Waktu thermal unit dalam model yang dikembangkan oleh Kiniry menggunakarl suhu dasar 8 OC untuk sebagian besar tanaman. Pada suhu 34 OC pertumbuhan tanaman akan maksimum, sedaugkan di atas 34 OC pertumbuhan menurun secara linear hingga pertumbuhan terhenti pada suhu 44 OC. Laju perkembangan tanaman terjadi apabila suhu rata-rata harian melebihi suhu dasar tanaman. Thermal unit digunakan untuk menduga waktu yang dibutuhkan tanaman untuk ~nencapai suatu fase perkembangannya, persamaan yang digunakan adalah
TU =t(T-To) Dimana :
TU =Thermal Unit t T To
= fase perkembangan tanaman = Suhu rata-rata harian = Suhu dasar tanaman, ditentukan 7'C
menurut Delden 2001 Menurut Baharsyah (1991, diacu dalam Bey 1991), konsep degree day ini memiliki beberapa kelemahan, antara lain adanya perbedaan suhu minimum untuk berbagai tahap pertumbuhan, dan tidak mempertimbangkan variasi kisaran suhu diurnal yang sering menentukan dalam pertumbuhan tanaman daripada suhu rataan. Walupun tnasih banyak kelemahan dari konsep ini, penggunaannya telah banyak diterapkan pada bidang pertanian, terutama untuk pemuliaan tanaman Biomassa Biomassa tanaman adalah berat kering total tanaman, Biomassa digunakan untuk melihat kemampuan tumbuh dan bertahan tanaman, persamaan yang digunakan adalah
Bb =sQi= ~ ( 1 e- - " L D ) ~ , Diniana : = Produksi Biomassa (Kg h d ' d'2) Bb c = Efisiensi pengunaan radiasi ~natahari,ditentukan sebesar 0,0014 ~ t gM J - I = Radiasi yang sampai di alas tajuk Q0 (MJI~.') = Radiasi yang diserap (M~rn.') (3 k = ICoefisien pemadarnall sebesar 0.35 (Sulistiono, 2005) ILD = Indeks luas daun
Gambar I I. Diagram perkembangan bercak infeksi pada daun tanaman kentang Sumber:Powell ( 2002) Gambar diatas menjelaskan perkembangan bercak infeksi pada daun. Lokasi llifa terjauh pada bercak diga~llbarltan sebagai lingkaran dengan wama lebih gelap, tepi dari bagian bercak yang terlillat adalah daerah sporulasi, diindikasikan diatas diantara lingkaran tebal yang muncul dari per~nnkaan daun lima hari setelah infeksi oleh hifa dan memproduksi badan sporulasi. Pada daer,%hradial dibelakang daerah sporulasi merupakan bagian daun lain yang diperkirakan akan terkena infeksipada beberapa waktu berltutnya, pertumbuhan maksimum bercak harian uutuk penyakit hawar daun kentang diperitirakan sebesar 4mmlhari. Pertamballan luas bercak pada daun dipengaruhi oleh keadaan lingkungan, pada keadaan yang mendukung, luas bercak penyakit akan sangat pesat perkembanga~mya, bahkan dapat membunuh tanaman kentang hanya dalam dua hingga tiga hari saja.
3.1
Walctu dan Ternpat
Penelitian dilakukan rnulai bulan April 2006 sampai dengan Agllstus 2006. Pengotahan data dilakukan di Laboratorium Agro~neteorologi Departemen Geofisika dan Meteorologi.
Data cuaca harian sclama masa tanan\ dari beberapa daerah observasi. Berupa data radiasi surya, corah hujan, suho rata-rata .harian, suhu ~ninimum,suhu tnaksitnum, suhu titik embun dan RH
Data tanman, b e r u p data umur tanaman, b~omassa,~ndeksluas daun dan has11produkst kentang
1. Pengnn~pulandata Metode h i dilakuliun dengnn cara mengumpulkan berbagai data yang dibuh~hkan. untuk model yang aksn dibuat, baik berupa data Seperangkat komputer dengan fasilitas input maupun data pembanding. Data cuaca internet dan printer. harian yang terdiri dari data suhu ha&n (rataSo-Itwa~eMicrosoftVkual Basjcb.0 r a 4 mksimum, minimu- titik embun), radiasi Software Microsoft Office 2003 matahari, curah hujan dan RH diynakan SofhweMinitab 13 sebagai. input untuk model prediksi yang dibuat. Software AdobePhotoshop CS Z Adapun data yang digunakan sebagai pernbanding untuk lnann model diamliil. dafi bebmpa daerah.anantara lain Tabel 1. Data pcneliti lain yang d i g m ~ sebagai h pembanding
penam&
Model prediksi kejadian penyakit hawar d a m pada taneman kentang ini dibuat menggunakan soflware visual basic 6:O. Resolusi dari model ini adalah harian, sehi%ga diharapkan h a i l prediksi yang didapat lebih. akurat. Pada penelifian ini telah disusun d m buah model, yaitu model pertumbuhan dan perkembangan. tanaman dan model p m k i w i kejadian penyakit hawar daun kentang.
yang digunakh a d i a h seba&i berikut (Fhndoko, ?994) : ds =(T --Tb)/TU jik:tT > T b &=O jika T 5 Tb di mana : s :.fascperkembangan (s=
Model Pertumbuhan dan Perkembangaa Tanaman Kentang Model pemunbuban dan perkernbangan tanaman mensimulaSikan pertumbuhan tanaman kentang dan hubungannya dengan berbagai %tor cmcasebagai .iizput. Asumsi yang digunakan untuk penyusunan sub model permmbuhan dm peckembangan tanaman kentang adalah sebasai berikut : 1. Keburuhaa air tanaman bukan merupakan faktor pembatas 2. Kebutuhati nutrisi tanaman bukm merupakan faktor pembatas 3. Kebutuhan agroklimat lain seperti jenis tanah, PH tan& dan Iai~mya bukan merupakan faktor pembatas Konsep akumulasi panas digunakan untuk menduga perkembangan dan masingmasing kejadian fenol~gi tanaman, dengan pertimbangan tanaman mempakan tanaliian
t
ids) 4
T Tb TU
: sul~urata-rata harinn ("C)
: suhu dasar tanaman ("C) : akumulasi panas fanaman (hari "C) : satuan ivaktu (hari)
Menuntt Sulistiono (2005), kejadian fenologi diberi skala 0 - 1, yang tlibagi menjadi lima h e perkembangan t a r n , yaitu taDam h i n g e muncul. tunas (s=0,16), pembentukan umbi (s=0,33), pengisian umbi (s=0,44), pematangan umbi (s=0,8), dan awal panen (s=l). lndeks Luas Daun (ILD) ILD menenhikan ju~nlah radiasi yang diintersepsi ol'eh tanamnn. E D merupakan fur@ dari luas da.un spesifik (SLA) dan massa daun (Wd). ILD dalaln sub model pertumbuhan merupakan peubah bantu dan dihitung dari perkalian antara SLA dengan Wd.
.
ILD =SLA Wd
di mana : $LA. w d
: luas daun spesifik jm? g.') : nmssa d a m (g m-2)
Produksi Biomassa ( d m Produksi biomassa potensial dihitung berdasarkan efisiensi penggunaan radiasi matahari yang diintersepsi tanaman (Nandoko, 1994). Untuk menghitung radiasi yang diintersepsi digunakan hukum Beer (Handoko, 1994) sebagai berikut : Qint = (1 - r ) Qs ;T = e-'ILD di mana : Qint : radiasi yang diintersepsi (MJ m-') T : proporsi radiasi matahari yalig ditransmisikan oleh tajuk tanaman k : koefisien pemadaman : radiasi matahari (MJ m-') Qs Nilai parameter k ditentukan berdasarkan data pengibservasi lapang pertumbuhan kentang yaitu nilai rata-rata selama sehari, yaug selanjutnya dirata-ratakan selama musim perh~mbuhan.Dalam model ini, nilai k dianggap konstan selama pertumbuhan tanaman. Produksi biomassa potensial dihitung berdasarkan hasil kali antara efisiensi penggunaan radiasi matahari (E) dengall radiasi yang diintersepsi (Qint). Nilai E ditentukan berdasarkan rataan nilai E dari data pertumbuha~i Itentang. d W = 6 . Qint di mana : : produksi bioniassa potelisial (g m-') dW E : efisiensi penggunaan radiasi ( ~ M J - I ) Dalam sub model ini.. nroduksi biomassa potensial dialokasikan ke akar, batang, daun dan biji yang perbandingannya bergantung pada fase perkenibangan tanaman (s). Biomassa masingmasing organ sebagian akan berkurang melalui respirasi pertumbuhan (Rg) dan respirasi pe~neliharaan(Rm) yang dihitung berdasarkan suhu udara dan massa masing-masing organ (Mc Cree 1970, diacu dalam Handoko 1994). Perhlmbuhan masing-masing organ (x) dihih~ng dari selisih antara alokasi bahan kering ke organ tanaman dan yang hilang melalui respirasi (Handoko 1994) sebagai berikut : dWu = itu dW - Rg -Rm dWx = 11sd W (1-kc) - km \Vx Or,,
.
.
di liialia : dWx : pellambahan lnassa organ x (g m") : proporsi biomassa pang dialokasika~i qs ke organ x : respirasi pertunibuhan (g ni.') Rg : respirasi pemeliharaan (g rn-') Rm
kg Ian
: koefisien respirasi pertumbuhan : koefisien respirasi pemeliharaan
: koefisien suhu Koefisien respirasi pertumbuhan (kg) dan pemeliharaan (km) diduga dari data percobaan lapang daerah Goalpara berdasarkan metode Amthor (1998, diacu dalam Gifford 2003) yaitu menggunakan persamaan : RIW = km + k g . dWnV di mana : R : laju respirasi (g C m-') W : berat kering tanaman (g mn).' dW : laju pertumbuhan tanaman (g m") Dengan menggunakan teknik regresi linear antara R/W dan dWIW, maka kni dan kg dapat ditentukan. QIO
Koefisien Pcmadaman clan Efisiensi Penggunaan Radiasi Surya Parameter koefisien pen~ada~nau(It) dan efisiensi penggunaan radiasi ( 8 ) ditentuka~i berdasarkan data pengobservasi lapang pertumbuha~i kentang yaitu ~iilai rata-rata selama sehari yang selanjutnya dirata-ratakan selama musim pertun~buha~~. Nilai k dan E yang digunakan dalam model adalah nilai rataan dari selumh data percobaan lapang, yaitu sebesar 0.35 dan 2.76. Koefisien respirasi perhlmbuhan (kg) dan pemeliharaan (km) diduga dari koefisien regresi linear antara respirasi spesifik tanaman (Rs = R/W) dengall laju perh~mbuhan'elatif tanaman (RGR = dWIW). Nilai kg dan ~ I pada I model adalah 0.13 dan 0.0108. koefisien - koefisien ini didasarkan pada data penelitian Sulistiono (2005), ha1 ini dilahvkan kareua data yang diperoleh pada penelitian tersebut relatif memadai untuk tlijadikan dasar perliitungan dibandingkan dengan data pe~ielitilain. Proporsi Bioniilssa (qx) Proporsi biomassa yang tlialokasikan pada masing-masing organ (qx) dihitung sebagai fungsi fase perkeriiba~~ga~l tanaman (s), didekati secara enipi1.i~berdasarakan data pengobservasi Iapatig pertunibuhan kentang. Bentuk persalnaan proporsi biomassa dililiat dari kecondongan bentuk Imbungan antara data proporsi biomassa de~iganfase perkembangan tanaman.
i
Tabel 2. Persamaan yang digunakan untuk menghitung proporsi biomassa pada liap fasc perkanbangan tvnaman
i
dan perkembangan tanaman kentang dapat dilihat pada gambar 12.
Gambar 12. Diagram forcster model pertumbuhan dan perkembangan tanaman kentang Keterangan : GDMA : Produksi biomassa aktual LA1 : Indeks luas daun (ILD) Rad : Radiasi surya Tr : Suhu rata-rata K : Koefisien pemadaman E : Eflisiensi penggunaan radiasi surya sla : Specific leaf area Wdaun : Biomassa daun Wbatang :Biomassa batang Wakar : Biomassa a k a Wumbi :Biomassa umbi Output yang dihasilkan model ini antara lain prediksi hasil biomassa tanaman, E D tanaman dan umur tanaman
I
Model Prediksi Kejadian Penyakit Model kedua adalali model prediksi kejadian I penyakit hawar daun pada tanaman kentang, 1 input yang digunakan pada model ini antara lain input suhu minimum dan maksimum harian I ("C), curah hujan harian (mm), kelembaban relatif (%), dan titik embun (OC).
1 1
~
Perubal~anLuas B e r u k dan Perubahan E D Tanaman I Menurut Powell (2002), bercak pada daun tanaman berkembang pada luas yang dapat 1 diperkirakan, yaitu sebesar Ar per hari, dan 1 setelah melewati periode laten (ditentukan selama 5 hari untulc P. I~lfeslaris) maka perkembangan herd dapat menggunakan rumus berikut
1
PLB = n ( t ~ r ) ' dan pada hari berikutnya PLB = rr (t+l)%?
Dimana : PLB : Pen~bahanluas bercak (mmlhari) t : Umur bercak (hari) dihitung mulai dari awal muncul bercak Ar : Pertumbuhan radial bercak (4 x 105 meterihari)
I
I i
I
1
~ I
I
I
Perubahan ILD pada model prediksi kejadian penyakit memnperl~itungkan adanya bercak penyakit pada daun, apabila terdapat bercak maka diasumsikan ballwa pertumbuhau daun akan terganggu bahkan daun akan menjadi rontok sehingga dapat mengurangi ILD tanaman
dWDi = dWD - PLB dILDi = sla x dWDi Dimana : dILDi = Pembahan ILD (setelah infeksi) dWDi = Laju Pertumbuhan daun liarian (setelah infeksi) PLB = Pembahan luas bercak Berikut adalah diagram forester untuk model kedua.
Tmin Tmax
I
V
RH
Gambar 14. Diagram forester model prediksi kejadian penyakit hawar daun dan hubungannya dengan nod el lain Keteranga~i Ch : Curah hujan (OC) Tnli~i: Suhu minimum liarian (OC) Tniax: Suhu maksim~~m harian (OC) Td : Suhu titik embun (OC) RH : Kelelnbaban relatif (%)
Pada diagram diatas dapat dilihat bahwa model pertama dan model kedua ini memiliki keterkaitan. Adanya infeksi penyakit tanaman akan mempengaruhi produksi biomassa tanaman kentang dan juga men~pengaruhiILD tanaman. Output yang dihasilkan ole11 111odel kedua ini antara lain waktu kejadian penyakit hawar daun, produksi biomassa tanaman setelah terinfeksi oleh patogen, dan pellgaruh penyakit terhadap ILD tanaman. Adapun asumsi yang digunakan , untuk model prediksi kejadian penyakit hawar daun ini antara lain : 1. Media tanam tanamall bukan me~upakan media bebas penyakit 2. Bibit tanaman bukan me~upakanvarietas ta11an penyakit 3. Bibit tanaman bukan niel~ipakan bibit bebas penyakit Syarat terjadinya penyakit :
1. Terdapat periode diniana curah hujan > o dan suhu titik embntl > suhu minimum 11arian 2. Suhu minimum harian 2 10 'C 3. Suhu maksimum 11arian berkisar antara 24 OC - 2G°C. 4. Kelembaban relatif > 90 O/u 5. Penyakit dapat rnulai menginfeksi tanaman ketilca tunas tananlan muncul ke permukaan tanah Tanlpilan antar niuka dari model prediksi kejadian hawar daun pada tarialilan kentang dapat dilihat pada gambar 1.5 dan 16
1I
Gambar 15 dan 16. TampiIan antar muka program model prediksi kejadian penyakil hawar daun pada tanaman kentang. 3.
Pengujian Model
Sebelum hasil model digunakan, sebelumnya hams dilakukan pembandingan antara hasil model dengan hasil observasi lapang, jika hasilnya baik maka dapat dikatakan model yang disusun dapat mewakili keadaan lapang yang sebenarnya. Pada penelitian ini pengujian model dilakukan dengan mengynakan persamaan korelasi dan juga uji t berpasangan, persamaan yang digunakan antara lain: Persamaan korelasi
Dimana: r : Nilai korelasi YI : Nilai model : Rata-rata nilai model Yq : Nilai aktual
N S,I Sy2
: Rata-rata nilai aktual : Jumlah data : Standar deviasi model : Standard deviasi aktual
Uji T Berpasangan
Persamaan yang digunakan pada uji ini adalah:
Dimana :
- : Nilai rata-rats model Y,
&
: Nilai rata-rata aktual
a : Selang kepercayaan n : Jumlah data S, : Standar deviasi dari kedua data dari hasil kalkulasi t d : nilai t-student )11-)12:Beda antara rataan model dan aktual W .HASlL DAM PEMBAHASAN
Proses pertumbuhan tanaman adalah proses perubahan ukuran fisik suatu tanaman yang dapat diukur secara kuantitatif, sedangkan proses perubahan fase tanaman yang lebih bersifat kualitatif disebut juga perkembangan tanaman. Berheda dengan proses pertumbuhan, proses perkembangan tanaman tidak dapat diukur karena seperti yang telah disebutkan bahwa proses ini hersifat kualitatif Kedua proses yang terjadi ini saling berkaitan satu sama lain, sehingga kejadian pada salah satu proses akan mempengaruhi proses lainnya (Ayuba, 2005). Penyakit hawar daun mula-mula menyerang bagian daun tanaman kentang. Kemsakan pada daun akan mengganggu proses fotosintesis tanaman sehingga distsibusi makanan menjadi tidak lancar dan pada akhirnya proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman juga akan terganggn, bahkan dapat menyebabkan kelnatian pada tanaman tersebut (Semanyn, 1996).
