengan metode Ritchie (Ritchie 1972 dalam Handoko 1994), yang terdiri dari dua fase penguapan. Fase pertama, kandungan air tanah bukan merupakan faktor pembatas dan evaporasi actual sama dengan evaporasi maksimum (Em). Pada fase kedua,, laju evaporasi menurun menurut fungsi waktu. Secara singkat, evaporasi aktual (Ea) pada kedua fase ini dapat dijabarkan sebagai berikut : Tahap 1 : Ea = Em, ΣEs ≤U Tahap 2 : Ea = αt2-0.5 – α (t2 – 1)0.5 ΣEs > U

hasil pengukuran. Hal ini dilakukan dengan mengubah parameter model sehingga hasil dugaan model mendekati hasil pengukuran. 3.5. Analisis Statistik Pengujian secara statistik menggunakan uji-t untuk melihat perbedaan hasil simulasi dengan hasil pengukuran. Peubah yang dibandingkan meliputi, ILD, biomassa daun, batang, akar, dan tongkol. Selain itu pengujian model juga dilakukan dengan metode grafik dan perbandingan terhadap persamaan garis absis dan ordinat 1 : 1.

: waktu selama fase kedua (hari) t2 Em : evaporasi tanah maksimum (mm) α dan U : parameter fisik tanah Transpirasi Aktual Transpirasi aktual dihitung berdasarkan transpirasi maksimum (Tm) dan ketersediaan air tanah pada lapisan perakaran, yang batas atasnya merupakan nilai transpirasi maksimum (Tm). Berikut perhitungan Ta yang merupakan jumlah serapan air oleh akar pada masing-masing lapisan tanah. wdf = (θ-θwp)/{0.4 (θfc-θwp)}, θfc ≥ θ > θwp = 1, θ > θfc = 0, θ < θwp Laju penyerapan air oleh akar dihitung dengan persamaan : Ta = wdf. Tm, Σ Ta < Tm = 0, Σ Ta ≥ Tm wdf = fungsi kadar air tanah θ = kadar air tanah θwp = kadar air tanah pada titik layu permanen θfc = kadar air tanah pada kapasitas lapang Ta = transpirasi aktual Tm = transpirasi maksimum 3.4. Kalibrasi Model Proses kalibrasi dilakukan pada parameter model agar dugaan model dapat mendekati

7

[Rad. surya] [Angin] [RH] [Suhu] [Kec. Angin] Lai ETp Esm

Tsm hujan

Ic

(α) (U)

Ea

(KL) Ta

(TLP)

inf

SWC

(KL)

Drain

Gambar 2. Diagram forester submodel neraca air

8

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Gambaran Umum Kondisi Cuaca di Lokasi Pertanaman Kondisi cuaca di kebun percobaan Sindangbarang sangat sesuai bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman jagung. Unsur-unsur cuaca yang menjadi input model berada pada kisaran yang sangat baik dan sesuai dengan kondisi lingkungan yang disyaratkan. Simulasi dilakukan pada tanggal 3 November 2002. Gambar 3 menyajikan sebaran curah hujan bulanan selama simulasi. Selama simulasi curah hujan bulanan lebih dari 100 mm, hal ini sudah mencukupi kebutuhan air bagi tanaman jagung. 600

555.5

500 Curah Hujan (mm)

415.7 385.1

400

300 211.7 200

100

0 November

Desember

Januari

Februari

Bulan Curah Hujan

Gambar 3. Curah hujan selama simulasi (November 2002 – Februari 2003) Rata-rata suhu udara harian di lokasi pertanaman adalah 25,9 0C, dengan kisaran 23,5 0C – 28 0C. Kisaran suhu ini sangat baik dan sesuai bagi pertumbuhan tanaman jagung. Untuk pertumbuhan optimal, jagung membutuhkan suhu rata-rata 24 0C selama periode pertumbuhan (Leng & Aldrich 1972, Martin et al. 1976, Muhadjir et al. 1977 dalam Muhadjir 1988). 4.2. Neraca Air Hasil simulasi model selama masa tanam jagung menunjukkan variasi kandungan air tanah masih berada pada ketersediaan bagi tanaman jagung.

waktu pada saat jagung ditanam sampai muncul lapang (emergence), Fase 2, merupakan periode mulai dari emergence sampai tanaman muda, Fase 3, yaitu periode dari tanamam muda sampai tasseling yang merupakan akhir dari pertumbuhan vegetatif, dan Fase 4 adalah periode dari tasseling sampai tanaman jagung matang atau panen. Tabel 2. Periode perkembangan tanaman Jagung di Sindangbarang Fase perkembangan

Periode Perkembangan Var. Arjuna Var. Pioner 4 (HST) (HST) 3 4 21 21 26 31 43 50

Fase 1 Fase 2 Fase 3 Fase 4

Berdasarkan Tabel 2, diketahui kedua varietas jagung memiliki periode waktu perkembangan yang berbeda, khususnya pada Fase 3 dan 4. Fase 3 perkembangan jagung merupakan fase perkembangan organ vegetatif jagung, yang pada saat itu total biomassa harian akan terakumulasi pada organ vegetatif jagung yaitu organ batang, daun, dan akar. Fase 4 adalah fase perkembangan organ generatif jagung, sehingga akumulasi biomassa harian sebagian besar terakumulasi pada organ generatif, yaitu tongkol. 4.4. Pertumbuhan Tanaman 4.4.1. Indeks Luas Daun (ILD) Daun merupakan organ tanaman yang vital bagi proses fotosintesis, karena sangat mempengaruhi jumlah cahaya yang dapat diterima oleh tanaman. ILD merupakan ukuran yang mewakili jumlah atau luas daun sehingga menentukan jumlah radiasi matahari yang dapat diserap oleh tanaman. Hasil simulasi pada varietas Arjuna diketahui pada nilai ILD meningkat sampai maksimum pada hari ke 83 dan kemudian menurun sampai tanaman panen (Gambar 4). 6 5

ILD

4

4.3. Perkembangan Tanaman Model yang disusun digunakan untuk mensimulasikan dua varietas jagung dengan kisaran umur yang berbeda. Simulasi model dilakukan di lahan tadah hujan, kebun percobaan Sindangbarang pada tanggal tanam 3 November 2002. Hasil simulasi pada submodel perkembangan dapat dilihat pada Tabel 2. Periode kemunculan setiap fase dalam perkembangan tanaman jagung dapat dilihat pada Tabel 2. Fase 1, merupakan rentang

3 2 1 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

HST ILD

Gambar 4. Indeks luas daun Var. Arjuna hasil simulasi

Beberapa hari setelah muncul lapang tejadi peningkatan ILD secara cepat, perlahan menurun kenaikannya pada akhir fase

9

taselling (55 HST) dan mencapai puncaknya pada hari ke 85. Hal yang sama pada varietas Pioner 4 yang merupakan jenis varietas hibrida. Dari Gambar 5 terlihat lebih jelas penurunan laju pertumbuhan ILD pada saat memasuki fase taselling yang merupakan akhir dari pertumbuhan vegetatif.

masa vegetatif, produk fotosintesis dialokasikan pada organ akar, batang dan daun. Selanjutnya memasuki akhir pertumbuhan vegetatif (taselling) atau memasuki fase generatif produk fotosintesis sebagian besar dialokasikan ke tongkol yang merupakan organ generatif. Biomassa (kg/ha)

ILD

12000.00

9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00

10000.00 8000.00 6000.00 4000.00 2000.00 0.00 0

0

20

40

60

80

100

20

HST

80

100

120

Pioner

Gambar 8. Pertumbuhan tongkol jagung hasil simulasi

Gambar 5. Indeks luas daun Var.Pioner 4 hasil simulasi

4.4.2. Biomassa Bobot bahan kering organ vegetatif (akar, batang, dan daun) kedua varietas jagung meningkat sampai maksimum pada saat fase taselling dan mulai menurun ketika memasuki masa panen (Gambar 6 dan 7). Laju pertumbuhan organ vegetatif sejalan dengan laju pertumbuhan ILD, yang pada awal meningkat dan selajutnya menurun pada akhir pertumbuhan. 3500.00 B io m a s s a (K g /h a )

60

Arjuna

ILD

3000.00 2500.00 2000.00 1500.00

4.5. Kalibrasi Model Proses kalibrasi dilakukan pada persamaan partisi biomassa. Proses ini dilakukan agar hasil dugaan model tidak berbeda nyata dengan hasil pengukuran. Persamaan partisi hasil kalibrasi untuk Var. Arjuna (Tabel 3) dan Var. Pioner 4 (Tabel 4) dapat dilihat dibawah. Pengujian dilakukan untuk melihat apakah dugaan model hasil kalibrasi telah mendekati hasil pengukuran di lapangan. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan grafik serta uji statistik (uji-t berpasangan). Variabel yang diuji adalah ILD, biomassa akar, daun, batang dan tongkol untuk kedua jenis varietas jagung (Var. Arjuna dan Var. Pioner 4)

1000.00

Tabel 3. Persaam partisi biomassa Var. Arjuna hasil kalibrasi

500.00 0.00 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

HST Daun

Akar

Batang

Fase perkembangan

3500.00

pD = 0.44 pB = 0.31 pA = 0.25 pT = 0

0.04 < s ≤ 0.27

pD = (2.9 * s) + 0.5711 pA = (-1.682 * s) + 0.4289 pB = 0 pT = 0 pD = (1.3 * s) + 0.09 pA = (0.1 * s) + 0.1 pB = (0.694 * s) + 0.19372 pT = 0

3000.00 2500.00 2000.00 1500.00

0.27 < s ≤ 0.55

1000.00 500.00 0.00 0

20

40

60

80

100

120

HSY Akar

Batang

Daun

Gambar 7. Pertumbuhan daun, akar, dan batang Var. Pioner 4 hasil simulasi

Persamaan Partisi

s ≤ 0.04

Gambar 6. Pertumbuhan daun, akar, batang Var. Arjuna hasil simulasi Bio m assa (kg /h a)

40

Hari

120

s > 0.55

pD = (-0.1582 * s) + 0.5381 pA = (-0.1826 * s) + 0.1653 pB = (-2.6256 * s) + 2.4231 pT = (0.92165 * s) + 0.21165

Bobot kering tongkol tanaman jagung meningkat pada awal fase taselling sampai panen (Gambar 8). Pola distribusi bahan kering ini menunjukkan bahwa pada awal

10

Tabel 4. Persamaan partisi biomassa Var. Pioner 4 hasil kalibrasi Fase Persamaan Partisi Perkembangan s ≤ 0.04 pD = 0.34 pB = 0.44 pA = 0.22 pT = 0 0.04 < s ≤ 0.24

6

I L D S im u lasi

5 4 3 2 1 0 0.00

pD = (2.7266 * s) + 1.0059 pA = (0.44666 * s) + 0.02941 pB = 0 pT = 0

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

ILD Observasi 7 6

s > 0.54

pD = (1.9027 * s) + 0.30764 pA = (0.250225 * s) + 0.04 pB = (1.23495 * s) + 0.03395 pT = 0

5 ILD

0.24 < s ≤ 0.55

1 0 0

ILD Akar Daun Batang Tongkol

ttab

A

P

1.38 -0.37 -1.20 0.43 1.06

0.61 1.53 1.03 0.5 1.32

A

P

1.77 1.77 1.77 1.77 1.77

1.78 1.78 1.78 1.78 1.78

A tn tn tn tn tn

40

60

Model

Var

(P > 0.05)

20

80

100

HST

Tabel 5. Hasil uji-t berpasangan simulasi dan observasi thit

3 2

pD = (-0.7764 * s) + 1.12 pA = (-0.0878 * s) + 0.09302 pB = (-0.8173 * s) + 0.919 pT = (0.9991 * s) + 0.4591

Peubah

4

Observasi

Gambar 9. Perbandingan terhadap garis 1:1(atas) dan uji grajik (bawah) Var.Arjuna

P tn tn tn tn tn

7. 0 6. 0 5. 0 4. 0 3. 0 2. 0 1. 0

Ket : tn = tidak nyata P = Jagung Varietas Pioner 4 A = Jagung Varietas Arjuna Satuan Peubah : kg/ha kecuali IlD 4.5.1. Indeks Luas Daun (ILD) Pengujian secara kualitatif dan kuantitatif dilakukan terhadap nilai ILD dua varietas jagung pada populasi 64000 tanaman/ha dari awal tanam sampai panen. Hasil uji-t pada nilai ILD Pioner 4 dan Arjuna dengan taraf 5 % menunjukkan bahwa hasil simulasi dan hasil pengukuran tidak berbeda nyata. Hasil pengujian grafik dengan simpangan erorr 10 % pada kedua varietas memberikan hasil yang cukup baik. Hubungan antara nilai ILD hasil simulasi dengan hasil pengukuran pada kedua jenis varietas jagung juga mendekati garis 1 : 1 (Gambar 9).

0. 0 0

20

40

60

80

100

120

H ST

M odel

Obs er v as i

7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

Gambar 10. Perbandingan terhadap garis 1:1 (atas) dan uji grajik (bawah) Var. Pioner 4

11

4.5.2. Biomassa Daun, Batang, Akar, dan Tongkol Organ daun, batang, akar dan tongkol pada kedua jenis varietas jagung diuji secara terpisah dengan menggunakan uji-t pada taraf 5 %. Hasil pengujian masing-masing organ pada kedua varietas jagung menunjukkan

perbedaan hasil simulasi dengan hasil observasi tidak nyata. Pengujian juga dilakukan terhadap garis absis dan ordinat 1 : 1. Dari hasil pengujian diketahui hasil simulasi tidak terlalu jauh terhadap garis 1 : 1 dan juga rata-rata masih berada dalam jangkauan error yang tidak terlalu besar.

W a k a r S im u la s i

700 600 500 400 300 200 100 0 0

4

11

18

25

32

39

46

55

69

83

800 600 400 200 0

93

0

200

400

600

800

Har i

A

A WakarObservasi

Wakar Observasi

WakarSimulasi

3000

3000 2500

2500 2000

2000

1500

1500

1000 1000

500 500

0 0

4

11

18

25

32

39

46

55

69

83

93

Har i

B

WDaunObservasi

0

B

W batan g Sim ulasi

3000 2500 2000 1500 1000 500 0 4

11

18

25

32

39

46

55

69

83

93

Har i

C WBat angObser v asi

Wtongkol Simulasi

5000 4000 3000 2000 1000 0

D

18

25

32

2000

2500

3000

39

46

55

69

83

93

Har i

WTongkolObservasi

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0

1000

Wbat angSimulasi

6000

11

1500

2000

3000

4000

6000

8000

Wbatang Observasi

7000

4

1000

Wd a u n Ob se r v a si

C

8000

0

500

WdaunSimulasi

3500

0

0

8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0

D WTongkolSimulasi

Gambar 11. Hasil uji grafik biomassa akar (A), daun (B), batang (C) dan tongkol (D) Var. Arjuna

0

2000

4000 Wtongkol Observasi

Gambar 12. Hasil perbandingan terhadap garis 1 : 1 biomassa Akar (A), daun (B), batang (C), dan tongkol (D) Var. Arjuna

12

800

800

700

700

600

600

500 400

500

300

400

200

300

100 200

0 0

20

40

60

80

100

10 0

120

0

Har i

0

A Wakar M odel

200

400

A

Wakar Obser vas i

600

800

W ak a r O bs e r va s i

4000

3500

3500

3000

3000 2500

2500

2000

2000

1500 1000

1500

500

1000

0

500 0

20

40

60

80

100

120

0

Ha r i

0

B Wdaun model

500

1000

1500

2500

3000

3500

Wdaun Obser vasi

B

Wdaun obser vasi

2000

3500

3500 3000

3000

2500 2000

2500

1500

2000

1000

1500

500

1000

0

500 0

20

40

60

80

100

120

0 Har i

0

C Wbat ang Si mul as i

500

1000

C C

Wbat ang Obs er v as i

12000.0

12000. 0

10000.0

10000. 0

8000.0

1500

2000

2500

3000

3500

W ba t a ng O bs e r v a s i

8000. 0

6000.0

6000. 0

4000.0

4000. 0

2000.0 2000. 0

0.0 0

20

40

60

80

100

0. 0

120

0. 0

Har i

D Wtongkol Model

Wtongkol Obser vasi

Gambar 13. Hasil uji grafik biomassa akar (A), daun (B), batang (C) dan tongkol (D) Var. Pioner 4

D

2000. 0

4000. 0

6000. 0

8000. 0

10000. 0

W t ongkol Obser va si

Gambar 14. Hasil perbandingan terhadap garis 1 : 1 biomassa akar (A), daun (B), batang (C), dan tongkol (D) Var. Pioner 4

13

12000. 0

V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Model yang disusun telah mampu memsimulasikan pertumbuhan dan perkembangan tanaman jagung seperti ditunjukkan oleh pengamatan lapang, untuk dua varietas dengan umur yang berbeda, yaitu berumur genjah (90 - 95 hari) dan umur sedang/menengah (100 - 110 hari). Hasil dugaan model tidak berbeda nyata dengan hasil pengukuran lapang untuk semua peubah yang diukur. Peubah tersebut, ialah indeks luas daun (ILD), biomassa daun (kg/ha), biomassa akar (kg/ha), biomassa batang (kg/ha), dan biomassa tongkol (kg/ha). 5.2. Saran Karena model ini belum divalidasi menggunakan data yang terpisah dengan yang digunakan untuk kalibrasi, model perlu divalidasi menggunakan data percobaan pada waktu dan tempat dengan kondisi iklim yang berbeda.

14

DAFTAR PUSTAKA Acquaah, George. 2001. Principles Of Crop Production : Theory, Technique, and Technolog second edition. Pearson Prentice Hall. New Jersey. Allen R G; Pereira L S; Raes D; Smith M. 1998. Crop Evapotranspiration Guidelines for Computing Crop Water Requirements FAO Irrigation and Drainage Paper, 56. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Rome. http://www.fao.org/docrep/X0490E/x 0490e0k.htm Ariani, M. dan Pasandaran E. 2003. Pola Konsumsi dan Permintaan Jagung untuk Pangan. Dalam Kasryno, F., Pasandaran, E., Fagi, A.M. (Ed). Ekonomi Jagung Indonesia. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Bogor. hlm. 211 – 277. Baharsjah, Justika. 1991. Hubungan Cuaca – Tanaman. Dalam Bey, Ahmad (Ed). Kapita Selekta dalam Agrometeorologi. IPB. Bogor. Chang, J.H. 1974. Climate and Agriculture An Ecological Survey. Aldine Publ. Co. Chicago. Charles-Edward D.A., D. Doley, and G.M. Rimmington. 1986. Modelling Plant Geowth and Development. Academic Press. Sidney. Gardner, F.P., R.B. Pearce and R.L. Mitchell. 1991. Physiology Of Plants. Terjemahan Herawati Susilo. Penerbit Universitas Indonesia. Jakarta Fitter, A.H. and R.K. Hay. 1991. Environmental Physiology of Plants. Terjemahan Sri Andani dan E.D. Purbayanti Editor B. Srigandono. Penerbit Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Hall, D.O. and K.K. Rao. 1978. Photosynthesis Second Edition. Edward Arnold Limited. London. Handoko. 1994. Dasar Penyusunan dan Aplikasi Model Simulasi Komputer untuk Pertanian. Jurusan Geofisika dan Meteorologi. FMIPA. IPB. Ismal, Gazali. 1983. Penggunaan Metode Jumlah Panas untuk Menentukan Umur Jagung serta Penelaahan Pertumbuhan dan Produksinya pada Beberapa Lokasi dan Jenis Tanah.

Disertasi. Fakultas Pasca Sarjana. IPB. Bogor Fisher, K.S. dan Falmer, A.F.E. 1983. Maize. dalam Potential Productivity of Field Crops Under Different Environment. IRRI. Filipina Kasryono, Faisal. 2003. Perkembangan Produksi dan Konsumsi Jagung Dunia dan Implikasinya bagi Indonesia. Dalam Kasryno, F., Pasandaran, E., Fagi, A.M. (Ed). Ekonomi Jagung Indonesia. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Bogor. hlm. 37 – 72. Kropff M.J. and H.H. Van Laar. 1993. Modelling Crop-Weed Interactions. CAB International. Wallingford.UK. Moentono, Muhadji Djali. 1996. Sumber Daya Lingkungan Tumbuh Jagung. dalam Kinerja Penelitian Tanaman Pangan, Prosiding Simposium Penelitian Tanaman Pangan III, Buku 4. Puslitbangtan. Bogor Muhadjir, Fathan. 1988. Karakteristik Tanaman Jagung. dalam Jagung. Puslitbangtan. Bogor. Nugraha, U.S., Subandi, Hasanuddin, A. dan Subandi. 2003. Perkembangan Teknologi Budi Daya dan Industri Benih Jagung. Dalam Kasryno, F., Pasandaran, E., Fagi, A.M. (Ed). Ekonomi Jagung Indonesia. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Bogor. hlm. 37 – 72. Pamedon, M.B., Dahlan, M., Sutrisno, George, M.L.C. 2006. Karakterisasi Kemiripan Genetik Koleksi Inbrida Jagung Berdasarkan Marka Mikrosatelit. J. AgroBiogen 2(2): 4551. Purseglove, J.W. 1975. Tropical Crops, Monocotyledons. Longman. Singapore. Sitaniapessy, P.M. 1985. Pengaruh jarak tanam dan besarnya populasi tanaman terhadap absorbsi radiasi surya dan produksi tanaman jagung (Zea mays L.). Disertasi. Fakultas Pasca Sarjana. IPB. Bogor. Susanto, A.N. dan Wirappa, M.P. 2005. Prospek dan Strategi Pengembangan Jagung untuk Mendukung Ketahanan Pangan di Maluku, J. Litbang Petanian 24 (2) : 70 – 79. Suwarto. 2005. Model Pertumbuhan dan Produksi Jagung dalam Tumpang Sari dengan Ubi Kayu. Disertasi. IPB. http://www.warintek.ristek.go.id/pertanian/jag ung.pdf.

15

Lampiran 1. Data cuaca bulan November 2002 - Januari 2003 Darmaga, Bogor Julian Date 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352

CH (mm) 16.0 27.5 30.0 0.6 13.8 23.6 0.0 19.0 0.0 6.4 10.5 2.0 32.0 0.0 2.8 3.2 30.0 0.0 37.0 0.3 96.6 0.8 24.2 22.4 0.0 3.0 12.2 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0 24.8 10.4 41.5 68.1 18.0 14.2 3.4 0.0 6.0 15.6 20.6 28.4 0.0

RH (%) 87.3 85.5 79.3 88.0 86.0 83.8 86.8 83.0 83.3 85.5 86.0 85.8 80.8 80.5 91.8 87.8 84.8 81.0 87.3 87.3 84.0 83.8 80.0 81.8 85.8 88.8 87.3 81.0 77.8 75.8 76.3 83.3 89.0 91.3 87.5 86.3 88.3 85.0 90.5 84.8 92.0 84.8 91.3 84.5 81.5

Suhu (oC) 25.9 25.3 26.8 26.4 25.6 26.8 25.9 27.0 26.4 26.0 26.6 26.5 26.9 27.1 25.0 25.6 26.3 25.9 25.4 25.9 26.3 26.6 25.7 26.9 26.5 25.6 25.8 26.3 26.8 26.9 26.0 26.0 25.6 25.2 25.9 25.5 25.8 26.6 25.7 26.9 25.0 26.0 25.6 26.8 27.6

Rad (MJ/m2) 9.5 9.1 13.1 11.6 11.4 14.2 8.7 13.1 13.4 13.9 8.8 13.0 12.5 16.3 7.5 13.2 10.3 12.4 9.9 10.3 12.4 14.8 10.1 11.3 9.1 9.5 12.0 14.0 16.2 13.7 13.7 15.6 9.7 7.2 13.8 15.7 10.5 13.0 10.8 8.5 9.4 12.6 10.7 10.0 10.9

Angin (m/s) 0.5 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.1 0.3 0.2 0.4 0.6 0.3 0.3 0.3 0.4 0.4 0.5 0.4 0.4 0.4 0.5 0.5 0.7 0.4 0.4 0.5 0.5 0.5 0.4 0.5 0.6 0.5 0.6 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.4 0.4 0.3 0.4 0.4 0.6 0.3

16

353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 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 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

0.0 0.0 28.2 0.4 27.5 2.5 23.5 38.3 7.6 0.3 0.0 1.8 2.0 39.6 0.6 0.8 0.4 0.6 4.0 0.0 0.0 0.0 14.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 5.4 0.0 31.8 36.8 54.6 0.0 8.9 11.2 0.0 2.6 24.6 48.6 2.2 7.6 45.8 0.2

83.8 79.5 89.0 84.5 87.5 88.8 91.8 85.0 92.3 87.8 86.0 86.5 92.0 88.0 90.8 83.3 80.3 85.0 79.8 76.8 76.0 84.5 77.0 75.8 74.5 73.5 75.8 77.3 77.3 78.0 68.8 68.8 71.3 84.3 83.5 85.5 88.3 89.0 93.3 91.3 86.5 90.3 86.5 92.0 89.5 89.3 91.3 87.8 92.0 88.3

28.1 26.8 26.5 27.6 26.7 25.6 25.3 25.9 24.6 24.8 25.2 25.7 24.4 24.9 24.6 25.6 26.3 26.1 26.7 26.7 26.9 25.6 26.0 26.7 27.3 27.1 26.9 26.4 26.8 26.6 27.2 28.1 27.2 25.7 25.7 25.3 25.3 25.1 24.7 25.0 25.9 25.1 25.4 24.6 24.9 25.0 24.9 25.5 25.2 25.5

10.1 12.9 9.2 12.1 9.7 10.7 8.8 9.2 5.9 5.8 5.9 11.6 6.0 6.3 5.9 7.5 8.9 9.0 12.5 17.2 17.8 15.4 12.9 16.6 10.9 16.6 17.8 16.4 16.9 14.2 15.8 15.4 16.0 11.6 7.7 13.9 11.4 13.4 6.1 6.0 8.7 6.6 10.6 9.8 11.8 10.3 10.2 8.4 6.0 7.5

0.4 0.3 0.6 0.4 0.4 0.5 0.4 0.5 0.4 0.5 0.3 0.2 0.5 0.5 0.6 0.4 0.6 0.5 0.3 0.6 0.7 0.6 0.6 0.6 0.8 0.5 0.6 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7 0.8 0.7 0.5 0.8 0.9 0.5 0.5 0.4 0.3 0.5 0.3 0.6 0.4 0.4 0.2 0.3 0.4 0.1

17

38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

0.0 40.3 0.1 5.0 12.3 52.9 71.7 8.2 7.6 32.0 51.0 9.4 0.0 28.2 9.4 59.8 13.2 0.0 1.2 0.0 23.6 0.6

87.0 88.5 90.0 90.5 87.3 91.3 93.0 88.8 95.3 92.0 86.0 83.3 87.5 93.3 96.0 91.8 87.3 80.8 82.8 87.8 89.3 84.8

26.1 26.1 25.7 25.0 24.8 25.3 24.8 25.8 24.2 24.9 25.5 26.1 25.4 24.3 23.5 24.5 25.4 26.4 26.4 25.5 25.3 26.2

7.5 6.9 10.2 12.8 13.8 6.7 6.3 14.7 10.4 7.4 11.2 9.3 6.6 6.0 6.2 10.3 10.0 10.7 10.6 6.5 6.7 10.2

0.5 0.5 0.3 0.4 0.3 0.4 0.2 0.2 0.4 0.3 0.3 0.6 0.6 0.4 0.2 0.2 0.5 0.6 0.7 0.7 0.6 0.3

18

Lampiran 2. Hasil simulasi dan observasi tanaman jagung varietas Arjuna dan varietas Pioner 4 Tabel 6. Perbandingan Hasil Simulasi dengan Observasi Tanaman Jagung Var Arjuna hari

Lai Observasi model

Daun (Kg/ha) Observasi model

Batang (Kg/ha) Observasi model

Akar (Kg/ha) Observasi model

Tongkol (kg/ha) Observasi model

Total (Kg/ha) Observasi model

0

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.91

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

4

0.00

0.00

3.84

1.49

0.77

0.91

2.18

0.87

0.00

0.00

6.79

3.27

11

0.06

0.02

5.97

6.26

0.00

0.91

1.92

2.54

0.00

0.00

7.89

9.71

18

0.27

0.11

49.71

40.45

0.00

0.91

6.61

7.12

0.00

0.00

56.32

48.48

25

0.68

0.64

148.48

237.42

5.12

19.97

22.61

16.25

0.00

0.00

176.21

273.64

32

1.72

1.32

427.95

487.88

33.71

291.79

39.89

103.37

0.00

0.00

501.55

883.04

39

2.37

2.34

795.95

867.43

254.08

670.85

213.55

221.43

0.00

0.00

1263.58

1759.72

46

2.46

3.54

1396.05

1,309.81

1003.31

1,116.79

330.67

357.30

0.00

0.00

2730.03

2783.90

55

4.00

4.37

1708.80

1,617.93

2522.67

1,945.62

458.24

464.15

648.96

537.98

5338.67

4565.67

69

4.74

4.92

2432.00

1,820.56

2945.07

2,956.99

648.11

479.25

1741.65

2,669.11

7766.83

7925.91

83

4.99

5.62

2359.04

2,081.16

2869.97

2,935.46

419.20

433.54

5125.97

5,516.54

10774.18

10966.69

93

4.84

5.14

1863.47

1,902.59

2179.84

2,212.81

373.12

359.63

6687.15

6,554.24

11103.58

11029.27

19

Tabel 7. Perbandingan Hasil Simulasi dengan Observasi Tanaman Jagung Var Pioner 4 Lai Daun (Kg/ha) Batang (Kg/ha) Akar (Kg/ha) hari Observasi Model Observasi Model Observasi Model Observasi Model 0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

Tongkol (kg/ha) Observasi Model 0.0 0.0

Total (Kg/ha) Observasi Model 0.0 0.0

4

0.0

0.00

4.2

1.27

1.3

1.70

2.7

0.86

0.0

0.0

8.2

3.83

11

0.1

0.01

7.0

5.56

0.0

1.70

2.1

1.07

0.0

0.0

9.2

8.38

18

0.3

0.06

47.4

31.80

0.0

1.70

10.2

3.25

0.0

0.0

57.6

37.49

25

0.8

0.33

154.0

183.97

5.3

1.70

22.6

18.44

0.0

0.0

182.0

210.47

32

1.8

0.88

558.7

487.11

58.5

185.32

83.8

70.56

0.0

0.0

701.0

716.01

39

3.0

1.89

983.0

1052.40

180.7

513.60

184.3

162.79

0.0

0.0

1348.1

1,593.15

46

3.5

3.24

1860.9

1798.96

982.2

975.62

343.9

291.51

0.0

0.0

3187.0

2,755.38

53

4.0

4.90

2650.5

2723.51

1600.0

1,590.56

428.2

460.90

0.0

0.0

4678.6

4,246.94

61

4.3

4.94

2548.3

2745.74

2322.6

1,866.41

450.6

496.07

800.6

719.25

6122.0

5,356.56

75

4.3

5.91

2884.1

3282.02

2777.0

2,683.32

602.7

527.92

2507.5

4,729.64

8771.2

10,910.08

89

4.2

5.23

2828.8

2903.54

2259.0

2,708.03

551.9

497.12

6539.7

7,343.22

12179.4

13,236.48

106

3.6

4.09

2443.7

2270.16

2380.6

2,293.07

471.9

420.79

9619.8

9,713.26

14916.1

14,537.80

20

Lampiran 3. Hasil observasi (kiri) dan simulasi (kanan) ILD (A), biomassa akar (B), daun (C), batang (D), dan tongkol (E) Var. Pioner

9.00

5. 00

8.00 7.00

4. 00

6.00

3. 00

5.00 4.00

2. 00

3.00

1. 00

2.00 1. 0 0

0. 00 0.00

0

20

40

A

60

80

100

120

Har i

0

A

20

40

60

80

10 0

12 0

H ar i

3500.00

3500.00

3000.00

3000.00

2500.00

2500.00

2000.00

2000.00

1500.00

1500.00

1000.00

1000.00

500.00

500.00 0.00

0.00 0

20

40

B

60

80

100

120

0

20

40

B

Har i

3000.00

3000.00

2500.00

2500.00

2000.00

2000.00

1500.00

60

80

100

120

Hari

1500.00

1000.00 1000.00

500.00 500.00

0.00 0

C

20

40

60

80

100

120

Har i

0.00

C

0

20

40

60

80

100

120

Har i

600.00

700.00 600.00

500.00

500.00

400.00

400.00

300.00

300.00

200.00

200.00

100.00

100.00

0.00

0.00 0

D

20

40

60

80

100

120

H ar i

D

0

12000.00

10000.00

10000.00

8000.00

8000.00

6000.00

6000.00

60

80

100

120

4000.00

2000.00

2000.00

0.00

E

40

Hari

12000.00

4000.00

20

0

20

40

60 H ar i

80

100

120

E

0.00 0

20

40

60

80

Har i

21

100

120

Lampiran 4. Hasil observasi (kiri) dan simulasi (kanan) ILD (A), biomassa akar (B), daun (C), batang (D), dan tongkol (E) Var. Arjuna 6.00 5.00

6.00 5.00

4.00 3.00 2.00

IL D

4.00 3.00 2.00

1.00 0.00

1.00

0

0.00 0

A

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

20

40

A

60

80

100

Hari

Har i

3000.00

2500.00 2500.00

\

2000.00

2000.00

1500.00

1500.00

1000.00

1000.00

500.00

500.00

0.00 0

B

0.00 0

20

40

60

80

100

10

20

30

40

50

B

60

70

80

90

100

Har i

Har i 3500.00

4,000.00

3000.00

3,000.00

2500.00 2000.00

2,000.00

1500.00

1,000.00

1000.00

500.00

0

20

40

60

80

100

0.00 0

C

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C

Har i

Har i

700.00

600.00

600.00

500.00

500.00

400.00

400.00

300.00

300.00 200.00

200.00

100.00

100.00

0.00

0.00

0

2

4

6

D

8

10

12

14

Hari

D

0

2

4

6

8

10

12

14

Ha r i

7000.00

8000.00

6000.00

6000.00

5000.00

4000.00

4000.00 3000.00

2000.00

2000.00

0.00

1000.00

0

E

20

40

60 Har i

80

100

0.00

E

0

20

40

60 Ha r i

22

80

100

Lampiran 5. Tampilan model simulasi tanaman jagung

23

24

Lampiran 6. Uji-t berpasangan peubah LAI, daun, batang, akar, dan tongkol varietas Pioner 4

Paired T-Test and CI: Model, Observasi Paired T for Model - Observasi Model Observasi Difference

N 13 13 13

Mean 2.42154 2.28615 0.135385

StDev 2.34786 1.81994 0.798213

SE Mean 0.65118 0.50476 0.221384


P-Value =

Paired T-Test and CI: daunMo, daunOb Paired T for daunMo - daunOb daunMo daunOb Difference

N 13 13 13

Mean 1345.08 1305.43 39.6477

StDev 1304.10 1239.08 139.3185

SE Mean 361.69 343.66 38.6400


P-Value =

Paired T-Test and CI: BatangMo, batangOb Paired T for BatangMo - batangOb BatangMo batangOb Difference

N 13 13 13

Mean 995.368 966.695 28.6723

StDev 1110.350 1128.728 206.5329

SE Mean 307.956 313.053 57.2819


P-Value =

Paired T-Test and CI: akarMod, akarOb Paired T for akarMod - akarOb akarMod akarOb Difference

N 13 13 13

Mean 272.215 242.684 29.5315

StDev 288.248 236.476 69.5301

SE Mean 79.946 65.587 19.2842


P-Value =

25

Paired T-Test and CI: tongkolMod, tongkolOb Paired T for tongkolMod - tongkolOb tongkolMod tongkolOb Difference

N 13 13 13

Mean 1736.52 1497.52 239.000

StDev 3322.41 3069.81 650.578

SE Mean 921.47 851.41 180.438


P-Value =

26

Lampiran 7. Uji-t berpasangan peubab LAI, daun, batang, akar, dan tongkol varietas Arjuna

Paired T-Test and CI: model_ILD, Observasi_ILD Paired T for model_ILD - Observasi_ILD model_ILD Observasi_ILD Difference

N 12 12 12

Mean 2.33500 2.17750 0.157500

StDev 2.25736 2.02397 0.394810

SE Mean 0.65164 0.58427 0.113972


P-Value =

Paired T-Test and CI: model_Daun, Observasi_Daun Paired T for model_Daun - Observasi_Daun model_Daun Observasi_Daun Difference

N 12 12 12

Mean 864.415 932.605 -68.1900

StDev 835.614 964.148 197.5314

SE Mean 241.221 278.325 57.0224


P-Value =

Paired T-Test and CI: model_Batang, Observasi_Batang Paired T for model_Batang - Observasi_Batang model_Batang Observasi_Batang Difference

N 12 12 12

Mean 1012.83 984.55 28.2817

StDev 1187.65 1260.09 230.0810

SE Mean 342.85 363.76 66.4187


P-Value =

Paired T-Test and CI: model_Akar, Observasi_Akar Paired T for model_Akar - Observasi_Akar model_Akar Observasi_Akar Difference

N 12 12 12

Mean 203.788 209.675 -5.88750

StDev 202.654 228.536 55.07356

SE Mean 58.501 65.973 15.89837


P-Value =

27

Paired T-Test and CI: model_T, Observasi_T Paired T for model_T - Observasi_T model_T Observasi_T Difference

N 12 12 12

Mean 1273.16 1183.64 89.5117

StDev 2361.68 2289.02 293.3444

SE Mean 681.76 660.78 84.6812


P-Value =

28

Lampiran 8. Source code model simulasi tanaman jagung Dim pddcol Dim pddrow Dim tu Dim i, s, pA, pB, pD, pT, suhu, Q10, kmb, rbatang, rdaun, rakar, rtongkol, wakar Dim wbatang, wdaun, wtongkol, Wtot, transmisi, Qint, dWa, Lai, Etm, Tsm, wdf, rew Dim Tsa, swc1, runoff, CEs1, CEs2, Esm, Es Dim j Dim Y Dim FC1 Dim swc Dim WP1 Dim chrow Dim k Private Sub cmb_Click() If cmb.Text = "Pioner" Then Text1.Text = "96 - 100" Text2.Text = "1904" End If If cmb.Text = "Arjuna" Then Text1.Text = "90 -95" Text2.Text = "1678" End If End Sub Private Sub cmb1_Click() If cmb1.Text = "Wet (100%FC)" Then txt4.Text = Val(txtKL.Text) If cmb1.Text = "Moist (75%FC)" Then txt4.Text = 0.75 * Val(txtKL.Text) If cmb1.Text = "Dry (50%FC)" Then txt4.Text = 0.5 * Val(txtKL.Text) End Sub Private Sub cmd1_Click() Grafik End Sub Public Sub Grafik() With Form1.chart2 .Refresh Open TxtOutput.Text For Input As 1 k=0 .Rows = chrow .Cols = 8 While Not EOF(1) Input #1, i, s, Lai, wdaun, wbatang, wakar, wtongkol, Wtot k=k+1 .Row = 0 .Col = 0: .Clip = "i": .ColWidth(0) = 1050 .Col = 1: .Clip = "s": .ColWidth(1) = 1050 .Col = 2: .Clip = "Lai": .ColWidth(2) = 1050 .Col = 3: .Clip = "Daun": .ColWidth(3) = 1050 .Col = 4: .Clip = "Batang": .ColWidth(4) = 1050 .Col = 5: .Clip = "Akar": .ColWidth(5) = 1050 .Col = 6: .Clip = "Tongkol": .ColWidth(6) = 1050 .Col = 7: .Clip = "Total": .ColWidth(7) = 1050 .Row = k .Col = 0: .Clip = Val(Format(i, "##")) .Col = 1: .Clip = Val(Format(s, "##.#####"))

29

.Col = 2: .Clip = Val(Format(Lai, "##.##")) .Col = 3: .Clip = Val(Format(wdaun, "##.##")) .Col = 4: .Clip = Val(Format(wbatang, "##.##")) .Col = 5: .Clip = Val(Format(wakar, "##.##")) .Col = 6: .Clip = Val(Format(wtongkol, "##.##")) .Col = 7: .Clip = Val(Format(Wtot, "##.##")) Wend Close #1 End With MsgBox "Lihat Grafik", vbOKOnly, "PESAN" Grafik_ILD End Sub Private Sub cmdClear_Click() TxtWTongkol = "" TxtWtot = "" TxtHari = "" TxtLAI = "" TxtTB = "" End Sub Private Sub cmdInput_Click() 'Listing code bawah ini digunakan untuk memilih nama file input On Error GoTo Out1 TxtInput.Text = "" Dialog1.DialogTitle = "Open File Data Iklim" Dialog1.InitDir = CurDir Dialog1.Filter = "Comma delimited (*.csv)|*.csv|All files (*.*)|*.*|" Dialog1.ShowOpen TxtInput.Text = Dialog1.FileName Out1: Exit Sub End Sub Private Sub cmdOutput_Click() 'Listing code bawah ini digunakan untuk memilih nama file output TxtOutput.Text = "" Dialog1.DialogTitle = "Save Output Hasil Simulasi" Dialog1.InitDir = CurDir Dialog1.Filter = "Comma delimited (*.csv)|*.csv|All files (*.*)|*.*|" Dialog1.ShowSave TxtOutput.Text = Dialog1.FileName End Sub Private Sub cmdProses_Click() Open TxtInput.Text For Input As #1 Open TxtOutput.Text For Output As #2 For i = 1 To 365 Input #1, hujan, RH, suhu, rad, angin 'CUACA 'Parameter H = Text3.Text PI = 3.14 lat = 6 gamma = 66.1 lhv = 2.454 'deklinasi surya (derajat) HI = H + i

30

If HI > 365 Then HI = HI - 365 T = -23.4 * Cos(2 * PI * (HI + 10) / 365) 'fungsi mencari arccos sinld = Sin(lat * PI / 180) * Sin(T * PI / 180) cosld = Cos(lat * PI / 180) * Cos(T * PI / 180) sinb = Sin(-0.833 * PI / 180) arg = (sinb - sinld) / cosld arccos = 2 * Atn(1) - Atn(arg / Sqr(1 - arg * arg)) 'Panjang hari dlen = 24 / PI * arccos 'Tekanan uap Esat = 6.1078 * Exp(17.239 * suhu / (suhu + 273.3)) Ea = RH * Esat / 100 vpd = Esat - Ea 'fungsi aerodinamik f1 = 0.64 * (1.054 * angin * (1000 / 3600)) 'albedo alb = (0.09) + (0.25 * (0.23 - 0.05) * Lai) 'landaian tekanan uap delta = 47.139 * Exp(0.55129 * suhu) 'Radiasi Gelombang Panjang sangot = 58.75 * (sinld + cosld) nN = (rad / sangot - 0.16) / 0.62 Rlw = 2 * (10 ^ (-9)) * ((suhu + 273.3) ^ 4) * (0.56 - 0.08 * Sqr(Ea)) * (0.1 + 0.9 * nN) 'Radiasi netto RN = (1 - alb) * rad - Rlw 'Evapotranspirasi maksimum Etm = (delta * RN + f1 * vpd * 100) / ((delta + gamma) * lhv) 'Evaporasi tanah 'Parameter FC = Val(txtKL.Text) WP = Val(txtTLP.Text) dE = Val(txtdE.Text) swc = Val(txt4.Text) FC1 = FC * dE / 100 WP1 = WP * dE / 100 swc1 = swc * dE / 100 U = 12 CEs1 = U CEs2 = 0 times = 0 Es = 0 alpha = 3.5 k = 0.5 'Rata-rata utk seluruh populasi 64000 dan varietas 'Intersepsi If Lai < 3 Then Hint = 0.4233 * Lai Else Hint = 1.27 If hujan < Hint Then Hint = hujan 'Infiltrasi inf = hujan - Hint 'Transpirasi dan Evaporasi Maksimum Tsm = Etm * (1 - Exp(-k * Lai)) Esm = Etm - Tsm If Esm < 0 Then Esm = 0 'Evaporasi aktual p = inf If CEs1 > U Then GoTo stage2 stage1: If p >= CEs1 Then CEs1 = 0 Else CEs1 = CEs1 - p

31

cumes1: CEs1 = CEs1 + Esm If CEs1 < U Then Es = Esm Else GoTo Transition GoTo buff Transition: Es = Esm - 0.4 * (CEs1 - U) CEs2 = 0.6 * (CEs1 - U) times = (CEs2 / alpha) ^ 2 GoTo buff stage2: If p >= CEs2 Then GoTo storm times = times + 1 timeso = times Es = alpha * Sqr(times) - alpha * Sqr(timeso) If p > 0 Then GoTo rain If Es > Esm Then Es = Esm cumes2: CEs2 = CEs2 + Es - p GoTo buff storm: p = p - CEs2 CEs1 = U - p If p > U Then CEs1 = 0 GoTo cumes1: rain: Esx = 0.8 * p If Esx <= Es Then Esx = Es + p If Esx > Esm Then Esx = Esm Es = Esx GoTo cumes2 buff: If swc1 < 0.5 * WP1 Then Es = 0 'Neraca Air swc1 = swc1 + inf - Tsa - Es If swc1 > FC1 Then GoTo pc pc = 0 GoTo bufff pc: pc = swc1 - FC1 swc1 = FC1 bufff: If swc < 0 Then swc = 0 'Penyerapan air swcCrit = WP1 + (0.4 * (FC1 - WP1)) rew = (swc1 - WP1) / (swcCrit - WP1) If rew < 0 Then rew = 1 If rew >= 1 Then rew = 1 Tsa = Tsm * rew If Tsa >= Tsm Then Tsa = Tsm If swc1 > swcCrit Then wdf = 1 Else wdf = rew 'PERKEMBANGAN dan PERTumbuhan tanaman 'PARAMETER AWAL kma = 0.01 'kgkg-1hari-1 Suwarto (2005) Kropff dan Laar (1993) kmd = 0.03 'kgkg-1hari-1 Suwarto (2005) Kropff dan Laar (1993) kmt = 0.01 'kgkg-1hari-1 Suwarto (2005) Kropff dan Laar (1993) kmb = 0.015 'kgkg-1hari-1 Suwarto (2005) Kropff dan Laar (1993)

32

kg = 0.13 'kg = 0.11 'kgkg-1hari-1 Suwarto (2005) Kropff dan Laar (1993) tu = Val(Text2.Text) lue = 0.0024 'kg/MJ populasi 64000 tb = Val(TxtTB.Text) 'Perkembangan If suhu > tb Then s = s + (suhu - tb) / tu If s >= 1 Then GoTo Hasil If cmb.Text = "Arjuna" Then GoTo Arjunaa Else GoTo Pioner Pioner: If s <= 0.04 Then 'Tanam - emergence pD = 0.34 pB = 0.44 pA = 0.22 pT = 0 End If If s > 0.04 And s <= 0.24 Then 'emergence - T.muda pD = (2.7266 * s) + 1.0059 pB = 0 pA = (0.44666 * s) + 0.02941 pT = 0 End If If s > 0.24 And s <= 0.54 Then 'T.muda - tasseling pA = (0.250225 * s) + 0.04 pD = ((1.9027) * s) + 0.30764 pB = ((1.23495) * s) + 0.03395 pT = 0 End If If s > 0.54 Then 'tasseling-matang pD = ((-0.7764) * s) + 1.12 pA = ((-0.0878) * s) + 0.12302 pB = ((-0.8173) * s) + 0.919 pT = (0.9991 * s) + 0.4591 End If GoTo Pertumbuhan_pioNer Arjunaa: If s <= 0.04 Then 'Tanam - emergence pD = 0.44 pB = 0.31 pA = 0.25 pT = 0 End If If s > 0.04 And s <= 0.27 Then 'emergence - T.muda pD = (2.9 * s) + 0.5711 pB = 0 pA = (-1.682 * s) + 0.4289 pT = 0 End If If s > 0.27 And s <= 0.55 Then 'T.muda - tasseling pA = (0.1 * s) + 0.1 pD = ((1.3) * s) + 0.09 pB = ((0.694) * s) + 0.19372 pT = 0 End If If s > 0.55 Then 'Tasseling - matang pD = ((-0.1582) * s) + 0.5381 pA = ((-0.1826) * s) + 0.1653 pB = ((-2.6256) * s) + 2.4231 pT = (0.92165 * s) + 0.21165

33

End If GoTo Pertumbuhan_Arjuna Pertumbuhan_Arjuna: 'SUB MODEL PERTUNBUHAN 'radiasi yang diintersepsi SInt = rad * (1 - Exp(-k * Lai)) 'pertambahan biomassa potensial dW = lue * SInt * 10 ^ 4 'kg ha-1 d-1 CumW = CumW + dW 'Pertambhan biomassa aktual dWa = (1 - kg) * dW * wdf CumWa = CumWa + dWa 'Respirasi pemeliharaan Q10 = 2 ^ ((suhu - 20) / 10) 'Laju Respirasi masing-masing organ rdaun = kmd * wdaun * Q10 rbatang = kmb * wbatang * Q10 rakar = kma * wakar * Q10 rtongkol = kmt * wtongkol * Q10 'Fase pertumbuhan dan Partisi Biomassa If s <= 0.04 Then 'tanam - emergence dwdaun = pD - rdaun dwbatang = pB - rbatang dwakar = pA - rakar wdaun = wdaun + dwdaun wbatang = wbatang + dwbatang wakar = wakar + dwakar A=A+1 End If If s > 0.04 And s <= 0.27 Then dwdaun = pD * dWa - rdaun dwakar = pA * dWa - rakar

'emergence - T.muda

wdaun = wdaun + dwdaun wakar = wakar + dwakar If pA <= 0 Then pA = 0 B=B+1 End If If s > 0.27 And s <= 0.55 Then dwdaun = pD * dWa - rdaun dwbatang = pB * dWa - rbatang dwakar = pA * dWa - rakar

'T.muda - tasseling

wdaun = wdaun + dwdaun wbatang = wbatang + dwbatang wakar = wakar + dwakar c=c+1 End If If s > 0.55 Then 'Tasseling - matang dwdaun = pD * dWa - rdaun dwbatang = pB * dWa - rbatang dwakar = pA * dWa - rakar dwtongkol = pT * dWa - rtongkol

34

wdaun = wdaun + dwdaun wbatang = wbatang + dwbatang wakar = wakar + dwakar wtongkol = wtongkol + dwtongkol D=D+1 End If GoTo hitungLaiArjuna Pertumbuhan_pioNer: 'SUB MODEL PERTUNBUHAN 'radiasi yang diintersepsi SInt = rad * (1 - Exp(-k * Lai)) ' transmisi = Exp(-k * Lai) ' Qint = rad * (1 - transmisi) 'pertambahan biomassa potensial dW = lue * SInt * 10 ^ 4 'kg ha-1 d-1 CumW = CumW + dW 'Pertambahan biomassa aktual dWa = (1 - kg) * dW * wdf CumWa = CumWa + dWa 'Respirasi pemeliharaa Q10 = 2 ^ ((suhu - 20) / 10) 'Laju Respirasi masing-masing organ rdaun = kmd * wdaun * Q10 rbatang = kmb * wbatang * Q10 rakar = kma * wakar * Q10 rtongkol = kmt * wtongkol * Q10 'Fase pertumbuhan dan Partisi Biomassa If s <= 0.04 Then 'Tanam - Emergence dwdaun = pD - rdaun dwbatang = pB - rbatang dwakar = pA - rakar wdaun = wdaun + dwdaun wbatang = wbatang + dwbatang wakar = wakar + dwakar lai1 = 0.0068 * wdaun A=A+1 End If If s > 0.04 And s <= 0.24 Then dwdaun = pD * dWa - rdaun dwakar = pA * dWa - rakar

'Emergence - T.muda

wdaun = wdaun + dwdaun wakar = wakar + dwakar If pA <= 0 Then pA = 0 B=B+1 End If

35

If s > 0.24 And s <= 0.54 Then dwdaun = pD * dWa - rdaun dwbatang = pB * dWa - rbatang dwakar = pA * dWa - rakar

'T.muda - Tasseling

wdaun = wdaun + dwdaun wbatang = wbatang + dwbatang wakar = wakar + dwakar c=c+1 End If If s > 0.54 Then 'Tasseling - Matang dwdaun = pD * dWa - rdaun dwbatang = pB * dWa - rbatang dwakar = pA * dWa - rakar dwtongkol = pT * dWa - rtongkol wdaun = wdaun + dwdaun wbatang = wbatang + dwbatang wakar = wakar + dwakar wtongkol = wtongkol + dwtongkol D=D+1 End If GoTo hitungLaiPioner hitungLaiPioner: sla = 0.0018 dlai = sla * dwdaun Lai = dlai + Lai GoTo lanjut 'hitungLai1: 'End hitungLaiArjuna: sla = 0.0027 If sla < 0 Then sla = 0 dlai = sla * dwdaun Lai = dlai + Lai GoTo lanjut lanjut: Wtot = wakar + wdaun + wbatang + wtongkol 'Simpan Hasil Simulasi ke File: Write #2, i, s, Lai, wdaun, wbatang, wakar, wtongkol, Wtot Next i

Hasil: TxtAkar = Int(wakar) TxtBtng = Int(wbatang) TxtDaun = Int(wdaun) TxtWTongkol = Int(wtongkol) txtbio = Int(Wtot)

36

txtumur = i - 1 txtfase1 = A txtfase2 = B txtfase3 = c txtfase4 = D Text4 = Int(CumWa) Close #2 Close #1 PI = Val(txtumur.Text) + Val(Text3.Text) If PI > 365 Then PI = PI - 356 txtpanen.Text = PI pddrow = i - 1 pddcol = 1 chrow = i chcol = 3 MsgBox "Model telah selesai dijalankan, Klik OK untuk menampilkan Tabel", vbOKOnly, "PESAN" Form1.Height = 10900 Grafik End Sub Private Sub cmdQuit_Click() End End Sub Public Sub Grafik_ILD() With chart1 .Refresh Open TxtOutput.Text For Input As #1 j=0 .RowCount = pddrow .ColumnCount = pddcol While Not EOF(1) Input #1, i, s, Lai, wdaun, wbatang, wakar, wtongkol, Wtot j=j+1 .Row = j: .RowLabel = "i" .Column = 1: .Data = Lai: .ColumnLabel = "Lai" '.Column = 2: .Data = wdaun: .ColumnLabel = "daun" Wend Close #1 End With End Sub Private Sub Command1_Click() With chart1 .Refresh Open TxtOutput.Text For Input As #1 Y=0 .RowCount = pddrow .ColumnCount = pddcol While Not EOF(1) Input #1, i, s, Lai, wdaun, wbatang, wakar, wtongkol, Wtot Y=Y+1 .Row = Y: .RowLabel = "i" .Column = 1: .Data = wtongkol: .ColumnLabel = "tongkol"

37

Wend Close #1 End With End Sub Private Sub Command5_Click() With chart1 .Refresh Open TxtOutput.Text For Input As #1 B=0 RowCount = pddrow .ColumnCount = pddcol While Not EOF(1) Input #1, i, s, Lai, wdaun, wbatang, wakar, wtongkol, Wtot B=B+1 .Row = B: .RowLabel = "i" .Column = 1: .Data = wbatang: .ColumnLabel = "batang" Wend Close #1 End With End Sub Private Sub Command6_Click() With chart1 .Refresh Open TxtOutput.Text For Input As #1 A=0 RowCount = pddrow .ColumnCount = pddcol While Not EOF(1) Input #1, i, s, Lai, wdaun, wbatang, wakar, wtongkol, Wtot A=A+1 .Row = A: .RowLabel = "i" .Column = 1: .Data = wakar: .ColumnLabel = "akar" Wend Close #1 End With End Sub Private Sub Command7_Click() With chart1 .Refresh Open TxtOutput.Text For Input As #1 D=0 RowCount = pddrow .ColumnCount = pddcol While Not EOF(1) Input #1, i, s, Lai, wdaun, wbatang, wakar, wtongkol, Wtot D=D+1 .Row = D: .RowLabel = "i" .Column = 1: .Data = wdaun: .ColumnLabel = "daun" Wend Close #1 End With End Sub

38

MODEL SIMULASI TANAMAN JAGUNG (Zea Mays L.) YUNUS BAHAR

Recommend Documents