PRODUKTIFITAS TANAMAN KACANG KEDELAI (Glycine max ) DAN KACANG TANAH (Arachis Hipogaea) BERBAGAI VARIETAS

Kelompok 9 : Amik Agisti (1510100023), Wildan Cahyo Wurianto (1510100017), Anjar Lulu Sakinah (1510100046)

Jurusan BiologiFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Intitut Teknologi Sepuluh Nopember2012

ABSTRAKProduktivitas suatu tumbuhan menunjukkan efisiensi fotosintesis yang mengubah energi matahari menjadi energi kimia yang tersimpan dalam molekul-molekul tumbuhan. Energi hasil fotosintesis dapat dihitung dengan metode sederhana yaitu dengan mennetukan biomassa tumbuhan. Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui produktivitas suatu populasi tumbuhan. Bahan yang diperlukan adalah benih tanaman, polybag, pupuk dasar, tanah, kertas koran, dan alat yang digunakan adalah timbangan, oven dan neraca. Setiap kelompok diberi perlakuan intraspesies yang berisi satu jenis varietas dan intraspesies dengan dua varietas berbeda. Pertama, ditimbang terlebih dahulu tanah dan pupuk dengan perbandingan 1:1 kedalam setiap polybag,kemudian benih ditanam dipolybag sesuai rancangan percobaan, diamati pertumbuhannya dengan disiram secara berkalai hingga masa panen. Setelah dipanen, dicuci bagian tanaman dengan air mengalir hingga bersih dari tanah, kemudian tanaman yang bersih dibungkus kertas koran dan dioven pada suhu 100⁰C sampai kering (1 hari). Kemudian ditimbang berat keringnya dan dihitung persen kandungan airnya. Dari hasil praktikum ini didapatkan bahwa pada jenis Arachis hipogaea kandungan air tetinggi sebesar 84%baik perlakuan intraspesifik maupun interspesifik dengan biomassa tertinggi pada perlakuan interspesifik 40,19 gram dan pada perlakuan intraspesifik 32 gram. pada jenis Glycine max kandungan air tetinggi sebesar 80% pada perlakuan interspesifik, dengan biomassa tertinggi 16,74 gram dan pada perlakuan intraspesifik sebesar 25,29gram.Kata kunci: produktivitas, biomassa, berat basah, berat kering, persen kandungan air.

ABSTRACTProductivity of plant showed the efficiency of photosynthesis that converts solar energy into chemical energy stored in plant molecules. Energy of photosynthesis can be calculated by a simple method is determined plant biomass. This research to determined productivity of plant population. Materials needed are seed of plant, polybag, basic fertilizer, soil, newsprint, and tools used the scale, oven and analitical neraca. Each group were treated intraspesies containing one type varietes and interspesies with two different varietes. First, the soil and fertilizer weighed in ratio 1:1 and then into polybag, seeds are planted in polybag appropriate experimental design, with growth observed in range, and gived water perioddically until harvest time. Once harvest, the plants were washed with water until clean of soil. And then cleaned plants wrapped on newspaper into oven at 100 C until dry (1 day). Then weighed and calculated dry weight of plant and percent water content. From result of reseach got Arachis hipogaea haved higly Percent water content 84% doing in intraspecifikc and interspesific withhigh biomass on interspesific did 40,19 gram and intraspesific did get value 32 gram. The Glycine max haved higly Percent water content 80%, on interspesific did get high biomass 16,74% gram and intraspesific did is 25,29% gram.Key words: productivity, biomass, wet weight,Dry weight, Percent water content.

PENDAHULUANProduktivitas dari suatu tumbuhan

merupakan laju pengubahan zat energi yang diperoleh dari cahaya matahari menjadi energi kimia yang tersimpan di dalam molekul tumbuhan. Produktivitas tumbuhan juga akan menunjukkan efisiensi fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan tersebut, sebab energi yang diperoleh dari hasil fotosintesis dapat diukur dengan menentukan biomassa suatu tumbuhan. Hal tersebut didasari oleh semua organisme terdiri dari molekul-molekul organik yang disimpan melalui molekul-molekul organik di dalam molekul tubuhnya (Odum, 1963).

Macam-macam produktivitasProduktivitas dibedakan menjadi dua

macam, yaitu :1. Produktivitas primer

Produktivitas primer adalah laju dimana energi pancaran atau cahaya disimpan oleh kegiatan fotosintesis atau kemosintesis organisme-organisme produsen dalam bentuk senyawa-senyawa organik yang dapat digunakan sebagai bahan pangan. Produktivitas primer dibagi menjadi 2 macam, yaitu: a. Produktivitas primer bersih Produktivitas primer bersih ialah lajupenyimpanan bahan organik di dalam jaringantumbuh tumbuhan selama jangka waktu tertentu waktu pengukuran. Rumus perhitungan :

NPP = GPP-R

Keterangan :NPP : produktivitas primer bersih atau lajupenyimpanan energi di dalam ekosistem.GPP : produktivitas primer kotor taua lajupemasukan energi ke dalam ekosistem.R : respirasi atau laju nergi yang digunakanbagi aktivitas ekosistem.

b. Produktivitas primer kotor Produktivitas primer kotor ialah laju total dari fotosintesis, termasuk bahan organik di dalam respirasi selama waktu pengukuran tertentu.Rumus perhitungan :

GPP = NPP + R

Keterangan :NPP : Produktivitas primer bersih atau laju penyimpanan energi ke dalam ekosistem.GPP : Produktivitas primer kotor atau laju pemasukan energi kedalam ekosistem.R : respirasi atau laju nergi yang digunakan bagi aktivitas ekosistem.(Jamin,1989).2. Produktivitas Sekunder.

Kecepatan penyimpangan energy potensial pada tingkat trofik konsumen dan pengurai, disebut produktivitas sekunder. Dengan sendirinya energi ini semakin kecil pada tingkat trofik berikutnya. Arus energy total pada tingkat heterotrofik yang analog dengan produktivitas kotor pada tingkatautotrofik, sebaiknya dinamakan asimilasi bukan kata produksi (Resosoedarmo, 1986).

Cara paling sederhana mengukur produktivitas sekunder adalah dengan memperkirakan pertambahan bobot atau ukuran hewan atau tumbuhan selama jangka waktu tertentu. Energi yang terdapat pada makanan tidak digunakan 100%. Bila

Ei = Enp + Ep

Keterangan :Ei = masukan energi dalam bentuk pemasukan makananEnp = energi yang digunakan untuk pemeliharaan hewan dan yang hilang melalui kotoran dan ekskresi Ep = energi yang digunakan dalam membangun jaringan tubuh. Ep mewakili

produksi sekunder, energi yang ditahan setelah semua kehilangan pernafasan, ekskresi dan degestian (Michael,1994).

Faktor-faktor yang Dapat Mempengaruhi Produktivitas Tanaman

Terdapat beberapa faktor internal dan faktor lingkungan yang dapat memperngaruhi tingkat produktivitas dari suatu tanaman, faktor-faktor tersebut diantaranya adalah:1. Pencahayaan dan Suhu

Peningkatan produktivitas akan melalui gradient suhu utama dari kutub menuju ekuator. Suhu optimal untuk produktivitas antara 15-25°C sebagai suhu optimum dari fotosintesis. Sehingga, apabila tumbuhan hidup di dalam suhu yang optimal akan dihasilkan pula tingkat produktivitas yang tinggi sesuai dengan laju fotosintesis yang optimal (Resosoedarmo, 1986).2. Air

Faktor lingkungan yang paling berhubungan secara langsung dengan produktivitas adalah air. Evapotranspirasi adalah suatu ukuran total jumlah air yang hilang oleh transpirasi dan penguapan. Evapotranspirasi mempunyai nilai bersifat prediksi tinggi dalam produktivitas sebab meliputi pengaruh tidak hanya air tetapi juga cahaya dan temperatur yang memiliki hubungan yang saling berkaitan satu sama lain (Resosoedarmo, 1986).3. Gas Karbondioksida

Konsentrasi gas asam arang dikenal sebagai suatu faktor pembatas dalam fotosintesis di dunia tumbuh-tumbuhan. Konsentrasi CO2 di siang hari adalah konsentrasi minimum. Tumbuhan dalam komunitas alami merupakan subjek untuk kompetisi dari individu sekitarnya dan keterbatasan cahaya, nutrisi dan air akan lebih memberi batas yang keras terhadap pertumbuhannya dibanding tumbuhan agrikultural, dimana sumber daya dan

kompetisi dapat dikontrol dengan baik (Resosoedarmo, 1986).4. Faktor Edafik

Karakter tanah seperti tekstur, status nutrisi dan kedalaman merupakan faktor penting, sama pentingnya sebagai faktor determinan hubungan kompetitif dan rata-rata pertumbuhan dalam keragaman luas dari lingkungan. Bagaimanapun, arti dari pengaruh edafik terhadap studi produktivitas akan mengalami kesulitan, karena tidak semua spesies memiliki nutrisi sama (banyak nutrisi digunakan untuk memproduksi dari biomassa). Perbedaan edafik mungkin akan tertutupi dengan kesamaan produktivitas saat tumbuhan tumbuh pada bagian yang kurang mempunyai efisiensi penggunaan nutrisi (Resosoedarmo, 1986).

Metode Pengukuran ProduktivitasProduktivitas dapat diukur dengan

menggunakan metode pengukuran biomassa suatu tumbuhan yang telah melalui proses pengeringan hingga didapatkan berat kering suatu tumbuhan tersebut dan ditentukan selisih berat yang diperoleh dengan berat basah sebagai nilai dari berat total suatu tumbuhan atau yang disebut juga sebagai biomassa. Net Primary Productivity (NPP) merupakan pengulangan pengukuran melalui perhitungan perubahan pada biomassa saat waktu t :

NPP = [W(t+1) - W(t)] + D + H

dimana W(t+1) - W(t) merupakan perbedaan biomassa standing crop antara 2 waktu massa panen. Sedangkan, D adalah biomassa yang hilang untuk proses dekomposisi dan H adalah biomassa yang dikonsumsi oleh herbivora sampai periode masa panen (Jamin, 1989).

Selain itu, dapat dihitung pula kadar atau kandungan air yang terdapat pada suatu tumbuhan dapat diketahui dengan menggunakan rumus berikut:

% Kandungan air = BB – BK x 100 % BB

Dimana, BB = Berat basah tanaman BK = Berat kering tanaman

Rumus berikut digunakan untuk menentukan jumlah kandungan air yang tersimpan pada suatu tanaman, dimana kandungan air tersebut tidak ikut dicantumkan dalam perhitungan menentukan biomassa suatu tumbuhan (Burnie, 1999).

Praktikum ini bertujuan untuk mengukur produktifitas suatu populasi tumbuhan.

Permasalahan dari paraktikum ini adalah bagaimana cara mengukur produktifitas suatu populasi tumbuhan.

METODOLOGIAlat

Alat yang digunakan dalam praktikum produktivitas ini meliputi beberapa plastik

polybag, oven, neraca analitik, kertas koran, kertas label, penggaris dan alat tulis.Bahan

bahan yang digunakan dalam praktikum produktivitas ini meliputi benih kacang tanah berbagai varietas, benih kacang kedelai berbagai varietas tanah gembur, pupuk organikCara kerja

Ditimbang terlebih dahulu tanah dan pupuk dengan perbandingan 1:1 kedalam setiap polybag,kemudian benih ditanam dipolybag sesuai rancangan percobaan, diamati pertumbuhannya dengan disiram secara berkala hingga masa panen. Setelah dipanen, dicuci bagian tanaman dengan air mengalir hingga bersih dari tanah, kemudian tanaman yang bersih dibungkus kertas koran dan dioven pada suhu 100⁰C sampai kering (1 hari). Kemudian ditimbang berat keringnya dan dihitung persen kandungan airnya.

HASIL DAN PEMBAHASANAnalisa Datatabel 1. Persen kandungan air interspesifik

no. nama spesiesberat basah

(gr)berat kering

(gr) % kandungan air1. kelompok 1 Arachis hipogaea 42,75 6,7 84%2. kelompok 2 Arachis hipogaea 43,22 11,09 74%3. kelompok 3 Arachis hipogaea 72,4 32,21 56%4. kelompok 4 Arachis hipogaea 21,31 5,51 74%5. kelompok 5 Glycine max 20,12 5,89 71%6. kelompok 6 Glycine max 20,25 4,12 80%7. kelompok 7 Glycine max 22,93 6,19 73%

tabel 2. Persen kandungan air intrapesifik

no. nama spesiesberat basah

(gr)berat kering

(gr) % kandungan air1. kelompok 1 Arachis hipogaea 39,46 7,46 81%2. kelompok 2 Arachis hipogaea 33,33 5,4 84%3. kelompok 3 Arachis hipogaea 44,24 18,9 57%4. kelompok 4 Arachis hypogea 29,66 8,9 70%5. kelompok 5 Glycine max 14,18 4 72%

6. kelompok 6 Glycine max 32,25 6,96 78%7. kelompok 7 Glycine max 32,59 8,23 75%

PEMBAHASANDari hasil pengamatan didapatkan

pada perlakuan interspesies yang menghasilkan berat basah tertinggi adalah kelompok 3 dengan spesies Arachis hipogaea yaitu sebesar 72,4 gram, dan berat kering tertinggi sebesar 32,21 gram, serta persen kandungan air tertinggi adalah kelompok 1 dengan spesies Arachis hipogaea sebesar 84%. Sedangkan pada perlakuan intraspesies berat basah tertingi terdapat pada kelompok 3 dengan spesies Arachis hipogaea sebesar 44,24 gram dengan berat kering tertinggi yaitu sebesar 18,9 gram, untuk persen

kandungan air tertinggi terdapat pada kelompok 2 sebesar 84%.

Untuk spesies Glycine max berat basah tertinggi terdapat pada kelompok 7, pada perlakuan interspesies sebesar 22,93gram dengan berat kering sebesar 6,19 gram. perlakuan intraspesies sebesar 32,59 gram dengan berat kering 8,23 gram. Kandungan air tertinggi pada kelompok 6 , pada perlakuan interspesies sebesar 80% dan pada perlakuan intraspesies sebesar 78%.

Dari data pengamatan dapat ditentukan biomassa tiap spesies, ditunjukkan pada grafik berikut :

Grafik 1. Biomassa interspesifik

Arachis hipogaea

Arachis hipogaea

Arachis hipogaea

Arachis hipogaea

Glycine max Glycine max Glycine max

kelompok 1 kelompok 2 kelompok 3 kelompok 4 kelompok 5 kelompok 6 kelompok 7

01020304050

36.05 32.1340.19

15.8 14.23 16.13 16.74

biomassa

Dari grafik diatas biomassa tertinggi pada jenis Arachis hipogaea yaitu sebesar 40,19 gram. Sedangkan pada jenis Gycine max sebesar 16,74 gram. Produktivitas dapat diukur dengan menggunakan metode pengukuran biomassa suatu tumbuhan yang telah melalui proses pengeringan hingga didapatkan berat kering suatu tumbuhan tersebut dan ditentukan selisih berat yang diperoleh dengan berat basah sebagai nilai dari berat total suatu tumbuhan atau yang disebut juga sebagai biomassa (Jamin, 1989).

Perlakuan interspesifik bertujuan untuk membandingkan hasil produktifitas yang didapat dengan menanam bersamaan

dengan spesies sama tetapi varietas berbeda. Persaingan ini terjadi antar dua organisme yang berbeda spesiesnya.

Interspesifik adalah Adanya lebih dari satu spesies di dalam suatu habitat menaikkan ketahanan lingkungan kapanpun spesies lain bersaing secara serius dengan spesies pertama untuk beberapa sumber penting, hambatan pertumbuhan terjadi dalam kedua spesies. Hukum Gause menyatakan bahwa tidak ada spesies dapat secara tidak terbatas menghuni ceruk yang sama secara serentak. Salah satu dari spesies-spesies itu akan hilang atau setiap spesies akan menjadi makin bertambah efisien dalam memenfaatkan atau

mengolah bagian dari ceruk tersebut, dengan demikian keduanya akan mencapai keseimbangan. Dalam situasi terakhir, persaingan interspesifik mengalami suatu ceruk mikro yang terpisah (Michael, 1994). Tetapi pada praktikum ini dilakukan dengan spesies yang sama baik kacang tanah (Arachis hipogaea) ataupun kacang kedelai (Glycine max), namun dengan varietas yang berbeda dengan penanaman selang seling didalam polybag.

Badan Penelitian Departemen Pertanian (2012), bahwa karakteristik untuk

setiap varietas tanaman kacang tanah tidak sama dan memiliki ciri khas dan keunggulannya tersendiri sehingga dapat dijadikan bahan pertimbangan untuk membudidayakannya. Sedangkan pada biomassa intraspesifik dari data peengamatan dapat dilihat biomassa dengan grafik sebagai berikut :

Grafik 2. Biomassa intraspesifik

Arachis hipogaea

Arachis hipogaea

Arachis hipogaea

Arachis hypogea

Glycine max Glycine max Glycine max

kelompok 1 kelompok 2 kelompok 3 kelompok 4 kelompok 5 kelompok 6 kelompok 7

05

101520253035 32

27.93 25.3420.76

10.18

25.29 24.36

biomassa

Dari grafik diatas biomassa tertinggi pada jenis Arachis hipogaea sebesar 32 gram. Sedangkan pada jenis Glycine max sebesar 25,29 gram. Dalam konsep produktivitas, faktor satuan waktu sangat penting, karena sistem kehidupan adalah proses yang berjalan secara sinambung. Produktivitas tidak dapat ditentukan hanya dengan menghitung jumlah dan bobot individu saja, meskipun dengan ini dapat dibuat taksiran produktivitas bersih (Resosoedarmo,1986).

Dari grafik1 dan grafik 2, pada jenis Arachis hipogaea, biomassa tertinggi pada perlakuan interspesifik sedangkan pada jenis Glycine max, biomasssa tertinggi pada perlakuan intraspesifik. Perhitungan biomassa

Produktivitas akan mengikuti sebuah pola perubahan saat suksesi yang sama dengan pola dari perubahan beberapa spesies. Pengurangan biomassa ini merupakan penjumlahan dari beberapa penurunan

produktifitas. Hubungan antara produktivitas dan biomassa sering disebut Biomass Acumulation Ratio ( BAR ) yang merupakan perbandingan antara berat kering biomassa dengan produktivitas primer per tahun. Nilai BAR merupakan nilai akumulasi yang berkaitan dengan efek lingkungan dan usia potensi dari spesies yang sama (Resosoedarmo, 1986 ).

Berat suatu tanaman pada dasarnya juga dipengaruhi oleh tinggi tanaman dan jumlah daun. Apabila pertumbuhan dan perkembangan tanaman terus berlanjut, maka berat segar juga akan bertambah. Berat segar merupakan total kadar air di dalam tanaman dengan total hasil fotosintesis. Hasil bahan kering merupakan produk suatu tanaman yang merupakan hasil resultan dari proses fotosintesis, penurunan hasil asimilasi akibat respirasi dan translokasi bahan kering ke dalam hasil tanaman. Hasil fotosintesis

berkaitan erat dengan proses fisiologis yang terjadi pada daun, dalam arti seandainya proses fisiologis pada daun tidak maksimal, maka akan menurunkan hasil bersih fotosintesis yang dapat diukur melalui berat kering (Alfandi dkk, 2007).

persen kadar air yang didapatkan dari tiap spesies juga bebeda , seperti terlihat pada grafikberikut :

grafik 3. Persen kandungan air interspesifik

Arachis hipogaea

Arachis hipogaea

Arachis hipogaea

Arachis hipogaea

Glycine max Glycine max Glycine max

kelompok 1 kelompok 2 kelompok 3 kelompok 4 kelompok 5 kelompok 6 kelompok 7

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90% 84%

74%

56%

74% 71%80%

73%

% kandungan air

grafik 4. Persen kandungan air intraspesifik

Arachis hipogaea

Arachis hipogaea

Arachis hipogaea

Arachis hypogea

Glycine max Glycine max Glycine max

kelompok 1 kelompok 2 kelompok 3 kelompok 4 kelompok 5 kelompok 6 kelompok 7

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90% 81% 84%

57%

70% 72%78% 75%

% kandungan air

Dari grafik diatas didapatkan pada perlakuan inter spesifik jens Arachis hipogaea yang mengandung kadar air tertinngi sebesar 84% sedangkan glycine max sebesar 80%. Dan pada perlakuan intraspesifik jenis Arachis hipogaea kandungan air tertinggi sebesar 84% sedangkan jenis Glycine max sebesar 78%. faktor lingkungan yang paling berhubungan secara langsung dengan produktivitas adalah air. Evapotranspirasi adalah suatu ukuran total jumlah air yang hilang oleh transpirasi

dan penguapan. Evapotranspirasi mempunyai nilai bersifat prediksi tinggi dalam produktivitas sebab meliputi pengaruh tidak hanya air tetapi juga cahaya dan temperature. Timbulnya hujan dan evapotranspirasi mendekati persamaan dalam lingkungan kering, sehingga hubungan antara produktivitas dan curah hujan tahunan hamper linier pada nilai-nilai di bawah 500 mm.

Produktifitas juga dipengaruhi oleh beberapa faktor lain yaitu

- Pencahayaan dan Suhu- Gas Karbondioksida- Faktor Edafik

(Resosoedarmo, 1986 ).

KESIMPULANKesimpulan dari praktikum ini adalah

untuk mengukur produktifitas suatu populasi tumbuhan dapat diukur dengan metode sederhana yaitu dengan menentukan biomassa tumbuhan. Faktor-faktor yang mempengaruhi produktivitas suatu tanaman adalah cahaya, suhu, air, karbondioksida (CO2), kelembaban, dan nutrisi. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa persentase kandungan air Arachis hipogaea lebih tinggi dibandingkan Glycine max. pada jenis Arachis hipogaea, biomassa tertinggi pada perlakuan interspesifik sedangkan pada jenis Glycine max, biomasssa tertinggi pada perlakuan intraspesifik.

DAFTAR PUSTAKA

Alfandi dkk. 2007. Respon Pertumbuhan dan Produksi Tiga Kultivar Kacang Hijau (Vigna radiata L.) terhadap Kompetisi denagn Gulma pada Dua Jenis Tanah. Fakultas Pertanian Unsgawati Cirebon : Jakarta.

Burnie, D. 1999. Get a Grip on Ecology. The Ivy Press Limited: England.

Jamin, Hasan Basri.1989.Ekologi Tanaman. Rajawali Press : Jakarta.Michael, P. 1994. Metode Ekologi Untuk

Penyelidikan Lapangan dan Laboratorium. UI Press : Jakarta.

Odum, Eugene P. 1963. Ecology. Holt, Rinehart and Winston: Toronto.

Resosoedarmo, S., dkk. 1986. Pengantar Ekologi. CV Remaja Karya: Bandung.