BAGAN WARNA DAUN (BWD)

Bagan Warna Daun (BWD)

Bagan Warna Daun (BWD)

Anischan Gani

Balai Besar Penelitian Tanaman Padi

Pesan kunci :

• Waktu pemupukan N yang tepat pada tanaman dapat meningkatkan efisiensi
• Gejala kekurangan N paling jelas dan umum adalah berkurangnya warna hijau dari daun
• BWD merupakan alat sederhana yang mudah digunakan dan murah, untuk menentukan waktu pemupukan N pada tanaman padi

Pendahuluan

Pertumbuhan tanaman yang baik dan hasil yang tinggi membutuhkan suplai nitrogen (N) yang cukup, bila suplai N tak cukup tanaman akan mengalami kekurangan N, yang ditunjukkan oleh pertumbuhan organ dan keseluruhan tanaman yang tidak normal. Gejala kekurangan N yang paling jelas dan biasa terlihat adalah berkurangnya warna hijau dari dedaunan (chlorosis), yang umumnya agak terdistribusi merata pada keseluruhan daun. Daun menjadi lebih pucat, menguning, dan pada kondisi kekurangan N yang gawat menjadi mati. Pada tanaman serealia, kekurangan N ditandai oleh berkurangnya anakan; jumlah malai per satuan luas dan juga jumlah gabah per malai berkurang. Karena itu, pertumbuhan dan hasil tanaman, khususnya padi, berhubungan erat dengan warna hijau dari daun.

Efisiensi penggunaan pupuk N rendah, hanya 19-47% dari N yang diberikan bisa diserap tanaman padi. Pemberian N yang tepat waktu ke tanaman adalah suatu usaha yang dapat meningkatkan efisiensi N, sedangkan tiga kali pemberian pupuk N pada padi sawah biasa disarankan untuk mendapatkan efisiensi yang lebih tinggi. Disamping itu, mengetahui kapan tanaman padi benar-benar memerlukan tambahan pupuk N akan sangat membantu, dan ini dapat memberikan peningkatan efisiensi serapan N yang nyata; dan ini dapat dilakukan dengan memonitor warna daun tanaman padi.

Warna daun adalah suatu indikator yang berguna bagi kebutuhan pupuk N tanaman padi. Daun yang bewarna pucat atau hijau kekuningan menunjukkan bahwa tanaman kekurangan N. Terdapat dua metoda pengukuran warna daun dengan mudah dilapang; menggunakan peralatan mesin dan menggunakan alat sederhana. Beberapa alat pengukur ini mempunyai kekurangan seperti kerusakan pada tanaman, memerlukan peralatan yang mahal, dan kesulitan dalam pengukuran.

Skala warna, yang tersusun dari suatu seri warna hijau, dari hijau kekuningan sampai hijau tua, sesuai dengan warna-warna daun di lapang, dapat digunakan untuk mengukur warna daun. Bila suatu nilai warna daun lebih rendah dari batas kritis tertentu, maka tanaman memerlukan pupuk N tambahan. Bagan Warna Daun (BWD) yang didistribusikan oleh CREMNET-IRRI untuk tanaman padi, adalah suatu alat yang sederhana, mudah digunakan dan tidak mahal, untuk menentukan waktu pemupukan N pada tanaman padi. Alat ini cocok untuk mengoptimalkan penggunaan N, untuk berbagai sumber pupuk N yang diberikan. Alat ini terdiri dari empat warna hijau, dari hijau kekuningan sampai hijau tua. BWD ini lah yang ingin kita kenalkan secara luas pada komunitas pertanian di NAD, termasuk para penyuluh dan petani. Lebih jauh, tulisan ini juga dimaksudkan untuk memberikan pengertian tentang pentingnya pemupukan N pada tanaman padi dan dasar pengertian tentang penggunaan BWD.

Nitrogen dalam produksi tanaman

Unsur hara N yang ada dalam hampir semua tanah tidak mencukupi bagi kebutuhan tanaman, karena itu tambahan N harus diberikan untuk mempertahankan atau meningkatkan hasil. Dari semua unsur hara yang diberikan ke tanah, sejauh ini pemupukan N paling berpengaruh dalam peningkatan produksi tanaman. Tak dapat diragukan lagi, pemupukan N adalah suatu faktor penting dalam produksi tanaman. Gejala kekurangan N yang paling mudah terlihat adalah menguningnya dedaunan (chlorosis) karena hilangnya chlorofil, pigmen hijau yang berperan dalam proses fotosintesis, yang terdistribusi agak merata pada keseluruhan daun. Kekurangan N dicirikan oleh kecepatan pertumbuhan yang rendah dan tanaman kerdil (Devlin and Witham 1983; Mengel and Kirkby 1979).

Efisiensi penggunaan pupuk N oleh tanaman serealia adalah rendah, walaupun tersedia varietas-varietas unggul dan hibrida yang berpotensi hasil tinggi. Rendahnya efisiensi pupuk N pada tanaman ini disebabkan oleh banyaknya N yang hilang karena curah hujan tinggi serta penanganan pupuk dan tanaman yang kurang baik (Prasad 1986). Data dalam Tabel 1 memperlihatkan tingkat pengembalian (recovery rates) berbagai bentuk pupuk N pada tanaman padi. Hanya 19-47% dari N yang diberikan dapat diserap oleh tanaman padi. Mukherjee (1986) juga sudah melaporkan bahwa, pada kondisi paling optimum, penyerapan pupuk N yang diberikan ke tanaman hanyalah sekitar 40-50%.

Tabel 1. Kembalian (recovery) pupuk N oleh tanaman padi.

Sumber N	Takaran (kg/ha)	Kembalian (%)
Urea	50-150	30.2
Natrium nitrat	40-120	19.4
Amonium sulfat	40-120	39.6
Neem cake coated urea	100	47.4
Sulphur coated urea	100	37.7
Urea+N-Serve	100	41.7

Sejumlah hibrida dan komposit tanaman padi yang responsif pupuk N dan berpotensi hasil tinggi (unggul) sudah ada sehingga dapat meningkatkan efisiensi pupuk N. Disamping itu, pemberian pupuk N tepat-waktu ke tanaman adalah suatu usaha yang dapat berpengaruh terhadap efisiensi pemberian N. Berbagai hasil penelitian di China, India, Filipina dan Indonesia menyarankan pemberian 2 sampai 3 kali untuk mendapatkan efisiensi pemupukan N yang lebih tinggi. Namun, bagi varietas berumur panjang dan tanah lebih ringan diperlukan pemberian yang lebih sering lagi. Mengetahui kapan waktunya tanaman benar-benar memerlukan tambahan N dari pupuk akan sangat membantu, sehingga pupuk N yang diberikan akan langsung diserap. Usaha ini akan berdampak bagi peningkatan efisiensi penyerapan N yang nyata.

Sudah sejak lama warna daun tanaman padi dianggap penting, yang dapat digunakan sebagai indikator bagi pertumbuhan organ-organ tanaman, dan bahkan bagi pertumbuhan tanaman secara keseluruhan. Petani-petani umumnya menggunakan warna daun sebagai suatu indikator visual dan subjektif bagi kebutuhan tanaman padi akan pupuk N. Bila daun-daun pucat atau hijau kekuningan, para petani menganggap bahwa tanaman memerlukan lebih banyak N. Dalam penelitian-penelitian juga telah diketahui bahwa intensitas warna daun langsung berhubungan dengan khlorofil dan status N dari daun.

Pengukuran luas daun tanaman padi

Furuya (1987) melaporkan bahwa selama tahun selama 1980-an warna daun menjadi lebih diperhatikan karena warna daun paling baik menunjukkan status nutrisi tanaman. Sejak itu, penelitian tentang cara pengukuran warna daun mengalami kemajuan, dan memudahkan pengukuran warna daun di lapang. Terdapat dua cara pengukuran; penggunaan mesin atau penggunaan alat sederhana. Suatu alat yang disebut “Skala warna daun padi baku” (Standard rice leaf colour scale)  telah dibuat. Skala warna ini digunakan untuk mengukur warna daun dari daun tunggal atau komunitas tanaman. Dalam aplikasi skala warna di atas, berbagai penelitian memperlihatkan bahwa pengukuran daun tunggal menunjukkan korelasi nyata dengan rata-rata kandungan N dan komponen-komponen hasil pada kebanyakan varietas padi. Dari berbagai penelitian jelas terlihat bahwa pemberian pupuk N meningkatkan nilai skala ini. Lebih jauh, skala warna ini telah digunakan pada beberapa tanaman dalam menentukan status N tanaman.

Beberapa metoda pengukuran mempunyai kelemahan termasuk kerusakan pada tanaman, memerlukan peralatan yang mahal, dan kesulitan dalam pengukuran. Sebagai contoh, fluoresensi khlorofil sering digunakan untuk menganalisis fotosintesa tanpa merusak tanaman. Karena itu, perubahan fluoresen adalah suatu indeks yang berguna untuk menunjukkan efisiensi fotosintesis, juga kondisi khlorofil dan kehijauan daun. Salah satu fluorometer ini disebut MINIPAM, namun penggunaannya terbatas (Kim et al. 2006). Suatu alat yang sederhana, walaupun mahal, dapat menentukan jumlah khlorofil dalam daun tanaman, disebut SPAD-502 (KONICA MINOLTA 1989) secara digital mencatat jumlah relatif dari molekul khlorofil, jadi sangat sensitif dan akurat. Pencatatannya, disebut nilai SPAD, diperhitungkan berdasarkan jumlah cahaya yang di-transmisi-kan oleh daun dalam dua berkas panjang gelombang dimana daya serap khlorofil berbeda. Nilai SPAD yang ditentukan menggunakan SPAD-502 memberikan indikasi tentang jumlah relatif khlorofil yang ada di dalam daun. Dobermann and Fairhurst (2000) melaporkan nilai SPAD sebesar 35 bagi daun paling atas yang telah mengembang sempurna digunakan sebagai suatu nilai batas bagi kekurangan N (perlu diberi N) pada padi indica unggul yang ditransplantasikan. Batas bagi padi tanam langsung adalah nilai SPAD sebesar 32-33. Kedua peralatan/mesin ini, mengukur kandungan khlorofil daun lebih tepat. Tapi karena harganya yang mahal, untuk maksud-maksud praktis jarang digunakan.

Dalam perkembangan pemanfaatan warna hijau daun untuk menentukan status N tanaman suatu seri warna hijau, sesuai dengan warna daun di lapang, disusun dalam suatu “kartu” dan warna dari daun dibandingkan dengan warna-warna yang ada di kartu ini. Nomor warna pada kartu yang sesuai dengan warna daun dinyatakan sebagai nilai warna (atau nilai BWD) dari daun tersebut. Berdasarkan berbagai penelitian dan pengujian ternyata bila nilai warna suatu daun lebih rendah dari nilai kritis tertentu berarti tanaman memerlukan tambahan pupuk N.

Bagan warna daun

Bagan warna daun (BWD) pertama kali dikembangkan di Jepang, dan kemudian peneliti-peneliti dari Universitas Pertanian Zhejiang-Cina mengembangkan suatu BWD yang lebih baik dan mengkalibrasinya untuk padi indica, japonica dan hibrida. Alat ini kemudiannya menjadi model bagi BWD yang didistribusikan oleh Crop Resources and Management Network (CREMNET) – IRRI untuk tanaman padi; suatu alat yang sederhana, mudah digunakan, dan tidak mahal untuk menentukan waktu pemupukan N pada tanaman padi. BWD ini merupakan alat yang cocok untuk mengoptimalkan penggunaan N, dengan berbagai sumber pupuk N; pupuk-organik, pupuk-bio ataupun pupuk-kimia.

BWD terdiri dari empat warna hijau, dari hijau kekuningan (No. 2 pada kartu) sampai hijau tua (No. 5 pada kartu). BWD tak dapat menunjukkan perbedaan warna hijau daun yang terlalu kecil sebagaimana pada khlorofil meter (SPAD). Namun BWD bisa dibandingkan dengan SPAD untuk menentukan ketepatan relatifnya dalam menentukan status N tanaman padi.

Dari beberapa penelitian yang dilakukan di Sukamandi, didapatkan korelasi dan regresi yang sangat nyata secara statistik antara nilai-nilai BWD dan SPAD, karena itu nilai BWD dapat digunakan untuk meregresikan nilai SPAD, pada berbagai musim, tipe tanah dan varietas padi. Nampak bahwa pembacaan BWD dapat digunakan dengan ketepatan dan validitas yang tinggi untuk mengukur warna daun.

Bagaimana mengukur warna daun

Pilih daun termuda yang telah kembang sempurna dan sehat dari suatu tanaman untuk pengukuran warna daun. Warna daun ini sangat berhubungan dengan status N tanaman padi. Dari tiap lahan, pilih 10 daun dari 10 tanaman yang dipilih secara random (lebih banyak lebih baik) dan mewakili daerah penanaman. Pastikan memilih tanaman dalam suatu area dimana populasi tanaman seragam.

Ukur warna dari tiap daun yang terpilih dengan memegang BWD dan menempatkan bagian tengah daun di atas standar warna untuk dibandingkan (Gambar 1). Selama pengukuran, tutupi daun yang sedang diukur dengan badan karena pembacaan warna daun dipengaruhi oleh sudut matahari dan intensitas cahaya matahari. Jangan memotong ataupun merusak daun, dan bila mungkin sebaiknya pengukuran dilakukan oleh orang yang sama pada waktu yang sama di hari-hari pengamatan.

Bila warna daun nampaknya berada diantara dua standar warna, ambil rata-rata dari keduanya sebagai pembacaan warna daun. Contoh; bila warna suatu daun padi terletak antara No. 3 dan No. 4, maka bacaan warna daun adalah 3,5.

Hitung rata-rata dari 10 pembacaan BWD. Bila nilai rata-rata pembacaan warna daun lebih rendah dari batas kritis yang sudah ditetapkan, atau bila lebih dari 5 daun yang mempunyai pembacaan warna daun rendah dari batas kritis yang sudah ditetapkan, segera berikan pupuk N untuk mengkoreksi kekurangan N pada pertanaman.

Penggunaan BWD berdasarkan kebutuhan riel tanaman

Berikan pemupukan N awal sebesar 50-75 kg Urea/ha sebelum 14 HST, kamu tak perlu menggunakan BWD saat ini. Pembacaan BWD mulai sekitar 25 HST bagi padi pindah tanam. Lanjutkan pengambilan/pembacaan pada interval waktu 7-10 hari sampai 50 HST, atau sampai 10% pembungaan pada hibrida dan padi tipe baru (PTB).

Nilai warna kritis untuk pemupukan N adalah 4, bila pembacaan BWD kecil dari 4 berikan pupuk N pada tanaman padi. Jumlah N yang diberikan bagi varietas padi indica yang semi pendek (semidwarf) tergantung pada besarnya hasil yang diharapkan. Pada target hasil sebesar 5 t/ha berikan 50 kg Urea/ha, dan bila target hasil tanamanmu lebih tinggi maka pupuk N yang diberikan juga harus lebih tinggi; berikan lagi tambahan 25 kg Urea/ha untuk setiap ton hasil harapan yang lebih tinggi dari 5 t/ha (Tabel 2).

Tabel 2. Takaran pemberian Urea (kg/ha) setelah pembacaan BWD lebih rendah dari 4 berdasarkan kebutuhan riel tanaman, pada beberapa hasil gabah yang diharapkan.*

Respons terhadap pemupukan N, dengan hasil harapan (t/ha)

Rendah (5)	Sedang (6)	Tinggi (7)	Sangat tinggi (8)
50	75	100	125

Sumber: BB Padi (2006)

* Untuk hasil harapan diasumsikan unsur hara lain seperti P dan K tidak merupakan faktor pembatas.

Penggunaan BWD berdasarkan stadia fenologi

Pada padi sawah, direkomendasikan pemberian pupuk N tiga kali untuk efisiensi yang lebih tinggi. Yang pertama adalah pada waktu tanam atau sebelum 14 HST, yang kedua pada stadia anakan aktif (21-28 HST), dan yang ketiga pada stadia primordia bunga (50 HST). Pada hibrida dan padi tipe baru (PTB) diberikan yang keempat sekitar 10% berbunga. Dengan cara ini pembacaan BWD hanya 2-3 kali selama pertumbuhan tanaman.

Berikan pemupukan N awal sebesar 50-75 kg Urea/ha sebelum 14 HST, kali ini tak perlu digunakan BWD. Pada waktu pemupukan kedua dan ketiga (dan keempat pada hibrida dan PTB) bandingkan warna daun dengan BWD;

Bila nilai BWD rata-rata 3,0 atau kurang, berikan 75 kg Urea/ha pada hasil harapan sebesar 5 t/ha. Tambahkan lagi 25 kg Urea/ha untuk setiap satu t/ha lebih tingginya hasil harapan.

Bila rata-rata nilai BWD antara 3,5 dan 4,0; berikan 50 kg Urea/ha pada hasil harapan sebesar 5 t/ha. Tambahkan lagi 25 kg Urea/ha untuk setiap ton/ha lebih tingginya hasil harapan.

Bila rata-rata nilai BWD antara 4,0 dan 4,5; tak perlu memberikan pupuk N bila hasil harapan hanya 5-6 t/ha. Tambahkan 50 kg Urea/ha bila hasil harapan lebih dari 6 t/ha (Tabel 3).

Tabel 3. Takaran pemberian Urea (kg/ha) setelah pembacaan BWD lebih rendah dari 4 berdasarkan kebutuhan riel tanaman, pada beberapa hasil gabah yang diharapkan.*

Respons terhadap pemupukan N, dengan hasil harapan (t/ha)

Pembacaan BWD	Rendah (5)	Sedang (6)	Tinggi (7)	Sangat tinggi (8)
3.0 or less	75	100	125	150
3.5-4.0	50	75	100	125
4.0-4.5	0	0-50	50	50

Sumber: BB Padi (2006)

* Untuk hasil harapan diasumsikan unsur hara lain seperti P dan K tidak merupakan faktor pembatas.

Pada tanaman padi, suatu faktor pertumbuhan paling penting yang membatasi respons tanaman terhadap pupuk N yang diberikan adalah air. Respons terhadap pemupukan N terbatas bila ketersediaan air kurang, dan musim tertentu cendrung memberikan hasil lebih tinggi dalam setahun. Hal yang sama juga berlaku bagi perbedaan efisiensi kultivar padi terhadap pupuk N. Karena alasan-alasan ini, hasil harapan suatu kultivar tanaman padi pada musim yang berbeda bervariasi. Karena itu takaran pupuk N bagi kelompok kultivar lain harus ditentukan sendiri secara lokal.

Respons terhadap N juga tergantung pada baik buruknya suplai unsur hara yang lainnya. Tanpa pemberian P dan K respons hasil terhadap peningkatan N lebih rendah dibanding bila P dan K diberikan dalam jumlah yang cukup. Disamping itu, respons terhadap pemberian P dan K adalah lebih besar bila suplai N banyak. Dobermann and Fairhurst (2000) menyatakan bahwa bila N yang diberikan ke tanaman cukup, maka kebutuhan terhadap unsur makro lain seperti P dan K bertambah.

Selanjutnya, Mengel dan Kirkby (1979) melaporkan bahwa gejala defisiensi (kekurangan) Fe, Ca dan S adalah mirip dengan gejala kekurangan N, dicirikan oleh menguning atau memucatnya daun. Devlin and Witham (1983) menyimpulkan bahwa bersamaan dengan kekurangan N, kekurangan P dapat menyebabkan daun gugur sebelum waktunya dan terjadinya pigmentasi antosianin bewarna jingga atau merah. Dobermann and Fairhurst (2000) juga mengingatkan bahwa gejala-gejala kekurangan S dan Fe agak mirip dengan kekurangan N.

Dapat disimpulkan bahwa pembacaan BWD, untuk pengukuran warna daun padi, pemupukan N haruslah mempertimbangkan kondisi optimal faktor lain yang mempengaruhi pertumbuhan. Keseimbangan hara adalah salah satunya yang dapat mempengaruhi pembacaan warna daun. Dengan cara ini, keuntungan maksimum dari penggunaan BWD pasti akan dapat dicapai.

Kesimpulan

Gejala kekurangan N yang paling jelas dan biasa ditemui dalam produksi tanaman adalah khlorosis, yang umumnya agak terdistribusi merata pada keseluruhan daun. Daun menjadi lebih pucat, hijau kekuningan dan bahkan sampai mati. Berkurangnya warna hijau pada daun biasanya diiringi oleh berkurangnya pertumbuhan dan hasil. Karena itu, terutama pada tanaman padi, pertumbuhan dan hasil tanaman berhubungan erat dengan intensitas relatif warna hijau dari daun.

Efisiensi penggunaan pupuk N hanya dalam kisaran 19-47%, dan pemberian tepat waktu adalah salah satu usaha untuk meningkatkannya. Umumnya, tiga kali pemberian pupuk N disarankan pada tanaman padi sawah. Mengetahui waktu yang paling baik untuk memberikan pupuk N tentu saja akan meningkatkan efisiensi serapan pupuk.

Terdapat berbagai metoda pengukuran warna daun yang mudah di lapang, dari penggunaan peralatan mesin sampai alat sederhana. Bagan Warna Daun (BWD) adalah suatu alat yang sederhana, mudah digunakan, dan tidak mahal untuk menentukan waktu pemupukan N pada padi sawah. Alat ini adalah alat ideal untuk meng-optimal-kan penggunaan N, apapun sumber pupuk N nya. Sebagai tambahan, dengan menggunakan BWD, respons suatu tanaman padi terhadap pemupukan N pada suatu musim tanam tertentu dapat ditentukan.

References

BB Padi. 2006. Bagan warna daun, menghemat penggunaan pupuk N. Bekerja sama dengan Puslitbangtan, BB PPSLP, BB PPTP dan IRRI.

CREMNET. 2000. Technology Brief No. 2 (Revised). IRRI, Makati City, Philippines

Devlin, R.M. and F.H. Witham. 1983. Plant Physiology, fourth edition. Willard Grant Press, Boston.

Dobermann, A and T. Fairhurst. 2000. Rice: Nutrient disorders & nutrient management. International Rice Research Institute (IRRI). Potash & Phosphate Institute of Canada.

Furuya, S. 1987. Growth Diagnosis of Rice Plants by Means of Leaf Colour. JARQ Vol. 20 (3): 147-153

Kim, K.S., G.A. Giacomelii, S. Sase, J.E. Son, S.W. Nam and F. Nakazama. 2006. Optimization of Growth Environment in a Plant Production Facility Using a Chlorophyll Fluorescence Method. JARQ 40 (2): 149-156.

KONICA MINOLTA. 1989. Chlorophyll Meter SPAD-502 Manual. Konica Minolta Sensing, Inc. Japan

Mengel, K. and E.A. Kirkby. 1979. Principles of Plant Nutrition. International Potash Institute. P.O. Box CH-3048 Worblaufen-Bern, Switzerland.

Mukherjee, S.K. 1986. Chemical Technology for Producing Fertilizer Nitrogen in the year 2000. In: Global Aspects of Food Production. P: 227-237 M.S. Swaminathan and S.K. Sinha (Eds.). Tycooly International Riverton, New Jersey-United States.

Prasad, R. 1986. Fertilizer Nitrogen: Requirements and Management. In: Global Aspects of Food Production. P: 199-226 M.S. Swaminathan and S.K. Sinha (Eds.). Tycooly International Riverton, New Jersey-United States.