Upaya Peningkatan Efisiensi Konversi Energi (EKE) Matahari Jagung (Zea mays L.) melalui Pengaturan Tata Letak Beberapa Tanaman Sela.

Fortuna, Rizhanda Adi and Prof. Dr. Ir. Agus Suryanto, MS and Prof. Dr. Ir Sitawati, MS (2024) Upaya Peningkatan Efisiensi Konversi Energi (EKE) Matahari Jagung (Zea mays L.) melalui Pengaturan Tata Letak Beberapa Tanaman Sela. Magister thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Radiasi matahari diserap oleh daun dan diubah menjadi energi kimia melalui fotosintesis. Kemanjuran proses ini, yang disebut Efisiensi Konversi Energi (EKE), bergantung pada kuantitas energy radiasi yang diasimilasi oleh tanaman dan dikonversi kepada energi kimia. Tanaman C3 memperlihatkan efisiensi sekitar 9,4%, sedangkan tanaman C4 memperlihatkan efisiensi hingga 12,3%. Efektivitasnya sangat ditentukan oleh pengaruh genetik dan lingkungan, seperti pemilihan varietas unggul dan praktik pertanian yang sesuai. Praktik budidaya yang tidak memadai, seperti interval tanam yang terlalu lebar atau rapat, dapat mengakibatkan berkurangnya efisiensi konversi energi. Jagung biasanya dibudidayakan dalam sistem monokultur; namun, pendekatan ini sering kali gagal memaksimalkan pemanfaatan sinar matahari, karena sebagian besar energi matahari hilang melalui ruang antar tanaman. Metode pertanian, termasuk pemuliaan tanaman dan penanaman tumpang sari, dapat meningkatkan efisiensi konversi energi surya. Penanaman tumpang sari, praktik membudidayakan berbagai spesies tanaman secara bersamaan, dapat mengurangi kehilangan energi surya dan meningkatkan pemanfaatannya. Pemilihan spesies tanaman yang cermat dan tata letak yang dikembangkan dengan cermat dalam sistem penanaman tumpang sari diharapkan dapat mengoptimalkan pemanfaatan radiasi surya. Jagung, sebagai tanaman C4 yang tinggi, dapat dioptimalkan untuk pemanfaatan radiasi surya yang ditransmisikan dan dapat meningkatkan EKE ketika ditanam tumpang sari dengan tanaman C3 yang lebih pendek, seperti padi gogo atau kedelai. Selain itu, diketahui bahwa penanaman tumpang sari dengan tanaman polong-polongan, termasuk kedelai dan kacang tanah Bambara, dapat menghasilkan keuntungan tambahan, termasuk peningkatan ketersediaan nitrogen sebagai hasil fiksasi bakteri Rhizobium. Konfigurasi yang dirancang dengan baik dan memiliki kepadatan penanaman tumpang sari yang tepat juga diharapkan dapat mengoptimalkan energi radiasi yang diterima tanaman. Percobaan dilaksanakan di bulan Juli hingga November 2021 di Kebun Percobaan Fakultas Pertanian Jatimulyo, Malang, Jawa Timur. Peralatan yang dipakai dalam percobaan ini meliputi altimeter, kultivator untuk penyiapan lahan, alat ukur luas daun LI- 3100, knapsack sprayer elektrik, timbangan Nic Vor, oven Memmert model 21031, dan kamera jenis digital. Komponen yang digunakan meliputi benih jagung BISI-18, benih padi gogo Inpago 9, benih kedelai Edamame, benih kacang tanah Bambara, pupuk urea (N 46%), dan pupuk majemuk NPK (15:15:15). Data-data intenstas radiasi matahari bersumber dari Stasiun Klimatologi terdekat, yaitu Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG) Karangploso. Percobaan dilakukan dengan memanfaatkan Rancangan Petak Terbagi (RPT) serta Kontras Ortogonal untuk perlakuan Kontrol (monokultur jagung). Perlakuan tersebut terdiri dari jenis tanaman sela sebagai petak utama, termasuk padi gogo, kedelai edamame, dan kacang tanah Bambara, dengan subpetak yang menampilkan pola tanaman sela 1 baris, 2 baris, dan 3 baris. Interaksi kedua parameter ini menghasilkan 9 kombinasi perlakuan, 1 perlakuan kontrol, dan 3 ulangan, yang berpuncak pada 30 unit percobaan. Hasil penelitian ini memperlihatkan bahwa sistem tumpang sari mencapai nilai Efisiensi Intersepsi (EI) dan Efisiensi Konversi Energi (EKE) yang lebih unggul, masingmasing sebesar 6,87% dan 34,86%, dibandingkan dengan sistem monokultur. Rasio Ekuivalen Lahan (LER) dimaksimalkan untuk perlakuan tumpang sari kedelai dua baris dan kacang tanah Bambara, yang menghasilkan peningkatan EKE sebesar 31,05% dengan konfigurasi tumpang sari dua baris dibandingkan dengan perlakuan satu baris. Perkembangan jagung yang ideal dalam sistem tumpang sari dapat meningkatkan EI, sedangkan EKE meningkat karena kepadatan tanaman tumpang sari yang lebih tinggi.

English Abstract

Solar radiation is absorbed by leaves and changed into chemical energy via photosynthesis. The efficacy of this process, termed Energy Conversion Efficiency (EKE), is contingent upon the quantity of radiant energy assimilated by plants and transformed into chemical energy. C3 plants exhibit an efficiency of roughly 9.4%, whilst C4 plants demonstrate an efficiency of up to 12.3%. The effectiveness is substantially affected by genetic & environmentaI factors, such as the seIection of greatest varieties and suitable farming practices. Bad cuItivation practices, like as excessively broad or tight planting intervals, might result in diminished energy conversion efficiency. Maize is typically cultivated in a monoculture system; however, this approach frequently fails to maximize sunlight utilization, as a considerable portion of solar energy is lost through the spaces between plants. Agricultural methods, including plant breeding and intercropping, can improve solar energy conversion efficiency. Intercropping, the practice of cultivating various plant species simultaneously, can mitigate solar energy loss and enhance its utilization. The judicious selection of plant species and meticulously developed layouts in intercropping systems are anticipated to optimize solar radiation utilization. Maize, as a tall C4 plant, can be optimized for the utilization of transmitted solar radiation and can increase EKE when intercropped with shorter C3 plants, such as upland rice or soybeans. Additionally, it is recognized that intercropping with leguminous plants, including soybeans and Bambara groundnuts, can result in additional advantages, including enhanced nitrogen availability as a result of Rhizobium bacteria fixation. A configuration that is well-designed and has an appropriate intercrop density is also anticipated to optimize the radiation energy that the plants receive. The experiment took place from July to November 2021 in the Experimental Farm of the Faculty of Agriculture in Jatimulyo, Malang, East Java. The apparatus utilized in this experiment comprised an altimeter, a cultivator for land preparation, a LI-3100 leaf area meter, an electric knapsack sprayer, a Nic Vor scale, a Memmert oven model 21037 FNR, and a camera. The utilized components comprised BISI-18 seed maize, lnpago 9 seed, soybean seeds, Bambara seeds, urea fertiIizer (N 46%), and compound NPK fertilizer (15:15:15). Data on radiation intensity that sourced from the nearest Climatology Station, specifically the Meteorology, Climatology, and Geophysics Agency (BMKG) in Karangploso. The experiment was conducted utilizing a SpIit-PIot Design (SPD) and OrthogonaI Contrast for the ControI treatment (corn monoculture). The treatment comprised intercrop types as the primary plots, including lowland rice, soybeans, and Bambara, with sub-pIot featuring intercrop patterns of 1 row, 2 rows, and 3 rows. The interplay of these two parameters yielded 9 treatment combinations, 1 control treatment, and 3 replications, culminating in 30 experimental units. This study's results demonstrated that the intercropping system achieved superior Interception Efficiency (EI) and Energy Conversion Efficiency (EKE) values of 6.87% & also 34.86%, respectiveIy, in comparison to the monocuIture system. The Land EquivaIent Ratio (LER) was maximized for the two-row soybean and Bambara groundnut intercrop treatments, resulting in a 31.05% enhancement in EKE with the two-row intercrop configuration relative to the one-row treatment. The ideal development of corn in the intercropping system may improve EI, whereas EKE increased due to the elevated density of intercrop plants.

Item Type:	Thesis (Magister)
Identification Number:	0424040048
Divisions:	S2/S3 > Magister Ilmu Tanaman, Fakultas Pertanian
Depositing User:	Unnamed user with username nova
Date Deposited:	11 Feb 2025 08:11
Last Modified:	11 Feb 2025 08:11
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/232893

Text (DALAM MASA EMBARGO) Rizhanda Adi.pdf Restricted to Registered users only Download (4MB)

Actions (login required)

View Item