| dc.description.abstract | Kacang Bambara tergolong underutilized crop dibandingkan tanaman legum
lainnya, sehingga menimbulkan kesenjangan pengetahuan dalam produksi, yang
menyebabkan produktivitas kacang Bambara rendah. Solusi untuk meningkatkan
produksi kacang Bambara dapat dilakukan dengan cara mengembangkan varietas
yang memiliki produktivitas tinggi. Varietas kacang Bambara belum tersedia di
Indonesia sampai saat ini, sehingga petani masih menanam galur lokal adaptif
dengan produktivitas rendah. Rendahnya produktivitas kacang Bambara
merupakan masalah utama dalam pengembangannya. Tersedianya benih bermutu
merupakan salah satu solusi tercepat dalam peningkatan produksi kacang Bambara.
Mutu benih merupakan perwujudan dari pengaruh berbagai faktor selama
pembentukan, perkembangan, dan periode hidup benih. Pemahaman terhadap
proses dari faktor-faktor yang berpengaruh terhadap proses pertumbuhan dan
produksi tanaman menjadi sangat penting dalam usaha peningkatan mutu benih.
Pemahaman terhadap proses pertumbuhan tanaman dalam produksi benih
kacang Bambara secara komprehensif dan simultan sulit dilaksanakan. Pemahaman
dilakukan dengan pendekatan model, yaitu mengkuantifikasi beberapa proses
utama yang sangat menentukan terhadap pertumbuhan dan produksi kacang
Bambara. Model pertumbuhan dan serapan nitrogen disusun untuk menggambarkan
proses suhu mempengaruhi perkembangan tanaman, proses radiasi matahari
mempengaruhi fotosintesis dan bobot kering, air mempengaruhi fotosintesis dan
bobot kering, serta serapan nitrogen mempengaruhi bobot kering.
Suhu melalui photothermal unit memberikan informasi tentang fase-fase
perkembangan tanaman. Radiasi matahari mempengaruhi proses fotosintesis
setelah tanaman berdaun, yang didukung oleh faktor air dan nitrogen.
Perkecambahan benih memanfaatkan cadangan makanan dalam benih untuk
membentuk struktur akar, tangkai daun, dan daun, sebelum fotosintesis dapat
dilakukan oleh daun tanaman. Fotosintat pada tanaman yang sudah berfotosintesis
ditranslokasikan untuk pembentukan struktur tanaman, pemeliharaan organ, dan
disimpan sebagai cadangan makanan. Aliran air bersama nitrogen masuk ke organ
tanaman melalui serapan akar, bersamaan dengan proses transpirasi. Nitrogen
merupakan unsur yang dibutuhkan dalam jumlah terbesar bagi tanaman yang
merupakan konstituen integral dari protein, asam nukleat, klorofil, co-enzim,
fitohormon, dan metabolit sekunder.
Model pertumbuhan dan produksi tanaman, diharapkan berfungsi sebagai
instrumen dalam pengambilan keputusan dalam mengelola produksi kacang
Bambara dan melakukan pendugaan produksi berdasarkan model yang diperoleh,
yang pada gilirannya untuk menghasilkan benih kacang Bambara yang bermutu.
Tujuan umum penelitian ini adalah untuk menyusun model pertumbuhan tanaman
dan serapan nitrogen pada produksi benih enam lanras kacang Bambara. Tujuan
khusus dari penelitian ini adalah (1) menyusun model yang dikonstruksi oleh sub
model perkembangan, pertumbuhan, kecukupan air, dan serapan nitrogen; (2)
merumuskan metode pendugaan produksi benih berdasarkan simulasi model; (3)
merumuskan metode pendugaan kecukupan air dalam produksi benih berdasarkan
simulasi model; (4) dan merumuskan metode pendugaan serapan nitrogen dalam
produksi benih berdasarkan simulasi model. Manfaat penelitian ini diharapkan
dapat menjadi rujukan dan rekomendasi bagi produsen benih dalam memproduksi
benih kacang Bambara. Model pertumbuhan dan serapan nitrogen dapat
mempercepat penyelesaian permasalahan produksi berdasarkan proses fisiologis
berdasarkan pendugaan.
Penelitian dilaksanakan dengan tiga macam kegiatan, yaitu desk study,
lapangan percobaan, dan pengujian laboratorium. Desk study dilakukan pada
Januari 2022 sampai dengan Desember 2024. Percobaan di lapangan dilakukan
bulan Juli 2022 sampai dengan Maret 2023, di kebun percobaan Sawah Baru IPB.
Pengujian di laboratorium dilakukan pada Juli 2022 sampai dengan Maret 2023,
di Laboratorium Pengujian AGH IPB, Laboratorium Penyimpanan dan Pengujian
Mutu Benih AGH IPB, serta Laboratorium Pengujian Balai Penelitian Tanah,
Balitbangtan. Metode pemodelan mencakup empat langkah yaitu (1) identifikasi
komponen sistem, (2) konstruksi model, (3) simulasi model, dan (4) validasi
model.
Pertumbuhan kacang Bambara dipengaruhi oleh agroklimat dan media
tumbuh. Agroklimat yang paling mempengaruhi adalah suhu, radiasi, panjang hari,
curah hujan disamping kelembaban dan kecepatan angin. Media tumbuh berkaitan
dengan kesediaan air tanah dan unsur hara. Hara utama yang paling banyak
diperlukan oleh tanaman adalah nitrogen. Sistem yang diidentifikasi adalah sistem
perkembangan, pertumbuhan, kecukupan air, dan serapan nitrogen.
Model yang dikonstruksi terdiri atas empat sub model yaitu (1) model
perkembangan, (2) model pertumbuhan, (3) model kecukupan air, dan (4) model
serapan nitrogen. Model perkembangan dikontruksi berdasarkan input suhu dan
panjang hari melalui photothermal unit dengan output berupa fase perkembangan
tanaman. Model pertumbuhan merupakan konstruksi respon ekofisiologis tanaman
terhadap radiasi matahari dan suhu dalam fotosintesis dan respirasi. Komponen
input untuk menyusun model antara lain suhu, radiasi matahari, efisiensi
penggunaan cahaya, koefisien pemadaman, luas daun spesifik, dan koefisien partisi
karbohidrat pada setiap fase perkembangan tanaman. Output model pertumbuhan
dan perkembangan berupa bobot kering organ tanaman. Penyusunan model
perkembangan dan pertumbuhan diperoleh dari percobaan 2, hasil simulasi model
untuk output bobot kering akar, tangkai daun, daun, dan polong menggunakan data
aktual yang diperoleh dari percobaan 1.
Model kecukupan air merupakan salah satu pengendali utama dalam
pertumbuhan tanaman dan penggunaannya dapat diestimasi menggunakan input
komponen cuaca dan air tanah. Output dari model kecukupan air adalah ketersediaan
air tanaman. Model serapan nitrogen menggambarkan tanaman menyerap nitrogen
pada seluruh organ tanaman sepanjang siklus hidupnya berdasarkan komponen
input berupa ketersediaan nitrogen melalui pemupukan. Output model berupa
serapan nitrogen pada tanaman. Penyusunan model perkembangan dan
pertumbuhan diperoleh dari percobaan 3, hasil simulasi model untuk output bobot
kering organ menggunakan data aktual yang diperoleh dari percobaan 1.
Model pertumbuhan dan serapan nitrogen pada produksi benih kacang
Bambara (Vigna subterranea (L.) Verdc) berhasil dikonstruksi berupa Model
construction layer dan equation layer Stella pada enam lanras kacang Bambara.
Simulasi model menggunakan interface layer Stella sehingga menghasilkan grafik
pertumbuhan dan serapan nitrogen dengan output bobot kering akar, tangkai daun,
daun dan polong. Kriteria mutu benih diindikasi dengan hasil simulasi bobot kering.
Validasi model dilakukan dengan membandingkan hasil simulasi bobot kering
dengan aktual. Validasi menggunakan kriteria hasil simulasi masuk dalam standar
deviasi aktual minimal 80%. Tingkat validitas model pertumbuhan dan serapan
nitrogen pada enam lanras Tasikmalaya mencapai 82,4%, Sukabumi 82,4%,
Sumedang 94,1%, Sumedang kecil 82,4%, Bogor 88,2%, dan lanras Gresik 82,4%,
sehingga model dinyatakan valid. Model pertumbuhan dan serapan nitrogen pada
produksi benih kacang Bambara (Vigna subterranea (L.) Verdc) layak digunakan
untuk pendugaan.
Metode pendugaan produksi dilakukan dengan memasukkan input suhu,
lama penyinaran, radiasi matahari, curah hujan, angin, kecepatan angin, RH,
nitrogen, pada model yang sudah dikonstruksi dengan software Stella 9.0.2,
sehingga hasil pendugaan berupa bobot kering polong dapat dilihat pada interface
layer Stella. Metode pendugaan kecukupan air pada model yang sudah dikonstruksi
didasarkan kepada kriteria konstanta kecukupan air (Fair) = 1, yang tertera pada
interface layer Stella. Metode pendugaan serapan nitrogen pada model yang sudah
dikonstruksi didasarkan pada kriteria konstanta kecukupan nitrogen (FNit) = 1,
yang tertera pada interface layer Stella. Model ini memberikan dasar yang kuat
untuk memprediksi dinamika pertumbuhan dan perkembangan tanaman kacang
Bambara dalam rangka produksi benih. Jika disempurnakan lebih lanjut, model ini
berpotensi digunakan sebagai alat bantu pengambilan keputusan dalam sistem
pertanian presisi, pemuliaan tanaman, dan evaluasi agroekosistem berbasis
simulasi. | |
