2.1 Daerah Asal dan Penyebaran Tanaman Padi. Asal-usul padi budidaya berasal dari daerah lembah Sungai Gangga dan

Transkripsi

1 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Daerah Asal dan Penyebaran Tanaman Padi Asal-usul padi budidaya berasal dari daerah lembah Sungai Gangga dan Sungai Brahmaputra serta dari lembah Sungai Yangtse. Sedangkan menurut Chevalier dan Neguier (1990) dalam AAK (1990), tanaman padi berasal dari dua benua yaitu : Oryza fatua Koenig berasal dari benua Asia, sedangkan jenis padi lainnya yaitu Oryza stapfii Roschev dan Oryza glaberrima Steund berasal dari benua Afrika. Saat ini jumlah species padi di dunia mencapai 25 species yang telah tersebar luas di seluruh dunia dan tumbuh di hampir semua bagian dunia yang memiliki cukup air dan suhu udara cukup hangat seperti benua Asia, Afrika, Amerika dan Australia. Padi di Indonesia pada mulanya diusahakan di daerah yang kering dengan sistem ladang, namun akhirnya orang berusaha meningkatkan hasil usahanya dengan cara mengairi daerah yang curah hujannya kurang, selain itu pada awalnya padi di Indonesia hanya dibudidayakan di dataran tinggi saja, namun saat ini tanaman padi banyak diusahakan di dataran rendah. Sentra tanaman padi di Indonesia meliputi Lampung, Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, Bali, Nusa Tenggara Barat dan Nusa Tenggara Timur (Suryanata, 2007). 2.2 Taksonomi Tanaman Padi Dalam sistematika (taksonomi) tumbuhan, tanaman padi termasuk dalam familia rumput-rumputan (Graminae). Kedudukan tanaman padi dalam sistematika tumbuhan (Vaughan, 1986) dalam AAK (1990) adalah sebagai berikut : 13

2 14 Kingdom Divisio Sub Divisio Classis Ordo Familia Genus : Plantae (tumbuh-tumbuhan) : Spermatophyta (menghasilkan berbiji) : Angiospermae (berbiji tertutup) : Monocotyledonae (biji berkeping satu) : Poales : Poacea (rumput-rumputan) : Oryza Species : Oryza sativa L. Tanaman padi dapat dibedakan dalam dua tipe, yaitu padi kering yang tumbuh di dataran tinggi dan padi sawah yang memerlukan air menggenang. Padi yang dibudidayakan hingga sekarang ini telah banyak mengalami perubahan. Perubahan yang terjadi bukan hanya bentuk fisiknya (morfologi) saja tetapi segi fisiologisnya juga sudah berubah (AAK, 1990). 2.3 Morfologi Tanaman Padi Morfologi suatu tanaman sangat berpengaruh terhadap produktivitasnya. Misalnya efektifitas menangkap radiasi surya, suhu mikro tajuk tanaman, ketersediaan air bagi tanaman akibat perakaran yang berbeda dalam penyebarannya. Pemahaman tentang bentuk dan fungsi dari organ-organ tanaman padi diperlukan antara lain untuk merancang tipe tanaman padi ideal (Makarim dan Suhartatik, 2008). Disini akan dibahas tentang morfologi dari tanaman padi, antara lain: akar, batang, daun, bunga, malai, dan gabah. Akar adalah bagian tanaman yang berfungsi menyerap air dan zat makanan dari dalam tanah untuk kemudian terus diangkut ke bagian atas tanaman. Akar berfungsi sebagai penguat/penunjang tanaman untuk dapat tumbuh tegak,

3 15 menyerap hara dan air dari dalam tanah untuk selanjutnya diteruskan ke organ lainnya diatas tanah yang memerlukan (Makarim dan Suhartatik, 2008). Gambar 1. Perkembangan Akar Tanaman Padi (Sumber : Yoshida, 1981) Akar tanaman padi termasuk golongan akar serabut (Gambar 1). Akar primer (radikula) yang tumbuh sewaktu berkecambah bersama akar-akar lain yang muncul dari janin dekat bagian buku skuletum disebut akar seminal, yang jumlahnya antara 1 sampai 7. Akar-akar seminal selanjutnya digantikan oleh akarakar sekunder yang tumbuh dari buku terbawah batang. Akar tumbuhan ini disebut adventif atau akar-akar buku karena tumbuh dari bagian tanaman yang bukan embrio atau karena munculnya bukan dari akar yang telah tumbuh sebelumnya (Makarim dan Suhartatik, 2008). Batang berfungsi sebagai penopang tanaman, penyalur senyawa-senyawa kimia dan air dalam tanaman, sebagai cadangan makanan. Hasil tanaman yang tinggi harus didukung dengan batang padi yang kokoh. Bila tidak, tanaman akan rebah terutama di daerah yang sering dilanda angin kencang. Batang terdiri atas beberapa ruas yang dibatasi oleh buku. Daun dan tunas (anakan) tumbuh pada buku. Pada permukaan stadia tumbuh batang yang terdiri atas pelepah-pelepah daun dan ruas-ruas yang tertumpuk padat. Ruas-ruas tersebut kemudian memanjang dan berongga setelah tanaman memasuki stadia

4 16 reproduktif. Oleh karena itu, stadia reproduktif disebut juga sebagai stadia perpanjangan ruas (De Datta, 1981; Yoshida, 1981). Gambar 2. Bagian- Bagian Vegetatif Tanaman Padi (Sumber : Manurung dan Ismunadji, 1988) Daun tanaman padi memiliki ciri yang khas yaitu adanya sisik dan telinga daun, hal inilah yang menyebabkan daun padi dapat dibedakan dari jenis tanaman rumput-rumputan lainnya. Daun padi terdiri dari beberapa bagian, yaitu: - Helaian daun, terletak pada batang padi dan selalu ada, bentuknya memanjang seperti pita. - Pelepah daun, merupakan bagian daun yang menyelubungi batang, pelepah daun ini berfungsi memberi dukungan pada bagian ruas yang jaringannya lunak.

5 17 - Lidah daun, terletak pada perbatasan antara helai daun dan upih. Lidah daun melekat pada batang dengan panjang yang berbeda-beda tergantung varietasnya (AAK, 1990). Gambar 3. Bagian-Bagian Malai (Sumber : Manurung dan Ismunadji, 1988) Malai merupakan sekumpulan bunga padi yang keluar dari buku paling atas, malai termasuk kedalam bagian generatif dari tanaman padi. Malai terdiri atas 8 sampai 10 buku yang menghasilkan cabang-cabang primer dan cabang primer selanjutnya menghasilkan cabang sekunder. Tangkai buah (pedicel) tumbuh dari buku-buku cabang primer maupun cabang sekunder. Pada umumnya, dari buku pangkal malai hanya akan muncul satu cabang primer, tetapi dalam keadaan tertentu buku tersebut dapat menghasilkan 2 sampai 3 cabang primer.

6 18 Malai yang demikian disebut malai betina. Terbentuknya malai betina dipengaruhi oleh suplai N pada stadia pemisahan sel-sel primordia buku leher malai (Matsushima, 1970; Yoshida, 1981). Buah padi atau gabah (Gambar 2) adalah ovary yang telah masak, bersatu dengan lemma dan palea. Buah ini merupakan hasil penyerbukan dan pembuahan yang mempunyai bagian-bagian sebagai berikut : - Embrio (lembaga), terletak pada bagian lemma, didalamnya terdapat daun lembaga (calon batang dan calon daun) serta akar lembaga (calon akar). - Endosperm, merupakan bagian dari buah/biji padi yang besar. - Bekatul, merupakan bagian buah padi yang berwarna coklat. Sedangkan berdasarkan bentuknya, gabah dapat dibedakan menjadi empat kelompok, yaitu : gabah ramping, gabah panjang, gabah sedang dan gabah gemuk (AAK, 1990). Gambar 4. Struktur Gabah Tanaman Padi (Sumber : Yoshida, 1981) 2.4 Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman Padi Terdapat lima fase dalam pertumbuhan padi sejak dari benih hingga panen, yaitu fase perkecambahan, fase vegetatif cepat, fase vegetatif lambat, fase reproduksi dan fase pemasakan.

7 19 1. Fase perkecambahan, pada fase ini terjadi dua proses fisiologis, yaitu infiltrasi air dan imbibisi melalui sel-sel aleuron. Infiltrasi air adalah peristiwa masuknya air menembus kulit biji hingga masuk ke dalam biji, sedangkan proses imbibisi sel-sel aleuron adalah kelanjutan dari proses infiltrasi air dimana air yang masuk ke dalam biji tadi diserap oleh zarrahzarrah koloid sehingga terjadi pembengkakan. Kulit gabah yang tidak dapat menahan desakan dari dalam akan pecah sehingga calon akar dan calon batang yang terdapat ujung benih akan keluar. Akar yang tumbuh memanjang akan diikuti oleh pertumbuhan batang. Faktor-faktor yang mempengaruhi fase perkecambahan adalah air, udara, temperatur dan sinar matahari (AAK, 1990). 2. Fase vegetatif cepat, dimulai dari pertumbuhan bibit sampai jumlah anakan maksimum tercapai. Selama fase ini jumlah anakan dan tinggi tanaman terus bertambah. Jumlah anakan akan bertambah dengan cepat hingga mencapai jumlah anakan maksimum yang biasanya dicapai pada minggu keenam atau ketujuh setelah tanam. Jumlah anakan maksimum perbatang dapat digolongkan yaitu sangat rendah (<5 batang), rendah (5-8 batang), sedang (9-12 batang), tinggi (13-16 batang) dan sangat tinggi (>16 batang). Sedangkan untuk tinggi tanaman maksimum dapat digolongkan yaitu sangat rendah (<70 cm), rendah ( cm), sedang ( cm), tinggi ( cm) dan sangat tinggi (>160cm) (Suryanata, 2007). 3. Fase vegetatif lambat, dimulai saat jumlah anakan maksimum sampai keluarnya premordia (bakal malai). Premordia biasanya mulai keluar pada

8 20 umur HST, hal ini sangat penting untuk memulai pemupukan nitrogen yang kedua atau ketiga. Cara untuk mengetahui sudah keluar atau belumnya premordia yaitu dengan jalan memilih satu anakan dari rumpun pada tanaman berumur HST dan belah dengan pisau. Bila dalam belahan tersebut terdapat sesuatu benda yang berwarna putih maka masa premordia sudah dimulai. Pada fase ini beberapa anakan akan mati dengan demikian jumlah anakan total akan berkurang. Pada fase ini tinggi tanaman terus bertambah tetapi tidak secepat seperti pada fase vegetatif aktif (Suryanata, 2007). 4. Fase reproduksi, dimulai dari fase keluarnya premordia sampai malai mulai berbunga (Suryanata, 2007). 5. Fase pemasakan, terbagi menjadi 4 stadia, yaitu : a. Stadia masak susu, yang memerlukan waktu 8-10 hari setelah berbunga merata, stadia ini ditandai dengan: Malai mulai terkulai walaupun tanaman tampak hijau, ruas batang bagian bawah mulai menguning, butir padi belum penuh. b. Stadia masak kuning, memerlukan waktu lebih kurang 7 hari setelah stadia masak susu. Stadia ini ditandai dengan gabah yang mulai pecah bila ditekan dengan kuku dan seluruh tanaman sudah tampak menguning kecuali pada buku-buku bagian atas yang masih kelihatan hijau. c. Stadia masak penuh, memerlukan waktu kurang lebih 7 hari setelah stadia masak kuning, stadia ini ditandai dengan batangnya yang mulai

9 21 mengering dan isi gabah yang mulai mengeras yang menandakan bahwa butir padi telah terisi penuh sehingga sukar dipecahkan. d. Stadia masak mati, merupakan tahap akhir dari proses pemasakan bulir padi. Waktu yang diperlukan untuk mencapai stadia masak mati kurang lebih 6 hari setelah stadia masak penuh. Stadia masak mati ini ditandai dengan isi gabah yang keras dan kering dan malai sudah ada yang mulai rontok, terutama pada varietas padi yang mudah rontok (AAK, 1990). 2.5 Pupuk Hayati Biovita Pupuk hayati yaitu mikroba yang digunakan untuk perbaikan kesuburan tanah, misalnya Rhizobium, mikroba pelarut fosfat, Azospirilium, cendawan mikoriza, dan lain-lain. Prinsip aplikasi pupuk hayati ialah menempatkan mikroba terpilih (inokulasi) pada biji (benih) atau perakaran (bibit) dalam jumlah banyak untuk menekan invasi mikroba pribumi (indigenous). Invasi dan kolonialisasi awal dari mikroba yang berasal dari pupuk hayati (inokulan) akan meningkatkan daya saing mikroba tersebut terhadap mikroba pribumi, sehingga inokulan mempunyai kesempatan untuk membantu penyediaan hara dan meningkatkan pertumbuhan tanaman (Saraswati dan Husen, 2008). Banyak manfaat yang diperoleh dari penggunaan pupuk hayati, antara lain (1) menyediakan sumber hara bagi tanaman; (2) melindungi akar dari gangguan hama dan penyakit; (3) menstimulir sistem perakaran agar berkembang sempurna sehingga memperpanjang usia akar; (4) memacu mitosis jaringan meristem pada titik tumbuh pucuk, kuncup bunga, dan stolon; (5) sebagai penawar racun beberapa logam berat; (6) sebagai metabolit pengatur tumbuh; dan (7) sebagai

10 22 bioaktivator. Dengan lengkapnya fungsi pupuk hayati tersebut maka dikenal sebagai Bio-Regulator of Soil (Saraswati dan Husen, 2008). Untuk pupuk hayati Biovita sendiri mengandung mikroba Azotobacter sp. dan Azospirillum sp. yang berfungsi sebagai bakteri penambat N juga mikroba Pseudomonas sp. yang berfungsi sebagai bakteri pelarut fosfat. Bakteri penambat N berperan penting terutama dalam proses fiksasi N dan ketersediaan N dalam tanah yang sangat dibutuhkan oleh tanaman padi. Mikroba pelarut fosfat (bakteri dan jamur) berperan penting dalam menyediakan P larut bagi tanaman. Sebagian besar P dalam tanah (organik dan anorganik) berada dalam bentuk terikat sehingga tidak tersedia bagi tanaman. Kehadiran mikroba pelarut fosfat akan mempercepat dan meningkatkan ketersediaan P dari pupuk organik (kompos, jerami) dan sumber P lainnya (fosfat alam) (Simarmata dan Yuwariah, 2007). 2.6 Unsur Nitrogen (N) N (nitrogen) merupakan salah satu unsur yang paling luas penyebarannya di alam. Unsur ini merupakan komponen utama dalam sintesa protein, sehingga sangat dibutuhkan dalam fase vegetatif tanaman, khususnya dalam proses pembelahan sel. Tanaman yang cukup mendapatkan dan mengandung nitrogen memperlihatkan daun yang hijau tua dan lebar, fotosintesis berjalan dengan baik serta pertumbuhannya pesat, maka nitrogen adalah faktor penting untuk produktivitas tanaman. Akan tetapi kelebihan nitrogen mengakibatkan pertumbuhan vegetatif yang sangat pesat, tanaman menjadi rimbun sehingga pembuahan terlambat dan umumnya tanaman mudah terserang hama dan penyakit (Tisdale dan Nelson, 1990).

11 23 Kebutuhan unsur N tanaman sangat tinggi sehingga walau tersedia di dalam tanah tetap saja dilakukan pemberian pupuk anorganik (Urea). Apabila pupuk N diberikan dalam jumlah besar, maka karbohidrat cadangan dalam tanaman segera menurun, tetapi jika suplai N terbatas maka level ini meningkat. Kenyataan ini terkait dengan adanya pengaruh asimilasi N yang merangsang penggunaan karbohidrat cadangan dalam tanaman, yang kemudian mempengaruhi produksinya (Hanafiah, 2007). 2.7 Unsur Fosfat (P) Unsur fosfat (P) adalah unsur esensial kedua setelah N yang berperan penting dalam fotosintesis dan perkembangan akar. Ketersediaan fosfat dalam tanah jarang melebihi 0,01% dari total P. Sebagian besar bentuk fosfat terikat oleh koloid tanah sehingga tidak tersedia bagi tanaman. Tanah dengan kandungan organik rendah seperti Oksisols dan Ultisols yang banyak terdapat di Indonesia kandungan fosfat dalam organik bervariasi dari 20-80%, bahkan bisa kurang dari 20% tergantung tempat. Demikian juga kebanyakan lahan sawah di Indonesia telah jenuh fosfat. Fosfat tersebut tidak dapat dimanfaatkan semaksimal mungkin oleh tanaman, karena fosfat dalam bentuk P-terikat di dalam tanah, sehingga petani tetap melakukan pemupukan P di lahan sawah walaupun sudah terdapat kandungan P yang cukup memadai. Pada tanah-tanah masam, fosfat akan bersenyawa dalam bentuk-bentuk Al-P, Fe-P, dan occluded-p, sedangkan pada tanah alkali, fosfat akan bersenyawa dengan kalsium (Ca) sebagai Ca-P membentuk senyawa kompleks yang sukar larut (Saraswati dkk, 2006).

12 24 Fosfat yang diserap tanaman tidak direduksi, melainkan berada di dalam senyawa-senyawa organik dan anorganik dalam bentuk teroksidasi. Fosfor anorganik banyak terdapat di dalam cairan sel sebagai komponen sistem penyangga tanaman. Dalam bentuk organik, P terdapat sebagai : (1) fosfolipid, yang merupakan komponen membran sitoplasma dan kloroplas; (2) fitin, yang merupakan simpanan fosfat dalam biji; (3) gula fosfat yang merupakan senyawa dalam berbagai proses metabolism tanaman; (4) nucleoprotein. Komponen utama DNA dan RNA inti sel; (5) ATP, ADP, AMP, dan NADP, merupakan koenzim penting dalam proses reduksi dan oksidasi; (7) FAD dan berbagai senyawa lain, yang berfungsi sebagai pelengkap enzim tanaman (Salisbury dan Ross, 1995). Kekurangan unsur P pada tanaman akan mengakibatkan berbagai hambatan metabolisme, diantaranya dalam proses sintesis protein, yang menyebabkan terjadinya akumulasi karbohidrat dan ikatan-ikatan nitrogen. Kekurangan P pada tanaman dapat diamati secara visual, yaitu daun-daun yang tua akan berwarna keunguan atau kemerahan karena terbentuknya pigmen antisianin. Pigmen ini terbentuk karena akumulasi gula di dalam daun sebagai akibat terhambatnya sintesis protein. Gejala lain adalah nekrosis (kematian jaringan) pada pinggir atau helai dan tangkai daun. Diikuti melemahnya batang dan akar tanaman (Saraswati dkk, 2006).