Pemodelan produksi gtr 2013

1,047 views

Published on

Pemodelan produksi gtr 2013

  1. 1. Pemodelan Produksidalam Pertumbuhan danPerkembangan Tanaman GUSTI RUSMAYADI PS AGROEKOTEKNOLOGI FAPERTA UNLAM
  2. 2. ISI MATERI1. KOSEP MODELING 1. Terminologi 2. Model Diagram2. ANALISIS ORGAN VEGETATIF3. SUHU DAN PERKEMBANGAN TANAMAN4. EFISIENSI PENGGUNAAN RADIASI BERDASARKAN KARAKTERISTIK DAUN5. MODEL PRODUKSI BIOMASSA POTENSIAL DAN AKTUAL TANAMAN6. MODEL ZONA AGROEKOLOGI7. DESKRIPSI UNSUR MODEL8. PROSEDUR PERHITUNGAN9. PROGRAM KOMPUTER
  3. 3. 1. Distribusi Cahaya-Sudut Daun  Daun mendatar < 35o  Daun sedang 35o – 60o  Daun tegak > 60% dari bidang datar  Peredaman cahaya ILD kumulatif dari puncak tanaman sampai ketinggian tertentu di atas tanah I0 Koefisien peredaman I Bilangan napier Intensitas cahaya di atas tajuk atau komonitas tanaman Intensitas cahaya pada suatu ketinggian dalam tajuk Daun datar k = 1, daun tegak k = 0,3
  4. 4. Contoh perhitungan untuk ILD dengan penyinaran 95% untuk daun tegak dan daun horizontal 𝑄𝑡 ln = −𝑘 𝐼 𝐿 𝐷 𝑄0a) Daun tegak dengan k=0.4, a) Daun horizontal dengan maka k=0.8, maka
  5. 5. Pada bibit sawit daun erektopil, >70% dengan sudut>450, koef peredaman cahaya (k) = 0,3
  6. 6. Lanjutan Sawit dewasa lebih plagiofil dengan k = 0.44, sehingga ILD opt lebih tinggi photo by Gusti Rusmayadi, 2009
  7. 7. • Tajuk kakao lebih plagiofil dengan k = 0,57 – 0,84,• rata-rata 0,62, ILD opt 10
  8. 8. 2. PemangkasanTujuan: membentuk kerangka tanaman yang baik, mengatur percabangan dan daun merata agar distribusi cahaya di dalam tajuk merata
  9. 9. Mengurangi percabangan dan daun yang tidak perlu, merangsangpembentukan cabang dan daun baru yang lebih produktif
  10. 10. Dengan pemangkasan distribusi cahaya merata,termanfaatkan secara maksimal, tidak banyak daun yangkekurangan cahaya sehingga hasil meningkat
  11. 11. 3. Strategi Memaksimalkan Pemanfaatan Cahaya Matahari Durasi Luas Daun (DLD)  DLD = ILD x waktu  Berkorelasi dengan BKT lebih tinggi dibanding ILD • Peningkatan DLD Mempercepat tanaman mencapai ILD kritik : pemupukan N optimal  Menahan laju kerusakan klorofil: sitokinin ?  Menahan laju keguguran daun
  12. 12. 4. Strategi Meningkatkan PemanfaatanCahaya: Tanam Teratur - Kerapatan TanamanKerapatan tanaman – jarak tanam optimal dipengaruhi:1. Ukuran tanaman2. Kemampuan membentuk anakan3. Ketahanan terhadap rebah, bila tahan dapat ditanam lebih rapat4. Ketahanan terhadap keguguran bunga dan buah muda
  13. 13. 5. KONSEP MODELINGTUJUAN1. Menegaskan pengertian dasar dari model sebagai suatu pendekatan dalam studi sistem2. Mengenal berbagai istilah dalam model dan jenis model yang digunakan untuk studi sistem pertanian sebagai pengantar dalam studi model1.1. Terminologi penyederhaanaan dunia nyata melalui Gn. KENTAWAN pendekatan sistemSemi dunia nyata tanaman Model adalah contoh sederhana dariSistem yaitu studi pengenalan dunia nyata melalui sistem dan menyerupai sifat-sifat sistempemilahan dunia nyata tersebut kepada bagian yang dipertimbangkan, tetapi tidak samabagiannya dengan sistem
  14. 14. dua sasaran pokok dari modeling1. mengetahui hubungan sebab-akibat (cause-effect) dalam suatu sistem, serta untuk menyediakan interpretasi kualitatif dan kuantitatif yang lebih baik akan sistem tersebut  CITA BERWAWASAN PENELITIAN 2. berorientasi pada masalah yaitu untuk mendapatkan prediksi yang lebih baik akan tingkah-laku dari sistem yang digunakan segera dalam perbaikan pengendalian atau pengelolaan sistem  CITA BERWAWASAN TERAPAN
  15. 15. 1.2. Batas Sistem Batas sistem adalah abstraksi dari batas yang menghimpun unsur dan proses dari sistem sebagai bagian terpisah lingkungan total. Unsur dalam sistem dipengaruhi oleh lingkungan, tapi sebaliknya komponen tidak mempengaruhi lingkungan. Lingkungan  iklim mikro ↔ tanaman.
  16. 16. 1.3. Peubah dan Parameter Peubah keadaan (state variables)  kuantitas yang menggambarkan kondisi komponen Dalam sistem yang nyata: • berat atau • abstrak seperti fase perkembangan dan berubah dengan waktu sebagaimana sistem berinteraksi dengan lingkungan. • Contoh, kandungan air tanah dan biomassa tanaman adalah peubah keadaan yang berubah dengan waktu Parameter  karakteristik dari unsur model atau peubah laju (rate variables) dari persamaan yang digunakan dalam model dan biasanya bersifat tetap (konstan) selama masa simulasi. Contoh parameter dapat membatasi: • tanggapan fungsi fotosintesis pada cahaya, • tahanan pada aliran air tanah, atau • respirasi dalam sintesis biomassa
  17. 17. 1.4. ProsesHubungan timbal-balik diantara komponen dalam suatu sistem,dan diantara peubah keadaan terjadi sebagai hasil dari berbagaiproses.Misal:• peubah keadaan biomasa tanaman berubah sebagai hasil dari proses fotosintesis dan respirasi, dan• air tanah berubah sebagai hasil dari hujan dan evapotranspirasi.
  18. 18. 1.2. Model Diagram Simbol Forester yang digunakan dalam diagram alir model
  19. 19. 1.2.1. Klasifikasi Sistem ProduksiKlassifikasi sistem produksi tanaman dibuat oleh de Wit (Penning de Vries dan Van Laar, 1982)1. Produksi Tingkat 1 (air dan unsur hara yang cukup)a
  20. 20. 2. Produksi Tingkat 2 (Laju pertumbuhan tanaman dibatasi oleh ketersediaan air selama pertumbuhan tanaman atau selama jangka waktu tertentu.
  21. 21. 4.3 Produksi Tingkat 3 (Pertumbuhan tanaman dibatasi oleh kekurangan nitrogen (N) paling sedikit selama masa pertumbuhan tertentu dan oleh kekurangan air atau keadaan musim yang kurang menguntungkan pada masa pertumbuhan yang lain)a
  22. 22. 4 Produksi Tingkat 4 (Pertumbuhan tanaman dibatasi oleh forfor (P) dan unsur haralain dalam tanah paling sedikit selama masa pertumbuhan tertentu a
  23. 23. Model Zona Agroekologi Metode Zona AgroekologiMetode Wageningen (ZAE) (FAO, 1979) Metode ini disebut model linier,  Penaksiran potensi produksi asumsi; suatu pertanaman didasarkan  hasil biomassa tanaman linear atas potensi produksi dengan evapotranspirasi, dan pertanaman acuan (standar)  Hasil maksimum diperoleh pada evapotranspirasi maksimum.  Hasil tanaman acuan dikoreksi Hasil maksimum diperhitungkan menurut pertumbuhan dan pada manajemen optimum, lingkungannya yaitu;  Masukan data berupa laju  air dan hara cukup tersedia fotosintesis dan respirasi, masa sesuai kebutuhan tanaman, dan  tidak ada serangan hama pertumbuhan, ILD, HI, tingkat penyakit tanaman. penyinaran dan temperatur.
  24. 24. Deskripsi Unsur Model(1) Radiasi Matahari Cerah Radiasi aktif fotosintesis (PAR) Mendung Kuantitas PAR pada lintang dan bulan tertentu - Hari cerah (Ac) - Hari mendung (0,2 Ac)  (Lampiran A Tabel 1) Total radiasi gelombang pendek yang mencapai permukaan bumi ≈ PAR = 0,5 Rg FRAKSI SIANG HARI MENDUNG, F (F x 0,2 x Ac) + [(1 – F) x Ac] = 0,5 Rg F = (Ac – 0,5 Rg)/0,8 Ac (10.1) Ra, radiasi di permukaan atmosfer bersifat tetap Rg = Ra (a + b n/N) a = 0,25 dan b -= 0,45 n/N = fraksi cerah Haraga Ra dan N  Lampiran A Tabel 1 dan 2
  25. 25. Peningkatan laju fotosintesis dengan peningkatan kuantitas PAR (Ac) tidak sama (2) Laju Fotosintesis dengan jenis tanaman berbeda jenis tanaman dengan respon • laju fotosintesis kepada peningkatan PI PI (mg/dm2/jam) (kg/CH2O/jam) kuantitas PAR (Gambar 10.5a)90 Pm III, IV •Laju fotosintesis daun dengan temperature 60 Pm (kg/CH2O/jam)80 7070 60 Laju fotosintesis daun maksimum60 45 IV 50 III50 Pm II 4040 30 3030 II Pm I 2020 1510 10 I 0 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 5 10 15 20 25 30 35 40⁰C PAR (Kal /cm2/menit) Temperature siang hari
  26. 26. Beberapa sifat fotosintesis tanaman yg mempunyai lintasan Contoh tanaman masing- reduksi CO2 berbeda masing golonganSifat tanaman Kelompok tanaman GOLONGAN TANAMAN I II III IV I II III IVLintasan fotosintesis C3 C3 C4 C4 Gandum Kedelai Juwawut Sorghum & CTOH TANAMANLaju fts pd kejenuhan 20- 40- 70- 70-cahaya dan temp 30 50 100 100 Kentang Padi Sorghum Jagungoptm (mg &CO2/dm2/jam) Kc Ubi kayu Jagung &Laju fts pd kejenuhan 0,2- 0,3- >1 >1 panjang tebucahaya 0,6 0,8 Ubi jalar(Calcm2/men)Temperatur optm fts 15- 25- 30- 20-(⁰C) 20 30 35 30
  27. 27. i, Tsh (5) Indeks Luas DaunTmin) x (11 + to)/4 x Harga faktor koreksi ILD, K ILD14(11 – to)/(11 + to) KILD = 0,299 ILD0,825 (10.7) (6) Biomassa Total Bersih (7) Respirasi Kuantitas pemeliharaan biomassa, Bm (4) Laju Produksi Biomassa Kotor Rm = k bgm +c BM Laju produksi biomassa kotor k = 28, maksimum, bgm Cerah, bc c = c30 (0.004 + 0.0019T + t r Bgm = F bo [1 + 0,025 (Pm – 20)] 0.001Tr 2 (10.12) + (1 – F) bc [1 + 0.01 (Pm – 20) Mendung, bo c30 = 0.0283 (tanaman legum), untuk ILD > 5 (10.6) 0.0108 non-legum Produksi biomassa kotor (Bn) pada ILD = 5 Bn = 0.36 bgm/(1/N + 0,25 ct) Produksi biomassa aktual (Bna) pada ILD sesungguhnya di lapangan Bn = [0.36 bgm/(1/N + 0,25 ct)] K ILD (10.17) Produksi bagian yang bernilai ekonomi (Bne) dikoreksi oleh indek panen, kh Bne = kh Bna (10.18)
  28. 28. Perhitungan model ZAEKeadaan Lokasi Sifat TanamanTempat : Mojosari, IND Jenis : PadiLintang : 7o30 LS Masa Ptb: 120 hariBujur : 112o30BT Gol.: IIKetinggian: 30 m dpl Waktu TM: 1 Juli C30: 0.0108 ILDm: 4 Kh: 0.35Data Iklim Parameter Rg Ac bc bo Tr Tmak Tmin Tsh N Bulan o cal/cm2/hari CJuli 423 311 386 203 26.8 31.5 20.3 28.8 12.3Agustus 445 340 407 216 27.1 31.8 20.2 29.2 12.3September 459 361 423 226 27.6 32.5 21.1 29.7 12.1Oktober 467 373 433 233 28.4 33.9 21.7 30.6 12.0Rata-rata 448.5 346.3 412.3 219.5 27.5 32.4 20.8 29.6 12.2 No. Langkah Acuan Perhitungan Hasil 1 Hitung F Pers (10.1) F = (Ac – 0,5 Rg)/0,8 Ac F = (346.3 - 0.5x448)/0.8x346.3 F= 0.440433 0.44 2 Hitung Tsh Pers (10.3) Tsh = Trata + [(Tmak – Tmin) x (11 + to)/4 x 3,14 x (12 – to)] sin (3,14(11 – to)/(11 + to) to=12-0.5 N to=12-0.5x120 5.9125 Tsh= 29.55397 29.6 3 Dapatkan Pm Gbr (10.5) Untuk Tsh =29.6oC dan Gol. II 37.8 4 Hitung Fxbo 0.44x219 96.67509 96.7 5 Hitung (1-F)bc (1-0.44)x413 230.6814 230.7 6 Hitung bgm Pm>20 Pers (10.6) Bgm = F bo [1 + 0,025 (Pm – 20)] + (1 – F) bc [1 + 0.01 (Pm – 20) 411.4382 411.4 7 Hitung Ct Pers (10.12) c t = c30 (0.004 + 0.0019Tr + 0.001Tr2 0.00876 0.009 8 Hitung Bn ILD=5 Pers (10.16) Bn = 0.36 bgm/(1/N + 0,25 ct) 14075.29 14075.3 0,825 9 Dapatkan K ILD Pers (10.7) KILD = 0,299 ILD 0.938363 0.94 10 Hitung Bna Pers (10.17) Bna=K ILD x Bn 13207.73 13207.7 11 Hitung Bne Pers (10.18) Bne = k h Bna 4622.705 4622.7
  29. 29. TugasPerhitungan model ZAEKeadaan Lokasi Sifat Tanaman Kelp I Kelp II Kelp III Kelp IV Kelp VTempat : Banjarbaru, IND Jenis : JagungLintang : 3o30 LS Masa Ptb: 90 hariBujur : 114o30BT Gol.: IVKetinggian: 12 m dpl Waktu TM: 1 Februari C30: 0.0108 ILDm: 4 Kh: 0.35Data Iklim Parameter Rg Ac bc bo Tr Tmak Tmin Tsh N Bulan cal/cm2/hari oCFebruari 390 31.5 20.3 28.8Maret 408 31.8 20.2 29.2April 404 32.5 21.1 29.7Mei 282 33.9 21.7 30.6Rata-rata 32.4 20.8 29.6 No. Langkah Acuan Perhitungan Hasil
  30. 30. reference1. CHARLES-EDWARDS D.A, DOLEY D, RIMMINGTON, GM. 1986. Modelling plant growth and development. ACADEMIC PRESS.2. RUSMAYADI G. 2007. Estimasi efisiensi penggunaan radiasi jarak pagar (Jatropha curcas L.) untuk parameter pemodelan tanaman. AGRITEK. 15:165-169,3. RUSMAYADI G, HANDOKO, KOESMARYONO Y & GOENADI DH. 2008. Pemodelan tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) Berbasis efisiensi penggunaan radiasi surya, ketersediaan air dan nitrogen. JURNAL AGROMET INDONESIA, 22(1):31-48, DAN4. RUSMAYADI G, HANDOKO, KOESMARYONO Y & GOENADI DH. 2009. Efisiensi penggunaan radiasi surya untuk pemodelan pertumbuhan dan perkembangan tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.). AGROSCIENTIE. 16:78-89.5. SITOMPUL S.M & GURITNO BM. 1995. Analisis pertumbuhan tanaman. GADJAH MADA UNIV. PRESS.
  31. 31. (3) Temperatur siang hari, TshTsh = Trata + [(Tmak – Tmin) x (11 + to)/4 x 3,14 x (12 – to)] sin (3,14(11 – to)/(11 + to)(10.3)to = 12 – 0,5 N Cerah, bc(4) Laju Produksi Biomassa Kotor Mendung, boLaju produksi biomassa kotor maksimum, bgmBgm = F bo [1 + 0,025 (Pm – 20)] + (1 – F) bc [1 + 0.01 (Pm – 20) untukILD > 5 (10.6)(5) Indeks Luas DaunHarga faktor koreksi ILD, K ILDKILD = 0,299 ILD0,825 (10.7)
  32. 32. (6) Biomassa Total Bersih(7) Respirasi Kuantitas pemeliharaan biomassa, Bm Rm = k bgm +c BM k = 28, c t = c30 (0.004 + 0.0019Tr + 0.001Tr2 (10.12) c30 = 0.0283 (tanaman legum), 0.0108 non-legum Produksi biomassa kotor (Bn) pada ILD = 5 Bn = 0.36 bgm/(1/N + 0,25 ct) Produksi biomassa kotor (Bn) pada ILD = 5 Bn = 0.36 bgm/(1/N + 0,25 ct) Produksi biomassa aktual (Bna) pada ILD sesungguhnya di lapangan Bn = [0.36 bgm/(1/N + 0,25 ct)] K ILD (10.17) Produksi bagian yang bernilai ekonomi (Bne) dikoreksi oleh indek panen, kh Bne = kh Bna (10.18)

×