1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Transkripsi

1 1 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Kacang tanah merupakan komoditas kacang-kacangan kedua yang ditanam secara luas di Indonesia setelah kedelai. Produktivitas kacang tanah di Indonesia tahun 1986 tercatat 0,7 ton/ha meningkat menjadi 1,1 ton/ha pada tahun 2000 dan 1,2 ton/ha pada tahun 2010 (Kasno 2004; BPS 2009). Permintaan akan kacang tanah di Indonesia terus meningkat dari tahun ke tahun. Kenaikan permintaan ini tidak dapat dipenuhi seluruhnya oleh produksi dalam negeri. Indonesia mulai mengimpor kacang tanah sejak tahun Volume impor kacang tanah meningkat sebesar 0,95% per tahun (BPS 2009), tetapi luas lahan dan produksi sejak 2005 terus menurun. Produktivitas tanaman kacang tanah dipengaruhi oleh agroklimat, teknik produksi dan karakteristik varietas. Berbagai varietas baru berdaya hasil mencapai 2-2,5 ton/ha, bahkan lebih, telah dilepas, tetapi produktivitas petani hanya mencapai % (Kasno 2004). Kasno (2006) juga menemukan bahwa pada MT-2004/2005 varietas lokal masih dominan ditanam petani dengan luas tanam 78,02%. Varietas Gajah, Macan dan Kelinci masing-masing luas tanamnya 10,80%, 6,54% dan 4,64%. Selain produktivitas yang rendah, masalah lain yang sering ditemui di lapangan adalah persentase polong hampa (cipo) dan polong yang terisi kurang maksimal yang cukup besar. Polong yang kurang terisi atau setengah penuh menghasilkan biji keriput dan tidak mencapai kualitas yang diharapkan pasar. Bell dan Wright (1998) menemukan bahwa walaupun populasi tanaman kacang tanah di Indonesia tergolong tinggi ternyata polong yang dihasilkan banyak yang tidak berisi atau terisi tidak maksimum, yang mengakibatkan produktivitasnya tetap dibawah 2,5 ton/ha. Hal ini dapat mengindikasikan rendahnya partisi asimilat ke bagian yang dimanfaatkan atau dipanen. Kondisi ini merugikan dipandang dari adanya pemborosan fotosintat/asimilat ke bagian yang tidak produktif. Permasalahan produktivitas dan pengisian biji/polong yang tidak optimal ini dicoba untuk dipecahkan melalui pengamatan pada hubungan source dan sink tanaman kacang tanah, khususnya yang dibudidayakan di Indonesia. Source

2 2 adalah organ tanaman yang melakukan fotosintesis, sedangkan sink adalah organ tanaman dimana hasil fotosintesis (asimilat) disimpan. Hubungan source dan sink pada tanaman ditentukan oleh kapasitas dan aktivitas source serta kapasitas, aktivitas dan kompetisi diantara sink. Produksi tanaman ditentukan oleh banyaknya akumulasi bahan kering dan partisi atau pembagian bahan kering tersebut ke bagian yang akan dipanen. Oleh karena itu, peningkatan hasil tanaman dapat dilakukan dengan meningkatkan akumulasi bahan kering dan/atau meningkatkan indeks panen. Varietas-varietas kacang tanah yang umum ditanam di Indonesia tergolong varietas kacang tanah subtipe Spanish dan Valencia yang bertipe pertumbuhan tegak dan umur panen berkisar hari. Varietas-varietas kacang tanah nasional mempunyai potensi jumlah polong diatas 15 polong per tanaman, bahkan sejak tahun 2000 potensi varietas-varietas baru yang dilepas mencapai 20 polong/tanaman. Ginofor yang dihasilkan selama hidup tanaman dapat mencapai lebih dari 100 ginofor, tetapi dari beberapa penelitian didapat hanya % saja yang berkembang menjadi polong berisi penuh (Lukitas 2005). Informasi mengenai hubungan source dan sink yang berhubungan dengan pengisian biji pada varietas-varietas kacang tanah di Indonesia masih sangat terbatas. Pengamatan terhadap kapasitas dan aktivitas source dan sink, hubungannya dengan hasil polong dan pengisian biji, distribusi asimilat serta sumber asimilat untuk pengisian biji akan dapat memudahkan pemahaman karakter-karakter penting yang berpengaruh terhadap produksi dan pengisian biji kacang tanah serta mekanisme pembagian asimilat. Pemahaman yang lebih baik akan karakter-karakter ini akan mampu mendorong pengembangan teknologi budidaya tanaman kacang tanah sehingga memberikan keuntungan ekonomis yang lebih baik, serta mendorong perbaikan genetik tanaman untuk menghasilkan varietas kacang tanah berproduksi tinggi dengan sifat-sifat unggul yang diharapkan pasar Tujuan Penelitian Penelitian ini dilakukan dengan tujuan mendapatkan karakter source dan sink kacang tanah yang mempengaruhi produksi dan persentase polong penuh.

3 3 Berdasarkan karakter source dan sink tadi kemudian disusun ideotype tanaman kacang tanah Hipotesis Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah : 1. Terdapat perbedaan kapasitas dan aktivitas source dan sink pada kultivarkultivar kacang tanah yang mempengaruhi produksi dan pengisian polong/biji. 2. Terdapat satu atau lebih karakter source dan sink yang berpengaruh langsung maupun tidak langsung terhadap produksi polong dan pengisian polong/biji kacang tanah. 3. Terdapat perbedaan dalam pola translokasi asimilat pada kultivar kacang tanah dengan pola pertumbuhan yang berbeda Kerangka Pemikiran Produksi tanaman (yield) ditentukan oleh kemampuan tanaman menghasilkan asimilat (biomassa) dan pengalokasian sebagian besar asimilat ke bagian yang bernilai ekonomi. Total produksi biomassa tanaman tergantung pada keseimbangan proses fotosintesis dan respirasi. Kemampuan genetik tanaman dan kondisi lingkungan tumbuh tanaman mengendalikan kedua proses ini. Tanaman mempunyai kemampuan berbeda dalam mengatur distribusi asimilat apabila terjadi perubahan lingkungan tumbuh. Oleh karena itu perlu diusahakan teknik budidaya maupun perbaikan genetik dengan memanfaatkan karakter yang berpengaruh terhadap produksi sehingga sebanyak mungkin biomass/bahan kering dapat dihasilkan tanaman dan sebanyak mungkin dapat ditransfer ke bagian tanaman yang bernilai ekonomis. Asimilat dihasilkan daun dan semua bagian tanaman yang berfotosintesis, bagian ini disebut source. Source menghasilkan asimilat yang disamping untuk mempertahankan metabolisme source juga untuk menyuplai kebutuhan bagian tanaman yang non-fotosintetik. Bagian tanaman yang non-fotosintetik ini disebut sink. Sink ada yang bersifat temporer dan/atau terminal. Sink temporer dapat mengalihkan asimilat yang disimpannya kebagian sink lain yang membutuhkan, sedangkan sink terminal tidak dapat karena asimilat menjadi bagian strukturalnya.

4 4 Distribusi asimilat atau partisi asimilat menjadi penting dalam menentukan hasil akhir tanaman. Banyaknya asimilat yang dihasilkan tanaman sulit untuk diukur langsung akan tetapi dapat diukur secara tidak langsung dengan pengukuran bobot kering yang merupakan hasil akhir akumulasi asimilat pada suatu organ tanaman. Pada kacang tanah pembentukan bunga, ginofor dan polong yang adalah tahap kritis yang menentukan produktivitas. Bunga, ginofor dan polong muda merupakan sink reproduktif yang berpotensi untuk berkembang menjadi polong yang dapat dipanen. Tiap varietas diduga mempunyai kemampuan tertentu dalam menghasilkan sink reproduktif. Sejumlah sink reproduktif kemungkinan tidak dapat berkembang menjadi sink produktif sebagai akibat dari pengaruh lingkungan. Berbeda dengan kedelai yang determinate, kacang tanah yang umumnya dibudidayakan di Indonesia mempunyai tipe pertumbuhan semi-determinate. Pada pola pertumbuhan yang semi-determinate, terjadi kompetisi antara sink reproduktif dan produktif (bunga, ginofor, biji/polong) dengan sink vegetatif (daun muda, cabang, akar, bintil akar). Kompetisi ini mempengaruhi banyaknya asimilat untuk perkembangan sink reproduktif selanjutnya, dan apabila kebutuhannya tidak tercukupi, mengakibatkan sebagian sink reproduktif berhenti berkembang atau gugur. Kompetisi juga dapat mengakibatkan sink reproduktif terlambat tumbuh dan berkembang. Biji dapat memperoleh asimilat dari fotosintesis langsung selama fase pengisian biji dan/atau dari remobilisasi asimilat dari sink temporer (yang berada di daun dan batang). Mempertahankan daun hijau selama periode pengisian biji dapat menjamin berlangsungnya fotosintesis untuk menyuplai asimilat ke biji yang sedang berkembang. Kebutuhan asimilat untuk pengisian biji dapat pula diperoleh dari hasil remobilisasi asimilat yang tersimpan dalam batang dan daun. Adanya remobilisasi asimilat ini dapat menjadi merugikan karena mengakibatkan laju fotosintesis daun terganggu dan memicu senesens (Sinclair dan dewitt 1978), yang akibat selanjutnya menurunkan laju serapan hara akar, dan pada akhirnya mempengaruhi pengisian biji. Gambar 1 menunjukkan alur kerangka pemikiran dari penelitian ini.

5 5 Permasalahan Produktivitas kacang tanah rendah Pengisian biji kurang maksimal Faktor penyebab : Pola hubungan source dan sink, Pembagian asimilat, kekuatan sink dan waktu pengisian Kapasitas Source : Bobot kering tajuk dan polong ILD Kandungan klorofil dan stomata Tinggi tan. Percabanga Aktivitas Source : Laju pertambahan luas daun LAB Laju akumulasi bahan kering Translokasi asimilat Kadar Total nonstructural carbohydrate Translokasi 13 C Kapasitas Sink : Jumlah bunga dan ginofor Jumlah dan bobot polong Bobot 100 butir Aktivitas Sink : Laju Tumbuh Polong KekuatanSink : Partition Coefficient Persentase pengisian polong Didapatkan Perbedaan antar varietas dalam kaitannya dengan kapasitas dan aktivitas source dan sink serta translokasi asimilat yang mempengaruhi produksi tanaman dan pengisian biji Dapat disusun Ideotype tanaman kacang tanah, dalam kaitan dengan kapasitas dan aktivitas source dan sink Gambar 1 Alur kerangka pemikiran penelitian. Untuk memahami hubungan source-sink kacang tanah dalam pengisian biji/polong kacang tanah, perlu diamati kapasitas dan aktivitas source dan sink serta kekuatan sink dari beberapa varietas kacang tanah. Yang dimaksud sebagai

6 6 kapasitas source adalah banyaknya bagian tanaman yang mampu berfotosintesis, sedangkan aktifitas source adalah laju/kecepatan tanaman menghasilkan asimilat yang kemudian disimpan atau terukur dalam bobot keringnya. Dalam Disertasi ini sink yang diamati hanya sink reproduktif dan sink produktif yaitu sink-sink yang langsung berhubungan dengan produksi tanaman. Sink reproduktif adalah sink yang kemudian dapat berkembang menjadi sink produktif, sedangkan sink produktif adalah sink yang dipanen (polong dan biji). Kapasitas sink adalah banyaknya bagian tanaman yang berfungsi sebagai sink reproduktif dan produktif, sedangkan aktifitas sink adalah kemampuan/laju sink tersebut dalam mengumpulkan asimilat/bahan kering. Persaingan untuk mendapatkan asimilat terjadi antara sink-sink reproduktif dan produktif maupun sink reproduktif dan produktif dengan sink-sink vegetatif. Makin kuat sink tersebut maka makin banyak asimilat didapatkan oleh sink tersebut bahkan, kemungkinan mampu menekan pertumbuhan dan perkembangan sink-sink lain. Pengamatan dilakukan terhadap sebanyak mungkin varietas kacang tanah lokal dan nasional untuk mendapatkan pola hubungan source dan sink yang berbeda. Kondisi lingkungan tumbuh dapat mempengaruhi distribusi asimilat yang berdampak pada produktivitas tanaman. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan di dua lokasi dan tahun/musim yang berbeda untuk mendapatkan informasi pengaruh lingkungan terhadap karakter-karakter tersebut. Asimilat yang dihasilkan tanaman harus ditranslokasikan dari source ke dalam sink. Perubahan dalam translokasi asimilat akan berakibat pada ketersediaan asimilat yang dapat diakumulasikan tanaman di dalam sink produktif. Pengamatan translokasi asimilat dilakukan terhadap translokasi karbohidrat nonstruktural pada periode pengisian biji dan penggunaan penjejak isotop karbon-13 untuk mengamati perpindahan karbon dalam varietas-varietas kacang tanah yang memiliki pola pertumbuhan yang berbeda. Dari pengamatan kapasitas dan aktivitas source-sink diharapkan dapat diperoleh keragaman antar varietas kacang tanah berdasarkan karakter kapasitas dan aktivitas source-sink serta translokasi asimilat yang mempengaruhi produksi dan pegisian biji. Setelah mendapatkan informasi karakter-karakter tadi,

7 7 kemudian dilanjutkan dengan penyusunan suatu ideotype tanaman kacang tanah yang berproduksi tinggi dan dengan kualitas pengisian polong yang optimal.