II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Inceptisol Inceptisol adalah tanah muda dan mulai berkembang. Profilnya mempunyai horison yang dianggap pembentukannya agak lamban sebagai hasil alterasi bahan induk. Beberapa faktor yang mempengaruhi pembentukan Inceptisol antara lain : (1) bahan induk yang sangat resisten terhadap pelapukan, (2) banyak mengandung abu vulkan dan tidak memenuhi sifat-sifat Andik, (3) posisi dalam bentang yang ekstrim yaitu daerah curam dan lembah, (4) permukaan geomorfologi yang muda, sehingga pembentukan tanah baru dimulai. Inceptisol yang banyak dijumpai pada tanah sawah memerlukan masukan yang tinggi baik untuk masukan anorganik (pemupukan berimbang N, P dan K) maupun masukan organik (pencampuran sisa panen ke dalam tanah saat pengolahan tanah, pemberian pupuk kandang atau pupuk hijau untuk tanaman palawija setelah padi (Munir, 1996). Tanah ini memiliki lapisan solum tanah yang tebal sampai sangat tebal, yaitu 130cm - 5m bahkan lebih, sedangkan strukturnya remah dan konsistensi adalah gembur sehingga mudah sampai agak sukar merembaskan air. Daya menahan airnya cukup baik dan agak tahan terhadap erosi. Warnanya merah, coklat sampai kekuning - kuningan. Kandungan unsur hara pada tanah ini dapat diketahui dengan melihat
warnanya, semakin merah biasanya semakin miskin. Pada umumnya kandungan hara tanah ini dari rendah sampai sedang. Reaksi tanah berkisar antara ph 4,5 6,5 yaitu dari asam sampai agak asam (Syarief, 1993 dalam Dwi Retna, 2004). 2.2 Deskripsi Tanaman Padi Tanaman padi (Oryza sativa L.) termasuk famili Gramineae, subfamili Bambusoidae, suku Oryzae dan genus Oryza, dari 20 species anggota Oryza yang sering dibudidayakan hanya ada dua yaitu Oryza sativa, L dan Oryza glaberina, Steund. Secara berangsur-angsur didominasi Oryza sativa, L (AAK, 2005). Pada dasarnya tanaman padi terdiri atas dua bagian utama, yaitu bagian vegetatif (akar, batang, dan daun) dan bagian generatif berupa malai dan bunga. Akar padi tergolong sebagai akar serabut. Menurut Suparyono dan Agus (1997) akar yang tumbuh dari kecambah biji disebut akar utama (primer, radikula). Akar lain yang tumbuh di dekat buku disebut akar seminal. Akar padi tidak memiliki pertumbuhan sekunder sehingga tidak banyak mengalami perubahan. Akar tanaman padi berfungsi untuk menopang batang, menyerap nutrisi dan air, serta untuk pernafasan. Berbeda dengan akar, batang padi secara fisik berfungsi untuk menopang tanaman secara keseluruhan yang diperkuat oleh pelepah daun. Secara fungsional, batang berfungsi untuk menyalurkan nutrisi dan air baik
dari akar maupun dari daun ke seluruh bagian tanaman. Batang padi bentuknya bulat, berongga dan beruas ruas. Antar ruas dipisahkan oleh buku. Pada awal pertumbuhan, ruas ruas sangat pendek dan bertumpuk rapat, setelah memasuki stadium reproduktif, ruas-ruas memanjang dan berongga. Oleh karena itu, stadium reproduktif disebut juga stadium perpanjangan ruas. Ruas batang makin ke bawah makin pendek. Pada buku paling bawah tumbuh tunas yang akan menjadi batang sekunder. Selanjutnya batang sekunder menghasilkan batang tersier, dan seterusnya. Peristiwa ini disebut pertunasan. Pembentukan anakan sangat dipengaruhi oleh suplai unsur hara yang cukup, sinar matahari, jarak tanam dan teknik budidaya yang baik. Daun padi tumbuh pada buku-buku dengan susunan berselangseling. Pada tiap buku tumbuh satu daun yang terdiri atas pelepah daun, helai daun, telinga daun (uricle), dan lidah daun (ligula). Daun yang paling atas memiliki ukuran terpendek yang disebut daun bendera. Daun keempat dari daun bendera merupakan daun terpanjang. Jumlah daun pertanaman tergantung varietas. Varietas unggul umumnya memiliki 14-18 daun. Sifat daun sering dipakai sebagai salah satu sifat morfologis yang dipakai untuk membedakan antar varietas. Sifat-sifat itu adalah ketegakan, panjang daun, lebar daun, tebal daun, warna daun, dan kecepatan penuaan. Malai terdiri atas 8-10 buku yang menghasilkan cabang cabang primer dan pada buku pangkal malai umumnya hanya muncul satu cabang
primer, dan akan muncul lagi cabang-cabang sekunder. Panjang malai diukur dari buku terakhir sampai butir gabah paling ujung. Kepadatan malai adalah perbandingan antara jumlah bunga tiap malai dengan panjang malai. Bunga padi berkelamin dua dan memiliki enam buah benang sari dengan tangkai sari pendek dan dua kandung serbuk dikepala sari. Bunga padi juga mempunyai dua tangkai putik dengan dua buah kepala putik yang berwarna putih atau ungu. Sekam mahkotanya ada dua dan yang bawah disebut lemma, sedang yang atas disebut palea. Pada dasar bunga terdapat dua daun mahkota yang berubah bentuk dan disebut lodicula. Bagian ini sangat berperan dalam pembukaan palea. Lodicula mudah mengisap air dari bakal buah sehingga mengembang. Pada saat palea membuka, maka benang sari akan keluar. Pembukaan bunga diikuti oleh pemecahan kantong serbuk dan penumpahan serbuk sari. Setelah serbuk sari ditumpahkan, lemma dan pallea menutup kembali. Penempelan serbuk sari pada kepala putik mengawali proses penyerbukan dan pembuahan. Proses tersebut akan menghasilkan lembaga dan endosperm. Endosperm berfungsi sebagai reservoir makanan bagi benih yang baru tumbuh. Buah padi (gabah) terdiri atas bagian luar yang disebut sekam dan bagian dalam yang disebut karyopsis. Sekam terdiri dari lemma dan palea. Biji yang sering disebut beras pecah kulit adalah karyopsis yang terdiri atas
lembaga (embrio) dan endosperm. Endosperm diselimuti oleh lapisan aleuron, tegmen dan perikarp. 2.3 Syarat Tumbuh Tanaman Padi Faktor-faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi pertumbuhan dan produksi padi dapat dibagi menjadi dua golongan, yaitu : (1) faktor lingkungan alamiah seperti : iklim dan tanah, (2) faktor sarana produksi seperti pupuk, pestisida, varietas-varietas padi unggul dan lain-lain. 2.3.1 Iklim Faktor iklim yang dapat mempengaruhi pertumbuhan dan produksi yaitu curah hujan, kelembaban udara, temperatur, awan, radiasi, tinggi tempat, musim dan angin. Faktor iklim dapat menyebabkan perbedaan produksi tanaman padi yang ditanam di musim kemarau karena pada musim kemarau, peristiwa penyerbukan dan pembuahan tidak terganggu oleh hujan, sehingga persentase terjadinya buah lebih besar dan produksi menjadi lebih baik (AAK, 1990). Tanaman padi dapat tumbuh dengan baik di daerah yang berhawa panas dan banyak mengandung uap air (AAK, 1990). Di Indonesia tanaman padi ditanam pada wilayah dari dataran rendah sampai ketinggian 1.300 m diatas permukaan laut (dpl). Tanaman padi membutuhkan curah hujan yang
baik, rata-rata 200 mm per bulan atau lebih, dengan distribusi selama 4 bulan. AAK (1990) menyatakan bahwa tanaman padi dapat tumbuh dengan baik pada ketinggian tempat 0 650 m dpl, dengan temperatur antara 26,5 22,5 o C dan 650 1500 m dpl dengan temperatur 22,5 18,7 o C masih cocok untuk tanaman padi. Dengan meningkatnya ketinggian tempat akan berpengaruh pada temperatur yang juga merupakan faktor utama dalam pertumbuhan tanaman padi. Temperatur yang tinggi pada fase pertumbuhan vegetatif dapat meningkatkan jumlah anakan karena naiknya aktivitas tanaman dalam mengambil unsur hara. Demikian juga sebaliknya, temperatur rendah pada masa berbunga berpengaruh baik pada fase pertumbuhan, tetapi jika pada masa ini temperatur tinggi dapat menyebabkan gabah hampa, karena tidak adanya keseimbangan antara pernafasan/respirasi dan fotosintesis, selanjutnya Siregar (1990) menyatakan bahwa tanaman padi dapat tumbuh dengan baik pada suhu 23 0 C - 28 0 C. Tanaman padi membutuhkan curah hujan yang baik, rata-rata 200 mm per bulan atau lebih, dengan distribusi selama 4 bulan, sedangkan curah hujan yang dikehendaki pertahun sekitar 1.500-2.000 mm. Curah hujan yang baik akan membawa dampak positif dalam pengairan, sehingga genangan air yang diperlukan tanaman padi sawah dapat tercukupi (Siregar, 1990).
Sinar matahari merupakan sumber energi yang menyebabkan tanaman dapat membentuk gula, tanpa bantuan sinar matahari tanaman tidak dapat memasak makanan yang diserap dari dalam tanah, yang berakibat tanaman menjadi lemah atau akan mati. Intensitas sinar matahari dan keadaan awan besar pengaruhnya terhadap proses pembungaan dan kemasakan buah (AAK, 1990) Angin mempunyai pengaruh positif dan negatif terhadap tanaman padi. Pengaruh positifnya, terutama pada proses penyerbukan dan pembuahan. Pengaruh angin negatif, karena penyakit yang disebabkan oleh jamur dapat ditularkan oleh angin, dan apabila terjadi angin kencang pada saat tanaman berbunga, buah dapat menjadi hampa dan tanaman roboh. Hal ini akan terasa lagi apabila penggunaan pupuk N berlebihan, sehingga tanaman tumbuh terlalu tinggi (Siregar, 1990). 2.3.2 Tanah Tanah merupakan bagian dari permukaan bumi yang dapat digunakan sebagai tempat tumbuh suatu tanaman, sebab pada tanah terkandung zat makanan yang diperlukan oleh tanaman untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Tanah sawah yang mempunyai fraksi pasir dalam jumlah besar, kurang baik untuk tanaman padi karena tekstur ini mudah meloloskan air (AAK, 1990). Untuk pertumbuhan padi ph yang diperlukan berkisar antara 4-7.
Tekstur tanah merupakan sifat fisik tanah yang sukar berubah. Tekstur tanah berarti komposisi antar bermacam-macam fraksi tanah yaitu fraksi pasir, debu dan liat. Kasar dan halusnya tanah dapat ditentukan dari perbandingan ketiga fraksi tersebut. Tanah sawah yang mempunyai persentase fraksi pasir dalam jumlah besar, kurang baik untuk tanaman padi, sebab tanah dengan tekstur ini mudah meloloskan air. Tanah sawah dituntut adanya lumpur, terutama untuk tanaman padi yang memerlukan tanah yang subur, dengan kandungan ketiga fraksi dalam perbandingan tertentu (Siregar, 1990). Martodireso dan Suryanto (2001) menyatakan bahwa tanah yang cocok untuk bertanam padi adalah tanah gembur dan kaya bahan organik. Tekstur tanah bisa liat, liat berdebu atau liat berpasir. Derajat keasaman (ph) normal, antara 5,5 7,5. Kemiringan tidak lebih dari 8%. Lokasi lahan terbuka. Intensitas sinar 100%. Ketinggian tempat 1.300 m dpl. Air di dalam tanah berfungsi membantu penyediaan unsur hara. Air mengalir membawa berbagai macam unsur dari daerah yang dilaluinya, kemudian meresapkannya ke dalam tanah. Tanaman padi dalam hidupnya membutuhkan air yaitu untuk asimilasi, sebagai pelarut unsur hara di dalam tanah, sehingga dapat diserap oleh tanaman, sebagai pengangkutan unsur hara dari akar tanaman ke daun maupun pengangkutan gula atau pati ke bagian tanaman lain. Air yang terlalu banyak menyebabkan udara tidak dapat masuk ke dalam tanah, maka perlu pengaturan air. Tanaman padi
sangat memerlukan air dan udara dalam tanah untuk pertumbuhannya, sehingga pengaturan irigasi harus dilakukan sebaik mungkin (AAK, 1990). Pada umumnya sawah yang mempunyai irigasi yang baik, terutama bila padi tersebut ditanam pada musim kemarau akan berproduksi lebih baik daripada yang ditanam pada musim hujan, karena pada musim kemarau saat udara panas, air tanah akan menguap dengan membawa unsur hara yang ada di bawah lapisan perakaran ke daerah perakaran sehingga zat makanan siap untuk diserap akar, sedangkan pada musim hujan intensitas sinar matahari berkurang, sehingga mempengaruhi proses fotosintesis dan ini berarti akan menurunkan hasil fotosintat. 2.4 Peranan Pupuk Anorganik Nitrogen terhadap Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Padi Pertumbuhan dan perkembangan serta pembentukan hasil tanaman membutuhkan berbagai macam unsur hara. Unsur-unsur hara tersebut diserap oleh tanaman dan masing-masing mempunyai peran penting dalam tubuh tanaman. Kehilangan atau kekurangan salah satu unsur hara tersebut akan mengakibatkan pertumbuhan dan perkembangan tanaman terhambat (Rismunandar, 1994). Upaya yang dapat ditempuh untuk memenuhi kebutuhan unsur-unsur hara yang dbutuhkan adalah pemupukan. Pupuk adalah suatu bahan yang mengandung satu atau lebih hara tanaman dan digunakan untuk mengubah sifat fisik, kimia, atau biologi tanah sehingga menjadi lebih baik bagi pertumbuhan tanaman. Harjadi
(1993) menambahkan bahwa penempatan pupuk dan pemberian pupuk yang tepat merupakan faktor yang sangat penting dalam usaha pemupukan. Ditinjau dari berbagai hara, nitrogen merupakan yang paling banyak mendapat perhatian, hal ini disebabkan oleh jumlah nitrogen yang terdapat dalam tanah sedikit, sedangkan yang diangkut tanaman berupa panen setiap musim cukup banyak. Senyawa nitrogen anorganik sangat larut dan mudah hilang dalam air drainase. Efek nitrogen terhadap pertumbuhan akan jelas dan cepat, dengan demikian dari banyak segi jelas bahwa unsur nitrogen ini merupakan unsur yang berdaya besar yang tidak saja harus diawetkan juga harus dikendalikan pemakaiannya (Nurhajati Hakim dkk., 1986). Nitrogen diserap tanaman dalam bentuk ion NO3 - dan NH4 + dari tanah. Kadar nitrogen rata-rata dalam jaringan tanaman adalah 2 % - 4 % berat kering. Dalam tanah, nitrogen sangat bervariasi, tergantung pada pengelolaan dan penggunaan tanah tersebut. Tanah hutan berbeda dengan tanah perkebunan dan tanah peternakan. Tanaman di lahan kering umumnya menyerap ion nitrat NO3 - relatif lebih besar jika dibandingkan dengan ion NH4 +. Menurut Mengel dan Kirkby (1987 dalam Dwi Retna, 2004), pada ph rendah nitrat diserap lebih cepat dibandingkan dengan amonium, sedangkan pada ph netral kemungkinan penyerapan keduanya seimbang. Pada ph 4,0 penyerapan nitrat lebih banyak dibandingkan dengan amonium (Rosmarkam dan Yuwono, 2002).
Menurut Departemen Pertanian (1977) dan Tisdale dkk., (1990) peranan unsur N dalam tanah yang terpenting adalah sebagai penyusun atau sebagai bahan dasar protein dan pembentukan khlorofil, karena itu unsur N mempunyai fungsi : (1) membuat bagian-bagian tanaman menjadi lebih hijau, banyak mengandung butir-butir hijau dan yang penting dalam proses fotosintesis, (2) mempercepat pertumbuhan tanaman seperti menambah tinggi tanaman dan merangsang jumlah anakan, (3) menambah ukuran daun dan besar gabah serta memperbaiki kualitas tanaman dan gabah, (4) menambah kadar protein beras, (5) menyediakan bahan makanan bagi mikrobia (jasad-jasad renik) yang bekerja menghancurkan bahan-bahan organik di dalam tanah. Pupuk N yang digunakan oleh petani biasanya adalah Urea CO(NH2)2. Pupuk ini mengandung 46% N. Untuk dapat diserap tanaman, nitrogen dalam Urea diubah dulu menjadi amonium dengan bantuan enzim tanah melalui proses hidrolisis (Hardjowigeno, 1987) : CO(NH2)2 + 2H2O (NH4)2CO3 Nitrogen yang ada di dalam tanah dapat hilang karena : (1) adanya absorpsi oleh tanaman, (2) terangkut pada waktu panen, (3) adanya pencucian atau leaching, (4) terjadinya denitrifikasi atau penghancuran, (5) adanya erosi yang tergantung kemiringan atau lereng, iklim dan curah hujan, (6) volatilisasi karena banyaknya amonium (Sutedjo, 2002).
Kekurangan nitrogen akan mengakibatkan tanaman tumbuh lambat dan kerdil. Daunnya berwarna hijau muda, sedangkan daun-daun yang lebih tua menguning dan akhirnya kering. Dalam tubuh tanaman, nitrogen bersifat dinamis (mobil), sehingga jika terjadi kekurangan nitrogen pada bagian pucuk, nitrogen yang disimpan pada daun tua akan dipindahkan ke organ yang lebih muda. Gejala kekurangan nitrogen akan terlihat lebih awal pada daun-daun yang lebih tua (Novizan, 2002). Menurut JICA (1989) jika nitrogen berlebihan yang diserap tanaman padi, akan mengakibatkan tanaman padi menjadi lebih rimbun sehingga dalam hal menerima sinar matahari akan terjadi persaingan. Sebaliknya proses pernapasan akan meningkat sejalan dengan meningkatnya luas daun. Vergara (1990) menambahkan bahwa pemakaian pupuk nitrogen yang terlalu banyak pada tingkat akhir pertumbuhan akan meningkatkan kehampaan dan merangsang produksi anakan terhambat. Selanjutnya Foth (1994) menyatakan bahwa kelebihan nitrogen dapat menghambat pada fase pemasakan biji, yang sering menurunkan kualitas, tetapi jumlah nitrogen yang normal biasanya meningkatkan kepadatan biji-bijian. 2.5 Peranan Pupuk Organik terhadap Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Padi Pupuk organik merupakan pupuk yang mengandung unsur hara yang berasal dari bahan-bahan organik yang telah didekomposisi oleh mikrobia
pengurai yang menghasilkan sebuah produk pupuk organik, dimana hasil akhir pupuk organik merupakan jenis hara yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman seperti N, P, K dan unsur hara lainnya. Pupuk organik merupakan bahan-bahan organik yang berasal dari sisa-sisa tanaman, hewan, dan manusia, seperti pupuk kandang, pupuk hijau, kompos, dan lainnya. Sedangkan pupuk anorganik adalah pupuk yang mempunyai senyawa kimia anorganik. Kebanyakan pupuk ini merupakan pupuk buatan dengan kandungan hara yang tinggi. Pupuk organik digunakan untuk maksud memperbaiki sifat-sifat tanah yaitu sifat fisik, sifat kimia dan sifat biologi (Setyamidjaja, 1986). Hasibuan (2004 dalam Brando, 2007) menyatakan bahwa pupuk organik dapat memperbaiki sifat fisik tanah yaitu memperbaiki struktur tanah, daya serap air, daya ikat air, tata udara tanah dan ketahanan terhadap erosi, serta terbentuknya humus. Pupuk organik juga memperbaiki kehidupan biologi tanah yaitu meningkatkan aktivitas jasad-jasad renik (mikroorganisme) tanah. Bahan organik merupakan sumber energi dari jasad - jasad renik Menurut Wididana dan Higa (1997), sumber utama bahan organik tanah berasal dari jaringan tanaman, baik berupa sampah-sampah tanaman ataupun sisa-sisa tanaman yang telah mati. Hasil sisa pembuangan dan bagian tubuh dari hewan khususnya mikroorganisme tanah, memegang peranan penting dalam memperkaya bahan organik tanah. Aktifnya kegiatan mikrobiologi mampu mempercepat proses dekomposisi bahan
organik. Untuk mendukung pertanian berkelanjutan dengan pemasukan rendah dilakukan dengan mendaur ulang limbah organik melalui proses konvensional (pembusukan). Limbah yang terurai melalui proses pembusukan akan banyak melepaskan energi fisik melalui proses pelepasan panas dan gas, sehingga energi yang tersisa sangatlah sedikit. Secara umum hasil akhir dari proses pembusukan tersebut digunakan sebagai sumber nutrisi oleh tanaman Pupuk organik mempunyai peranan penting dalam kehidupan dan kesuburan tanah, antara lain : (1) berperan dalam proses dekomposisi mineral-mineral tanah, (2) sebagai sumber hara bagi tanaman, (3) sebagai pembentuk struktur tanah yang stabil, (4) mempunyai pengaruh langsung terhadap pertumbuhan dan perkembangan akar tanaman (Nurhajati Hakim dkk., 1986). Salah satu pupuk organik yang beredar di pasaran yaitu pupuk organik Shisako, yang telah difermentasi dengan teknologi EM-4 dari sampah kota. Pupuk Shisako merupakan produk pupuk organik dari tempat pembuangan akhir (TPA) kota Magelang yang dapat memperbaiki sifat fisik, kimia, biologi tanah serta meningkatkan kualitas dan kuantitas hasil pertanian, menekan penyakit busuk batang, mengaktifkan perkembangan akar, dan menyelesaikan masalah sampah tanpa menimbulkan masalah. Kandungan unsur hara Shisako yaitu 1,53 % N, 7,57 % P2O5, 3,69 % K2O, Ca total 2,02 %, Mg total 1,95 %, dan C-organik 25,24 %, Kapasitas
Tukar kation (KTK) Bokashi Shisako 35,17 me/100 g dengan ph 7,5 dan kadar lengas 35 %.