Info Teknologi » Pendugaan Suhu Dasar untuk Penentuan Umur Panen Kacang Hijau Menggunakan Metode Satuan Panas

Perkembangan tanaman adalah pertumbuhan dan diferensiasi, yang menimbulkan perubahan fungsi dan morfologi jaringan serta organ tanaman. Selain dipengaruhi oleh faktor genetik, perkembangan tanaman juga dipengaruhi oleh faktor lingkungan, seperti panjang hari, suhu, cahaya (radiasi matahari) dan kelembaban.

infotek-220210-pendugaansuhu-a

Suhu adalah faktor lingkungan yang sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Pada umumnya, metode satuan hari digunakan untuk menandai rentang waktu yang dibutuhkan tanaman untuk mencapai fase perkembangan tertentu, dan merupakan cara konvensional.

Cara ini mudah dilakukan, namun dapat berubah-ubah tergantung lingkungannya. Perubahan umur suatu varietas tanaman dapat terjadi di lapang yang dipengaruhi oleh faktor perubahan kondisi lingkungan.

Fase perkembangan tanaman dapat ditentukan dengan metode satuan panas, karena tanaman akan mencapai suatu fase perkembangan tertentu apabila jumlah panas yang dibutuhkan telah tercapai. Metode yang telah digunakan selama lebih dari dua abad ini pada hakekatnya merupakan asumsi bahwa hubungan antara laju pertumbuhan tanaman dengan suhu udara membentuk kurva linier.

Keberhasilan metode ini bergantung pada hubungan antara radiasi matahari dengan suhu dan ketinggian tempat dari permukaan laut yang berpengaruh terhadap suhu lingkungan. Namun, metode satuan panas ini tidak memperhitungkan faktor-faktor lingkungan lain yang juga mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tanaman, seperti kelembaban relatif, radiasi matahari, iklim mikro, dan lain-lain.

Hal utama yang perlu diketahui dalam menghitung jumlah panas dengan satuan ºCd (degree day) adalah suhu dasar Tb (base temperature), yaitu suhu dimana di bawah suhu tersebut aktivitas pertumbuhan tanaman terhenti. Pada umumnya, suhu dasar ditentukan berdasarkan penelitian dalam ruangan yang dapat diatur suhunya (growth chamber).

Di setiap fase perkembangan, respon tanaman terhadap suhu akan berbeda, dan suhu ekstrim tinggi berpengaruh negatif terhadap laju perkembangan tanaman. Suhu dasar tanaman dianggap konstan selama pertumbuhan tanaman. Summerfield dan Lawn (1987,1988) menduga suhu dasar, dengan memasukkan faktor suhu dan panjang hari untuk menghitung jumlah panas yang dibutuhkan tanaman kacang hijau untuk mencapai fase berbunga.

Pengaruh suhu terhadap modulasi berbunga seringkali lebih mudah dijelaskan melalui laju berbunga (satu per jumlah hari untuk mencapai fase berbunga). Keuntungan penggunaan metode ini adalah:

  1. Respon tanaman terhadap suhu dan panjang hari menjadi linier
  2. Pengaruh interaksi antara suhu dengan panjang hari yang nyata jika data dianalisis dalam satuan hari seringkali tidak muncul, sehingga model menjadi lebih sederhana, dan
  3. Penggunaan model ini memungkinkan pendugaan umur berbunga di lingkungan alamiah dimana suhu berfluktuasi dan panjang hari berubah secara sistimatis.

Namun, pendugaan suhu dasar menggunakan data dari percobaan di lingkungan tidak terkendali nyata dibatasi oleh aspek-aspek fisiologis. Penggunaan kisaran suhu terbatas menghasilkan nilai dugaan parameter tidak realistik, seperti Tb bernilai nol atau negatif. Oleh karena itu, sebaiknya penelitian dilaksanakan di beberapa lokasi yang mempunyai kisaran suhu relatif lebar, sehingga model yang diperoleh mempunyai potensi untuk dikembangkan/diterapkan pada lingkungan alamiah.

Berkaitan dengan metode satuan panas HU (heat unit), pendugaan suhu dasar pada berbagai fase perkembangan tanaman kacang hijau dilakukan pada penelitian yang dilaksanakan di tiga lokasi dengan perbedaan ketinggian tempat, yaitu:

  1. Mojosari-Mojokerto, 28 m dpl, 7º30′ LS
  2. Kendalpayak-Malang, 435 m dpl, 8º05′ LS, dan
  3. Materia Medica-Batu, 875 m dpl, 7º50′ LS

Enam varietas kacang hijau, yaitu Merak, Betet, Parkit, dan Bhakti (berumur genjah-tengahan), serta Siwalik dan Arto Ijo (berumur dalam) digunakan sebagai tanaman indikator. Data yang dikumpulkan dan metode atau rumus yang digunakan adalah sebagai berikut:

  1. Data suhu udara maksimum dan minimum. Dicatat setiap hari pada jam 07.00 pagi sejak tanam sampai dengan panen. Suhu tanah diamati pada jam 06.00 pagi pada kedalaman 5 cm sejak tanam sampai dengan fase VE. Penghitungan suhu rata-rata harian berdasarkan rumus berikut:
    • Ti = (T-min + T-maks) / 2
    • T-maks = suhu maksimum harian
    • T-min = suhu minimum harian
    • Ti = suhu rata-rata harian pada hari ke-i
  2. Tanggal saat tanaman mencapai berbagai fase perkembangan berdasarkan jumlah minimal 50% tanaman dalam plot, yaitu:
    • fase VE (munculnya kecambah), diamati setiap pagi hari sampai kecambah muncul di atas permukaan tanah
    • fase VC (kotiledon terbuka), diamati setiap pagi hari sampai kotiledon terbuka dan daun tunggal mulai mekar
    • fase R7 (polong mulai masak), diamati setiap pagi hari sampai terdapat satu polong masak
    • fase R8 (polong masak penuh), diamati setiap pagi hari sampai terdapat 95% polong masak (berwarna coklat atau hitam)
  3. Suhu dasar (Tb) diduga menggunakan metode yang dikemukakan oleh Summerfiled dan Lawn (1987), yaitu laju perkembangan tanaman (1/f) merupakan fungsi dari suhu:
    • 1/f = a + b T
    • Tb = – a/b
    • f adalah jumlah hari yang dibutuhkan sejak tanam sampai mencapai fase perkembangan tertentu (umur tanaman mencapai berbagai fase perkembangan dalam satuan hari)
    • T adalah suhu rata-rata harian sejak tanam sampai tanaman mencapai fase perkembangan tertentu
    • Tb adalah suhu dasar. Pendugaan Tb fase VE menggunakan data suhu udara dan data suhu tanah, sedangkan pada fase perkembangan R7 dan R8 hanya menggunakan data suhu udara

Pendugaan Tb untuk setiap varietas kacang hijau menggunakan model regresi pengaruh suhu terhadap laju perkembangan pada berbagai fase perkembangan (Tabel 1). Model regresi laju perkembangan tanaman (1/f) memperlihatkan bahwa suhu merupakan faktor lingkungan yang sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman.

Perkembangan biji (pada fase VE) lebih dipengaruhi oleh suhu tanah dibandingkan dengan suhu udara. Apabila penyusunan model regresi menggunakan data suhu udara, maka model regresi tidak nyata, dan faktor suhu udara menyumbang keragaman hanya 30%. Namun, apabila menggunakan data suhu tanah, maka model regresi nyata untuk semua varietas dan menyumbang keragaman minimal sebesar 64%.

Hal tersebut terjadi karena perkecambahan biji memerlukan bahang (panas), dan bahang yang tersimpan dalam tanah langsung berpengaruh terhadap perkembangan biji. Stadium munculnya kecambah di atas permukaan tanah dipengaruhi oleh suhu tanah, varietas, dan kedalaman peletakan biji waktu tanam.


Tabel 1. Model regresi pengaruh suhu terhadap laju perkembangan (1/f) tanaman kacang hijau
Fase Varietas Laju perkembangan 1/f = a + b T R2 (%)
VE Merak – 2,4283 + 0,099914 T 98,31***
Betet – 2,2947 + 0,095264 T 99,22***
Parkit – 3,4692 + 0,138960 T 64,50**
Bhakti – 3,4715 + 0,139170 T 69,38**
Siwalik – 1,2030 + 0,055755 T 95,93***
Arta Ijo – 1,2031 + 0,055756 T 95,93***
VC Merak – 1,5409 + 0,066362 T 51,2**
Betet – 1,3572 + 0,059130 T 50,2**
Parkit – 1,5181 + 0,066110 T 30,7ns
Bhakti – 1,7193 + 0,074367 T 22,9ns
Siwalik – 1,0166 + 0,047381 T 46,4*
Arta Ijo – 1,0166 + 0,047381 T 46,4*
R7 Merak – 0,0099813 + 0,0010550 T 95,7***
Betet – 0,0080677 + 0,0009797 T 93,0***
Parkit – 0,0093014 + 0,0010233 T 94,1***
Bhakti – 0,0116420 + 0,0011245 T 93,1***
Siwalik – 0,0015802 + 0,0006307 T 83,7***
Arta Ijo – 0,0013042 + 0,0006163 T 81,4***
R8 Merak – 0,0055094 + 0,0008241 T 88,0***
Betet – 0,0059848 + 0,0008470 T 87,9***
Parkit – 0,0063438 + 0,0008624 T 88,7***
Bhakti – 0,0053222 + 0,0008185 T 86,4***
Siwalik – 0,0003929 + 0,0005188 T 69,4***
Arta Ijo – 0,0003671 + 0,0005479 T 76,4***

1/f adalah laju perkembangan/hari/ºC
ns = model regresi tidak nyata
***, **, dan * = model regresi nyata pada P≤0,001; P≤0,01; dan P≤0,05
VE = munculnya kecambah, VC = kotiledon terbuka, R7 = polong mulai masak,
R8 = polong masak penuh


Berdasarkan nilai koefisien determinasi (R2), ternyata metode pendugaan model laju perkembangan tanaman mempunyai potensi untuk dikembangkan penggunaannya dalam penelitian yang dilakukan di lingkungan tidak terkendali (alamiah). Semua model pada berbagai fase perkembangan mempunyai koefisien suhu (b) bernilai positif yang menunjukkan kondisi sub-optimal, yakni suhu lebih rendah dari suhu optimal (T<To). Pada kondisi suhu supra-optimal (T>To), koefisien regresi (b) bernilai negatif. Pada kondisi suhu sub-optimal, peningkatan suhu meningkatkan laju perkembangan tanaman kacang hijau, demikian pula pada tanaman kedelai, kacang babi, dan barley.

Suhu dasar (Tb = – a/b) kacang hijau pada berbagai fase perkembangan dapat diduga dengan menggunakan model linier yang disajikan pada Tabel 1, dan nilainya disajikan pada Tabel 2. Rata-rata Tb fase VE adalah 13,6ºC. Hasil penelitian Angus dkk. (1981) di Australia pada 27º30′ dan 35º17′ LS memberikan nilai Tb fase VE sebesar 10,8ºC. Pada tanaman yang beradaptasi di daerah tropis dan subtropis, Tb fase VE berkisar antara 10 – 14ºC.

Suhu dasar (Tb) rata-rata varietas berumur genjah (Merak, Betet, Parkit, dan Bhakti) fase VE, VC, R7, dan R8 berturut-turut sebesar 15,8, 17,1, 8,5, dan 6,1ºC. Pada varietas berumur dalam (Siwalik dan Arta Ijo), Tb rata-rata pada fase VE, VC, R7 dan R8 berturut-turut sebesar 9,3, 16,0, 1,5, dan 1,0ºC.


Tabel 2. Nilai suhu dasar (Tb) pada berbagai fase perkembangan tanaman kacang hijau
Varietas Tb (ºC)
VE VC R7 R8
Merak 15,7 17,5 8,6 5,8
Betet 14,6 17,2 7,4 6,2
Parkit 16,4 17,1 8,3 6,5
Bhakti 16,5 16,7 9,7 5,7
Siwalik 9,3 16,0 1,7 1,6
Arta Ijo 9,3 16,0 1,2 0,4

Umur panen tanaman kacang hijau, yang dihitung berdasarkan metode satuan hari dengan cara konvensional, meningkat dengan meningkatnya ketinggian tempat/lokasi karena suhu udara menjadi lebih rendah (Tabel 3). Perbedaaan suhu udara antara Mojosari dengan Batu sebesar 5ºC, namun umur panen tanaman kacang hijau antara Mojosari dengan Batu bisa berbeda 18 – 22 hari.

Hal ini menunjukkan bahwa umur panen kacang hijau dengan metode satuan hari sulit diprediksi apabila ditanam pada berbagai lokasi yang berbeda suhu lingkungannya. Umur panen kacang hijau akan lebih mudah diprediksi apabila penentuan saat panen menggunakan metode satuan panas. Tanaman kacang hijau akan mencapai fase masak apabila jumlah panas yang diperlukan telah terpenuhi.


Tabel 3. Umur mencapai fase polong masak penuh (R8) tanaman kacang hijau
Varietas Umur (hari)
Mojosari Malang Batu
Merak 60,0 64,5 82,0
Betet 59,5 64,0 82,0
Parkit 59,3 64,0 82,0
Bhakti 60,0 64,0 82,0
Siwalik 71,0 72,0 89,0
Arta Ijo 70,5 73,0 89,0
Rata-rata suhu (ºC) 27,4 24,9 22,3

Penghitungan jumlah panas atau heat unit (HU) dengan satuan ºCd pada berbagai fase perkembangan adalah dengan menjumlahkan suhu rata-rata harian di atas suhu dasar. Suhu dasar yang digunakan bisa suhu dasar pada fase VE atau suhu dasar pada berbagai fase perkembangan.

Rata-rata jumlah panas yang dibutuhkan varietas Bhakti, Parkit, Merak, Betet, Siwalik, dan Arta Ijo untuk mencapai fase panen (R8) berturut-turut sebesar 529,9ºCd, 534,1ºCd, 585,9ºCd, 658,3 ºCd, 1150 ºCd, dan 1151,7 ºCd. Nilai jumlah panas untuk mencapai fase panen tersebut dapat digunakan untuk memprediksi saat panen kacang hijau pada berbagai lokasi dengan suhu lingkungan yang berbeda.

Pendugaan suhu dasar pada berbagai fase perkembangan dengan menggunakan metode satuan panas untuk menentukan umur panen tanaman pangan berdasarkan penelitian pada lingkungan tidak terkendali, berpeluang untuk dikembangkan. Sarana pendukung seperti stasiun klimatologi mutlak diperlukan untuk mengkuantifikasi pengaruh unsur iklim/cuaca terhadap pertumbuhan tanaman.

Keterbatasan data suhu yang menentukan valid tidaknya model regresi pendugaan suhu dasar yang diperoleh, dapat diantisipasi dengan melakukan penelitian pada berbagai lokasi yang memiliki kisaran suhu relatif lebar. Apabila jumlah panas yang diperlukan setiap varietas/kelompok umur tanaman telah diketahui, maka umur panen di berbagai lokasi berbeda suhu lingkungan dapat lebih mudah diperkirakan.

Henny Kuntyastuti


Daftar Pustaka

  • Angus JF, Cunningham RB, Moncur MW, Mackenzie DH. 1981. Phasic development in field crops. Thermal response in the seedling phase. Field Crops Res. 3:365-378.
  • AVRDC. 1976. Mungbean report for 1975. Shanhua. Taiwan.
  • Muendel HH. 1986. Emergence and vigor of soybean in relation to initial seed moisture and soil temperature. Agron. J. 78:765-769.
  • Summerfield RJ,  Lawn RJ. 1987. Environmental modulation of flowering in mungbean (Vigna radiata): a reappraisal. Expl. Agric. 23:461-470.
  • Summerfield RJ, Lawn RJ. 1988. Environmental modulation of flowering in mungbean (Vigna radiata): further reappraisal for diverse genotypes and photothermal regimes. Expl. Agric. 24:75-88.