1. Model ini memprediksi produksi biomassa potensial dan aktual tanaman dengan mempertimbangkan faktor-faktor lingkungan seperti radiasi matahari, suhu, dan indeks luas daun. 2. Produksi biomassa dihitung berdasarkan laju fotosintesis, respirasi, dan efisiensi penggunaan radiasi yang dipengaruhi karakteristik daun tanaman. 3. Model ini dapat digunakan untuk memprediksi hasil berbagai jenis tanaman di berbagai

1. Pemodelan Produksi
dalam Pertumbuhan dan
Perkembangan Tanaman
GUSTI RUSMAYADI
PS AGROEKOTEKNOLOGI
FAPERTA UNLAM

2. ISI MATERI
1. KOSEP MODELING
1. Terminologi
2. Model Diagram
2. ANALISIS ORGAN VEGETATIF
3. SUHU DAN PERKEMBANGAN TANAMAN
4. EFISIENSI PENGGUNAAN RADIASI BERDASARKAN
KARAKTERISTIK DAUN
5. MODEL PRODUKSI BIOMASSA POTENSIAL DAN AKTUAL
TANAMAN
6. MODEL ZONA AGROEKOLOGI
7. DESKRIPSI UNSUR MODEL
8. PROSEDUR PERHITUNGAN
9. PROGRAM KOMPUTER

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. Contoh perhitungan untuk ILD dengan penyinaran 95% untuk daun tegak dan
daun horizontal
𝑄𝑡
ln = −𝑘 𝐼 𝐿 𝐷
𝑄0
a) Daun tegak dengan k=0.4,
a) Daun horizontal dengan
maka
k=0.8, maka

5. Pada bibit sawit daun erektopil, >70% dengan sudut
>450, koef peredaman cahaya (k) = 0,3

6. Lanjutan
 Sawit dewasa
lebih plagiofil
dengan k =
0.44,
 sehingga ILD opt
lebih tinggi
photo by Gusti Rusmayadi, 2009

7. • Tajuk kakao
lebih plagiofil
dengan k =
0,57 – 0,84,
• rata-rata 0,62,
ILD opt 10

8. 2. Pemangkasan
Tujuan:
 membentuk kerangka
tanaman yang baik,
 mengatur percabangan dan
daun merata agar distribusi
cahaya di dalam tajuk
merata

9. Mengurangi percabangan dan daun yang tidak perlu, merangsang
pembentukan cabang dan daun baru yang lebih produktif

10. Dengan pemangkasan distribusi cahaya merata,
termanfaatkan secara maksimal, tidak banyak daun yang
kekurangan cahaya sehingga hasil meningkat

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. 4. Strategi Meningkatkan Pemanfaatan
Cahaya: Tanam Teratur - Kerapatan Tanaman
Kerapatan tanaman – jarak tanam optimal dipengaruhi:
1. Ukuran tanaman
2. Kemampuan membentuk anakan
3. Ketahanan terhadap rebah, bila tahan dapat ditanam lebih
rapat
4. Ketahanan terhadap keguguran bunga dan buah muda

13. 5. KONSEP MODELING
TUJUAN
1. Menegaskan pengertian dasar dari model sebagai suatu pendekatan dalam studi sistem
2. Mengenal berbagai istilah dalam model dan jenis model yang digunakan untuk studi
sistem pertanian sebagai pengantar dalam studi model
1.1. Terminologi
penyederhaanaan dunia nyata melalui
Gn. KENTAWAN
pendekatan sistem
Semi dunia nyata tanaman
Model adalah contoh sederhana dari
Sistem yaitu studi pengenalan dunia nyata melalui sistem dan menyerupai sifat-sifat sistem
pemilahan dunia nyata tersebut kepada bagian yang dipertimbangkan, tetapi tidak sama
bagiannya dengan sistem

14. dua sasaran pokok dari modeling
1. 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. 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. 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. 1.4. Proses
Hubungan timbal-balik diantara komponen dalam suatu sistem,
dan diantara peubah keadaan terjadi sebagai hasil dari berbagai
proses.
Misal:
• peubah keadaan biomasa tanaman berubah sebagai hasil dari
proses fotosintesis dan respirasi, dan
• air tanah berubah sebagai hasil dari hujan dan evapotranspirasi.

18. 1.2. Model Diagram
Simbol Forester yang digunakan dalam diagram alir model

19. 1.2.1. Klasifikasi Sistem Produksi
Klassifikasi 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. 2. Produksi Tingkat 2 (Laju pertumbuhan tanaman dibatasi oleh ketersediaan air
selama pertumbuhan tanaman atau selama jangka waktu tertentu.

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. 4 Produksi Tingkat 4 (Pertumbuhan tanaman dibatasi oleh forfor (P) dan unsur hara
lain dalam tanah paling sedikit selama masa pertumbuhan tertentu
a

23. Model Zona Agroekologi
Metode Zona Agroekologi
Metode 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. 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. 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 70
70 60
Laju fotosintesis daun maksimum
60 45 IV
50
III
50 Pm II 40
40 30
30
30 II
Pm I 20
20 15
10 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. Beberapa sifat fotosintesis
tanaman yg mempunyai lintasan Contoh tanaman masing-
reduksi CO2 berbeda masing golongan
Sifat tanaman Kelompok tanaman GOLONGAN TANAMAN
I II III IV I II III IV
Lintasan fotosintesis C3 C3 C4 C4 Gandum Kedelai Juwawut Sorghum
&
CTOH TANAMAN
Laju fts pd kejenuhan 20- 40- 70- 70-
cahaya dan temp 30 50 100 100 Kentang Padi Sorghum Jagung
optm (mg &
CO2/dm2/jam) Kc Ubi kayu Jagung &
Laju fts pd kejenuhan 0,2- 0,3- >1 >1 panjang tebu
cahaya 0,6 0,8 Ubi jalar
(Calcm2/men)
Temperatur optm fts 15- 25- 30- 20-
(⁰C) 20 30 35 30

27. i, Tsh (5) Indeks Luas Daun
Tmin) x (11 + to)/4 x Harga faktor koreksi ILD, K ILD
14(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. Perhitungan model ZAE
Keadaan Lokasi Sifat Tanaman
Tempat : Mojosari, IND Jenis : Padi
Lintang : 7o30' LS Masa Ptb: 120 hari
Bujur : 112o30'BT Gol.: II
Ketinggian: 30 m dpl Waktu TM: 1 Juli
C30: 0.0108
ILDm: 4
Kh: 0.35
Data Iklim
Parameter
Rg Ac bc bo Tr Tmak Tmin Tsh N
Bulan o
cal/cm2/hari C
Juli 423 311 386 203 26.8 31.5 20.3 28.8 12.3
Agustus 445 340 407 216 27.1 31.8 20.2 29.2 12.3
September 459 361 423 226 27.6 32.5 21.1 29.7 12.1
Oktober 467 373 433 233 28.4 33.9 21.7 30.6 12.0
Rata-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. Tugas
Perhitungan model ZAE
Keadaan Lokasi Sifat Tanaman Kelp I Kelp II Kelp III Kelp IV Kelp V
Tempat : Banjarbaru, IND Jenis : Jagung
Lintang : 3o30' LS Masa Ptb: 90 hari
Bujur : 114o30'BT Gol.: IV
Ketinggian: 12 m dpl Waktu TM: 1 Februari
C30: 0.0108
ILDm: 4
Kh: 0.35
Data Iklim
Parameter
Rg Ac bc bo Tr Tmak Tmin Tsh N
Bulan
cal/cm2/hari oC
Februari 390 31.5 20.3 28.8
Maret 408 31.8 20.2 29.2
April 404 32.5 21.1 29.7
Mei 282 33.9 21.7 30.6
Rata-rata 32.4 20.8 29.6
No. Langkah Acuan Perhitungan Hasil

30. reference
1. 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, DAN
4. 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. (3) Temperatur siang hari, Tsh
Tsh = 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, bo
Laju produksi biomassa kotor maksimum, bgm
Bgm = F bo [1 + 0,025 (Pm – 20)] + (1 – F) bc [1 + 0.01 (Pm – 20) untuk
ILD > 5 (10.6)
(5) Indeks Luas Daun
Harga faktor koreksi ILD, K ILD
KILD = 0,299 ILD0,825 (10.7)

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)