HUBUNGAN TRANSPIRASI DENGAN HASIL DAN RENDEMEN MINYAK BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) CHARLES YULIUS BORA

Transkripsi

1 HUBUNGAN TRANSPIRASI DENGAN HASIL DAN RENDEMEN MINYAK BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) CHARLES YULIUS BORA SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008

2 2 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Hubungan Transpirasi Dengan Hasil Dan Rendemen Minyak Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Bogor, September 2008 Charles Yulius Bora NIM A

3 3 ABSTRACT CHARLES YULIUS BORA. Relationship between Transpiration and Yield and Seed Oil Content of Jatropha (Jatropha curcas L.). Under direction of SUDIRMAN YAHYA, EKO SULISTYONO and ZAINAL MAHMUD. Jatropha (Jatropha curcas L.) is a plant which produce oil that can be used as an alternative fuel. Generally, Jatropha grow in dry-land area. To reach the highest oil production, the study on best agricultural practice still needs to be done. The objective of this research was to evaluate the relationship between transpiration and yield and seed oil content. The research was conducted at Cikabayan Research Garden of IPB during 2007 July until 2008 July. The experimental design was Randomized Block Design with two factors and three replications. The first factor was genotype of Jatropha e.i.: Improved Population 1 Asembagus (IP-1A); Improved Population 1 Muktiharjo (IP-1M) and Improved Population 1 Pakuwon (IP-1P). The second factor was irrigation frequency e.i.: 7; 14; 21 and 28 days. The observed variables were plant growth, evapotranspiration and yield component. The results show that the irrigation frequency of 7 days gave a higher evapotranspiration and transpiration rate than 14, 21, and 28 days irrigation frequencies. The differences affected plant growth and yield component of each genotipe. The interaction effects between genotype and irrigation frequency were significant on total dry matter, roots dry matter and fruit number per plant. The transpiration positively and strongly related to fruits number, seed productions and oil production. Increasing on every mm of the transpiration was followed by increasing on fruit number (0.112 fruits/l/plant) for IP-1A and (0.183 fruits/l/plant) for IP-1P; and increasing by g (0.23 g/l/plant) for IP-1A and g (0.19 g/l/plant) for IP-1P in seed productions. The transpiration correlated to oil production but not to oil content. Each mm of transpiration increased the oil production g (0.075 g/l/plant) for IP-1A and g (0.058 g/l/plant) for IP-1P. Water use of IP-1P genotype was more efficient than IP-1A in fruits number, but the IP-1A genotype more efficient in seed and oil productions. The differences on growth and yield responses of the jatropha genotypes to transpiration can be used as the model to describe the relationship between transpiration and growth and yield of the plant. Keywords: Transpiration, water use efficiency, seed production, oil production

4 4 RINGKASAN CHARLES YULIUS BORA. Hubungan Transpirasi Dengan Hasil Dan Rendemen Minyak Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.). Dibimbing oleh SUDIRMAN YAHYA, EKO SULISTYONO dan ZAINAL MAHMUD. Jarak pagar (Jatropha curcas L.) merupakan salah satu tanaman penghasil minyak nabati sebagai alternatif pengganti bahan bakar minyak. Beberapa keunggulan jarak pagar dibandingkan dengan sumber minyak nabati lainnya adalah : relatif mudah dibudidayakan oleh petani kecil, dapat ditanam sebagai batas kebun, cocok di daerah beriklim kering, sebagai tanaman konservasi pada lahan-lahan marginal. Walaupun secara umum tanaman jarak pagar cocok untuk lahan kering ( marginal ) namun produktivitas merupakan pertimbangan utama, sehingga pemahaman tentang aspek budidaya perlu mendapat perhatian. Penelitian bertujuan mempelajari hubungan transpirasi dengan hasil biji jarak pagar dan rendemen minyak biji jarak pagar. Penelitian dilaksanakan dari bulan Juli 2007 sampai Juli 2008 di Kebun Percobaan Cikabayan IPB Bogor. Bahan yang digunakan adalah benih jarak pagar genotipe IP-1A dan genotipe IP-1M diperoleh dari Balai Penelitian Tanaman Serat Malang yang masing-masing berasal dari Kebun Percobaan Asembagus Situbondo (IP-1A) dan Kebun Percobaan Muktiharjo Pati (IP-1M), sedangkan benih genotipe IP-1P diperoleh dari Kebun Percobaan Pakuwon Sukabumi. Alat yang digunakan adalah ember (20 l), polibag ukuran diameter 40 cm yang didesain sebagai lisimeter sederhana. Sebagai media tumbuh digunakan tanah Latosol Darmaga. Rancangan penelitian disusun dalam percobaan faktorial dua faktor dengan menggunakan rancangan acak kelompok 3 ulangan. Faktor pertama adalah 3 genotipe jarak pagar yaitu: genotipe IP-1A; IP-1M dan IP-1P. Faktor kedua adalah frekuensi irigasi yang terdiri dari 4 taraf penyiraman, yaitu 7; 14; 21 dan 28 hari sekali. Interaksi antara genotipe jarak pagar dan frekuensi irigasi tidak berpengaruh nyata pada peubah tinggi tanaman, luas daun, indeks luas daun dan jumlah cabang. Masing-masing faktor secara terpisah menunjukkan pengaruh yang nyata sampai sangat nyata. Untuk peubah tinggi tanaman genotipe IP-1A lebih tinggi dari genotipe IP-1M dan IP-1P karena IP-1A tidak bercabang sedangkan IP-1M menghasilkan jumlah cabang 5 6 cabang, IP-1P sebanyak 2 3 cabang sedangkan IP-1A rata-rata 1 cabang. Untuk masing-masing genotipe, luas daun tertinggi adalah genotipe IP-1P dan terendah adalah genotipe IP-1M sedangkan untuk peubah indeks luas daun genotipe IP-1M lebih tinggi dari kedua genotipe lainnya karena tingginya jumlah cabang. Frekuensi irigasi 7 hari sekali menghasilkan tinggi tanaman, luas daun, indeks luas daun dan jumlah cabang tertinggi dan sangat berbeda nyata dengan frekuensi irigasi 14, 21 dan 28 hari sekali.

5 5 Interaksi antara genotipe jarak pagar dengan frekuensi irigasi berpengaruh sangat nyata terhadap bobot kering total tanaman dan akar tanaman pada umur 6 bulan. Untuk total tanaman, respon genotipe IP-1A adalah nyata secara non linier, sedangkan genotipe IP-1M dan IP-1P nyata secara linier. Bobot kering akar ketiga genotipe mempunyai respon yang nyata secara non linier. Bobot kering akar semakin menurun dengan semakin menurunnya frekuensi irigasi. Respon ini menunjukkan bahwa genotipe IP-1A lebih efisien dalam penggunaan air dibandingkan dengan dua genotipe lainnya. Interaksi juga tidak nyata pada peubah nisbah tajuk-akar, namun untuk masing-masing faktor berpengaruh nyata. Semakin kering, pertumbuhan akar lebih dominan dari pada pertumbuhan tajuk yang ditandai dengan semakin rendahnya nisbah bobot kering tajuk-akar. Total evapotranspirasi (ET) dan transpirasi semakin menurun dengan semakin menurunnya frekuensi irigasi. Pada umur tanaman 10 bulan masingmasing genotipe menghasilkan total transpirasi yang berbeda-beda. Komponen hasil yang disajikan berasal dari dua genotipe yaitu genotipe IP-1A dan IP-1P karena IP-1M sampai dengan umur 11 bulan (10 BSP) belum menghasilkan bunga. Interaksi antara genotipe dan frekuensi irigasi nyata terjadi pada peubah jumlah buah per tanaman dan respon kedua genotipe nyata secara linier. Pengaruh genotipe sangat nyata terhadap jumlah buah per tanaman tetapi tidak nyata untuk hasil biji, rendemen minyak dan produksi minyak per tanaman. Genotipe IP-1P menunjukkan hasil lebih tinggi dari pada IP-1A pada semua peubah komponen hasil. Transpirasi berkorelasi positif erat dengan komponen hasil jarak pagar. Setiap peningkatan transpirasi sebesar 1 mm meningkatkan jumlah buah sebanyak buah per pohon (0.112 buah/l air/pohon) untuk genotipe IP-1A dan buah per pohon (0.183 buah/l air/pohon) untuk genotipe IP-1P, dan meningkatkan hasil biji sebesar g per pohon (0.23 g/l air/pohon) untuk genotipe IP-1A dan g per pohon (0.19 g/l air/pohon) untuk genotipe IP-1P. Transpirasi tidak berkorelasi dengan rendemen minyak biji jarak pagar tetapi berkorelasi positif dengan produksi minyak per pohon. Setiap peningkatan transpirasi sebanyak 1 mm meningkatkan produksi minyak sebanyak g per pohon (0.075 g/l air/pohon) untuk genotipe IP-1A dan g per pohon (0.058 g/l air/pohon) untuk klon IP-1P. Perbedaan produksi minyak dalam hubungannya dengan transpirasi dipengaruhi oleh perbedaan hasil biji dari masing-masing genotipe. Hubungan antara transpirasi dan komponen hasil dan produksi minyak dipengaruhi oleh perbedaan genotipe jarak pagar. Pada penggunaan volume air yang sama, genotipe IP-1P lebih efisien dari pada genotipe IP-1A dalam menghasilkan jumlah buah tetapi sebaliknya untuk hasil biji dan produksi minyak genotipe IP-1A lebih efisien. Peubah jumlah buah, hasil biji dan produksi minyak masing-masing genotipe dapat menggambarkan sub model hubungan transpirasi dengan hasil tetapi tidak menggambarkan dalam hubungannya dengan rendemen minyak biji jarak pagar. Kata kunci: Transpirasi, efisiensi penggunaan air, produksi biji, produksi minyak

6 @ Hak cipta milik IPB, tahun 2008 Hak cipta dilindungi Undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB 6

7 7 HUBUNGAN TRANSPIRASI DENGAN HASIL DAN RENDEMEN MINYAK BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) CHARLES YULIUS BORA Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Departemen Agronomi SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008

8 8 Judul Tesis Nama NIM : : : Hubungan Transpirasi Dengan Hasil Dan Rendemen Minyak Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) Charles Yulius Bora A Disetujui Komisi Pembimbing Prof. Dr. Ir. H. Sudirman Yahya, MSc Ketua Dr. Ir. Eko Sulistyono, MSi Anggota Dr. Zainal Mahmud, APU Anggota Diketahui Ketua Program Studi Agronomi Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Munif Ghulamahdi, MS Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MSi Tanggal Ujian: 28 Agustus 2008 Tanggal Lulus:

9 Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Ir. Haryadi, MS 9

10 10 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian ini adalah Hubungan Transpirasi dengan Hasil dan Rendemen Minyak Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.), sehingga diharapkan menjadi salah satu sumber informasi bagi pengguna dalam mengembangkan tanaman jarak pagar. Penghargaan dan terima kasih yang tulus penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Sudirman Yahya, MSc, Dr. Ir. Eko Sulistyono, MSi dan Dr. Zainal Mahmud, APU selaku ketua dan anggota komisi pembimbing yang banyak memberikan sumbangan pemikiran, kritikan, saran dan nasehat dalam pelaksanaan penelitian maupun dalam penulisan tesis ini. Disamping itu, penghargaan dan terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir. Haryadi, MS selaku penguji luar komisi yang banyak memberi saran dan kritikan. Penghargaan dan terima kasih penulis ucapkan kepada Badan Litbang Pertanian khususnya Komisi Pembinaan Tenaga atas kesempatan dan dana yang diberikan. Terima kasih juga kepada Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat atas penggunaan beberapa sarana penelitian, Balai Besar Pengkajian dan Pengembangan Teknologi Pertanian dan Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Nusa Tenggara Timur atas dorongan, arahan dan kesempatan dalam melanjutkan studi S2 di IPB. Terima kasih penulis juga sampaikan kepada Teknisi Kebun Percobaan Cikabayan, Laboran pada Laboratorium Fisiologi Tanaman Departemen Agronomi dan Hortikultura dan Laboratorium Kimia Pangan PAU, IPB, serta teman-teman Pascasarjana angkatan 2006 yang telah banyak memberikan saran dalam penyelesaian tesis ini. Ungkapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa restu dan kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Bogor, September 2008 Charles Yulius Bora

11 11 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Kabupaten Sumba Barat, Nusa Tenggara Timur pada tanggal 24 Juli 1967 dari ayah Ir. Obed Bora dan ibu Yacoba Pandango. Penulis merupakan anak kedua dari lima bersaudara. Tahun 1986, penulis lulus dari Sekolah Menengah Atas Negeri 4 Surakarta, Jawa Tengah. Pada tahun yang sama melanjutkan pendidikan pada di Akademi Farming Semarang dan tamat pada tahun 1989, kemudian melanjutkan ke Jurusan Budidaya Tanaman, Fakultas Pertanian, Universitas Merdeka Madiun. Penulis memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada tahun Sejak tahun 1993 penulis bekerja sebagai staf peneliti pada Proyek Penelitian Pembangunan Pertanian Nusa Tenggara (P3NT) yang selanjutnya pada tahun 1994 berubah status menjadi Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Nusa Tenggara Timur. Tahun 2006 penulis mengikuti pendidikan Pascasarjana pada Program Studi Agronomi, Institut Pertanian Bogor, dengan biaya Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Departemen Pertanian Republik Indonesia. Penulis mendapatkan gelar Magister Sains dalam bidang Agronomi dari Institut Pertanian Bogor pada bulan September 2008.

12 12 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... PENDAHULUAN Latar Belakang... Tujuan Penelitian... Hipotesis... TINJAUAN PUSTAKA Evapotranspirasi... Neraca Air... Kebutuhan dan Katersediaan Air Tanaman... Hubungan Transpirasi dengan Hasil Tanaman... Hubungan Transpirasi dengan Kandungan Minyak Biji... Jarak Pagar... BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu... Bahan dan Alat... Metode Penelitian... Pelaksanaan Penelitian... Pengamatan... HASIL DAN PEMBAHASAN Pertumbuhan Tanaman... Tinggi Tanaman dan Jumlah Cabang... Luas Daun..... Indeks Luas Daun... Bobot Kering... Nisbah Tajuk-Akar... Kadar Air Tanah, Evapotranspirasi dan Transpirasi... Komponen Hasil... Hubungan Transpirasi dengan Komponen Hasil... KESIMPULAN... DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN... xii xiii xiv

13 13 xii DAFTAR TABEL Halaman 1 Tinggi tanaman dan jumlah cabang ari tiga genotipe... 2 Rata-rata tinggi tanaman dan jumlah cabang jarak pagar pada berbagai frekuensi irigasi... 3 Rata-rata luas daun dari tiga genotipe jarak pagar... 4 Rata-rata luas daun jarak pagar pada berbagai frekuensi irigasi... 5 Rata-rata indeks luas daun dari tiga genotipe jarak pagar... 6 Rata-rata indeks luas daun jarak pagar pada berbagai frekuensi irigasi... 7 Tanggap bobot kering tanaman dan bobot kering akar 3 genotipe jarak pagar akibat frekuensi pada umur 6 BSP... 8 Pengaruh genotipe jarak pagar terhadap nisbah bobot kering tajuk-akar... 9 Pengaruh frekuensi irigasi terhadap nisbah bobot kering tajuk-akar Korelasi antara transpirasi dengan bobot kering jarak pagar pada 6 BSP Rata-rata jumlah buah, hasil biji, rendemen minyak dan produksi minyak per pohon antar genotipe jarak pagar Rata-rata jumlah buah, hasil biji, rendemen minyak dan produksi minyak per pohon jarak pagar berdasarkan frekuensi irigasi Tanggap jumlah buah genotipe jarak pagar akibat frekuensi irigasi Korelasi antara transpirasi dengan komponen hasil dan antar komponen hasil genotipe IP-1A Korelasi antara transpirasi dengan komponen hasil dan antar komponen hasil genotipe IP-1P

14 xiii 14 DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Model deskriptif sintesis minyak pada tanaman Kurva tanggap bobot kering total tanaman genotipe jarak pagar akibat frekuensi irigasi pada 6 BSP Kurva tanggap bobot kering akar genotipe jarak pagar akibat frekuensi irigasi pada 6 BSP Total evapotranspirasi masing-masing genotipe jarak pagar dan frekuensi irigasi pada umur 10 BSP Total transpirasi masing-masing genotipe jarak pagar dan frekuensi irigasi pada umur 10 BSP Hubungan transpirasi dengan bobot kering tanaman pada umur 6 BSP Kurva pengruh frekuensi irigasi terhadap jumlah buah pada dua genotipe jarak pagar Hubungan antar komponen hasil masing-masing genotipe Hubungan transpirasi dengan jumlah buah per pohon jarak pagar Hubungan transpirasi dengan hasil biji per pohon jarak pagar Hubungan transpirasi dengan produksi minyak per pohon jarak pagar... 45

15 xiv 15 DAFTAR LAMPIRAN TEKS Halaman 1 Deskripsi jarak pagar Improved Population-1Asembagus (IP-1A) Deskripsi jarak pagar Improved Population-1Muktiharjo (IP-1M) Deskripsi jarak pagar Improved Population-1 Pakuwon (IP-1P) TABEL 1 Hasil analisis tanah F-hitung analisis ragam peubah tanggap pertumbuhan 3 genotipe jarak pagar pada berbagai frekuensi irigasi F-hitung analisis ragam peubah tanggap bobot kering 3 genotipe jarak pagar pada berbagai frekuensi irigasi F- hitung analisis ragam peubah jumlah buah per pohon, berat biji per pohon, kadar minyak biji per pohon genotipe jarak pagar pada berbagai frekuensi irigasi F-hitung analisis ortogonal polynomial interaksi genotipe jarak pagar dan frekuensi irigasi terhadap peubah bobot kering padaumur 6 BSP dan peubah jumlah buah per tanaman Evapotranspirasi total (ml) Transpirasi total (ml) Evaporasi panci bulanan selama penelitian Analisis ragam hubungan transpirasi dengan bobot kering genotipe IP- 1A pada 6 BSP Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan bobot kering genotipe IP-1A pada 6 BSP Analisis ragam hubungan transpirasi dengan bobot kering genotipe IP- 1M pada 6 BSP Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan bobot kering genotipe IP-1M pada 6 BSP Analisis ragam hubungan transpirasi dengan bobot kering genotipe IP- 1P pada 6 BSP Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan bobot kering genotipe IP-1P pada 6 BSP... 68

16 16 15 Analisis ragam hubungan transpirasi dengan peubah jumlah buah genotipe IP-1A Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan peubah jumlah buah genotipe IP-1A Analisis ragam hubungan transpirasi dengan peubah jumlah buah genotipe IP-1P Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan peubah jumlah buah genotipe IP-1P Analisis ragam hubungan transpirasi dengan peubah hasil biji genotipe IP-1A Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan peubah hasil biji genotipe IP-1A Analisis ragam hubungan transpirasi dengan peubah hasil biji genotipe IP-1P Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan peubah hasil biji genotipe IP-1P Analisis ragam hubungan transpirasi dengan produksi minyak genotipe IP-1A Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan produksi minyak genotipe IP-1A Analisis ragam hubungan transpirasi dengan produksi minyak genotipe IP-1P Pendugaan parameter hubungan transpirasi dengan produksi minyak genotipe IP-1P Analisis ragam hubungan jumlah buah dengan hasil biji genotipe IP-1A Pendugaan parameter hubungan jumlah buah dengan hasil biji genotipe IP-1A Analisis ragam hubungan jumlah buah dengan produksi minyak genotipe IP-1A Pendugaan parameter hubungan jumlah buah dengan produksi minyak genotipe IP-1A Analisis ragam hubungan hasil biji dengan produksi minyak genotipe IP-1A Pendugaan parameter hubungan hasil biji dengan produksi minya genotipe IP-1A Analisis ragam hubungan jumlah buah dengan hasil biji genotipe IP-1P Pendugaan parameter hubungan jumlah buah dengan hasil biji genotipe IP-1P... 73

17 17 35 Analisis ragam hubungan jumlah buah dengan produksi minyak genotipe IP-1P Pendugaan parameter hubungan jumlah buah dengan produksi minyak genotipe IP-1P Analisis ragam hubungan hasil biji dengan produksi minyak genotipe IP-1P Pendugaan parameter hubungan hasil biji dengan produksi minya genotipe IP-1P GAMBAR 1 Grafik perkembangan kadar air tanah, evapotranspirasi dan transpirasi per minggu menurut klon jarak pagar Grafik perkembangan kadar air tanah, evapotranspirasi dan transpirasi per minggu menurut frekuensi irigasi... 76