KOEFISIEN PEMADAMAN TAJUK DAN EFISIENSI PENGGUNAAN RADIASI SURYA PADA TANAMAN KENTANG ( Solanum tuberosum L. ) VARIETAS GRANOLA DI GALUDRA, CIANJUR, JAWA BARAT
CANOPY EXTINCTION COEFFICIENT AND SOLAR RADIATION USE EFFICIENCY OF POTATO CROP (Solanum tuberosum L.) OF GRANOLA CULTIVAR GROWN IN GALUDRA, CIANJUR, WEST JAVA
I. Handoko * , Titik Kodarsih , A. Ariyani
Laboratorium Agrometeorologi, Dept. Geofisika dan Meteorologi IPB Gedung FMIPA Wing 19 Lv. 4 Kampus IPB Darmaga, Bogor 16680 * Corresponding Author . E-mail: handoko@ipb.ac.id
Penyerahan Naskah: 24 Maret 2010 Diterima untuk diterbitkan: 15 November 2010

## ABSTRACT
Important climatic factor affecting growth of potato crop other than temperature is the availability of solar energi.  Growth of the crop can be predicted from the amount of intercepted solar radiation by crop canopy, however,  climatological  station  only  measures  incoming  solar  radiation  above  crop  canopy  (Qo).    This experiment  aims  to  derive  parameter  of  canopy  extinction  coefficient  (k)  that  is  required  to  calculate intercepted radiation based on Qo; and parameter of radiation-use efficiency (ε) to calculate crop biomass based on that intercepted radiation.  This research found the value of  k increasing from k=0.15 to k=0.50 associated with increasing LAI from 0.98 to 1.98.  Solar radiation use efficiencies that were calculated based on  above-ground  biomass  (AGB)  and  total  biomass  (AGB+tuber)  are  respectly  ε AGB =  1,55  g  MJ -1 and ε Total =4,49 g MJ -1 .
Keywords : radiation use efficiency, transmission, interception, potato

## PENDAHULUAN
Kentang  ( Solanum  tuberosum L.)  merupakan salah  satu  komoditas  sayuran  penting  di  Indonesia. Produksi  kentang  telah  berkembang  pesat  selama dekade  terakhir  dan  kini  Indonesia  telah  menjadi Negara penghasil kentang terbesar di Asia Tenggara (Anonim  2008).  Kentang  berasal  dari  daerah subtropika  yaitu  dataran  tinggi  Andes,  Amerika Utara. Secara umum kondisi iklim yang sesuai untuk budidaya  kentang  adalah  dataran  tinggi  atau pegunungan  dengan  ketinggian  1000–1300  m.dpl, curah hujan 1500 mm tahun -1 , suhu rata – rata harian 18–21ºC, serta kelembaban udara 80-90% (Astawan 2004).  Sementara  itu,  kentang  di  Indonesia  ditanam pada  ketinggian  600–2000  m  dpl.  dengan  kondisi iklim dan tanah yang berbeda–beda (Sunarjono et al. 1980).  Astawan  (2004)  menyebutkan  produksi kentang  di  Indonesia  rata–rata  hanya  mencapai  9.4 ton  ha -1 dan  hasil  ini  masih  sangat  rendah  jika dibandingkan  dengan  produksi  kentang  di  Eropa yang rata – rata yang mencapai 25,4 ton ha -1 .
Menurut data Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian (2010), Indonesia merupakan  penghasil  kentang  terbesar  di  Asia Tenggara.  Badan  Pusat  Statistik  (BPS)  tahun  2009 mencatat  bahwa  luas  panen  kentang  di  Indonesia sekitar  71.238  ha  dengan  hasil  produksi  kentang nasional  sekitar  1.176.304  ton.  Lahan  kentang  yang paling luas terdapat di Jawa Tengah (18.655 ha) dan Jawa  Barat  (15.344  ha),  meskipun  demikian  hasil panen  Jawa  Barat  lebih  tinggi  (320.542  ton) dibandingkan dengan Jawa Tengah (288.654 ton).
Produktivitas tanaman kentang disamping dibatasi  oleh  suhu  tinggi,  sehingga  kentang  di Indonesia  ditanam  di  atas  800  m  dpl.  (Sutapradja 2008), juga sangat ditentukan  oleh  intensitas radiasi surya.    Hubungan  dari  radiasi  surya  dan  hasil tanaman dapat dilihat dari biomassa yang dihasilkan oleh  tanaman  tersebut.    Produksi  biomassa  tanaman merupakan  respon  dari  penyerapan  radiasi  surya oleh  tanaman  dan  akumulasi  energi  radiasi  surya yang  diintersepsi  oleh  tajuk  tanaman  berbanding lurus  dengan  penambahan  biomassa  tanaman
tersebut.  Gradien  dari  hubungan  antara radiasi  yang diintersepsi dengan penambahan biomassa merupakan efisiensi penggunaan radiasi surya.  Nilai efisiensi  penggunaan  radiasi  surya  ini  menunjukkan kemampuan  tanaman  untuk  mengkonversi  energi yang  diterima  menjadi  biomassa  tanaman.    Stasiun klimatologi  pertanian  biasanya  hanya  mengukur radiasi  global  yang  mewakili  radiasi  di  atas  tajuk tanaman,  tetapi  tidak  mengukur  radiasi  surya  yang diintersepsi  tajuk  tanaman.    Untuk  dapat  menduga radiasi  yang  diintersepsi  tajuk  diperlukan  koefisien pemadaman tajuk (k, extinction coefficient) sedangkan prediksi pertambahan biomassa menggunakan  data  intersepsi  radiasi  tersebut memerlukan informasi mengenai efisiensi penggunaan radiasi (ε, radiation-use efficiency) . Nilai k dan ε berbeda antar spesies bahkan antar varietas  tanaman  sehingga  diperlukan  penurunan kedua parameter tanaman tersebut melalui pengukuran  lapang  untuk  tiap  jenis  tanaman. Varietas  kentang  yang  digunakan  dalam  penelitian ini  adalah  varietas  Granola.    Granola  merupakan varietas  kentang  yang  banyak  dibudidayakan  di Indonesia  serta  menjadi  salah  satu  varietas  yang unggul (SK MENTAN No 81 tahun 2005). Varietas ini  biasanya  berumur  relatif  lebih  pendek,  jumlah umbi  yang  cukup  banyak,  dan  tingkat  ketahan  yang cukup  baik  terhadap  serangan  hama  dan  penyakit (Samadi  2007).    Penelitian  ini  bertujuan  mengukur nilai  koefisien  pemadaman  tajuk  (k)  pada  berbagai nilai  indeks  luas  daun  dan  efisiensi  penggunaan radiasi surya (ε) tanaman kentang varietas granola.

## METODE PENELITIAN

## Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di kebun penelitian yang berlokasi  di  Desa  Galudra,  Cibungbulang,  Cianjur, Jawa  Barat.  Lokasi  penelitian  ini  berada  pada koordinat  06 o 46’50” LS dan 107 o 02’01”  BT,  pada elevasi  1250  m  dpl.    Penanaman  bibit  tanaman kentang  dilakukan  pada  tanggal  22  dan  24  Februari 2010.

## Bahan dan Alat
Bahan  yang  diperlukan  berupa  bibit  kentang varietas Granola (G2), pupuk organik dan anorganik, serta  obat-obatan  untuk  pengendalian  hama  dan penyakit  tanaman.    Di  samping  itu  digunakan  data cuaca  (radiasi  surya)  yang  terukur  pada  stasiun klimatologi yang terletak di sekitar lokasi penelitian. Peralatan  yang  digunakan  meliputi solarimeter untuk  mengukuran  radiasi  surya  di  atas  tajuk tanaman, tube-solarimeter untuk pengukuran radiasi surya  di  bawah  tajuk  tanaman,  oven  untuk pengukuran  berat  kering  (biomassa)  tanaman,
komputer  dan  peralatan  penelitian  lain  seperti timbangan, milimeter  block untuk  pengukuran  luas daun, alat tulis, serta peralatan pertanian.

## Metode
Tanaman kentang ditanam pada lahan seluas 0,4 ha  dibagi  menjadi  dua  masing-masing  seluas  0,2  ha dengan  jarak  tanam  20x20  cm  dan  20x30  cm  pada tiap guludan.  Pengambilan contoh tanaman kentang dilakukan mulai tanggal 1 April 2010 sampai 1 Juni 2010 secara destruktif (destructive sampling) dengan dua  tanaman  tiap  perlakuan  jarak  tanam  sebagai ulangan setiap minggu kemudian dilakukan pemisahan  antara  akar,  batang,  daun  dan  umbi. Sebelum  dilakukan  pengukuran  berat  kering  dari masing-masing organ tanaman tersebut menggunakan  oven pada suhu 70 o C selama 48  jam di  Laboratorium  Pangan  SEAMEO  BIOTROP, dilakukan  pengukuran  luas  daun  dari  daun  yang telah  dipisahkan  untuk  pendugaan  indeks  luas  daun (LAI).  Nilai LAI  dihitung  dengan  membuat replika beberapa  contoh  daun  kentang  pada  kertas millimeter  block ,  kemudian  ditimbang  untuk mengetahui berat replika tersebut dan luasnya. Nilai k (koefisien pemadaman tajuk) diturunkan dari Hukum Beer  mengikuti persamaan berikut (Awal et al. 2006):
k = {ln(Qo*/Qt*)}/LAI
(1)
Qo* adalah radiasi surya yang diukur menggunakan solarimeter yang dipasang di atas tajuk tanaman (W m -2 ),  Qt*  adalah  radiasi  surya  yang  ditransmisikan oleh tajuk tanaman (W m -2 ) dan diukur menggunakan tube  solarimeter yang  dipasang  di bawah tajuk tanaman kentang.  Pengukuran Qo* dan Qt*  dilakukan  bersamaan  dengan  pengambilan contoh  tanaman  untuk  pengukuran  LAI  dan biomassa.
Efisiensi penggunaan radiasi surya (e) diturunkan  melalui  pengukuran  biomassa  tanaman kentang  dan  perhitungan  radiasi  surya  yang diintersepsi tajuk tanaman tersebut sebagai berikut :
e = DW /Qint (2) Qint = Qo (1 – e- k LAI ) (3)
e : efisiensi penggunaan radiasi surya (g MJ -1 ) DW : pertambahan biomassa tanaman kentang (g m -2 )
Qint :  radiasi  surya  kumulatif  yang  diintersepsi tajuk tanaman (MJ m -2 ) Qo :  radiasi  surya  kumulatif  di  atas  tajuk tanaman  (MJ  m -2 )  yang  diperoleh  dari pengukuran di stasiun klimatologi terdekat. Efisiensi  penggunaan  radiasi  surya  dihitung untuk  DW  biomassa  di  atas  tanah  (AGB, above
ground  biomass )  dan  biomassa  total  (DW+umbi), masing-masing e AGB dan e Total .

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Radiasi  surya  yang  ditransmisikan  oleh  tajuk tanaman kentang
Hubungan  antara  radiasi  surya  di  atas  tajuk tanmaan  (Qo)  dengan  yang  ditransmisikan  tajuk tersebut (Qt) pada berbagai nilai LAI disajikan pada Gambar  1.    Gradien  masing-masing  kurva  regresi linier  merupakan  koefisien  transmisi  yang  bernilai antara  0-1.  Nilai  transmisi  radiasi  surya  selalu berubah  setiap  minggu  yang  dipengaruhi  oleh  nilai LAI. Berdasarkan hubungan nilai LAI dan transmisi radiasi surya, terlihat bahwa semakin kecil nilai LAI maka transmisi radiasi surya semakin besar (Gambar 2). Hal ini disebabkan semakin besar nilai LAI maka permukaan  daun  semakin  luas  dan  daun  menjadi makin  rapat  sehingga  kemampuan  tajuk  tanaman untuk  menutupi  permukaan  tanah  semakin  besar. Akibatnya  radiasi  surya  yang  ditransmisikan  dan sampai  permukaan  tanah  semakin  berkurang. Berdasarkan  data  tersebut,  koefisien  transmisi radiasi surya tertinggi dicapai ketika nilai LAI paling rendah  (0,84)  dengan  koefisien  transmisi  tertinggi (0,87), sebaliknya koefisien transmisi terkecil ( 0,39) ketika nilai LAI tertinggi (1,98).

## Koefisien  pemadaman  tajuk  tanaman  dan intersepsi radiasi surya
Secara  teori,  nilai  k  ditentukan  oleh  sifat  optik tajuk  tanaman  tetapi  tidak  dipengaruhi  oleh  nilai LAI.  Namun  demikian, penelitian  ini  menunjukkan bahwa  semakin  besar  nilai  LAI  maka  nilai  k  juga meningkat  (Gambar  3).    Berdasarkan  Persamaan  3, seharusnya  jika  nilai  k=0  maka  tidak  ada  radiasi surya  yang  diintersepsi  tajuk  tanaman  melainkan
seluruh  radiasi  surya  datang  di  atas  tajuk  tanaman akan  ditransmisikan  ke  permukaan  tanah.    Hal  ini seperti  tidak  ada  tajuk  tanaman  atau  nilai  LAI=0 karena  nilai  radiasi  datang  sama  dengan  radiasi transmisi.  Jika nilai LAI meningkat sedangkan nilai k  tetap,  maka  radiasi  surya  yang  diintersepsi  tajuk tanaman makin besar.  Di lain pihak, jika LAI dan k juga  meningkat  maka  jumlah  radiasi  surya  yang diintersepsi  tajuk  tanaman  semakin  besar.    Hal  ini yang  menjelaskan  kurva  pada  Gambar  4,  koefisien intersepsi  (1-t)  yang  meningkat  secara  eksponensial dengan peningkatan lAI.
Menurut  Harjadi  (1984)  dan  Li et  al. (2007), jarak  tanam  mempengaruhi  intersepsi  radiasi  surya oleh  daun  tanaman.    Perbedaan  jarak  tanam  dalam hal  ini  mungkin  disebabkan  oleh  perbedaan  LAI, namun  jarak  tanam  tidak  mempengaruhi  pola hubungan  LAI  dengan  radiasi  intersepsi  seperti ditunjukkan Gambar 4.

## Efisiensi penggunaan radiasi surya
Pengukuran  minggu  pertama  (38  hari  setetah tanam)  energi  radiasi  surya  yang  diintersepsi tanaman belum banyak digunakan untuk pertumbuhan  umbi  dibandingkan  untuk  biomassa  di atas tanah (AGB).  Akan tetapi, mulai minggu ketiga pengukuran  (53  hari  setelah  tanam)  pembentukan umbi  telah  meningkat  melampaui  pertumbuhan AGB (Gambar 5).
Radiasi  surya  yang  diintersepsi  tajuk  tanaman kentang digunakan untuk pertumbuhan dan perkembangan  serta  produksi  umbi.  Energi  yang diserap  tersebut  diakumulasikan  selama  masa tumbuhnya.  Dengan  mengkorelasikan  radiasi  yang diintersepsi  oleh  tajuk  secara  kumulatif  dengan penambahan  berat  kering  tanaman  kentang,  maka dapat  diperoleh  nilai  efisiensi  penggunaan  radiasi surya.
Gambar 1  Hubungan antara radiasi surya di atas tajuk tanaman dengan radiasi transmisi ole tajuk tanaman kentang.
Gambar 2 Hubungan antara indeks luas daun (LAI) dengan  koefisien transmisi tajuk tanaman kentang.
Gambar 3 Hubungan antara indeks luas daun (LAI) dengan koefisien pemadaman tajuk tanaman kentang (k).
Gambar  4  Hubungan  antara  indeks  luas  daun  (LAI)  dengan    koefisien  intersepsi    radiasi  surya  oleh  tajuk tanaman kentang (1-t).
Gambar 5 Hubungan antara umur tanaman dengan berat kering di atas tanah (AGB) dan umbi kentang. (hst adalah hari setelah tanam).
Gambar 6 Hubungan antara radiasi surya  intersepsi dengan  penambahan berat kering tanaman di atas tanah (AGB), dan biomassa total (AGB+umbi).
Tabel 1. Perbandingan nilai efisiensi penggunaan radiasi dari beberapa penelitian Efisiensi (ε) (g MJ -1 ) Keterangan Sumber 1,48 AGB Manrique et al. (1991) 1,7 – 2,3 AGB Tadesse et al. (2001) 1,13 – 1,23 AGB Kemanian et al. (2004) 1,4 – 6,8 Biomassa Total Nurmalan (1999) 1,55 4,49 AGB Biomassa Total Penelitian ini
Berdasarkan  data  pada  Gambar  5,  dan  nilai  k, LAI  serta  data  radiasi  surya  yang  terukur  pada stasiun  klimatologi  terdekat  (Qo)  untuk  menghitung radiasi surya yang diintersepsi tajuk tanaman (Qint); tanaman  kentang  yang  ditanam  di  Galudra,  Cianjur ini  menghasilkan  nilai  efisiensi  sebesar ε AGB =1,55  g MJ -1 dengan R 2 = 0,85. Disamping itu, nilai efisiensi untuk  biomassa  total  (AGB+umbi)  diperoleh  nilai ε Total =4,49  g  MJ -1 ,  dengan  R 2 =  0,81  (Gambar  6). Nilai  efisiensi  ini  (ε Total )  lebih  besar  dibandingkan dengan ε AGB ,  karena  perhitungan  ini  memasukkan berat  kering  umbi.  Sebagai  catatan,  berdasarkan
hasil  pengukuran  didapatkan  kadar  air  pada  umbi 84% dari berat basah umbi.
Apabila dibandingkan dengan penelitian- penelitian sebelumnya (Tabel 1), nilai efisiensi pada penelitian  ini  cukup  mendekati  nilai-nilai  efisiensi tersebut.  Nilai  efisiensi  pada  Tabel  1  diperoleh  dari hasil  penelitian  Kemanian et  al. (2004)  dan Nurmalan  (1999)  yang  menggunakan  jarak  tanam yang  berbeda;  serta  Tadesse et  al. (2001)  yang menggunakan  dua  varietas  yang  berbeda  dan pemberian  nitrogen.  Efisiensi  tanaman  kentang varietas  Gloria  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan
varietas Spunta. Tanaman kentang yang sebelumnya diberi  penambahan  nitrogen,  nilai  efisiensinya  lebih tinggi  daripada  benih  kontrol  tanpa  penambahan tambahan  nitrogen.  Secara  umum  nilai  efisiensi untuk ε AGB dari penelitian-penelitian tersebut berada pada  kisaran  1,1-2,3  g  MJ -1 dan  penelitian  ini menghasilkan nilai dalam kisaran tersebut ( ε AGB =1,55  g  MJ -1 ).  Di  samping  itu,  menurut Nurmalan (1999) nilai e Total berkisar 1,4 - 6,8 g MJ -1 yang  penelitian  ini  juga  menghasilkan  nilai  dalam kisaran tersebut ( ε Total =4,49 g MJ -1 ).

## KESIMPULAN
Dalam penelitian ini, nilai koefisien pemadaman tajuk (k) tanaman  kentang tidak  konstan,  melainkan semakin  besar  dari  k=0,15  hingga  k=0,50  dengan peningkatan  nilai  indeks  luas  daun  (LAI)  dari  0,98 hingga  1,98.    Peningkatan  nilai  k  dengan  LAI menyebabkan    radiasi  surya  yang  diintersepsi  tajuk tanaman  kentang  meningkat  secara  eksponensial dengan  LAI  yang  semakin  tinggi,  baik  pada  jarak tanam 20x20 cm maupun 20x30 cm.
Energi radiasi surya  kumulatif  yang diintersepsi tajuk tanaman berbanding lurus dengan penambahan biomassa  tanaman  kentang,  baik  yang  di  atas  tanah (AGB)  maupun  biomassa  total  (AGB+umbi). Gradien  hubungan  tersebut  menunjukkan  nilai efisiensi  penggunaan  radiasi  surya  pada  tanaman kentang (ε) ,  masing-masing ε AGB =  1,55  g  MJ -1 dan ε Total =4,49 g MJ -1 .

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim.  2008.  Kemampuan  Indonesia  untuk  Produksi Kentang  sangat  Membanggakan.  Balai  Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Jakarta.
Astawan  M.  2004.  Kentang  :  Sumber  Vitamin  C  dan Pencegah  Hipertensi.  Kompas  Cyber  Media  – Senior.
Awal  M.A.,  H.  Koshi,  dan  T.  Ikeda.  2006.  Radiation Interception  and  Use  by  Maize/Peanut  Intercrop Canopy. Agricultural and Forest Meteorology 139: 74 – 83 .
Badan Pusat Statistik (BPS). 2009. Luas Panen, Produksi,
dan Produktivitas Kentang. Dalam http://www.bps.go.id (25/11/2010).
Harjadi  M.  1984.  Pengantar  Agronomi.  PT.  Gramedia.
Jakarta.
Kemanian  A.R.,  Stockle  C.O.,  dan  Huggins  D.R..  2004. Variability  of  Barley  Radiation-Use  Efficiency. Crop Science Society of America,44:1662-1672.
Li  Q.,  Chen  Y.,  Liu  M.,  Zhou  X.,  Yu  S.,  dan  Dong  B. 2007.  Effect  of  Irrigation  and  Planting  Pattern  on Radiation  Use  Efficiency  and  Yield  of  Winter Wheat  in  North  China. Agricultural  Water Management, 95:469-476.
Manrique L.A., Kiniry J.R., Hodges T., dan Axness D.S..
1991.  Dry  Matter  Production  and  Radiation Interception  of  Potato. Crop  Science  Society  of America. 31:1044-1049.
Nurmalan  R.  1999.  Sebaran  Radiasi  dan  Efisiensi Penggunaan Radiasi Surya Pada Tanaman Kentang Generasi-0 ( Solanum tuberosum L.) dan Interaksinya Terhadap Pertumbuhan dan Produksi. Skripsi,  Departemen  Geofisika  dan  Meteorologi, Institut Pertanian Bogor.
Samadi,  B.  2007.  Kentang  dan  Analisis  Usaha  Tani. Kanisius. Yogyakarta.
Sunarjono, H. 2004. Petunjuk Praktis Budidaya Kentang. PT. Agro Media Pustaka. Jakarta.
Sutapradja  H.  2008.  Pengaruh  jarak  tanam  dan  ukuran umbi bibit terhadap pertumbuhan dan hasil kentang varietas Granola untuk bibit. J. Hort. 18 (2) : 155- 159.
Tadesse  M.,  Lommen  W.J.M.,  dan  Struik  P.C..  2001. Effect  of  Nitrogen  Pre-  Treatment  of  Transplants from  In  Vitro  Produced  Potato  Plantlets  on Transplant  Growth  and  Yield  in  The  Field. Netherland Journal of Agricultural Science, 49:67- 79.