Struktur biotik
Kebanyakan tanaman merupakan tanaman semusim, baik anual maupun bianual. Tanaman dipelihara dengan populasi murni, biarpun beberapa gulma tumbuh bersama-sama tanaman.
Benih gulma, selalu ada di lapangan, tumbuh pada kondisi yang biarpun kadang-kadang kurang menguntungkan. Kebanyakan gulma, disebarkan dalam bentuk biji pada waktu penebaran dan juga melalui air irigasi dan binatang perantara. Tanaman dan gulma merupakan produsen dan konsumennya terutama herbivora, terdiri atas beberapa spesies serangga, burung dan ammalia kecil. Populasi dekomposer (pembusuk) kebanyakan bangsa fungi, bakteri dan nematoda dan sebagainya. Pengetahuan mengenai karakteristik fenologi dan fitososiologi (kepadatan, frekuensi dan pertumbuhan) ekosistem tanaman pada interval 15 hari akan menggambarkan dinamika hubungan tanaman dengan gulma - serangga - burung. Studi mengenai LAI, struktur khlorofil (jumlah khlorofil terdistribusi pada daun, cabang dan batang) yang menyertai profil biomas dan pola penyimpanan enersi pada produsen primer memberikan informasi mengenai aktivitasnya.
Produsen primer
Untuk mengendalikan gulma terbaik antara lain adalah dengan mengatur daur hidup bersama dengan tanaman. Penelitian di lapangan menunjukkan bahwa ada indikasi bahwa gulma sangat bervariasi dari lapangan ke lapangan tergantung tipe tanaman dan musim pertumbuhan. Sifat fisik dan kimia tanah, faktor iklim mikro di dekat permukaan tanah, dominasi benih gulma memungkinkan adanya variasi kualitatif dan kuantitatif dalam flora gulma di lapangan pertanian.
Gulma berkompetisi dengan tanaman pokok untuk faktor pertumbuhannya dan mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan hasil. Biomas merupakan yang baik untuk struktur komunitas. Tidak seperti komunitas alam, biomas tanaman tetap bertambah dari permulaan, stadium pertumbuhan vegetatif sampai panen.
Nilai biomas tanaman yang diperoleh waktu panen memperlihatkan variasi yang lebar di antara tanaman yang berbeda di pertanaman monokultur. Kecuali ubi-ubian, perbandingan yang lebih besar penimbunan bahan kering terjadi di batang. Akar menempati proporsi yang kecil dari keseluruhan biomas (15-20%). Dengan demikian perbandingan akar dan batang kecil (0,1-0,3) di tanaman pertanian.
Perbandingan itu bervariasi antara 0,8 - 3,1 di padang rumput yang didominasi oleh rumput tahunan dan legum memperlihatkan akumulasi biomas bagian dalam tanah lebih besar.
Luas daun tanaman merupakan pengukuran terbaik untuk besarnya fotosyntesis dan pengukuran luas daun yang lebih praktis untuk lapangan pertanian dengan hasil ditunjukkan per unit luas lahan, ialah luas daun per unit luas lahan (LAI). Kominitas tanaman pertanian mempunyai nilai rata-rata antara 6 - 13 (hutan) dan 3 - 15 (rumput-rumputan). Dalam tanaman semusim LAI terus naik dengan bertambahnya umur dan menuju puncak pada pembungaan yang kemudian turun. Komunitas alam tidak seperti itu.
Pada serealia LAI tidak menghitung asimilasi total yang terdapat di batang dan bulir yang memiliki khlorofil memperlihatkan secara nyata efisiensi fotosintetik tanaman. LAI ada korelasi positif dengan produktivitas dalam beberapa contoh produksi maksimum diperoleh bila LAI di sekitar 4.
Perhitungan lebih jauh dalam LAI tidak membawa efek positif pada produksi bersih karena harus mengimbangi kehilangan respirasi. Sudut daun dan posisinya berinteraksi dengan LAI dalam peranan penetrasi cahaya ke dalam kanopi. Daun yang tegak dengan sudut yang kecil/tajam semacam rumput-rumputan menyebabkan distribusi cahaya yang lebih efisien dalam kanopi daripada yang horizontal.
Pola daun yang spesifik menentukan produksi komunitas tanaman pertanian. Dari beberapa penelitian memperlihatkan bahwa arah barisan (Utara, Selatan, Barat, Timur) dapat memberikan pengaruh pada hasil hubungannya dengan penetrasi cahaya.
Khlorofil di tanaman hijau menangkap energi cahaya untuk proses fotosintesis. Kandungan khlorofil ada hubungannya dengan produksi bahan kering, dan digunakan sebagai suatu indeks produksi potensial produksi populasi tanaman/komunitas.
Daftar 4. Kandungan khlorofil pada ekosistem tanaman yang berbeda (gr/m2)
Tanaman | Khlorofil |
Tanaman pertanian yang rapat Jagung Gandum Padi | 0,30 - 0,50 2,66 7,11 - 10,75 2,05 - 4,25 |
Sumber : K.C. Misra (1980)
Dalam hubungannya dengan umur memperlihatkan peningkatan sampai dengan pembungaan kemudian turun karena ada senescene dan sheding daun bawah.
Stratifikasi distribusi khlorofil pada padi dan gandum menunjukkan bahwa kandung-an khlorofil terkecil di dekat permukaan tanah dan secara berangsur-angsur naik dengan semakin jauh dari permukaan tanah sampai calon bulir, tetapi setelah pembungaan jumlah khlorofil di semua strata cenderung menurun. Akumulasi khlorofil lebih besar dalam strata yang lebih atas kemungkinan hubungannya dengan penggunaan yang lebih efisien dalam enersi cahaya.
Kandungan enersi per unit berat jaringan dan jumlahnya dalam phytomass menunjukkan struktur subsistem produsen dalam ekosistem.
Konsentrasi kalori di beberapa tanaman sebagai berikut :
Daftar 5. Kandungan enersi pada beberapa tanaman (K cal/gr berat kering)
Tanaman | Daun | Cabang | Buah | Akar |
Jagung (India) Jagung (Jerman) Heliantus annus Triticum aestivum Phaseolus aureus Oryza sativa | 3,445 4,045 3,404 3,672 3,870 4,126 | 3,145 4,155 4,014 4,074 0,073 3,684 | 4,025 4,291 5,014 4,109 4,498 4,005 | 2,805 3,192 4,611 4,024 4,267 3,578 |
Sumber : K.C. Misra (1980)
Umur tanaman dan komposisi kimia membawa pengaruh terhadap variasi kandungan enersi. Di beberapa varietas pada kandungan enersi yang tinggi terjadi selama pertumbuhan vegetatif dari awal.
Pada gandum dan rumput memperlihatkan konsentrasi kalori berhubungan dengan berubahnya perbandingan lemak, karbohidrat dan protein dalam tanaman.
Lemak dan minyak merupakan organ yang diperkaya enersi. Pola akumulasi enersi di beberapa varietas padi terjadi selama fase pertumbuhan vegetatif.
Pada permulaan menunjukkan 41 - 53% dari titik enersi diakumulasi di helaian daun dan 16 - 23% di akar. Akumulasi enersi di batang secara bertahap meningkat sesuai dengan meningkatnya berat tanaman. Tingkat kemasakan 85 - 90%, total enersi diperlihatkan oleh biomas dalam bentuk biji dan daun, dan sisanya 10 - 15% berupa batang dan akar.
Konsumen
Karena produsen yang homogen maka hanya beberapa binatang yang sesuai saja mengambil bagian dari ekosistem tersebut. Rantai makanan sangat sederhana dengan 2 - 3 tingkatan trofik. Lebih-lebih dengan beberapa aktivitas pengolahan tanah, irigasi, penyiangan dan sebagainya yang mempengaruhi binatang dalam tanah dan kadang-kadang hal ini pengaruhnya sangat tegas sehingga tercipta kondisi baru. Komunitas tanaman hanya dapat dijadikan tempat tinggal binatang kecil yang hanya datang secara temporer.
Pengurai
Karena praktek-praktek pemeliharaan antara lain pemupukan, penggunaan pestisida serta kecilnya kandungan bahan organik maka mempersempit aktivitas dekomposer/pengurai dalam ekosistem pertanian.
Abiotik
Praktek bercocok tanam yang berbeda dapat menyebabkan komposisi fisik dan kimiawi tanah yang berbeda. Pemupukan kimia, irigasi dan pola drainase menyebabkan perbedaan kualitas tanah.
Ciri-ciri tanah pertanian :
- mudah tererosi
- lapisan kesuburan ± 30 cm
- akumulasi garam di lapisan bawah (pelindian)
- miskin bahan organik
Untuk mengevaluasi struktur abiotik agroekosistem kita dapat mengestimasi jumlah nutrien (N, P, K, dan sebagainya) yang ada dalam biomas dan tanah pada setiap waktu dengan demikian dapat untuk mempertimbangkan pemupukan dan irigasi yang tepat.
Fungsi Dalam Agroekosistem
Produktivitas primer
Dari tinjauan produktivitas organik dengan masukan enersi, agroekosistem dunia saat ini menghasilkan ± 10 milyar ton bahan kering/tahun.
Cahaya matahari yang masuk ke kanopi tanaman digunakan dalam proses fotosintesis yang menghasilkan kekuatan dalam produktivitas organik. Penelitian dari beberapa disiplin menghasilkan suatu kesimpulan bahwa sekarang ada 3 mekanisme fotosintesis ialah siklus Kelvin, C4 - asam dekarboksilat dan metabolisme asam grasulacean. Sejumlah tanaman penting (jagung, gula, shorgum dan sebagainya) mempunyai jalur C4. Produktivitas bersih tanaman C4 lebih tinggi dari tanaman siklus Kelvin. Tanaman selama puncak musim pertumbuhan mengkonversi 6 - 8% total enersi sinar matahari ke bahan organik dalam produksi kotor. Produksi bersih rata-rata ½ produksi kotor itupun hanya 50% yang dapat untuk heterotrop (hewan dan manusia).
Efisiensi konversi enersi berbeda karena :
- beda varietas
- musim pertumbuhan
- kondisi pertumbuhan/pertanaman
Daftar 6. Hubungan antara enersi solar dan produksi bersih/kotor (K cal/cm2/hr)
Tanaman | Radiasi Solar | Prod. Bersih | Prod. Kotor | Author’s |
Gula (Hawai) Jagung (Israel) Gula bit (Ingg.) Gandum (India) Padi (India) | 4.000 6.000 2.650 1.567 2.904 | 190 190 144 43 60 | 306 405 202 55 - | Montieth, ‘65 Montieth, ‘65 Montieth, ‘65 Dwivedi, ‘70 Singh, MK, ‘74 |
Sumber : K.C. Misra (1980)
Daftar 7. Produksi primer bersih (g/m2/hr) dan efisiensi konsentrasi enersi (%) tanaman pertanian
Tanaman | PPN lamanya tanam | Semusim | eke % | Author’s |
Gandum (diairi dan dipupuk) | 9,96-10,65 | 3,90-4,08 | 1,99-2,29 | Misra dan Pan-dey, ‘72 |
Pearl millet (tak diairi dan dipupuk) | 21,12 | 6,94 | - | Misra dan Pan-dey, ‘72 |
Jagung (diairi dan di-pupuk) | 4,50-8,36 | 1,32-2,64 | 0,98-1,48 | Misra dan Pan-dey, ‘72 |
Padi (diairi dan di-pupuk) | 14,82-15,65 | 5,14-5,49 | 2,58-2,91 | Nayar, ‘72 |
Padi (tak diairi dan tak dipupuk) | 7,74-13,69 | 2,69-3,90 | 1,50-3,90 | Singh, ‘74 |
Sumber : K.C. Misra (1980)
Di samping cahaya dan suhu, sebagai pengendali produksi bersih dalam agro-ekosistem adalah kelembaban tanah, nutrisi dan kompetisi baik intra/antar spesies. Untuk lebih mendalami variasi produksi bahan kering kita perlu mengetahui beda varietas dan kondisi lingkungan dengan analisis pertumbuhan (growth analysis) yaitu dengan mendeterminasi :
1. Laju asimilasi per unit luas daun (NAR)
2. Laju produksi bahan kering per unit berat bagian tanaman (RGR)
3. Luas daun per unit luas lahan (LAI)
(Leopold, 1975/1980)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar