tinjauan pustaka

3
TINJAUAN PUSTAKA
Morfologi dan Fisiologi Tanaman Padi
Pertumbuhan tanaman padi dibagi kedalam tiga fase: (1) vegetatif (awal
pertumbuhan sampai pembentukan bakal malai/primordial); (2) reproduktif
(primordial sampai pembungaan); dan (3) pematangan (pembungaan sampai
gabah matang). Fase vegetatif merupakan fase pertumbuhan organ-organ
vegetatif, seperti pertambahan jumlah anakan, tinggi tanaman, jumlah, bobot, dan
luas daun. Lama fase ini beragam, sehingga menyebabkan perbedaan umur
tanaman. Fase reproduktif ditandai dengan: (a) memanjangnya beberapa ruas
teratas batang tanaman; (b) berkurangnya jumlah anakan (matinya anakan tidak
reproduktif); (c) munculnya daun bendera; (d) bunting; dan (e) pembungaan.
Inisiasi primordial malai biasanya dimulai 30 hari sebelum heading dan waktunya
hampir bersamaan dengan pemanjangan ruas-ruas batang. Kebanyakan varietas
padi di daerah tropik, lama fase reproduktif umumnya 35 hari dan fase
pematangan sekitar 30 hari. Perbedaan masa pertumbuhan (umur) hanya
ditentukan oleh lamanya fase vegetatif (Makarim dan Suhartatik, 2009).
Morfologi suatu tanaman sangat berpengaruh terhadap produktivitasnya.
Misalnya, efektifitas menangkap radiasi surya, suhu mikro tajuk tanaman,
ketersediaan air bagi tanman akibat perakarannya yang berbeda dalam
penyebarannya. Pemahaman tentang bentuk dan fungsi organ-organ tanaman padi
diperlukan antara lain untuk merancang tipe tanaman padi ideal. Morfologi
tanaman padi akan berkaitan dengan gabah, akar, batang, daun, tajuk, bunga, dan
malai. Hubungan antara sifat morfologi dan fisiologi tanaman padi dapat
mempengaruhi dalam perkembangan dan pertumbuhan tanaman padi. Anakan
(tunas) mulai tumbuh setelah tanaman padi memiliki 4 atau 5 daun. Seperti halnya
dengan akar, perkembangan anakan akan berhubungan dengan perkembangan
daun. Apabila daun pada buku ke-n telah memanjang, maka pada saat itu anakan
akan muncul dari ketiak daun pada buku yang ke-(n-3). Aturan ini juga berlaku
bagi semua anakan sekunder dan tersier (Makarim dan Suhartatik, 2009).
Tanaman padi memiliki pola anakan berganda (anak-beranak). Anakan
primer akan tumbuh dari batang utama yang sifatnya heterotropik sampai anakan
4
tersebut memiliki 6 daun dengan 4-5 akar. Anakan sekunder selanjutnya akan
tumbuh dari anakan primer yang kemudian menghasilkan anakan tersier. Mata
tunas yang dihasilkan tidak semua akan tumbuh menjadi anakan karena hal itu
ditentukan oleh jarak tanam, radiasi, hara mineral, dan budidaya (Makarim dan
Suhartatik, 2009). Jumlah anakan per rumpun yang terlalu banyak akan
mengakibatkan masa masak malai tidak serempak, sehingga menurunkan
produktivitas dan atau mutu beras. Jumlah anakan sedikit diharapkan malai masak
serempak. Namun jika jumlah gabah per malai banyak maka masa pemasakan
akan lebih lama, sehingga mutu beras menurun atau tingkat kehampaan tinggi
karena ketidakmampuan sumber mengisi limbung. Jumlah anakan sedikit, bila ada
serangan hama yang mengakibatkan kerusakan anakan, akan menurunkan hasil
(Abdullah et al., 2008).
Malai tanaman padi menopang gabah yang merupakan sink yang perlu
dipenuhi dengan materi/fotosintat dari sumber (source) dalam tanaman. Sumber
(source) diartikan sebagai organ tanaman yang menyuplai asimilat, sedangkan
limbung (sink) adalah bagian tanaman tempat tujuan translokasi asimilat. Konsep
hubungan source dan sink dapat dipakai untuk menganalisis proses produksi hasil
tanaman. Malai akan mencapai hasil tinggi ketika jumlah gabah per m2 banyak,
persentase gabah isi tinggi, dan bobot 1000 butir gabah isi tinggi. Untuk mencapai
jumlah gabah yang banyak, dapat dilakukan dengan: (1) pengaturan jarak tanam
optimal (spesifik varietas dan kesuburan tanah); (2) pemberian pupuk N dan
bahan organik yang optimal (sesuai kondisi lahan). Semakin banyak jumlah malai
per m2 dengan cara meningkatkan populasi tanaman, maka semakin pendek malai
yang dihasilkan. Selanjutnya, semakin panjang malai rata-rata penanaman padi,
semakin banyak jumlah gabah yang dihasilkan (Makarim dan Suhartatik, 2009).
Fotosintesis merupakan proses fisiologis tanaman yang erat kaitannya
dengan produktifitas tanaman. Nilai indeks luas daun (ILD) pada fotosintesis
adalah 5-6. Efisiensi fotosintesis (EF) pada tanamn padi berperan dalam
pendugaan hasil. Efisiensi fotosintesis (EF) dapat dihitung dari laju pertumbuhan
tanaman (LPT/CGR), laju pertumbuhan relative (LPR/RGR), dan laju asimilasi
bersih (LAB/NAR). Produksi bahan kering merupakan keseimbangan antara
fotosintesis dan respirasi. Jumlah daun yang aktif berfotosintesis per
5
batang/anakan pada fase pengisian sangat menentukan persentase gabah benas
(Abdullah, 2009).
Pemuliaan padi
Pemuliaan tanaman merupakan panduan antara seni dan ilmu dalam
memperbaiki pola genetik dari populasi tanaman. Pemuliaan padi bertujuan untuk
menghasilkan varietas-varietas baru yang lebih baik dari varietas-varietas yang
sedang banyak ditanam petani. Berhasilnya program pemuliaan padi sangat
bergantung pada kemampuan kelompok pemulia tanaman mengelola dan
memanfaatkan secara maksimal keragaman genetik plasma nutfah yang tersedia.
Abdullah (2009) menyatakan bahwa pembentukan atau perakitan varietas unggul
padi merupakan rangkaian kegiatan yang berkesinambungan dan memerlukan
waktu yang panjang (multiyear activities) yang terdiri dari tiga kegiatan utama,
yaitu persilangan untuk membentuk populasi dasar, seleksi untuk memilih
populasi dan atau tanaman yang dikehendaki, dan uji daya hasil dan adaptasi
galur-galur harapan untuk mengidentifikasi galur-galur unggulan yang dapat
diusulkan menjadi varietas unggul tipe baru (VUTB).
Keragaman genetik sangat menentukan keberhasilan pemuliaan padi.
Indonesia mempunyai padi bulu atau subspecies japonica tropis yang digunakan
sebagai tetua dalam pembentukan PTB di IRRI, sebagai sumber sifat yang
mendukung tanaman berpotensi hasil tinggi, seperti batang kokoh serta malai
panjang dan padat. Padi subspesies indica mempunyai sifat beranak banyak dan
genjah. Penggunaan padi indica sebagai tetua dalam pembentukan PTB
diharapkan mendapatkan galur-galur PTB yang mempunyai anakan lebih banyak,
semua produktif, dan berumur pendek dibanding PTB hasil persilangan japonica
daerah sedang dan tropis. Sejak tahun 2001, pembentukan PTB telah
menggunakan persilangan yang kompleks dengan banyak tetua, yang mempunyai
gen-gen indica, japonica subtropis dan tropis, serta galur-galur introgresi yang
mempunyai gen-gen dari padi liar. Melalui program ini telah dihasilkan populasi
dasar dari berbagai kombinasi persilangan, galur-galur generasi menengah dan
lanjut, serta galur-galur harapan sebagai materi seleksi untuk memperoleh galur
atau varietas yang lebih baik dari yang sudah ada (Abdullah et al., 2008).
6
Populasi dapat dibentuk melalui koleksi, introduksi, persilangan, mutasi
atau fusi. Pembentukan populasi dilakukan dengan mengadakan persilangan
antara beberapa varietas tetua untuk menggabungkan sebanyak mungkin sifat-sifat
yang baik kedalam suatu populasi dan kemudian memilih tanaman-tanaman yang
baik dari populasi tersebut. Populasi tersebut kemudian dilakukan seleksi untuk
mendapatkan sifat-sifat yang diharapkan. Seleksi dalam hal ini mencakup seleksi
untuk memilih tetua atau galur pada populasi bersegregasi.
Uji daya hasil merupakan lanjutan salah satu tahapan dalam program
pemuliaan tanaman yang bertujuan mengevaluasi keberadaan gen-gen yang
diinginkan pada suatu genotipe yang selanjutnya dipersiapkan sebagai galur atau
kultivar unggul baru. Biasanya kegiatan ini memerlukan banyak waktu, tenaga
dan biaya. Secara umum ada tiga tahap uji daya hasil yaitu uji daya hasil
pendahuluan, uji daya hasil lanjut, dan uji multi lokasi (Nasir, 2001)
Padi Tipe Baru
Pembentukan PTB di Indonesia dimulai sejak tahun 1995, dengan
mengintroduksi beberapa galur PTB dari IRRI yang merupakan keturunan dari
hasil persilangan antara padi subspecies japonica daerah sedang dan japonica
tropis (javanica), seperti IR65600, IR66160 dan IR66738. Galur-galur tersebut
disilangkan dengan varietas unggul dan galur-galur harapan yang tergabung
sebagai subspecies padi indica mempunyai anakan banyak. Hal ini dilakukan
karena galur-galur PTB IRRI anakannya terlalu sedikit, sehingga akan sulit untuk
mendapatkan potensi hasil tinggi. Penelitian awal ditujukan terutama untuk
membentuk padi yang mempunyai malai lebat dengan anakan yang tidak terlalu
sedikit (sedang), sehingga dapat meningkatkan potensi hasil (Abdullah, 2009).
Las et al. (2003) menyatakan bahwa telah dihasilkan varietas dan sejumlah
galur PTB dalam beberapa generasi. Dalam program awal pembentukan PTB
telah dihasilkan sejumlah galur semi PTB, yang sebagian sifat-sifatnya
menyerupai sifat PTB yang sebenarnya, antara lain jumlah anakan yang relatif
sedikit (10-12 batang/rumpun) dan potensi hasil 5-10% lebih tinggi dibanding
varietas IR64 dan Ciherang. Galur-galur tersebut antara lain adalah BP-10384MR-1-8-3 yang dilepas pada tahun 2001 dengan nama Cimelati dan BP-50F-MR-
7
30-5 yang dilepas pada tahun 2002 dengan nama Gilirang (aromatik). Varietas
Gilirang cukup pesat pengembangannya.
Generasi kedua. Beberapa galur PTB yang potensial antara lain adalah
BP138E-KN-23,
BP-364-MR-33-PN-5-1,
BP364B-MR-33-2-PN-2-5-5-1,
BP342B-MR-30-1, dan BP140F-MR-1. Galur-galur tersebut umumnya masih
memerlukan pengujian lanjutan untuk menentukan teknologi budi daya yang
paling tepat. Meskipun tingkat kehampaan gabahnya masih tinggi, tetapi galur
PTB generasi kedua ini mempunyai jumlah gabah isi yang tetap lebih banyak
(149-188 butir/malai) dibandingkan dengan gabah isi varietas lR64 (112
butir/malai). Galur yang telah memenuhi syarat untuk dilepas adalah BP-364B33-3-PN-5-1. Selain berdaya hasil lebih tinggi, galur-galur PTB generasi kedua
tahan terhadap hama wereng coklat biotipe 2, tetapi relatif peka terhadap penyakit
hawar daun bakteri.
Generasi ketiga dan seterusnya. Saat ini terdapat sekitar 80 galur harapan
PTB generasi menengah yang masih dalam tahap pengujian. Hasil pengujian
menunjukkan galur harapan terbaik PTB generasi ketiga ini mampu berproduksi
lebih dari 8 ton/ha, atau 20% lebih tinggi daripada hasil varietas IR64.
Padi tipe baru (PTB) perlu dikembangkan di Indonesia, karena: 1) padi
sawah merupakan pemasok utama produksi beras nasional, sehingga penanaman
PTB akan meningkatkan produktivitas, produksi, dan pendapatan petani, 2) PTB
merupakan padi inbrida, sehingga produksi benih lebih mudah dan murah dan
harga benih bermutu terjangkau petani (Abdullah et al., 2008).
Uji Multi lokasi
Seleksi melalui uji multi lokasi merupakan tahap terakhir dari rangkaian
program pemuliaan. Galur-galur yang diuji jumlahnya hanya berkisar 10 sampai
15 galur. Galur-galur yang diuji tidak hanya berasal dari penggaluran populasi
yang bersegregasi saja, tetapi juga galur-galur harapan atau galur introduksi
manca Negara. Tujuan pengujian ini adalah untuk menilai stabilitas hasil galurgalur harapan dan mengetahui daya adaptasinya (Nasir, 2001).
Pengertian lingkungan dalam pemuliaan biasanya dijabarkan pada lokasi
dan tahun/musim sehingga minimal percobaan dilakukan di 2 lokasi dan 2
8
tahun/musim sehingga ada 4 kondisi lingkungan. Hal ini dilakukan untuk
mengatasi pengaruh bias yang besar pada pengujian yang dilakukan pada satu
lokasi atau musim karena adanya pengaruh interaksi baik musim x genotipe,
maupun lokasi x genotipe yang cukup besar. Makarim dan Suhartatik (2009)
melaporkan bahwa produktivitas suatu pertanaman padi merupakan hasil akhir
dari pengaruh interaksi antara faktor genetik varietas tanaman dengan lingkungan
dan pengelolahan melalui proses fisiologik dalam bentuk pertumbuhan tanaman.
Penampilan tanaman pada suatu wilayah merupakan respon dari sifat tanaman
terhadap lingkungannya dan juga pengelolahannya.
Pada suatu kondisi iklim (tempat dan musim) tertentu, suatu varietas
dengan genetik tertentu memiliki potensi hasil tertentu pula, yang disebut potensi
hasil G x E (genotipe x lingkungan) atau sering disebut potensi hasil saja.
Makarim dan Suhartatik (2009) menambahkan bahwa potensi hasil adalah hasil
maksimal atau batas kemampuan varietas tanaman untuk berproduksi pada
kondisi iklim tertentu pada suatu lokasi tanpa adanya kendala seperti kekurangan
air, hara, keracunan besi, garam, serangan hama, penyakit, dan sebagainya.