Pertumbuhan dan Hasil Tanaman pada Berbagai Jarak Tanam

Jenis kangkung yang umum dibudidayakan ada dua jenis (Rukmana, 1996), yaitu kangkung air (Ipomea aquatica Forsk.) yang berdaun panjang dengan ujung agak tumpul, warnanya hijau kelam, dan bunganya putih kekuning-kuningan atau kemerah-merahan, serta kangkung darat (Ipomea reptans Poir.) yang berdaun panjang dengan ujung runcing berwarna keputih-putihan dan bunganya putih.

Kangkung air dari genus Nasturtium yang disebut juga watercress atau selada air cina dikenal karena merupakan sumber substansial dari karoten A dan zat besi di Asia dan Amerika Selatan. Kangkung jenis ini tumbuh dengan cepat. Pertumbuhannya hampir 10,16 cm per hari, sehingga sulit bagi setiap kehidupan lain untuk bertahan hidup di lokasi yang sama karena kurangnya cahaya dan kompetisi untuk nutrisi dan ruang (Anonim, 2012).

Menurut Atani dkk. (2009), Peningkatan jumlah daun dan luas daun fungsional di jarak
yang lebih besar mungkin terjadi karena kurangnya kompetisi untuk kelembaban dan sinar matahari serta kemunculan daun akan berkurang bila dilakukan penanaman yang sangat dekat karena suhu lebih rendah dalam kanopi. Dikarenakan suhu mempunyai pengaruh signifikan terhadap kemunculan daun. Dalam penanaman dengan jarak dekat akan membantu produksi luas daun yang lebih tinggi dengan menghasilkan daun yang lebih luas. 

Dalam hasil penelitian Mualim dkk. (2009), pemupukan memberikan pengaruh yang signifikan terhadap produksi antosianin pada pertanaman kolesom (Talinum triangulare) dari pada jarak tanam. Di samping itu, tidak ada interaksi antara pengaruh perlakuan pemupukan dan jarak tanam. Antosianin (Steyn et al., 2002; Gould, 2004) merupakan salah satu jenis metabolit sekunder yang banyak dihasilkan pada tanaman dan biosintesisnya diinduksi oleh berbagai cekaman biotik dan abiotik.

Cahaya merupakan sumber energi bagi proses fotosintesis. Serapan cahaya matahari oleh tajuk tanaman merupakan faktor penting yang menentukan produksi asimilat bagi pembentukan hasil berupa biji. Cahaya matahari yang diserap tajuk tanaman proporsional dengan total luas lahan yang dinaungi oleh tajuk tanaman (Rohig et al., 1999).


Menurut Stewart et al. (2003), faktor populasi, jarak antar baris dan bentuk tajuk akan mempengaruhi sebaran daun. Kerapatan populasi tanaman juga mempengaruhi distribusi cahaya yang akan digunakan untuk proses fotosintesis pada daun dan bagian tanaman lain yang berfungsi sebagai sumber/produsen asimilat. Distribusi cahaya dalam tajuk digambarkan oleh Gardener et al. (1985) dan Indradewa dkk. (2005) dengan hubungan antara indeks luas daun kumulatif tiap lapisan nomor daun dengan intensitas cahaya yang diterima daun tersebut, yang dinyatakan dalam persen terhadap intensitas cahaya di bagian tajuk. Hubungan ini mengikuti hukum Beer-Lambert dengan pola eksponensial.

ILD menurut Yin et al. (2003), merupakan salah satu peubah yang penting untuk memprediksi hasil dan pertumbuhan tanaman. Sebaliknya, penelitian Booij et al. (1996) menunjukkan bahwa nitrogen merupakan faktor penting yang mempengaruhi ILD tanaman baik itu pada fase awal pertumbuhan atau pada seluruh fase pertumbuhan tanaman.

Metodologi

Praktikum ini dilaksanakan pada tanggal 4 Oktober 2012 di Laboratorium Ilmu Tanaman Jurusan Budidaya Pertanian dan Kebun Tri Dharma Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Rancangan yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok Lengkap dengan tiga macam perlakuan jarak tanam (rapat 10x10 cm², sedang 20x20 cm², dan renggang 30x30 cm²) dan golongan-golongan praktikan sebagai bloknya. Setiap perlakuan dalam satu blok mendapatkan luas lahan dan jumlah pupuk yang sama, yaitu 2 m² lahan serta pupuk urea 200 kg/ha (40 gram), KCL 100kg/ha (20 gram), SP-36 100 kg/ha (20 gram) untuk seumur hidupnya. Bahan tanam yang digunakan adalah benih kangkung (Ipomea reptans). Sedangkan alat-alat yang digunakan antara lain yaitu alat bercocok tanam, tmbangan, penggaris, gunting, oven, dan alat tulis.

Cara kerjanya yaitu setelah menyiapkan lahan yang akan ditanami, kemudian benih kangkung ditanam sesuai perlakuan. Setiap perlakuan diambil sample sebanyak 3 tanaman untuk setiap panen. Pemupukan dilakukan dua kali, yaitu saat tanam dan pada umur 1 MST. Pengairan dilakukan sesuai kebutuhan. Pengamatan dilakukan dua kali, yaitu pada umur 2 MST dan saat panen atau 4 MST. Variable yang diamati yaitu tinggi tanaman (setiap minggu), jumlah daun (setiap minggu), luas daun, berat segar total dan berat kering total. Dari hasil pengamatan tersebut, kemudian dihitung LAI (Leaf Area Index), NAR (Net Assimilation Rate), CGR (Crop Growth Rate), dan HI (Harvest Index), serta dibuat grafik luas daun, jumlah daun, histogram berat segar dan histogram berat kering total.

Pembahasan 

Kendala utama peningkatan hasil tanaman di daerah padat penduduk seperti Jawa adalah minimnya ketersediaan lahan beririgasi dan maraknya alih fungsi lahan sawah. Upaya mengatasi masalah ketersediaan lahan ini dapat dilakukan secara agronomi dengan cara mensiasati jarak tanam.

Pada umumnya petani yang tidak mengetahui jarak tanam terbaik dari tanaman yang dibudidayakannya menanam dengan jarak sangat rapat yang pada pertanaman padi dikenal dengan istilah ‘Jejer wayang’.  Namun pada kebanyakan kasus jarak tanam yang terlalu rapat justru menurunkan hasil tanaman. Hal ini dapat terjadi jika ternyata jarak tanam tersebut melampaui batas efisiensi tanaman dalam melakukan fotosintesis, atau ketika produksi asimilat tidak dapat mengimbangi ledakan hama dan penyakit yang terjadi, atau bahkan ketika pertumbuhan dan perkembangan menjadi terhambat karena kompetisi hara dan air yang terlalu ketat.

Kangkung adalah tanaman yang tepat untuk dikaji mengenai jarak tanamnya karena merupakan salah satu sayuran yang paling digemari masyarakat Yogyakarta. Hal ini terbukti dengan adanya menu sayur kangkung pada hampir setiap warung makan di Yogyakarta dan sekitarnya. Konsumsi kangkung di beberapa propinsi yang tercatat pada tahun 1999 (Sayekti, 2008) juga merupakan salah satu yang tertinggi dari sayuran lainnya, yaitu sekitar 0,3-1,1 kg per rumah tangga per minggu.

Tanaman kangkung dengan jarak tanam rapat (10 cm x 10 cm) memiliki produktivitas yang paling tinggi yaitu 3382,4 kg/ha. Perlakuan jarak tanam sedang (20 cm x 20 cm) memiliki produktivitas 70% dari jarak tanam rapat, yaitu sebesar 2313,33 kg/ha. Sedangkan perlakuan jarak tanam renggang (30 cm x 30 cm) memiliki produktivitas sangat rendah, yaitu 575,38 kg/ha. Pada jarak tanam renggang jumlah tanaman sangat sedikit.

 Berbeda dengan hasil perhitungan produktivitas, jarak tanam sedang memberikan hasil berat segar dan berat kering tajuk kangkung terbaik, mulai dari awal hingga akhir panen. Perlakuan jarak tanam renggang memiliki berat segar dan berat kering tajuk lebih rendah, yaitu 2,32 gram dan 0,19 gram pada umur 2 mst, serta 24,15 gram dan 2,31 gram pada umur 4 mst. Perlakuan yang menghasilkan berat segar dan berat kering tajuk terendah adalah jarak tanam rapat yaitu 2,38 gram dan 0,39 gram pada umur 2 mst, serta 14,77 gram dan 1,11 gram pada umur 4 mst.

Berat segar dan berat kering akar pada jarak tanam sedang (20 cm x 20 cm) memiliki nilai tertinggi yaitu 0,42 gram dan 0,04 gram pada 2 mst, serta 4,52 gram dan 0,73 gram pada 4 mst. Perlakuan jarak tanam renggang (30 cm x 30 cm) juga memberikan berat segar dan berat kering akar tidak jauh berbeda, yaitu 0,33 gram dan 0,03 gram pada 2 mst, serta 4,50 gram dan 0,66 gram pada 4 mst. Perlakuan yang menghasilkan berat segar dan berat kering akar terendah adalah tanaman dengan jarak tanam rapat (10 cm x 10 cm) yaitu sebesar 0,25 gram dan 0,03 gram pada 2 mst, serta 2,98 gram dan 0,29 gram pada 4 mst. Perakaran merupakan proyeksi dari tajuknya. Pada jarak tanam yang sempit, perakaran dan tajuk terhambat perkembangannya, sedangkan pada jarak tanam yang terlalu renggang tanaman tidak mampu memenuhi ruang karena keterbatasan pertumbuhan.

Tanaman kangkung biasa dipanen secara lepas dan biasanya gulma-gulma pun ikut terpanen. Ada kemungkinan bahwa gulma-gulma tersebut memberikan kontribusi nilai produktivitas yang cukup besar padapertanaman jarak rapat sehingga nilainya tidak sebanding dengan berat tajuk dan akarnya. Di samping itu, variasi dalam perlakuan jarak tanam rapat juga sangat besar, ada tanaman yang besar pada petak produksi yang tidak teramati pada petak sampel, sehingga nilai keduanya berbeda.

Hubungan antara indeks luas daun dan indeks panen tanaman kangkung pada jarak tanam rapat (10x10) berkorelasi negatif. Setiap peningkatan indeks luas daun diikuti dengan penurunan indeks panen. Jarak tanam rapat (10 cm x 10 cm) memiliki indeks luas daun tertinggi yaitu 1,531 dan nilai indeks panen tertinggi pula yaitu 0,737. Korelasi negatif menunjukkan bahwa indeks luas daun pada jarak tanam ini telah melewati indeks luas daun kritis.

Hubungan antara indeks luas daun dan indeks panen tanaman kangkung pada jarak tanam sedang (20x20) adanya korelasi negatif yang lemah. Pada setiap pertambahan indeks luas daun diikuti dengan penurunan indeks panen. Nilai regresi yang mendekati 0 menunjukkan bahwa indeks luas daun pada jarak tanam ini mendekati indeks luas daun kritis. Tanaman kangkung dengan jarak tanam sedang (20 cm x 20 cm) memiliki nilai indeks luas daun rata-rata sebesar 0,314 dan nilai indeks panen terendah yaitu sebesar 0,712. Indeks panen yang rendah menunjukkan bahwa berat kering tanaman tidak terlalu besar. Untuk tanaman kangkung hal ini tidak menjadi masalah karena kangkung dikonsumsi dalam bentuk segar.

Hubungan antara indeks luas daun dan indeks panen tanaman kangkung pada jarak tanam rapat (30x30) ada korelasi negatif yang kuat. Pada setiap pertambahan indeks luas daun diikuti dengan penurunan indeks panen yang besar. Tanaman kangkung pada jarak tanam renggang (30 cm x 30 cm) memiliki nilai indeks luas daun terendah yaitu sebesar 0,112 dan nilai indeks panen sebesar 0,717. Hal ini dapat terjadi karena tajuk yang semestinya berfungsi sebagai sumber dan lubuk asimilat bekerja terlalu keras dalam melakukan fotosintesis dan respirasi. Pada akhirnya asimilat yang terbentuk tidak dapat digunakan untuk pertumbuhan melainkan terombak kembali pada saat respirasi karena kebutuhan energi yang terlalu tinggi pada saat fotosintesis.

Hasil analisis DMRT dengan α 5% menunjukkan tidak ada beda nyata antar indeks panen semua perlakuan. Nilai indeks luas daun tanaman kangkung pada jarak tanam rapat berbeda nyata dengan dua perlakuan lainnya. Selain itu juga terdapat beda nyata antara nilai laju pertumbuhan tanaman pada jarak tanam rapat dengan jarak tanam renggang. 

Tinggi tanaman kangkung pada jarak tanam renggang (30 cm x 30 cm) memiliki tinggi tanaman terendah mulai dari awal hingga akhir tanam, yaitu 3,19 cm; 7,97 cm; dan 14,5 cm. Jarak tanam sedang (20 cm x 20 cm) menghasilkan tinggi tanaman paling tinggi, yaitu 4,17 cm; 9,29 cm; dan 15,08 cm. Tinggi tanaman dengan perlakuan jarak tanam rapat (10 cm x 10 cm) memiliki tinggi tanaman yang hampir sama dengan tanaman perlakuan jarak tanam sedang yaitu 4,11 cm; 9,53 cm; dan 14,67 cm. Pada jarak tanam renggang, tanaman tidak terpacu untuk tumbuh tinggi karena cahaya melimpah.

Hubungan antara indeks luas daun dan laju pertumbuhan tanaman kangkung pada jarak tanam sedang (10x10) menunjukkan adanya hubungan positif yang tidak terlalu erat. Setiap peningkatan indeks luas daun diikuti dengan sedikit peningkatan laju pertumbuhannya. Tanaman kangkung   dengan jarak tanam rapat (10 cm x 10 cm) memiliki nilai indeks luas daun tertinggi yaitu sebesar 1,531 dan nilai laju pertumbuhan tanaman tertinggi pula yaitu sebesar 0,036 kg/m²/minggu. Peningkatan laju pertumbuhan pada jarak tanam rapat merupakan mekanisme adaptasi tanaman untuk bersaing antar tanaman dalam mendapatkan cahaya, air, oksigen, karbon dan hara dalam tanah.

Hubungan antara indeks luas daun dan laju pertumbuhan tanaman kangkung pada jarak tanam sedang (20x20) menunjukkan adanya hubungan regresi positif yang tidak kuat. Setiap peningkatan indeks luas daun diikuti dengan sedikit peningkatan laju pertumbuhan tanaman. Tanaman kangkung pada jarak tanam sedang memiliki nilai indeks luas daun rata-rata sebesar 0,314 dan nilai laju pertumbuhan tanaman sebesar 0,029 kg/m²/minggu. Nilai ini merupakan batas kritis yang menjadi titik tolak laju pertumbuhannya.

Hubungan antara indeks luas daun dan laju pertumbuhan tanaman kangkung pada jarak tanam sedang (30x30) berkorelasi negatif dengan kuat. Setiap peningkatan indeks luas daun diikuti dengan penurunan laju pertumbuhan tanaman. Indeks luas daun pada jarak tanam ini terendah, yaitu sebesar 0,112 dan nilai laju pertumbuhan tanamannya terendah juga yaitu sebesar 0,012 kg/m²/minggu. Pertumbuhan yang lambat menguatkan dugaan bahwa pada jarak tanam yang renggang ini tanaman kangkung terforsir dalam metabolismenya dan asimilat yang dihasilkan pun dihabiskan untuk aktivitas ini.

Hubungan antara indeks luas daun dan laju asimilasi bersih tanaman kangkung pada jarak tanam sedang (10x10) berkorelasi negatif yang tidak erat. Walaupun memiliki indeks luas daun paling besar, namun setiap peningkatan indeks luas daun tanaman kangkung pada jarak tanam ini diikuti dengan penurunan sedikit nilai laju asimilasi bersih. Indeks luas daun yang melampaui batas kritis mengindikasikan bahwa tanaman telah menerima lebih dari 95% cahaya matahari yang sampai, sehingga pengaungan antar daun tidak mungkin lagi dihindari. Penaungan atau mutual shading inilah yang menyebabkan penurunan laju asimilasi bersih, ada sebagian daun yang tidak dapat melakukan fungsinya yaitu melakukan fotosintesis.

Hubungan antara indeks luas daun dan laju asimilasi bersih tanaman kangkung pada jarak tanam sedang (20x20) berkorelasi positif. Setiap peningkatan indeks luas daun diikuti dengan peningkatan laju asimilasi bersih yang sangat rendah. Pada jarak tanam ini, nilai laju asimilasi bersihnya sebesar 0,015 gr/cm²/minggu, tidak jauh beda dengan nilai laju asimilasi bersih pada jarak tanam renggang (30 cm x 30 cm) yang 0,018 gr/cm²/minggu. Pada indeks luas daun yang mendekati kritis ini laju asimilasi bersih pun mendekati maksimum.

Hubungan antara indeks luas daun dan laju asimilasi bersih tanaman kangkung pada jarak tanam sedang (30x30) berkorelasi negatif seprti halnya hubungan antara indeks luas daun dan laju pertumbuhan tanaman serta indeks panen. Hal ini berarti setiap peningkatan indeks luas daun besar kemungkinan diikuti penurunan nilai laju asimilasi bersih. Semakin tinggi nilai indeks luas daun justru semakin rendah laju asimilasi bersihnya. Meski demikian, perlakuan ini memiliki nilai indeks luas daun terendah yaitu 0,112 dan nilai laju asimilasi bersihnya paling tinggi yaitu 0,018 gr/cm²/minggu. Hal ini juga menguatkan dugaan bahwa tanaman kangkung pada jarak tanam ini terlalu terforsir untuk melakukan aktivitas-aktivitas fotosintesis dan respirasi sehingga meskipun produksi asimilatnya banyak, namun habis pada saat respirasi untuk menghasilkan energi kembali. Mekanisme ini dapat diibaratkan seperti sedikit tanaman yang berada di tengah kondisi global warming.

Tanaman pada jarak tanam renggang (30 cm x 30 cm) memiliki luas daun paling kecil. Hal ini juga merupakan salah satu mekanisme adaptasi tanaman pada lingkungan dengan cahaya melimpah, yaitu untuk membatasi transpirasi. Tanaman pada perlakuan jarak tanam sedang (20 cm x 20 cm) memiliki luas daun 43,30 cm² (2 mst) dan 125,40 cm² (4 mst) yang mana luas daun ini mendekati optimal karena indeks luas daunnya mendekati batas kritis. Tanaman pada perlakuan jarak tanam rapat (10 cm x 10 cm) memiliki luas daun tertinggi yaitu 43,30 cm² (2 mst) dan 153,07 cm² (4 mst). Pada jarak tanam rapat tanaman terpacu perluasan daunnya untuk bersaing mendapatkan cahaya. Luas daun yang melewati batas kritis indeks luas daun justru menurunkan hasil produksi karena efisiensi fotosintesis terus menurun hingga saat dapat dipanennya.

Antara jumlah daun tanaman kangkung pada jarak tanam rapat (10x10), sedang (20x20), dan renggang (30x30), yang berbeda jauh hanya pada jarak tanam rapat. Tanaman kangkuang pada jarak tanam rapat (10 cm x 10 cm) memiliki rerata jumlah daun paling sedikit dari pada kedua perakuan lainnya mulai dari pengamatan ketiga atau minggu ketiga setelah tanam. Hal ini berkebalikan dengan nilai luas daunnya karena terkait prioritas penggunaan asimilat pada tanaman tersebut.

Dengan demikian, jarak tanam terbaik bagi produksi tanaman kangkung adalah jarak tanam sedang (20 cm x 20 cm). Pada jarak tanam ini, tanaman menghasilkan indeks luas daun mendekati batas kritis, sehingga laju asimilasi, laju pertumbuhan, indeks panen dan produksinya mendekati maksimum. Secara fisiologis tanaman pada jarak tanam ini mendapatkan distribusi cahaya yang baik, persaingan nutrisi, air, dan cahaya mendekati minimum, luas daun mendekati optimal dan efisien, laju evapotranspirasi mendekati minimum, dan hasil produksi tanaman per satuan luas yang mendekati maksimum. Selain memaksimalkan produksi, jarak tanam sedang juga dapat dipertimbangkan untuk memudahkan perawatan serta pemanenan.

Kesimpulan 

Jarak tanam terbaik bagi produksi tanaman kangkung adalah jarak tanam sedang (20 cm x 20 cm). Pada jarak tanam ini, tanaman menghasilkan indeks luas daun mendekati batas kritis, sehingga laju asimilasi, laju pertumbuhan, indeks panen dan produksinya mendekati maksimum.

Secara fisiologis, tanaman pada jarak tanam sedang mendapatkan distribusi cahaya yang baik, persaingan nutrisi, air, dan cahaya mendekati minimum, luas daun mendekati batas kritis, laju evapotranspirasi mendekati minimum, dan hasil produksi tanaman per satuan luas yang mendekati maksimum.

 

Download File .doc

Daftar Pustaka

Anonim. 2012. What is Chinese Watercress. < http://www.wisegeek.com/what-is-chinese-watercress.htm>. Diakses 4 Oktober 2012.

Antani, S.I, Reavanappa and P.R. Dharmatti. 2009. Effect of plant density on growth and yield in banana. J. Agric. Sci. 22 : 143-146.

Booij, R., A.D.H. Kreuzer, A.L. Smit, A. van der Werf. 1996. Effect of nitrogen availability on dry matter production, nitrogen uptake and nitrogen interception of Brussels sprouts and leeks. Netherlands J. Agric. Sci. 44: 3-9.

Gardner, F.P., R.B. Pearce, dan R.L. Mitchell. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. Penerjemah: Herawati S. UI. Press, Jakarta.

Gould, K.S. 2004. Nature's Swiss Army knife: the diverse protective roles of anthocyanins in leaves. J. Biomedic. Biotechnol. 1: 314-320.

Indradewa, D., D. Kastono, dan Y. Soraya 2005. Kemungkinan peningkatan hasil jagung dengan pemendekan batang. J. Ilmu Pertanian 22: 117-124.

Mualim, L., Aziz, S. A., dan Melati, M. 2009. Kajian pemupukan NPK dan jarak tanam pada produksi antosianin daun kolesom. J. Agronomi Indonesia 1: 55-61.

Rohig, M., H. Sutzel, and C. Alt. 1999. A three dimentional approach to modelling light interception in heterogenous canopies. J. Agron 91: 1024-1032.

Rukmana, R. 1996. Kang-kung. Penerbit Kanisius, Yogyakarta.

Sayekti, A. A. S. 2008. Pola Konsumsi Rumah Tangga di Wilayah Historis Pangan Beras dan Non Beras di Indonesia. Pusat Analisis Ekonomi dan Kebijakan Pertanian, Bogor.

Stewart, D.W., C. Costa, L. M. Dwyer, D. L. Smith, R. I. Hamilton and B. L. Ma. 2003. Canopy Structure, Light Interception, and Photosynthesis in Maize. J. Agron 95: 1465-1474.

Steyn, W.J., S.J.E. Wand, D.M. Holcroft, G. Jacobs. 2002. Anthocyanins in vegetative tissues: a proposed unified function in photoprotection. New Phytol. 155: 349-361.

Yin, X.Y., E.A. Lantinga, A.H.C.M. Schapendonk, X.H. Zhong. 2003. Some quantitative relationship between leaf area index and canopy nitrogen content and distribution. Ann. Bot. 91: 893-903.