TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman Berdasarkan literatur Grist (1960), tanaman padi dalam sistematika tumbuhan (taksonomi) diklasifikasikan ke dalam divisio Spermatophytae dengan subdivisio Angiospermae, digolongkan ke dalam kelas Monocotyledonae, termasuk ordo Poales dengan famili Graminae serta genus Oryza Linn dan dengan nama spesies Oryza sativa L. Akar tanaman padi memiliki sistem perakaran serabut. Ada dua macam akar yaitu : 1. akar seminal yang tumbuh dari akar primer radikula sewaktu berkecambah dan bersifat sementara, 2. Akar adventif sekunder yang bercabang dan tumbuh dari buku batang muda bagian bawah. Akar adventif tersebut menggantikan akar seminal. Akar ini disebut adventif/buku, karena tumbuh dari bagian tanaman yang bukan embrio atau karena munculnya bukan dari akar yang telah tumbuh sebelumnya (Suharno, 2005). Batang terdiri atas beberapa ruas yang dibatasi oleh buku, dan tunas (anakan) tumbuh pada buku. Jumlah buku sama dengan jumlah daun ditambah dua yakni satu buku untuk tumbuhnya koleoptil dan yang satu lagi buku terakhir yang menjadi dasar malai. Ruas yang terpanjang adalah ruas yang teratas dan panjangnya berangsur menurun sampai ke ruas yang terbawah dekat permukaan tanah (Tobing, dkk, 1995).
Anakan muncul pada batang utama dalam urutan yang bergantian. Anakan primer tumbuh dari buku terbawah dan memunculkan anakan sekunder. Anakan sekunder ini pada gilirannya akan menghasilkan anakan tersier (Suharno, 2005). Daun tanaman padi tumbuh pada batang dalam susunan yang berselang seling terdapat satu daun pada tiap buku. Tiap daun terdiri atas : 1. Helaian daun yang menempel pada buku melalui pelepah daun, 2. Pelepah daun yang membungkus ruas di atasnya dan kadang-kadang pelepah daun dan helaian daun ruas berikutnya, 3. Telinga daun (auricle) pada dua sisi pangkal helaian daun, 4. Lidah daun (ligula) yaitu struktur segitiga tipis tepat di atas telinga daun, 5. Daun bendera adalah daun teratas di bawah malai (Suharno, 2005). Bunga padi secara keseluruhan disebut malai. Malai terdiri dari 8 10 buku yang menghasilkan cabang cabang primer selanjutnya menghasilkan cabang cabang sekunder. Dari buku pangkal malai pada umumnya akan muncul hanya satu cabang primer, tetapi dalam keadaan tertentu buku tersebut dapat menghasilkan 2 3 cabang primer (Tobing, dkk, 1995). Lemma yaitu bagian bunga floret yang berurat lima dan keras yang sebagian menutupi palea. Ia memiliki suatu ekor. Palea yaitu bagian floret yang berurat tiga yang keras dan sangat pas dengan lemma. Bunga terdiri dari 6 benang sari dan sebuah putik. Enam benang sari tersusun dari dua kelompok kepala sari yang tumbuh pada tangkai benang sari (Suharno, 2005). Butir biji adalah bakal buah yang matang, dengan lemma, palea, lemma steril, dan ekor gabah (kalau ada) yang menempel sangat kuat. Butir biji padi tanpa sekam (kariopsis) disebut beras. Buah padi adalah sebuah kariopsis, yaitu biji tunggal yang bersatu dengan kulit bakal buah yang matang (kulit ari), yang
membentuk sebuah butir seperti biji. Komponen utama butir biji adalah sekam, kulit beras, endosperm, dan embrio (Suharno, 2005). Ada tiga stadium proses pertumbuhan tanaman padi dari awal penyemaian hingga pemanenan : 1. Stadia vegetatif ; dari perkecambahan sampai terbentuknya bulir. Pada varietas padi yang berumur pendek (120 hari) stadia ini lamanya sekitar 55 hari, sedangkan pada varietas padi berumur panjang (150 hari) lamanya sekitar 85 hari. 2. Stadia reproduktif ; dari terbentuknya bulir sampai pembungaan. Pada varietas berumur pendek lamanya sekitar 35 hari, dan pada varietas berumur panjang sekitar 35 hari juga. 3. Stadia pembentukan gabah atau biji ; dari pembungaan sampai pemasakan biji. Lamanya stadia sekitar 30 hari, baik untuk varietas padi berumur pendek maupun berumur panjang. Apabila ketiga stadia dirinci lagi, maka akan diperoleh sembilan stadia. Masing-masing stadia mempunyai ciri dan nama tersendiri. Stadia tersebut adalah 1. Stadia 0 ; dari perkecambahan sampai timbulnya daun pertama, biasanya memakan waktu sekitar 3 hari. 2. Stadia 1 ; stadia bibit, stadia ini lepas dari terbentuknya duan pertama sampai terbentuk anakan pertama, lamanya sekitar 3 minggu, atau sampai pada umur 24 hari. 3. Stadia 2 ; stadia anakan, ketika jumlah anakan semakin bertambah sampai batas maksimum, lamanya sampai 2 minggu, atau saat padi berumur 40 hari. 4. Stadia 3 ; stadia perpanjangan batang, lamanya sekitar 10 hari, yaitu sampai terbentuknya bulir, saat padi berumur 52 hari. 5. Stadia 4 ; stadia saat mulai terbentuknya bulir, lamanya sekitar 10 hari, atau sampai padi berumur 62 hari.
6. Stadia 5 ; perkembangan bulir, lamanya sekitar 2 minggu, saat padi sampai berumur 72 hari. Bulir tumbuh sempurna sampai terbentuknya biji. 7. Stadia 6 ; pembungaan, lamanya 10 hari, saat mulai muncul bunga, polinasi, dan fertilisasi. 8. Stadia 7 ; stadia biji berisi cairan menyerupai susu, bulir kelihatan berwarna hijau, lamanya sekitar 2 minggu, yaitu padi berumur 94 hari. 9. Stadia 8 ; ketika biji yang lembek mulai mengeras dan berwarna kuning, sehingga seluruh pertanaman kelihatan kekuning-kuningan. Lama stadia ini sekitar 2 minggu, saat tanaman berumur 102 hari. 10. Stadia 9 ; stadia pemasakan biji, biji berukuran sempurna, keras dan berwarna kuning, bulir mulai merunduk, lama stadia ini sekitar 2 minggu, sampai padi berumur 116 hari (Sudarmo, 1991). Syarat Tumbuh Iklim Tanaman padi dapat hidup baik di daerah yang berhawa panas dan banyak mengandung uap air. Suhu yang baik untuk pertumbuhan tanaman padi adalah 23 0 C (http://www.warintek.ristek.go.id., 2008). Tanaman padi dapat tumbuh di daerah tropis/subtropis 45 0 LU 45 0 LS dengan cuaca panas dan kelembapan tinggi dengan musim hujan 4 bulan. Rata rata curah hujan yang baik adalah 200 mm/bulan atau 1500 2000 mm/tahun. Padi dapat ditanam di musim kemarau atau hujan. Pada musim kemarau, produksi meningkat asalkan air irigasi selalu tersedia. Di musim hujan, walaupun air melimpah produksi dapat menurun, karena penyerbukan kurang intensif (http://www.warintek.ristek.go.id., 2008).
Temperatur sangat mempengaruhi pengisian biji padi. Temperatur yang rendah dan kelembaban yang tinggi pada waktu pembungaan akan mengganggu proses pembuahan yang mengakibatkan gabah menjadi hampa. Hal ini terjadi akibat tidak membukanya bakal biji. Temperatur yang juga rendah pada waktu bunting dapat menyebabkan rusaknya pollen dan menunda pembukaan tepung sari (Luh, 1991). Tanah Tanah yang baik untuk pertumbuhan tanaman padi adalah tanah sawah yang kandungan fraksi pasir, debu dan lempung dalam perbandingan tertentu dengan diperlukan air dalam jumlah yang cukup (http://litbang.go.id, 2008). Keasaman tanah yang dikehendaki tanaman padi adalah antara ph 4,0 7, 0. Pada padi sawah, penggenangan akan mengubah ph tanah menjadi netral (7,0). Pada prinsipnya, tanah berkapur dengan ph 8,1 8, 2 tidak merusak tanaman padi. Karena mengalami penggenangan, tanah sawah memiliki lapisan reduksi yang tidak mengandung oksigen dan ph tanah sawah biasanya mendekati netral (http://www.warintek.ristek.go.id., 2008). Varietas Varietas adalah kelompok tanaman dalam jenis atau spesies tertentu yang dapat dibedakan dari kelompok lain berdasarkan suatu sifat atau sifat-sifat tertentu (Nurhayati, 2005). Menggunakan varietas unggul merupakan syarat utama dalam me ningkatkan produksi padi. Tersedianya varietas unggul yang variasi sangat guna
bagi petani untuk mengganti varietas antar musim dan juga mencegah petani menanam satu varietas secara terus menerus dan juga dapat mengoptimalisasikan serangan hama (Gani, 2000). Setiap varietas adalah spesifik dapat menghasilkan produksi yang optimal jika ditanam pada area geografis yang sesuai. Melihat sifat-sifat berbagai varietas unggul, serta adanya pengaruh geografis suatu daerah terhadap perkembangan padi, maka disuatu daerah yang memiliki ketinggian tertentu hanya bisa ditanam dan dikembangkan varietas tertentu pula (Andrianto dan Indarto, 2004). Jika perbedaan antara dua individu yang mempunya faktor lingkungan sama dapat di ukur, maka perbedaan ini berasal dari faktor genotipe kedua tanaman tersebut. Keragaman genetik menjadi perhatian utama para pemulia tanaman, karena dengan melalui pengelolaan yang tepat dapat di hasilkan varietas baru yang lebih baik (Welsh, 2005). Varietas-varietas padi yang dianjurkan mempunyai kriteria-kriteria tertentu, misalnya umur panen, produksi per hektar, daya tahan terhadap hama dan penyakit. Varietas-varietas ini diharapkan sesuai dengan keadaan tempat yang akan ditanami. Dengan ditemukannya varietas-varietas baru (unggul) melalui seleksi galur atau persilangan (crossing), di harapkan varietas dapat di pertanggungjawabkan baik dalam hal produksi, umur produksi, maupun daya tahan terhadap hama dan penyakit (Andrianto dan Indarto, 2004). Keragaman genetik Keragaman penampilan tanaman akibat perbedaan susunan genetik selalu mungkin terjadi sekalipun bahan tanaman yang digunakan berasal dari bahan
tanaman yang sama. Jika ada dua jenis tanaman yang sama di tanamn pada lingkungan yang berbeda dan timbul variasi yang sama dari kedua tanaman tersebut maka hal ini dapat di katakan oleh bawaan genetik dari tanaman bersangkutan (Sitompul dan Guritno, 1995). Gen-gen tidak dapat menyebabkan berkembangnya suatu karakter terkecuali mereka berada pada lingkungan yang sesuai. Keragaman yang di amati terhadap sifat-sifat yang terutama di sebabkan oleh perbedaan gen yang di bawa oleh individu yang berlainan dan terhadap variabilitas di dalam sifat yang lain, pertama-tama di sebabkan oleh perbedaan lingkungan dimana individu berada (Allard, 2005). Pemahaman variabilitas untuk karakter merupakan hal yang sangat penting di lakukan untuk efisiensi prosedur pemuliaan. Variasi genetik merupakan hal yang menentukan apakah suatu karakter dapat di perbaiki atau tidak. Oleh sebab itu studi varian dan heritabilitas tidak dapat terpisahkan dari suatu pengujian galur-galur harapan (Rahmadi dkk, 1990). Pendugaan nilai varian genetik dan nilai duga heritabilitas suatu sifat akan bervariasi tergantung kepada faktor lingkungan. Adanya varian genetik yang berarti terdapatnya perbedaan nilai genotipe individu-individu suatu populasi, merupakan syarat agar seleksi terhadap populasi tersebut berhasil seperti yang diharapkan (Murdaningsih dkk, 1990). Heritabilitas Heritabilitas merupakan rasio antara keragaman aditif dan keragaman fenotipe. Fungsi penting dari heritabilitas adalah bersifat prediktif pada generasi
berikutnya. Nilainya dapat memperlihatkan nilai fenotipe yang pada akhirnya dapat digunakan sebagai breeding value (http://www.digilib.ui.ac.id, 2010) Heritabilitas menyatakan perbandingan atau bagian varian genetik terhadap varian total di nyatakan dengan persen (%). Sesuai dengan komponennya heritabilitas dapat di bedakan dalam tiga kategori heritabilitas dalam arti luas, heritabilitas dalam arti sedang, dan heritabilitas dalam arti sempit. Heritabilitas dalam arti luas merupakan perbandingan antara varian genetik total dan varian fenotipe (Mangoendidjojo, 2003). Heritabilitas dapat digunakan sebagai parameter dalam seleksi pada lingkungan tertentu, karena heritabilitas merupakan gambaran apakah suatu karakter lebih di pengaruhi faktor genetik atau faktor lingkungan. Nilai heritabilitas tinggi menunjukkan bahwa faktor genetik relatif lebih berperan di bandingkan faktor lingkkungan. Sifat yang mempunyai heritabilitas tinggi maka sifat tersebut akan mudah di wariskan pada keturunan berikutnya (Alnopri, 2004). Kriteria heritabilitas adalah sebagai berikut yaitu heritabilitas tinggi > 0,5; heritabilitas sedang = 0,2 0,5 dan heritabilitas rendah< 0,2. Jika heritabilitas kurang dari satu, maka nilai tengah dari keturunan dalam hubungannya dengan nilai tengah induk-induknya, terjadi regresi ke arah nilai tengah generasi sebelumnya. Jika heritabilitas itu adalah 0,5 maka nilai tengah keturunan beregresi 50% ke arah nilai tengah generasi sebelumnya, jika heritabilitas itu adalah 0,25 maka nilai tengah keturunan beregresi 75% ke arah nilai tengah generasi sebelumnya. Jadi jika heritabilitas = 100%, maka sama dengan persentase regresi (Stansfield, 1991).
Variasi keseluruhan dalam suatu populasi merupakan hasil kombinasi genotipe dan pengaruh lingkungan. Proporsi variasi merupakan sumber yang penting dalam program pemuliaan karena dari jumlah variasi genetik ini diharapkan terjadi kombinasi genetik yang baru. Proporsi dari seluruh variasi yang disebabkan oleh perubahan genetik disebut heritabilitas. Heritabilitas dalam arti yang luas adalah semua aksi gen termasuk sifat dominan, aditif, dan epistasis. Nilai heritabilitas secara teoritis berkisar dari 0 sampai 1. Nilai 0 ialah bila seluruh variasi yang terjadi disebabkan oleh faktor lingkungan, sedangkan nilai 1 bila seluruh variasi disebabkan oleh faktor genetik. Dengan demikian nilai heritabilitas akan terletak antara kedua nilai ekstrim tersebut (Welsh, 1991). Heritabilitas dinyatakan sebagai persentase dan merupakan bagian pengaruh genetik dari penampakan fenotip yang dapat diwariskan dari tetua kepada turunannya. Heritabilitas tinggi menunjukkan bahwa variabilitas genetik besar dan variabilitas lingkungan kecil. Dengan makin besarnya komponen lingkungan, heritabilitas makin kecil (Crowder, 1997)