gandum 4

gandum 4

  Mei 10, 2023    video bobo

---

ogis bagian

yang diperlakuan. Objek perlakuan mutagen kimia pada umumnya berupa biji

atau benih dengan merendam ke dalam larutan mutagen kimia lalu mengocok,

mencuci dan menanamnya. Bagian tanaman yang lain seperti tunas, stek,

tanaman dan bagian tanaman lain dapat ditumbuhkan, sukar diperlakukan

dengan mutagen kimia dan hasilnya sering kurang memuaskan. Oleh karena

itu, pemakaian  mutagen kimia pada tanaman yang membiak vegetatif kurang

dianjurkan.

APLIKASI TEKNOLOGI MUTASI PADA PEMULIAAN

TANAMAN GANDUM

Pemuliaan mutasi dimulai sejak ditemukannya sinar X, gamma dan neutron

100an tahun yang lalu dan menjadi alternatif teknologi dalam perbaikan sifat

utama tanaman (Ahloowalia 2001). Semula, pemulia tanaman menganggap

bahwa mutasi induksi merupakan teknik pemuliaan yang kurang meyakinkan.

Namun, seiring dengan berkembangnya bioteknologi, keberhasilan regenerasi

sel berdasarkan teori totipotensi sel, dan terbentuknya variasi somaklonal, mutasi

induksi merupakan alternatif teknik pemuliaan tanaman yang menjanjikan.

Penerapan mutasi induksi di negara kita  dimulai pada tahun 1967 setelah

berdirinya instalasi sinar Co 60 di Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi. Program

pemuliaan mutasi secara intensif dimulai pada tahun 1972 dengan bantuan

teknik dari International Atomic Energy Agency (IAEA) yang berpusat di Wina

(Hendratno dan Mugiono 1996). Prioritas kegiatan diarahkan pada perbaikan

varietas padi, yakni umur genjah, tahan patogen, toleran kekeringan, dan kualitas

beras yang disenangi konsumen.

Pemuliaan mutasi pada gandum di laboratorium Brookhaven National,

Upton New York, Amerika Serikat, menggunakan biji gandum kadar air 11% dan

sinar X dengan dosis 150-250 Gy sinar-X atau 8,38 x 1012 Nth/cm2 Nth. Turunan

M2

 dianalisis secara kimia dan fisika, dan menghasilkan beberapa mutan yang

berbeda sifat khlorofilnya (Mugnozza et al. 1993). Perbaikan sifat gandum

menggunakan iradiasi sinar gamma telah berhasil di beberapa negara,

diantaranya Argentina (1 mutan), Chili (1 mutan), Cina (124 mutan), Bulgaria (2

mutan), Finlandia (1 mutan), Jepang (2 mutan), Jerman (2 mutan), Rusia (36

mutan), India (4 mutan), Hongaria (1 mutan), Irak (60 mutan), Italia (2 mutan),

Swiss (1 mutan), Mongolia (3 mutan), Amerikan (3 mutan) dan Pakistan (6

mutan). Mutan gandum yang pertama tahun 1966 terhadap biji dengan iradiasi

sinar X, J, â, laser, neutron cepat, EI, MNH dan sinar gamma meningkatkan

produksi, umur genjah, toleran suhu dingin, tahan patogen, tahan rebah, lebih

kerdil dan kualitas biji lebih baik (Cheng et al.1990, Vrinten et al. 1999).

Mekanisme Pewarisan Gen Mutasi

Perlakuan dengan mutagen fisik (pengion) maupun mutagen kimia dapat

memicu  mutasi karena secara langsung bereaksi dengan DNA. DNA

merupakan polimer dari nukleotida yang terkait antara satu dengan yang lain

melewati kelompok fosfat. Dalam struktur model DNA terdapat ikatan fosfat￾gula (-P-S-P-S-) sebagai tulang punggung dan ikatan adenin – timin (A-T) dan

guanin-sitosin (G-S) sebagai rantai nukleotida. Akibat mutagen dapat terjadi

kesalahan penerjemahan pada rantai nukleotida sehingga terjadinya mutasi.

Akibat kesalahan penerjemahan pada rantai nukleotida, atau terjadinya

pemutusan kromosom memicu  peningkatan keragaman genetik pada

individu turunan. Berdasarkan penelitian Manjaya dan Nandanwar (2007),

dengan dosis penyinaran sinar gamma 250 Gy berhasil menginduksi terjadinya

mutasi dan memicu  terjadinya keragaman genetik pada kedelai cv JS 80-

21. Dosis iradiasi optimal berbeda untuk tiap kultivar kedelai yang ada.

Generasi keturunan tanaman mutan yang diperlakukan dengan mutagen

disimbolkan dengan M1

, M2

, M3

, dan seterusnya untuk membedakan dengan

generasi hibridisasi yang disimbolkan dengan F1

, F2

, F3

 dan seterusnya. Hanya

mutan gen dominan yang terekspresikan pada generasi M1

. Mutasi pada sel

somatik akan membentuk jaringan kimera, yaitu keturunan sel-sel mutan dan

sel-sel normal akan membentuk jaringan genotipe dengan susunan berbeda.

Tanaman M1 biasanya bersifat kimerik, melalui pertumbuhan tanaman M1

,

kesempatan kompetisi antara mutan dan nonmutan terjadi (Nasir 2002

Aplikasi Teknologi Iradiasi Sinar Gamma pada Pemuliaan Mutasi

Gandum Tropis

usaha  perbaikan sifat dan peningkatan keragaman genetik tanaman gandum

di negara kita  selama ini hanya bertumpu pada introduksi galur-galur homosigot

atau yang telah dilepas sebagai varietas di negara tertentu. Gandum pada

dasarnya merupakan tanaman subtropik yang diusaha kan untuk

dikembangkan di daerah tropik, khususnya di negara kita . Hal ini menjadi alasan

rendahnya keragaman genetik tanaman gandum di negara kita . Peningkatan

keragaman genetik tanaman gandum yang telah diintroduksi dapat dilakukan

melalui hibridisasi dan mutasi. Pada umumnya mutagen fisik dapat

memicu  mutasi pada tahap kromosom, sedangkan mutagen kimia

umumnya memicu  mutasi pada tahapan gen atau basa nitrogen (Aisyah

2006).

Perbaikan genetik gandum tropis melalui program pemuliaan telah berjalan

dan memperlihatkan hasil yang cukup baik, berasal dari pemuliaan melalui

persilangan dan pemuliaan mutasi (mutasi biji dan variasi somaklonal) (Nur et

al. 2013a).

Pemuliaan gandum tropis dengan teknik mutasi berpeluang meningkatkan

keragaman genetik dan diharapkan mampu meningkatkan potensi genetik

gandum. Faktor yang mendukung keberhasilan perakitan gandum tropis toleran

suhu tinggi dan berdaya hasil tinggi adalah: (1) adanya keragaman genetik yang

luas; (2) respon dan mekanisme toleransi gandum terhadap lingkungan

berelevasi rendah diketahui dengan jelas; (3) metode rekombinasi genetik yang

tepat; (4) populasi bersegregasi; (5) metode seleksi yang tepat dalam

mengidentifikasi genotipe yang diharapkan.

Pemuliaan mutasi gandum tropis menggunakan mutagen iradiasi sinar

gamma telah diaplikasikan di negara kita  sejak tahun 1983 oleh Badan Tenaga

Atom Nasional (BATAN- PATIR). Dr. Knut Mikaelsen, pakar pemuliaan mutasi

dari Badan Tenaga Atom Internasional (IAEA), memperkenalkan benih dua

varietas gandum tropis asal CIMMYT Meksiko, yaitu Sonalika dan SA-75 yang

telah diiradiasi. Namun saat ini terbatas untuk mendapatkan galur-galur mutan

dengan daya hasil tinggi pada ketinggian > 1.000 m dpl. Dengan perlakuan

mutagen iradiasi sinar gamma menghasilkan beberapa galur mutan dan satu

varietas yang dilepas pada tahun 2013 dari galur mutan CBD-17 dengan nama

varietas Ganesha. Penelitian mutasi gandum tropis sejak tahun 2009 diarahkan

untuk mendapatkan galur-galur mutan potensial yang beradaptasi pada dataran

yang lebih rendah dan toleran suhu tinggi. Penelitian pemuliaan mutasi dengan

mutagen iradiasi sinar gamma diawali dengan mempelajari respons atau

sensitivitas tanaman gandum terhadap iradiasi gamma untuk tujuan pemuliaan

mutasi tanaman lebih lanjut (Gambar 2). Hasil penelitian menyimpulkan bahwa

dosis optimal iradiasi gamma dalam pemuliaan gandum berkisar antara 200-

350 Gy (Soeranto 1997, Soeranto et al. 2002). Dosis optimal adalah dosis iradiasi

gamma yang dapat menimbulkan keragaman genetik tertinggi pada generasi

kedua setelah perlakuan iradiasi (M2). Tahapan pemuliaan mutasi pada biji

1.

Dari penelitian yang sama diketahui dosis iradiasi sinar gamma 0–700 gy

memperlihatkan daya kecambah yang lebih baik pada dosis100 gy, 200 gy dan

300 gy dibanding kontrol (tidak diiradiasi sinar gamma) (Gambar 2). Beberapa

hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan iradiasi dengan dosis rendah

dapat memperbaiki perkecambahan benih dan menstimulasi perkecambahan

gandum dan barley (Sheppard 1986a, Sheppard 1987b). Penelitian lainnya

menggunakan dosis dengan kisaran 1-4 krad juga memberikan hasil yang sama,

yaitu menstimulasi perkecambahan gandum dan barley, dimana daya

berkecambah menurun dengan meningkatnya dosis radiasi. Kecenderungan

yang sama juga ditunjukkan oleh karakter tinggi bibit (Khanna 1986). Dosis 400

dan 500 gy memperlihatkan pertumbuhan kecambah gandum mulai menurun

dan pada umur 30 HST tidak memperlihatkan perkembangan yang lebih baik

Aplikasi Pemuliaan Mutasi Gandum Tropis Melalui Variasi Somaklonal.

Proses mutasi alami (spontan) biasanya sangat jarang dengan frequensi 10-6-

10-7 sehingga perlu mutagen untuk menginduksi frekuensi dan kecepatan

mutasi tanaman. Salah satu mutagen yang paling potensial, efektif, dan banyak

digunakan pada berbagai jenis organisme mulai dari virus sampai mamalia

adalah mutagen kimia EMS (Ethylene methane sulphonat) (Chopra 2005,

Medina et al. 2005, Sega 1984). EMS sering digunakan dalam penelitian karena

mudah diperoleh, murah, dan tidak bersifat mutagenik setelah terhidrolisis

(Natarajan 2005). EMS pada umumnya memicu  mutasi titik yaitu

terjadinya delesi pasangan basa tertentu dalam kromosom. Senyawa EMS

merupakan senyawa alkali yang efektif sebagai mutagen untuk tanaman tingkat

tinggi (Greene et al. 2003) dan dapat mengubah lokus tertentu tanpa

menginduksi sejumlah besar mutasi yang terpaut dengan lokus ini .

Tahapan pemuliaan mutasi gandum dengan variasi somaklonal dengan mutagen

kimia EMS (Ethylene methane sulphonat) disajikan pada Gambar 3.

Keragaman somaklonal adalah keragaman genetik yang dihasilkan melalui

kultur jaringan (Scowcroft 1985). Menurut Wattimena (1992), keragaman

somaklonal berasal dari keragaman genetik eksplan dan terjadi dalam kultur

jaringan. Keragaman pada eksplan disebabkan oleh adanya sel-sel bermutasi

maupun polisomik dari jaringan tertentu. Keragaman genetik yang terjadi dalam

kultur jaringan disebabkan oleh penggandaan kromosom (fusi endomitosis),

perubahan struktur kromosom (pindah silang), perubahan gen dan sitoplasma

(Evans and Sharp 1986, Ahlowalia 1986).

Keragaman somaklonal merupakan mutasi in vitro yang dapat ditingkatkan

frekuensi mutan somaklon melalui pemberian mutagen fisik (Ahloowalia and

Maluszynski 2001). pemakaian  mutagen fisik seperti iradiasi sinar gamma pada

kultur in vitro telah dilaporkan pemakaian nya dalam usaha  mendapatkan

keragaman somaklon dengan berbagai karakter unggul yang diinginkan

(Ahloowalia 1990). Iradiasi sinar gamma dilakukan pada sel-sel yang masih aktif

membelah seperti kalus karena sensitif terhadap iradiasi sinar gamma.

Pemberian iradiasi sinar gamma dengan dosis 10-100 Gy pada kalus dapat

meningkatkan keragaman somaklonal (Harten 1998).

Perbaikan Genetik Gandum dengan Metode Shuttle Breeding

Pemuliaan dengan teknik mutasi dapat digabungkan dengan metode shuttle

breeding, yang merupakan salah satu metode dalam program pemuliaan

tanaman yang betujuan untuk merakit varietas tanaman pada lingkungan

dengan cekaman biotik maupun abiotik pada wilayah yang luas. Metode ini

pada awalnya dikembangkan antarinstansi. Penelitian sejumlah materi genetik

yang mempunyai potensi mengatasi masalah dikirim ke suatu wilayah, kemudian

dievaluasi secara sistematik dengan melibatkan berbagai pihak. Materi genetik

yang mampu bertahan dalam lingkungan seleksi selanjutnya dikembangkan,

sedangkan materi genetik lainnya dikembalikan ke institusi penyelenggara

pemuliaan untuk keperluan perbaikan genetik. Materi genetik yang telah

diperbaiki dikirimkan kembali ke wilayah bermasalah untuk mengetahui respons

seleksi tahap lanjut. Proses ini  dapat terjadi berulang-ulang hingga

diperoleh satu atau dua materi genetik yang mantap untuk mengatasi suatu

masalah. Tahapan seleksi pemuliaan mutasi menggunakan biji dan variasi

somaklonal dengan mutagen iradiasi sinar gamma melalui metode shuttle

breeding disajikan pada Gambar 4 dan 5.

Kelebihan metode shuttle breeding dalam merakit varietas untuk lingkungan

dengan cekaman tertentu menghasilkan materi genetik yang dapat digunakan

dan dipertahankan jika salah satu lingkungan (cekaman sangat tinggi)

memicu  materi genetik mati dan lingkungan optimal digunakan sebagai

backup materi genetik. Seleksi langsung pada lingkungan dengan cekaman

tertentu berpotensi memaksimalkan ekspresi gen-gen yang dapat

mengendalikan daya hasil maupun daya adaptasi tanaman terhadap cekaman

lingkungan (Ceccareli et al. 2007).

Kegiatan shuttle breeding menggunakan materi generasi awal dari program

pemuliaan. Seleksi tahap pertama dilakukan oleh pemulia untuk memilih individu

tanaman atau sekelompok tanaman yang memiliki karakter unggul berdasarkan

penilaian tertentu. Seleksi selanjutnya dilaksanakan berdasarkan cekaman pada

lingkungan target. Seleksi generasi selanjutnya dilakukan dengan

mengembalikan individu pada lingkungan optimal yang bertujuan untuk

perbanyakan benih untuk seleksi yang lebih luas. Hal ini dilakukan berulang￾ulang hingga didapatkan materi genetik yang betul-betul toleran terhadap

lingkungan bercekaman.

Gandum (Triticum aestivum L) berperan sebagai sumber pangan di beberapa

belahan dunia. Pada tahun 2010, produksi gandum dunia 651 juta ton, sehingga

merupakan tanaman sereal ketiga setelah jagung (844 juta ton) dan beras (672

juta ton) (Farmers Weekly 2010).

Gandum adalah sumber protein nabati, kadar proteinnya lebih tinggi dari

jagung dan beras. Di negara kita , gandum telah diuji adaptasi di beberapa provinsi,

antara lain Sulawesi Selatan (Malino), Jawa Timur (Tosari), Jawa Tengah

(Salatiga), dan Sumatera Barat (Sukarami). Gandum dapat tumbuh pada

lingkungan suhu udara 4-310

C dengan suhu optimum rata-rata 200

C (Fischer

1980). Suhu tinggi pada pembungaan pada umumnya berpengaruh buruk

terhadap proses pengisian biji. Secara umum gandum membutuhkan air dan

kelembaban lebih rendah dibandingkan  tanaman pangan tropis. Curah hujan ideal

berkisar antara 640-890 mm per tahun dengan dua bulan kering (100-150 mm)

sejak sebulan sebelum tanaman siap dipanen.

Dalam sistem produksi tanaman, benih merupakan input yang paling penting

untuk mendapatkan hasil optimal yang memerlukan perhatian dan investasi

khusus, yang tidak dapat dipenuhi hanya dari sektor publik. Meskipun biaya

untuk benih hanya 5-10% dari total biaya produksi, peningkatan hasil panen 20-

30% dapat diperoleh dengan pemakaian  benih bermutu (Gupta 2013).

Pengelolaan tanaman untuk produksi biji relatif sama dengan produksi

benih, kecuali beberapa hal yang menjadi perhatian utama dalam produksi

benih gandum, antara lain takaran benih lebih rendah untuk meningkatkan

multiplikasi, menyisakan lahan/ruang di lapangan untuk proses roguing

(membuang tanaman menyimpang) dan inspeksi lapangan, menghindari

pemberian hara nitrogen secara berlebihan untuk menghindari tanaman rebah

di lapangan, dan pencegahan hama dan penyakit tanaman terbawa benih (seed

borne disease). Produksi benih berbeda dengan produksi biji gandum dalam

beberapa hal, seperti persyaratan lahan untuk lokasi produksi benih, isolasi,

roguing, kontaminasi, mengikuti persyaratan standar administrasi dan teknis di

masing-masing wilayah produksi benih.

Beberapa penelitian telah dilakukan dengan tujuan untuk meningkatkan

produktivitas gandum melalui perbaikan genetik dan pengelolaan agronomis.

Untuk memperoleh pertumbuhan dan perkembangan tanaman yang baik,

beberapa tahapan dalam pengelolaan tanaman menjadi pertimbangan utama.

Pengelolaan benih gandum mencakup keseluruhan aspek produksi secara

teknis di lapangan dan mutu di laboratorium dan secara administratif untuk

memperoleh standar mutu.

Makalah ini membahas teknik produksi, faktor yang mempengaruhi mutu

fisiologi benih, pengembangan dan distribusi benih gandum.

TEKNIK PRODUKSI BENIH GANDUM

Dalam sistem produksi benih gandum, dua aspek yang menjadi persyaratan

utama adalah standar lapangan dan laboratorium. Standar lapangan: isolasi

jarak 5 m untuk benih penjenis, 5 m untuk benih dasar, dan 4 m untuk benih

pokok dan benih sebar, tipe simpang maksimal 0,05% untuk benih dasar dan

0,10% untuk benih pokok dan benih sebar. Penyakit yang ada maksimal 0,05%

untuk benih dasar dan 0,10% untuk benih pokok dan benih sebar. Standar

laboratorium: benih murni minimum 98%, materi lain maksimum 2%, jumlah

benih tanaman lain maksimum 10/kg benih, jumlah benih varietas lain

maksimum 20/kg benih, benih berpenyakit maksimum 0,04%, daya

berkecambah minimum 85%, kadar air maksimum untuk wadah yang tidak

kedap udara 12% dan wadah kedap udara 8% (Balitsereal 2014).

Gandum diklasifikasikan sebagai tanaman yang menyerbuk sendiri (self￾pollinated crop). Jumlah tanaman yang menyerbuk silang bervariasi, umumnya

berkisar antara 1-4% melalui bantuan angin (Doerfler 1976). Oleh karena itu,

standar lapangan diperlukan dalam produksi benih gandum untuk menjamin

kemurnian benih dari kontaminasi fisik di lapangan. Selain diperlukan untuk

menjamin kemurnian fisik dan genetik benih, standar laboratorium juga

diperlukan untuk menjamin mutu fisiologis benih sehingga memiliki daya

tumbuh yang tinggi, lebih vigor, dan tahan terhadap organisme pengganggu

tanaman.

Dalam produksi benih gandum, ada tiga hal yang menjadi perhatian: (1)

kualitas benih harus lebih baik dibandingkan  kualitas biji. Oleh karena itu, perhatian

dan input diberikan dalam sistem produksi benih lebih besar dibandingkan

dengan sistem produksi biji; (2) kesuburan lahan lebih seragam untuk

memudahkan seleksi dan rouging terhadap tipe tanaman yang menyimpang

(off type); dan (3) fasilitas pendukung tersedia pada saat dibutuhkan, seperti

tenaga kerja roguing, pemeliharaan tanaman, panen, prosesing dan

penyimpanan hasil.

Pemilihan Lokasi

Tanaman untuk produksi benih harus memberikan hasil yang tinggi agar kualitas

benihnya prima. Tempat produksi benih memiliki temperatur malam 150

C dan

pada siang hari 26-280

-

C, tanah remah dan subur, pada waktu tanam masih ada

curah hujan atau dapat diairi, pada waktu menjelang panen tidak ada hujan.

Keadaan yang demikian dapat ditemukan pada dataran tinggi yang biasa

ditanami sayur-sayuran. Bekas tanaman sayuran memiliki tanah yang subur

karena memanfaatkan sisa pupuk organik yang diberikan sebelumnya.

Satu lokasi disarankan hanya satu varietas, untuk menghindari campuran

dari varietas lain yang terjadi pada waktu panen, pengangkutan, prosessing

benih. Apabila satu lokasi untuk dua atau lebih varietas maka jarak antara blok

minimal 3 m, karena walaupun gandum termasuk tanaman silang diri tetapi

masih ada penyerbukan silang yang pada umumnya kurang dari 2%. Tanaman

terdahulu sebaiknya bukan bekas pertanaman gandum dari varietas yang

berbeda, untuk menjaga sisa-sisa biji yang dapat berkecambah kembali, lahan

sebaiknya dibajak dan digaru ulang.

Pengolahan Tanah

Tanah diolah sampai gembur, diratakan dan dibuat bedengan dengan lebar 2-

3 m, dan antar bedengan dibuat saluran. Pembuatan bedengan bertujuan untuk

memudahkan penyiangan, pengairan dan roguing, dan pemeliharaan lainnya.

Apabila di areal tanaman banyak tumbuh gulma maka perlu disemprot terlebih

dahulu dengan herbisida seperti paraquat diklorida, glifosat, dan herbisida

lainnya. Setelah itu tanah baru diolah. Kesuburan tanah dalam satu bedeng

hendaknya seragam untuk memudahkan menentukan tanaman tipe simpang.

Apabila tanah tidak seragam kesuburannya maka ada kemungkinan perbedaan

tinggi tanaman, yang dapat menimbulkan kesalahan pada pencabutan tipe

tanaman simpang.

Penanaman

Untuk mencapai hasil yang tinggi penanaman harus tepat waktu sehingga

pembijian jatuh pada saat curah hujan sudah berkurang. Hujan yang terlalu

banyak waktu pembijian memicu  biji banyak yang hampa dan mudah

terinfeksi cendawan (Murray et al. 1998, Hamdani 2004).

Penyiapan Benih

Benih yang digunakan untuk produksi benih sebaiknya bermutu (genetik, fisik,

fisiologis). Benih sumber yang digunakan untuk perbanyakan benih kelas di

bawahnya biasanya disimpan dalam gudang penyimpanan untuk jangka waktu

tertentu, sehingga dalam kondisi tertentu dapat memicu  menurunnya

vigor benih. Demikian juga kondisi lapangan yang tidak optimum, dapat

memicu  rendahnya persentase tanaman tumbuh.

Beberapa hasil penelitian menunjukkan pengaruh positif perlakuan priming/

invigorasi benih terhadap peningkatan viabilitas dan vigor awal benih di lapangan

(Heydecker and Coolbear 1977). Priming ialah proses yang mengontrol hidrasi/

dehidrasi benih untuk proses-proses metabolik yang berlangsung sebelum

terjadinya perkecambahan. Khan et al. (1992) menyatakan priming dapat

meningkatkan daya berkecambah, kecepatan tumbuh kecambah, memperbaiki

vigor tanaman dan hasil biji. Selanjutnya Soon et al. (2000) menyatakan bahwa

priming dengan menggunakan air (hydropriming) meningkatkan daya

berkecambah benih di lapangan. Hasil penelitian Arief et al. (2012) pada gandum

varietas Nias dan Dewata, menunjukkan adanya pengaruh positif perlakuan

priming dengan menggunakan air, larutan KCl, CaCl2

 terhadap peningkatan

daya berkecambah, kecepatan tumbuh, bobot kering per kecambah dan

panjang akar primer (Tabel 1).

Hal ini sejalan dengan hasil penelitian Farooq et al. (2006) yang menyatakan

pemakaian  CaCl2

 dan KCl dalam priming benih memicu  terjadinya

perubahan fisiologi pada benih dan meningkatkan hidrolisis pati dan gula yang

digunakan untuk menambah cadangan makanan embrio, sehingga

pertumbuhan kecambah lebih vigor, mempecepat pertumbuhan tanaman, dan

memperbaiki mutu dan hasil benih. Taiz dan Zeiger (2002) menyatakan bahwa

lebih tingginya efisiensi osmotik pada CaCl2

 dan KCl berkaitan dengan unsur

Ca2+ dan K+ yang mampu memerbaiki status air sel. Kedua unsur ini sekaligus

berfungsi sebagai kofaktor dalam berbagai aktivitas sejumlah enzim yang aktif

pada proses metabolisme cadangan makanan dan keluarnya radikal-radikal.

Meningkatnya aktivitas amilase, protease, dan lipase yang berperan aktif dalam

penguraian molekul-molekul besar untuk pertumbuhan dan perkembangan

embrio berakibat pada makin cepatnya pertumbuhan kecambah (Farooq et al.

2006).

Jumlah/Takaran Benih

Takaran benih yang optimum bervariasi, bergantung pada varietas, lokasi dan

cara penanaman. Nelson (1986) mengemukakan bahwa untuk produksi benih,

sebaiknya menggunakan benih dengan takaran rendah untuk meningkatkan

multiplikasi, namun menurunkan hasil benih per unit luas lahan (Tabel 2).

Tingginya multiplikasi meningkatkan “hasil benih” (dalam arti lebih banyak benih

yang dipanen untuk setiap kg benih yang ditanam) dan petani akan memperoleh

lebih banyak keuntungan. Takaran benih yang rendah tidak hanya meningkatkan

multiplikasi, namun juga memperbaiki mutu benih, jumlah tanaman yang lebih

sedikit per unit lahan memberi peluang bagi tanaman untuk memperoleh hara

lebih baik, sehingga tanaman dapat menghasilkan benih bermutu.

Meskipun multiplikasi semakin meningkat dengan rendahnya takaran benih,

secara praktis takaran benih rendah tidak dapat digunakan untuk produksi

benih secara luas, karena akan meningkatkan risiko kehilangan hasil, terutama

akibat cekaman lingkungan.

Kebutuhan benih untuk setiap hektar lahan adalah 100 kg dengan daya

kecambah 100%, bebas dari hama penyakit, dan kemurniannya terjamin. Apabila

daya tumbuh kurang maka jumlah benih harus ditambah. Pada daya tumbuh

benih 80% dan 90%, jumlah benih yang digunakan masing-masing menjadi 125

dan 110 kg/ha. Jarak antara barisan 25 cm, biji disebar dalam barisan, dan takaran

2,5 g per m baris. Apabila bobot 1000 biji sekitar 40 g maka dalam 1 m baris ada

sekitar 60 biji. Barisan tanaman dibuat dengan cara larikan sedalam ± 5 cm dan

benih disebar merata dalam larikan dan ditutup dengan tanah. Hasil penelitian

Hamdani (2004) menunjukkan jarak antara varietas minimum 3 m, untuk

menghindari persilangan antar varietas dan tercampurnya satu varietas dengan

varietas yang lain pada saat panen. Herbisida pratumbuh dapat digunakan untuk

mencegah tumbuhnya gulma sehingga gandum dapat tumbuh baik.

Ukuran benih

Ukuran benih gandum berkorelasi positif dengan vigor benihnya. Benih gandum

berukuran besar menghasilkan kecambah yang lebih vigor dibanding benih

berukuran kecil (Ries dan Everson 1973). Arief dan Pabendon (2011)

mengemukakan gandum ukuran biji besar mempunyai daya berkecambah,

kecepatan tumbuh, bobot kering kecambah yang lebih tinggi dibandingkan

dengan biji gandum ukuran kecil pada varietas yang sama. Selanjutnya Singh

dan Kailasanathan (1976) mengemukakan hasil benih gandum ukuran biji besar

lebih tinggi dibanding ukuran biji kecil. Khah et al. (1989) menyatakan benih

gandum bervigor rendah menghasilkan persentase tumbuh dan hasil benih

yang lebih rendah. Hasil penelitian Arief dan Pabendon (2010) menunjukkan

benih gandum varietas Dewata berukuran kecil memberikan hasil yang lebih

tinggi dari benih berukuran besar.

Pemupukan, Penyiangan, dan Pengairan

Takaran pupuk yang digunakan adalah 120-135 kg N, 50-72 kg P2

O5

 dan 50 kg

K2

O, bergantung pada tingkat kesuburan lahan produksi benih. Pupuk P dan K

diberikan seluruhnya pada waktu tanam atau paling lambat 10 hari setelah

tanam (HST). Pupuk N dapat diberikan dua kali, yaitu pada waktu tanam dan

umur 30 HST, masing-masing 1/3 dan 2/3 bagian. Pemberian pupuk dua kali

atau lebih dianjurkan apabila gandum ditanam pada musim kemarau sehingga

kehilangan pupuk lebih sedikit. Pupuk diberikan secara larikan, ± 10 cm di

samping tanaman, dan ditutup dengan tanah.

Tanaman harus bersih dari gulma, gangguan gulma pada tahap  vegetatif dapat

menurunkan hasil sampai 50%. Apabila tidak menggunakan herbisida

pratumbuh maka tanaman disiangi pada umur 15 dan 30 HST. Apabila masih

banyak rumput, tanaman disiangi lagi menjelang berbunga.

Apabila tidak ada hujan maka pengairan dilakukan melalui antara bedengan

sehingga tanah menjadi cukup lembab, dengan cara ini pengairan dilakukan

tiap 3-4 minggu sekali. Tanaman dapat pula diairi dengan springkle, dan jumlah

pengairan bergatung pada besarnya air. Pengairan menambah biaya sehingga

gandum perlu ditanam pada waktu masih ada hujan, yaitu pada bulan Maret￾April.

Pengendalian Hama dan Penyakit

Pengendalian hama utama tanaman gandum dilakukan dengan penanaman

varietas tahan atau menggunakan pestisida carbamyl, carbofuran, dan

deltametrin. Untuk mengurangi tingkat penularan penyakit dapat digunakan

fungisida ditiokarbamat.

Isolasi

Isolasi dalam produksi benih gandum bertujuan agar tanaman terbebas dari

kontaminasi (genetik, fisik, dan patologik). Kontaminasi dapat dikurangi atau

dicegah dengan tidak menanam tanaman pada lahan yang telah ditanami

gandum dari varietas berbeda. Jarak minimum isolasi yang disyaratkan dalam

produksi benih gandum bergantung pada aturan sertifikasi benih dari tiap negara

dan kelas benihnya.

Gandum merupakan tanaman menyerbuk sendiri, penyerbukan silang

hanya terjadi 1-4% (Doerfler 1976). Meskipun demikian, risiko genetik akibat

penyerbukan silang sangat kecil. Isolasi hanya diperlukan untuk meminimalkan

kontaminasi fisik. Sebagai gambaran, jarak minimum isolasi yang disyaratkan di

beberapa negara disajikan pada Tabel 3.

Dalam produksi benih gandum, isolasi jarak lebih penting digunakan pada

tanaman peka terhadap penyakit tertentu, misalnya karat. Di India, Agrawal

(1993) melaporkan bahwa produksi gandum kelas benih dasar dan bersertifikat

diisolasi sejauh 150 m dari tanaman yang terinfeksi penyakit karat 0,1-0,5%. Di

Maroko, jarak isolasi minimal 150 m dari tanaman yang terinfeksi karat untuk

kelas benih penjenis infeksi 0,1%, benih dasar 0,2%, benih bersertifikat grade 1,

terinfeksi 0,3%, dan benih bersertifikat grade 2, terinfeksi 0,5% (WANA secretariat

1995). Agar lebih aman dari kontaminasi, sebaiknya produksi benih untuk satu

varietas terpisah dari varietas lainnya.

Roguing

Roguing ialah kegiatan mengeluarkan tipe tanaman yang tidak sesuai dari lahan

produksi benih. Roguing bertujuan untuk mempertahankan kemurnian benih

dari aspek genetik, fisik, fisiologis varietas dan spesies tanaman agar benih

terbebas dari penyakit terbawa benih (seed borne disease).

 Tanaman yang tidak sesuai ialah: (i) tanaman tipe simpang (off-types) dari

satu varietas yang sama; (ii) varietas lain dari spesies yang sama; (iii) spesies

tanaman lain yang memiliki sifat  benih dan tipe pertumbuhan tanaman

serupa; (iv) gulma; dan (v) tanaman yang terinfeksi dengan penyakit terbawa

benih. Tipe simpang dapat dilihat dari jumlah anakan, umur berbunga, tinggi

tanaman, tanaman terserang hama dan penyakit. Umur berbunga juga

dipengaruhi oleh kelembaban dan jika kelembaban tanah tinggi maka umur

berbunga meningkat.

Waktu roguing terbaik dilaksanakan pada saat keluar malai (heading) dan

tahap  pemasakan (maturity), karena pada saat ini tanaman tipe simpang dan

tanaman yang terinfeki penyakit lebih mudah diidentifikasi. Pelaksanaan roguing

di lapangan sebaiknya dilakukan secara seksama dan hati-hati. Jika tanaman

tipe simpang tetap dibiarkan di lapangan dan terbawa hingga panen sulit

memisahkannya pada saat prosesing (Agrawal and Gupta 1989).

Panen dan Perontokan

Waktu Panen

Panen dilakukan pada saat tanaman telah menunjukkan tanda-tanda siap di

panen, yaitu biji telah cukup masak, sudah keras dan bila digigit tidak keluar

cairan. Batang dan daun kelihatan kuning dan berwarna putih keabu-abuan,

demikian juga kelopak buah. Panen sebaiknya jangan ditunda. Kelambatan

panen 5-10 hari dapat memicu  kehilangan hasil 2-5% tiap hektar, terutama

pada gandum yang mudah rontok. Gandum dipanen pada kadar air biji 20-22%

(Gupta et al. 1999). Untuk benih, biji dikeringkan sampai mencapai kadar air 9-

10%.

Perontokan dan Pengeringan

Tanaman yang sudah dipanen dikeringkan hingga mencapai kadar air 15-18%.

Pada kadar air biji di bawah 15% terjadi kerusakan benih akibat retak. Sebaliknya,

jika kadar air biji masih di atas 18% berpeluang terjadinya kerusakan mekanis.

Kerusakan mekanis berpengaruh terhadap daya berkecambah dan vigor benih

dan memudahkan terjadinya infeksi jamur. Setelah panen, gandum langsung

dikeringkan dan dilepaskan bijinya menggunakan thresher. Pada kondisi

tertentu, seperti panen pada musim hujan, gandum ditumpuk dan

pengeringannya tidak sempurna sehingga terjadi penurunan mutu fisik dan

fisiologis benih.

Penyimpanan

Benih gandum yang disimpan di dalam gudang tidak diletakkan langsung di

atas lantai, tetapi di atas rak kayu yang sudah tertata rapi. Penyimpanan benih

dalam kemasan/wadah/plastik kedap udara dalam gudang berdinding tembok

dan tidak bersentuhan langsung dengan lantai gudang mempertahankan daya

berkecambah benih varietas Nias dan Dewata di atas 90% setelah disimpan 18

bulan (Arief et al. 2013). Penyimpanan benih terbaik ialah dalam wadah kedap

udara dan terdapat kontrol kelembaban dan suhu ruang simpan. Hasil penelitian

penyimpanan benih gandum disajikan pada Gambar 1.

Klas Benih Gandum

Benih penjenis adalah benih pemulia yang diproduksi di bawah pengawasan

pemulia tanaman, dan merupakan benih sumber untuk perbanyakan benih

dasar dengan warna label kuning. Benih dasar merupakan keturunan pertama

dari benih penjenis yang diproduksi di bawah bimbingan yang intensif dan

pengawasan yang ketat dari pemulia atau pengawas benih, sehingga kemurnian

varietas dapat terpelihara dengan warna label putih. Benih pokok merupakan

keturunan dari benih dasar yang diproduksi dan dipelihara sedemikian rupa,

sehingga identitas maupun tingkat kemurnian varietas memenuhi standar mutu

yang ditetapkan dan disertifikasi sebagai benih pokok dengan warna label ungu.

Benih sebar merupakan keturunan dari benih pokok yang diproduksi dan

dipelihara sedemikian rupa sehingga identitas dan tingkat kemurniannya dapat

dipelihara dan memenuhi standar mutu yang ditetapkan dan disertifikasi sebagai

benih sebar dengan warna label biru.

Pembagian kelas benih dalam produksi benih gandum di beberapa negara

disajikan pada Tabel 4.

Benih Penjenis

• Benih inti ditanam untuk menghasilkan benih penjenis.

• Plot terisolasi minimal 5 m dari plot tanaman gandum lainnya.

• Benih ditanam dalam larikan dengan takaran 50-100 kg/ha

• Saat tanaman berumur 2-4 minggu dilakukan seleksi vigor tanaman dengan

mencabut tanaman yang kerdil, lemah, pucat, bentuk menyimpang,

tumbuh di luar barisan, dan tertular penyakit. Saat itu juga dilakukan

penjarangan tanaman yang tumbuh lebih dari satu tiap rumpun atau terlalu

rapat

• Sebelum berbunga tanaman simpang telah dicabut.

• Selama pembungaan, tanaman diamati setiap hari untuk mengidentifikasi

dan mengeluarkan tanaman tipe simpang.

• Roguing terakhir dilaksanakan pada tanaman sebelum panen untuk

memastikan tidak ada lagi tanaman tipe simpang di lapangan.

• Tipe simpang maksimal tidak lebih dari 0,01%.

• Pada waktu panen dipilih malai terbaik, dikeringkan, diproses terpisah. Benih

yang berasal dari malai ini  merupakan benih inti untuk memproduksi

benih penjenis berikutnya. Sisa dari benih terpilih merupakan benih penjenis

yang digunakan untuk memproduksi benih dasar.

Benih Dasar

• Benih dasar ditanam dari benih penjenis pada lahan yang terisolasi minimal

5 m dari pertanaman gandum lainnya.

• Sebelum pembungaan lakukan roguing untuk memilah tanaman tipe

simpang.

• Sebelum panen dilakukan roguing terakhir untuk memastikan tidak ada

lagi tanaman tipe simpang.

• Tanaman tipe simpang maksimal tidak lebih dari 0,05% (Gupta et al. 1999).

Berlainan dengan benih inti dan benih penjenis, produksi benih dasar, benih

pokok dan benih sebar sebaiknya memerhatikan beberapa hal sebelum

produksi untuk memperoleh label benih sebagai berikut:

- Mengajukan ijin penangkaran ke Unit Pelaksana Teknis Daerah (UPTD) Balai

Pengawasan dan Sertifikasi Benih (BPSB).

- Setelah peninjauan lokasi oleh BPSB dan mendapat persetujuan baru

dilakukan penanaman.

- Sebelum peninjauan pertanaman oleh BPSB sebaiknya dilakukan roguing

untuk mengeluarkan tipe tanaman simpang.

- Menjelang panen, BPSB segera diberitahukan tentang mutasi calon benih,

kemudian disusul dengan surat permohonan pengambilan contoh benih

dan permintaan label.

Penanganan benih gandum dilakukan mulai dari saat penanaman hingga proses

panen dan prosesing. Setelah biji mencapai masak fisiologis, penurunan vigor

benih atau proses deteriorasi benih mulai berlangsung. Deteriorasi benih

mencakup hilangnya integritas membran sel, respirasi lebih lambat, tingginya

daya hantar listrik dari bocoran membran sel dan penurunan aktivitas enzim

yang dicerminkan oleh rendahnya persentase perkecambahan (Delouche and

Baskin 1973).

Beberapa faktor berpengaruh terhadap vigor benih antara lain genetik,

nutrisi tanaman induk, kondisi lingkungan tumbuh dan cuaca, waktu dan cara

panen, pengeringan dan prosesing, perlakuan terhadap benih, dan

penyimpanan (Harman and Stasz 1986, Adetunji 1991). Kondisi prapanen dan

penyimpanan yang tidak sesuai mempercepat proses deteriorasi benih yang

berpengaruh terhadap perkecambahan dan pertumbuhan tanaman di lapang.

Tekrony dan Egli (1991) menyatakan pertumbuhan kecambah yang lambat dan

pertumbuhan tanaman yang beragam merupakan indikasi rendahnya mutu

benih.

Mutu benih yang tinggi merupakan faktor penting dalam memeroleh

pertumbuhan tanaman yang baik. Benih dengan mutu fisiologis tinggi

menunjang perkecambahan dan pertumbuhan kecambah yang cepat

(Hampton and Coolbear 1990, Baalbaki and Copeland 1987) .

Panen pada musim kering memberi pengaruh yang baik terhadap mutu

benih, sebaliknya panen pada kondisi lembab dan basah menurunkan mutu

benih gandum dengan cepat. Hasil penelitian Arief et al. (2012) menunjukkan

gandum yang dipanen pada kondisi tidak hujan mempunyai daya berkecambah

di atas 90% setelah disimpan selama 18 bulan pada gudang penyimpanan dingin

(suhu 18-22oC). Selanjutnya hasil penelitian Arief et al. (2013) menunjukkan

pula bahwa gandum yang dipanen pada musim hujan, meskipun daya

berkecambah awalnya di atas 90%, namun daya hantar listrik air rendaman

benih sangat tinggi, lebih dari 40 uS/cm/g, yang menunjukkan telah terjadi

kebocoran membran sel. Setelah benih ini disimpan selama 10 bulan di gudang

penyimpanan dingin (suhu 18-22o

C), daya berkecambahnya menurun menjadi

sekitar 60%. Pengeringan benih sebaiknya dilakukan hingga mencapai kadar air

10-12%. Pada saat prosesing, semua kotoran benih dan benih yang tidak

seragam, dipilah untuk mencegah terjadinya kontaminasi fisik.

Penyimpanan benih ortodoks seperti gandum terletak pada pengaturan

kadar air dan suhu ruang simpan. Hal ini  sesuai dengan hasil penelitian

Harrington (1972) dan Delouche (1990). Namun, suhu hanya berperan nyata

pada kondisi kadar air di mana sel-sel pada benih memiliki air aktif (water activity)

yang memungkinkan proses metabolisme dapat berlangsung. Proses

metabolisme meningkat dengan meningkatnya kadar air benih, dan dipercepat

dengan meningkatnya suhu ruang simpan. Peningkatan metabolisme benih

memicu  kemunduran benih lebih cepat (Justice and Bass 1979). Kaidah

umum yang berlaku dalam penyimpanan benih menurut Matthes et al. (1969)

adalah untuk setiap 1% penurunan kadar air, daya simpan dua kali lebih lama.

Kaidah ini berlaku pada kisaran kadar air 5-14%, dan suhu ruang simpan tidak

lebih dari 40o

C.

Benih gandum yang dipanen pada musim hujan, lalu ditumpuk selama

beberapa waktu, meskipun diproses dan diturunkan kadar airnya hingga 10-

12%, tetap mempunyai mutu yang lebih rendah dibandingkan dengan benih

yang dipanen pada musim kering berdasarkan nilai daya hantar listrik air

rendaman benih yang lebih tinggi, yang mengindikasikan telah terjadi

peningkatan bocoran membran sel (Arief et al. 2013). Daya hantar listrik air

rendaman merupakan salah satu indikator tingkat kebocoran membran sel

benih, berkorelasi negatif dengan daya berkecambah dan kecepatan tumbuh

kecambah. Nilai daya hantar listrik meningkat dengan makin lamanya

penyimpanan, sedangkan daya berkecambah dan kecepatan tumbuh

kecambah semakin menurun seiring dengan semakin lamanya penyimpanan

benih.

PENGEMBANGAN DAN DISTRIBUSI BENIH GANDUM

Di beberapa negara, model pengembangan industri benih menurut Douglas

(1980) melalui empat tahap evolusi yang dicirikan oleh perbaikan teknologi dan

kompleksitas manajemen, sebagai berikut:

1. Pertama, petani menyimpan benih dengan memilah benih yang terbaik

secara visual dari pertanaman terdahulu untuk digunakan sebagai benih

pada musim tanam berikutnya atau saling bertukar benih dengan petani

lainnya.

2. Ke dua, pemerintah mengadakan penelitian perakitan dan pengembangan

varietas di lahan petani dan melibatkan petani dalam proses perbanyakan

dan distribusi benih.

3. Ke tiga, perusahaan benih swasta terlibat dalam industri benih dan

berinvestasi dengan mengadakan penelitian perakitan dan pengembangan

varietas, produksi, prosesing dan pemasaran benih.

4. Ke empat, perakitan varietas tanaman, produksi benih dan pemasaran telah

tertata dengan menggunakan teknologi terbarukan. Pemerintah dan swasta

bersinergi dalam proses produksi benih, pemasaran dan perdagangan

benih.

Pengembangan gandum di negara kita  belum meluas karena kondisi

lingkungan tumbuh yang tidak mendukung, sehingga penyediaan benihnya

masih dikelola oleh pemerintah. Peranan swasta dalam penyediaan benih belum

terlihat secara nyata, mengingat kebutuhan gandum terbesar oleh produsen

terigu diperoleh melalui impor. Perakitan varietas gandum oleh Badan Penelitian

dan Pengembangan Pertanian melalui Balai Penelitian Tanaman Serealia masih

berlangsung, dan perbanyakan benih gandum yang dikelola oleh Unit Pengelola

Benih Sumber, Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian ditempatkan di

lahan petani di Malino, Kab. Gowa, Propinsi Sulawesi Selatan. Benih yang

diperoleh dijadikan sebagai penyangga benih gandum nasional dan melayani

kebutuhan pengguna dari berbagai lapisan untuk penelitian, perbanyakan

benih, dan lain-lain. Pada tahun 2013 Balai Penelitian Tanaman Serealia telah

mendistribusikan benih gandum 2.584,5 kg yang terdiri dari 1.170,5 kg varietas

Nias, 1.239,5 kg varietas Selayar, dan 174,5 kg varietas Dewata kepada pengguna

yang tersebar di beberapa propinsi di negara kita .

KESIMPULAN

Pengelolaan benih gandum mencakup keseluruhan aspek, mulai dari proses

produksi, panen, dan penyimpanan hingga distribusi merupakan satu kesatuan

yang saling berpengaruh satu dengan lainnya. Produksi benih gandum seperti

halnya tanaman serealia lainnya mengutamakan aspek mutu yang tercermin

dalam setiap tahapan produksi mulai dari pemilihan benih sumber yang akan

digunakan, pemilihan lokasi penanaman, waktu produksi, teknik produksi yang

efektif dan efisien dan persyaratan laboratoium untuk menjamin mutu benih.

Mutu benih gandum yang telah disimpan akan mengalami penurunan yang

dipengaruhi oleh viabilitas dan vigor awal benihnya, kadar air awal sebelum

simpan, cara panen dan prosesing benih. Penyediaan benih sumber gandum

oleh Balai Penelitian Tanaman Serealia terus dilakukan hingga saat ini dan

benihnya telah didistribusikan ke beberapa wilayah di negara kita .

Dibandingkan dengan jagung dan padi, respon tanaman gandum terhadap

pupuk lebih rendah, tercermin dari rata-rata produktivitas gandum dunia pada

tahun 2013 yang hanya 3,2 t/ha. Produktivitas <4 t/ha lebih dominan yang

mencapai 78% dari luas pertanaman gandum dunia, 172 juta hektar. Produktivitas

gandum yang tinggi mencapai 7-9 t/ha di Perancis, Denmark, Inggris, Jerman,

Belanda, Irlandia, dan Selandia Baru. Di China, produktivitas gandum termasuk

sedang, 5 t/ha ( FAOSTAT 2015).

Laju pertumbuhan produksi gandum dunia pada awal revolusi hijau tahun

1965 hingga 1990 meningkat 3,3% per tahun, tetapi pada periode 1991-2012

rata-rata pertumbuhan produksi gandum hanya sekitar 1,0 persen pertahun.

Peningkatan produksi ini  terutama disebabkan oleh peningkatan

produktivitas. Pada periode 1961-1990 produktivitas gandum dunia meningkat

dari 1,2 t/ha menjadi 2,5 t/ha atau meningkat 2 kali lipat, sedangkan perluasan

areal tanam dari 207 juta ha menjadi 222 juta ha atau meningkat 6,7% (Gambar

1). Pada periode 1991-2013 produktivitas gandum meningkat dari 2,5 menjadi

3,2 t/ha, sedangkan luas tanam melandai. Peningkatan produktivitas yang tinggi

pada periode 1961-1990, karena kontribusi relatif varietas unggul baru tipe batang

pendek yang mempunyai potensi hasil lebih tinggi dibanding varietas

sebelumnya. Di samping itu, pemakaian  pupuk juga meningkat sama

mendukung pengembangan varietas tipe batang pendek ini . pemakaian 

pupuk untuk tanaman serealia (gandum, padi, sorgum, jagung, dan serealai

lainnya) pada awal revolusi hijau tahun 1961-1965 rata-rata 36,5 juta ton/tahun,

meningkat menjadi 133 juta ton/tahun pada periode 1986-1990 dengan rata￾rata peningkatan 8,8%/tahun. Kemudian pada periode 1991-1995 sampai 2006–

2010 pemakaian  pupuk meningkat menjadi 153,9 juta ton/tahun yang berarti

meningkat rata-rata 0,8% setiap tahun (Philips and Norton 2012).

Gandum menjadi pangan pokok sumber kalori utama bagi warga dunia,

ditinjau dari jumlah konsumennya yang lebih banyak dibandingkan dengan

beras atau jagung. Negara-negara di Eropa, Amerika Utara, Asia Selatan dan

Asia Timur, Australia dan New Zealand, penduduknya menggunakan gandum

sebagai makanan pokok dan negara-negara pengomsumsi beras pun sebagian

penduduknya menjadi konsumen bahan pangan gandum, seperti halnya

negara kita , Filipina, dan Malaysia.

negara kita  yang semula tidak mengenal pangan yang bersumber dari

gandum, kini lebih dari 90% penduduk telah menjadi konsumen gandum secara

rutin dalam bentuk mie, roti, kue kering dan cake. Kebutuhan gandum negara kita

meningkat rata-rata 10% setiap tahun, karena pertambahan penduduk dan pola

kunsumsi yang meningkat. Kebutuhan gandum seluruhnya dipenuhi dari impor,

dan negara kita  merupakan negara pengimpor gandum terbesar kedua setelah

Mesir. Dalam tiga tahun terakhir (2012-2014) impor gandum mencapai >7 juta/

tahun dan setiap tahun impor gandum diperkirakan meningkat 5% (BPS 2015).

Tanaman gandum pada dasarnya tergolong tanaman subtropis. Namun

pengembangannya di daerah tropika seperti di negara kita  memungkinkan pada

wilayah dengan ketinggian >800 m dpl dengan temperatur <25oC. Oleh karena

tanaman gandum berasal dari daerah subtropis, maka faktor pembatas utama

pengembangannya di negara kita  adalah temperatur yang tinggi. Selain temperatur,

kecukupan hara dari dalam tanah juga mempengaruhi pertumbuhan,

perkembangan, hasil dan kualitas gandum. Umumnya tanah-tanah di daerah

tropika basah defisiensi hara, terutama N, P, dan K. Karena itu, untuk mencukupi

kebutuhan hara di dalam tanah diperlukan pemupukan. Pemberian pupuk yang

tepat bersifat spesifk lokasi bergantung pada ketersediaan hara, bahan organik

dalam tanah, dan target hasil yang ingin dicapai.

Pemberian pupuk yang dititikberatkan untuk mencapai hasil maksimal,

berakibat negatif berupa efisiensi pemakaian  pupuk yang rendah,

ketidakseimbangan hara tanah, dan sebagian lahan kahat unsur mikro.

Pemupukan harus mempertimbangkan ketersediaan hara dalam tanah dan

produktivitas optimal yang bersifat spesifik lokasi. Pemupukan spesifik lokasi

dengan dosis yang tepat akan diperoleh hasil yang optimal, meningkatkan

efisiensi pemberian pupuk, dan menekan dampak negatif pemupukan.

Pemupukan yang tepat menggabungkan rekomendasi dosis pemupukan

anorganik dan anjuran pemakaian  suplementasi bahan organik.

Tanaman gandum mempunyai pola serapan hara hampir sama dengan

tanaman serealia lainnya. Sebanyak 17 hara esensial yang dibutuhkan tanaman

gandum untuk dapat tumbuh dan berproduksi secara optimal dapat diperoleh

dari dalam tanah, air, dan udara. Hara karbon, hydrogen, dan oksigen diperolah

dari udara atau air. Hara lainnya umumnya diperoleh dari dalam tanah. Nitrogen

(N), fosfor (P), dan kalium (K) diklasifikasikan sebagai hara makro primer karena

dibutuhkan dalam jumlah banyak dan ketersediaannya sering kekurangan dalam

tanah. Sulfur (S), magnesium (Mg), dan kalsium (Ca) diklasifikasikan sebagai

hara makro sekunder, karena dibutuhkan dalam jumlah agak banyak, namun

ketersediaannya dalam tanah sering mencukupi dibanding hara primer. Hara

besi (Fe), zinc (Zn), khlor (Cl), mangan (Mn), tembaga (Cu), boron (B),

molybdenum (Mo), dan nikel (Ni) digolongkan sebagai hara mikro karena

dibutuhkan dalam jumah sedikit. Ketersediaan hara dan serapan hara oleh

tanaman dipengaruhi oleh kondisi tanah, tanaman dan lingkungan, termasuk

kelembaban tanah, suhu, pH, dan sifat kimia dan fisik tanah. Kecukupan dan

keseimbangan hara dalam tanah sejak perkecambahan hingga tahap  pengisian

biji sangat menetukan produktivitas tanaman gandum.

Untuk menghasilkan setiap satu ton biji, tanaman gandum menyerap hara

N, P, dan Mg lebih banyak untuk pembentukan biji dibandingkan untuk jerami.

Sebaliknya, hara K, S, dan Ca lebih banyak diserap untuk pembentukan jerami

dibanding biji. Hara mikro Zn, B, dan Fe diserap hampir sama banyaknya untuk

jerami maupun biji (Tabel 1).

Laju serapan hara N, P dan K sangat cepat, mulai pada saat pembentukan

anakan sampai pembentukan malai. Hara N yang diperlukan tanaman telah

terserap semuanya pada tahap  pembungaan, sedangkan P dan K terserap

semuanya pada saat pembentukan malai (Tabel 2)

Pemupukan merupakan bagian integral dari teknologi peningkatan produksi

tanaman. Pemupukan dalam takaran/jumlah, jenis hara, cara dan waktu

pemberian yang tepat merupakan faktor kunci dalam peningkatan efisiensi

pemupukan dan hasil. Umumnya tanah-tanah untuk pengembangan gandum

di negara kita  kekurangan N, P, K atau S, sedangkan unsur mikro belum menjadi

masalah.

Nitrogen

Nitrogen merupakan salah satu hara yang sangat menentukan dalam

memperoleh hasil gandum yang tinggi. Nitrogen merupakan bagian dari klorofil,

yang memungkinkan tanaman mengkonversi energi sinar matahari menjadi

karbohidrat. Nitrogen berperan dalam pembentuk protein dan merupakan

komponen DNA dan RNA pada setiap sel tanaman. Nitrogen paling banyak

dibutuhkan tanaman dan sering menjadi defisien dibanding hara lainnya.

Tanaman gandum seperti halnya serealia lainnya sangat sensintif terhadap

ketidakcukupan hara N dan sangat respon terhadap pemupukan N.

Nitrogen bersifat mobil dalam tanaman, pada kondisi suplai hara dari dalam

tanah rendah, maka N pada daun tua ditransfer ke daun muda, sehingga gejala

kekurangan hara akan tampak pada daun tua. Gejala tanaman gandum yang

kekurangan N adalah tumbuh lambat, batang kecil, tipis dan mudah rebah,

daun menyempit dan pendek, jumlah anakan berkurang dan hasil biji rendah.

Apabila terjadi kahat N pada tahap  awal pertumbuhan maka seluruh permukaan

daun berwarna hijau pucat atau hjiau kekuningan yang disebabkan rendahnya

klorofil daun. Jika kahat N pada tahap  pembentukan anakan, maka daun yang

terletak pada bagian bawah menguning, dimulai dari pinggir ke tulang daun,

kemudian berubah menjadi pucat kecokelatan dan akhirnya daun layu dan

anakan mati. Tanaman gandum menunjukkan gejala kekurangan hara N jika

kadar N di daun <3,4% (Snowbal and Robson 1991). Kekurangan N sering

dijumpai pada tanah dengan kandungan bahan organik rendah, bertekstur

pasir, curah hujan tinggi, intensitas pertanaman tinggi, dan tanaman tergenang

(Sharma and Kumar 2011).

Pemberian N yang berlebih dapat memicu  tanaman gandum mudah

rebah, mudah terserang hama dan penyakit dan hasil panen rendah. Di samping

itu, pemupukan N yang berlebih akan menigkatkan emisi gas N2

O dan NH3

 yang

berdampak buruk terhadap lingkungan (Wang et al. 2014). Pemupukan N yang

optimal pada tanaman gandum meningkatkan jumlah anakan, jumlah malai,

panjang malai, jumlah biji/malai, bobot biji, hasil, indeks panen, dan kadar protein

biji (Rahman et al. 2011; Woyema 2012, Shahzad et al. 2013, Yousaf et al. 2014).

Dosis pemupukan N perlu mempertimbangkan ketersedian N dalam tanah,

kandungan bahan organik, dan potensi hasil yang ingin dicapai. Tanah dengan

kandungan bahan organik tinggi membutuhkan pupuk N lebih sedikit dibanding

tanah dengan kandungan bahan organik rendah. Pada tanah dengan

kandungan bahan organik >4% tanaman gandum membutuhkan 55-80 kg N/

ha, pada tanah dengan bahan organik 2-4% membutuhkan 80-105 kg N, dan

bila kandungan bahan organik tanah <2% tanaman gandum membutuhkan

105-130 kg N/ha (Shelley 2014). Secara umum takaran pupuk N untuk tanaman

gandum untuk memperoleh hasil 4 t/ha adalah 80-125 kg N/ha (Leikam et al.

2003). Untuk menghasilkan biji gandum dengan kandungan protein tinggi

memerlukan hara N relatif lebih banyak dibanding untuk produksi biji secara

optimal (Whitney 1997).

Hasil penelitian pemupukan N pada tanah lempung liat berpasir dengan

kandungan bahan organik rendah (1,1%) dan kandungan N sangat rendah

(0,07 %) menunjukkan pemupukan N yang optimal untuk tanaman gandum

adalah 100-120 kg/ha (Tabel 3). Takaran 100-120 kg N/ha menghasilkan jumlah

malai/m2

 dan hasil biji yang nyata lebih tinggi dibanding pemberian 80 kg/ha

(Rahman et al. 2011). Pada tanah lempung berliat dengan pH 8, bahan organik

rendah 0,6% total N sangat rendah 0,03%, tanaman gandum membutuhkan

pupuk N 120 kg N/ha. Pada takaran 120 kg N/ha, pertumbuhan tanaman jumlah

biji/malai, bobot biji, hasil biji, dan indeks panen nyata lebih tinggi dibanding

tanaman yang dipupuk dengan 100 kg N/ha. Apabila takaran pupuk dinaikkan

menjadi 180 kg N/ha, hasil biji gandum sama dengan pemberian 120 kg N/ha

(Tabel 4). Pada tanah liat pH 7,1 dengan bahan organik tergolong tinggi 4,5%,

dan total N tergolong sedang 0,24%, tanaman gandum yang dipupuk 69 kg N/ha

menghasilkan 4,33 t/ha (Tabel 5).

Pemupukan N pada tanah alkali atau bersifat basa memerlukan dosis 25%

lebih tinggi dibanding tanah nonalkali (Gupta and Abrol 1990, Mehdi et al. 2007).

Umumnya pemupukan N pada tanah alkali di Asia Selatan 150 kg N/ha yang

diaplikasikan secara bertahap (Swarup and Yaduvanshi 2012).

Selain takaran pupuk N yang tepat, sinkronisassi waktu pemberian N dengan

kebutuhan tanaman juga sangat berperan dalam meningkatkan hasil, kualitas

hasil, dan menekan kehilangan pupuk N. Umumnya tanaman menyerap N sangat

cepat pada tahap  pertumbuhan vegetatif maksimum; karena itu pupuk N perlu

diberikan pada tahap  pertumbuhan ini  (Scharf and Lory 2002). Tanaman

gandum akan tumbuh dengan cepat sejak tahap  5 awal pemanjangan batang

(Alley et al. 2009, Wise et al. 2014), sehingga pemberian pupuk N dalam jumlah

yang sesuai pada awal tahap  5 diperlukan untuk menunjang kebutuhan hara

bagi tanaman.

Untuk mengurangi kehilangan pupuk dan meningkatkan efisiensi

pemupukan N, sebaiknya aplikasi pupuk N dilakukan secara bertahap.

Pemberian N secara bertahap meningkatkan jumlah anakan produktif, jumlah

biji per malai, bobot biji, dan hasil, lebih tinggi dibanding pupuk diberikan

semuanya pada awal tanam (Tabel 6 dan 7). Pemberian N secara bertahap juga

mengurangi peluang tanaman rebah (Murdock et al. 2009), meningkatkan

efisiensi pemakaian  hara N dan kandungan protein biji (Velasco et al. 2012).

Pemupukan N secara bertahap diberikan sepertiga takaran N pada saat tanam

(<10 HST) dan dua pertiga takaran N pada antara tahap  pembentukan anakan

dan awal pemanjangan batang (25-35 HST). Pada tanah yang kadar N rendah,

pemberian N sebelum tahap  2 sangat diperlukan untuk meningkatkan jumlah

anakan (Wise et al. 2014). Apabila kadar N dalam tanah tinggi, pemupukan N

cukup satu kali, yaitu semua takaran N diberikan pada awal tahap  pemanjangan

batang 30 HST. Jika pupuk diberikan pada awal tanam maka tanaman mudah

rebah dan banyak anakan tidak produkif. Kekurangan N pada tahap  awal

pemanjangan batang memicu  banyak anakan mati sehingga populasi

tanaman berkurang dan hasil menurun (Alley et al. 2009). Pemberian N pada

tahap  pengisian biji tidak meningkatkan hasil, tetapi dapat meningkatkan

kandungan protein (Alley et al. 2009, Heyland and Werner 2014).

Pemberian pupuk N secara bertahap dapat dilakukan dengan memantau

warna daun (kehijauan daun) menggunakan Bagan Warna Duan (BWD) pada

tahap  tertentu. Tingkat kehijauan daun menunjukkan status kecukupan hara N

pada tanaman. pemakaian  BWD untuk menentukan tambahan pupuk N setelah

pemberian N pada awal tanam (pemberian basal) meningkatkan efisiensi

pemupukan N pada tanaman padi (Witt et al. 2005) dan jagung (Syafruddin et

al. 2008 dan Effendi et al. 2012). Pemberian N pada tanaman gandum

berdasarkan BWD menghemat pemakaian  pupuk N sebesar 29 kg N/ha (Singh

et al. 2014). Pemberian 20 kg N/ha berdasarkan skala BWD setelah anakan

maksimum meningkatkan hasil 0,8 t/ha (Alam et al. 2006). Batas kritis BWD

untuk pemupukan N tambahan adalah pada skala 4-5 (Singh et al. 2012).

pemakaian  BWD untuk menentukan tambahan pupuk N pada tanaman

gandum tidak efisien jika dilakukan pada tahap  awal pertumbuhan (< 1 bulan

setelah tanam) karena daun masih kecil, dan akan efektif jika tambahan N setelah

pembentukan anakan maksimum (± 55 HST). Pemupukan N berdasarkan BWD

dilakukan dengan cara pemberian 25 kg N/ha pada saat tanam sebagai pupuk

dasar, 45 kg pada umur 14-2 HST, dan kemudian berdasarkan BWD pada tahap 

pembentukan anakan maksimum. Jika nilai BWD <4, tanaman dipupuk dengan

45 kg N/ha dan jika nilia BWD >4 dipupuk 30 kg N/ha (Singh et al. 2012).

Sumber pupuk N yang umum tersedia di tingkat petani adalah urea (45-46%

N), amonium sulfat/ZA (21% N dan 24% S), phonska (15% N, 15% P2

O5

, 15% K2

O),

dan NPK (20%N, 10% K2

O, dan 10% P2

O5

). Pemupukan N menggunakan urea

pada tanah dengan pH 5,9 tidak berbeda pengaruhnya terhadap pertumbuhan

vegetatif maupun hasil gandum dibanding ZA (Tabel 8). Namun pada tanah

alkali dengan pH.7,5 pemakaian  pupuk yang berasal dari ZA lebih baik.

Fosfor

Fosfor sangat penting dalam proses metabolisme tanaman, antara lain untuk

pembentukan energy (ATP) dan fotosintesis, dan kompoen utama dari materi

gentik DNA. P berpengaruh terhadap perkembangan akar, pembentukan

anakan, pengisian biji, dan pemasakan biji.

Tanaman gandum yang kekurangan P berwarna hijau gelap, batang

memendek, sistem perakaran tidak berkembang dengan baik (pendek dan

kurang menyebar) dan dapat menunda pemasakan, ukuran biji dan malai kecil

sehingga hasil menurun. P dalam tanaman bersifat mobil, jika pasokan hara P

dalam tanah rendah, maka P akan dimobilisasi dari daun tua ke daun muda.

Gejala kahat P pada daun akan menunjukkan warna ungu-kemerahan, dimulai

dari ujung sampai pangkal daun. Tanaman gandum defisien P apabila pada

daun mempunyai kadar P <0,2% (Snowbal and Robson 1991). Pada tanah yang

kahat P, bahan organiknya rendah, bereaksi masam dengan pH <4,5, tanah

alkalin atau kalkarik pH>7,5, dan top soilnya telah hilang karena erosi (Sharma

and Kumar 2011).

Takaran pupuk P yang dibutuhkan tanaman gandum untuk memperoleh

hasil 4 t/ha adalah 17 -67 kg P2O5/ha (Leikam et al. 2003). Pemberian P yang

optimal meningkatkan indeks luas daun, jumlah anakan, dan bahan kering

(Jiang et al. 2006, Khalid et al. 2004) bobot 1.000 biji, hasil dan biomas tanaman

(Chaturvedi 2006). Pemberian P yang tepat meningkatkan serapan P dan N

(Jiang et al.2006).

Hasil penelitian pada tanah kalkareus dengan sifat lempung berpasir, pH

8,2, kandungan P (olsen) 8,0 ppm, kadar bahan organik 1,13% menunjukkan

pemupukan P meningkatkan jumlah anakan, jumah biji/malai, bobot biji, hasil

dan indeks panen gandum. Takaran pupuk yang optimal pada tanah ini adalah

81 kg P2O5 (Tabel 9). Pemupukan P pada tanah kalkareous dengan tekstur

lempung berpasir, pH tanah 8,08, kadar P 5,25 ppm, dan kandungan bahan

organik 0,69% meningkatkan tinggi tanaman, jumlah biji/malai bobot biji, indeks

luas daun, hasil dan indeks panen serta mempercepat masak fisiologi tanaman

gandum (Tabel 10). Pemupukan optimal pada tanah ini adalah 120 kg P2O5/ha

(Hussain et al. 2008

Pemupukan P pada tanah lempung berpasir dengan pH netral (6,8) dan

kandungan bahan organik 0,48% meningkatkan tinggi tanaman, jumlah malai,

bobot 1.000 biji, dan hasil (Tabel 11). Takaran P optimal untuk tanaman gandum

pada tanah ini adalah 22-44 kg P2

O5

/ha (Mojid et al. 2012).

P di dalam tanah tidak bersifat mobil, karena itu pemupukan P pada tanaman

gandum jika memungkinkan dekat dengan benih dan pada awal tanam secara

alur, terutama jika kadar P dalam tanah sangat rendah. Pemberian P pada awal

tanam dimaksudkan untuk mempercepat perkembangan akar agar dapat

menyererap hara lainnya dengan baik. Pemberian P dilakukan bersamaan

dengan pemberian N tahap pertama. Hasil penelitian Rahim et al. 2010

menunjukkan pemberian P secara alur dekat benih meningkatkan hasil biji,

kadar P dalam biji dan jerami, efisiensi pemakaian  P total serapan P dan protein

biji dibanding pemberian P secara sebar (Tabel 12). Pemberian P sekaligus pada

awal tanam lebih baik dibanding secara bertahap (Tabel 13).

Sumber pupuk P yang umum tersedia di tingkat petani adalah pupuk tunggal

SP36 (36% P2

O5

) dan TSP (45% P2

O5

), dan pupuk majemuk NPK. Hasil penelitian

Maqbool et al. (2012) menunjukkan sumber pupuk P dalam bentuk TSP tidak

Kalium

Kalium berperan dalam aktivitas fungsi biokimia tanaman, misalnya

mengaktifkan berbagai enzim dan co-enzim, pembentukan protein, karbohidrat

dan kadar lemak, mengatur dalam membuka dan menutup stomata, sehingga

tanaman dapat terhindar dari pengaruh kekeringan, meningkatkan ketahanan

terhadap hama dan penyakit, dan tanaman tidak mudah rebah.

Gejala kahat K pada tanaman gandum adalah daun berwarna kuning,

dimulai pada ujung daun kemudian menjalar ke sepanjang pinggir daun dan

lambat laun daun berwarna cokelat tetapi tulang daun tetap hijau. Pada tanaman

yang sangat kahat K, anakan muda banyak yang mati sebelum membentuk

malai, bila terbentuk, malai pendek sehingga sedikit biji yang dihasilkan, bobot

biji ringan, tanaman mudah rebah, dan mudah terinfeksi fungi yang ada di

tanah. Tanaman gandum kekurangan K apabila kandungan K dalam jaringan

daun <1,3% (Snowbal and Robson 1991). Kahat K umumnya dijumpai pada

tanah bertekstur ringan karena terjadinya pencucian akibat curah hujan tinggi,

bahan organik tanah rendah, pH yang ekstrim (basa atau masam), rasio Na:K,

Mg:K, atau Ca:K tinggi (Sharma and Kumar 2011).

Takaran K pada tanaman gandum untuk mencapai hasil 4 t/ha adalah 17-72

kg K2

O/ha (Leikam et al. 2003). Hasil penelitian Tahir et al. (2008) dan Abbas et

al. (2013) menunjukkan pemupukan K pada tanaman gandum meningkatkan

jumlah anakan produktf, tinggi tanaman, jumlah biji per malai, bobot biji, dan

hasil biji (Tabel 15 ). Pada tanah dengan pH 8,1 dan ketersedian K 139 ppm,

tanaman gandum membutuhkan 90 kg K2

O/ha (Tabel 16).

Tanaman gandum di wilayah tropis sering tidak bermalai (unfertile).

Penyemprotan KNO3

 dengan dosis 10 kg/ha yang diaplikasikan sebelum

tanaman berbunga akan membantu singkronisasi pembungaan dan mengatasi

tanaman unfertile.

Pemberian K lebih awal diperlukan untuk mendapatkan pertumbuhan dan

hasil maksimum. Pada tanah berpasir dengan potensi pencucian hara K tinggi,

pemberian K sebaiknya secara betahap (dua kali aplikasi), setengah dosis

diberikan pada awal tanam dan setengah dosis lainnya, pada tahap  pembentukan

anakan. Pemberian K setelah tahap  pembentukan anakan kurang bermanfaat

(Crozier et al. 2015).

Sumber pupuk K yang umumnya tersedia di petani adalah pupuk tunggal

KCl (60-66% K2

O), kalium sulfat/ZK (50% K2

O dan 17% S ), dan KNO3

 (13% N dan

44% K2

O), atau K dalam pupuk majemuk NPK.

Sulfur

Sulfur berperan sebagai pembentuk asam amino dan klorofil. Tanaman gandum

yang kekurangan S akan memendek, kurus dan tipis, ukuran malai kecil dan

jumlah biji per malai rendah (jumlah malai sangat berkontribusi terhadap hasil),

pemasakan biji lambat. Gejala kahat S mirip dengan gejala kahat N, karena S

dalam tanaman bersifat tidak mobil sehingga gejala klorosis terlihat pada daun

muda dan daun yang terletak dekat pucuk. Pangkal daun muda berwarna hijau

pucat hingga kuning. Kekurangan S dalam tanaman tidak hanya sebagai faktor

pembatas bagi pertumbuhan tanaman dan hasil biji, tetapi juga menurunkan

kualitas biji dan tepung, karena S merupakan penyusun dari beberapa senyawa

penting, seperti sistein, metionin, koenzim, thioredoxine, dan sulfolipids

(Marschner 1997).

Kahat S pada tanaman gandum sering dijumpai pada tanah yang

kandungan bahan organiknya rendah, tekstur berpasir, kadang juga pada tanah

lempung berpasir dengan kandungan bahan organik sedang, atau pada tanah

kalkarik (Sharma and Kumar 2011, Camberato and Casteel 2010). Kadar S pada

daun gandum <0,15% menunjukkan tanaman kekurangan S (Leikam et al.

2003). Kadar S dan rasio N:S dalam jaringan tanaman digunakan untuk

mengidentifikasi status S. Semakin rendah konsentrasi S dan semakin tinggi

rasio N:S semakin besar kemungkinan tanaman kekurangan S. Kadar S dalam

jaringan tanaman gandum <0,12% dan rasio N:S dalam jaringan tanaman >20:1

menunjukkan defisisien S. Hara sulfur kemungkinan besar cukup jika kadar S

dalam jaringan tanaman >0,20% dan rasio kadar N:S dalam jaringan tanaman

<12:1. Apabila rasio kadar N:S lebih besar dari 15:1 dapat dilakukan pemupukan

S sebanyak 24–48 kg S/ha (Camberato and Casteel 2010). Pemupukan S yang

rasional pada tanaman gandum meningkatkan kapasitas fotosintesis dan protein

daun pada setiap tahap  tumbuh, daun bendera, jumlah malai, jumlah biji per

malai, bobot biji dan hasil (Chun-ying et al. 2005).

Pemupukan S pada tanah alkalin meningkatkan jumlah anakan, tinggi

tanaman, panjang malai, jumlah biji/malai, bobot biji, bobot jerami, serapan S

dalam biji dan hasil (Ali et al. 2012)

Penelitian pada tanah alkalin lempung berliat dengan pH 8,2, kandungan

bahan organik 1,3%, dan kadar S(SO4) 7,66 ppm menunjukkan pemupukan

optimal adalah 50 kg S/ha dengan hasil 4,04 t/ha (Tabel 17).

Selain berpengaruh pada hasil biji, hara S bengaruh positif terhadap kualitas

gabah dan tepung. Pemupukan S meningkatkan kandungan asam amino dalam

protein. Pemberian S meningkatkan kandungan rata-rata sistein 24,5%, metionin

35,3%, treonin 14,4% dan lisin 7,7% lebih tinggi dibanding tanpa pemupukan S

(Jarvan et al. 2008).

Sumber pupuk S yang dapat digunakan adalah gipsum (CaSO4), kalium

sulfat/ZK, dan amonium sulfat. Pemupukan menggunakan gipsum memberikan

hasil yang sama dengan pemberian kalium sulfat (Ceh et al. 2008) dan amoium

sulfat (Islam et al. 2013).

KESEIMBANGAN HARA

Pemupukan dengan takaran yang tepat dan seimbang antar berbagai hara

meningkatkan efisiensi pemakaian  pupuk dan meningkatkan hasil biji secara

berkesinambungan. Defisiensi salah satu hara yang dibutuhkan tanaman

menurunkan efisiensi setiap hara, sehingga produktivitas tanaman menurun.

Pemupukan pada tanaman serealia (jagung, padi, gandum dan sorgum) di

tingkat petani umumnya mengutamakan pemakaian  N dan cenderung dengan

dosis berlebih dengan maksud untuk meningkatkan produktivitas. Pemberian

pupuk N tanpa P dan K dan hara lainnya yang masih kekurangan memicu 

keseimbangan hara terganggu. Pengaruh negatif ketidakseimbangan hara dapat

berupa tanaman mudah rebah, persaingan dengan gulma, mudah terserang

hama dan penyakit, serta penurunan produktivitas. Hasil penelitian Wang et al.

(2008) pada tanah berkapur dengan terkstur lempung menunjukkan jika

tanaman dipupuk lengkap dengan 375 N, 150 P2

O5

, 200 kg K2

O dan 15 Zn kg/ha

memberikan hasil biji 7,79 t/ha tetapi jika salah satu hara yang dibutuhkan tidak

diberikan, maka hasil menurun. Tanpa N, K, P dan Zn akan menurunkan hasil

berturut-turut 53, 18, 4, dan 7%, dan jika tanpa pupuk terjadi penurun hasil 56%

(Tabel 18).

pemakaian  pupuk anorganik pada awalnya meningkatkan poduktivitas, tetapi

dalam jangka panjang, terutama jika pemupukan tidak seimbang dan dengan

intensitas pertanaman yang tinggi, memicu  degradasi kesuburan lahan,

sehingga lambat laun produktivitas menurun. Karena itu, untuk menjamin

keberlanjutan produksi diperlukan tambahan pupuk organik. Penelitian

pemupukan jangka panjang (1988-2002) dalam pola tanam sorgum-gandum

pada tanah Vertisol, typic Haplustert, menunjukkan pemberian pupuk setiap

musim tanam menggunakan NPK+bahan organik atau NPK secara berimbang

meningkatkan hasil setiap tahun pada tanaman sorgum masing-masing 0,044

dan 0,052 t/ha dan pada tanaman gandum 0,052, dan 0.103 t/ha (Manna et al.

2005). Jika hanya dipupuk dengan NP atau NK atau tanpa pemupukan terjadi

penurunan hasil setiap tahun pada tanaman sorgum masing-masing 0,103;

0,119; dan 0,113 t/ha dan gandum 0,014; 0,046; dan 0,023 t/ha. Di samping

meningkatkan hasil, indeks keberlajutan hasil tanaman sorgum maupun

gandum pada pemupukan NPK + bahan organik lebih tingggi dibanding

pemberian pupuk NPK, NP, NK, dan tanpa pupuk (Tabel 19).

Pemberiaan bahan organik selain meningkatkan produktivitas, juga

berdampak terhadap peningkatan efisiensi pemakaian  pupuk anorganik dan

dalam jangka panjang memperbaiki kesuburan biologi dan sifat fisik tanah.

Hasil penelitian pemupukan jangka panjang pada tanah Inceptisol dengan pola

tanam gandum-jagung menunjukkan pemberian pupuk organik atau separuh

pupuk organik+NPK mempunyai kandungan C dan N yang lebih tinggi serta

jumlah mikrobia aktif (jamur dan bakteri) lebih banyak dibanding pemupukan

NPK, NP, NK dan tanpa pupuk (Mandal et al. 2007, Gong et al. 2009).

Keseimbangan pemberian pupuk anorganik dengan organik meningkatkan

karbon tanah dan produtivitas tanaman tetap tinggi dalam jangka panjang (Liu

et al. 2013, Brar et al. 2015).

Budi daya gandum di negara kita  umumnya setelah pertanaman sayuran di

dataran tinggi. Pada pertanaman sayuran, petani menggunakan pupuk organik

(kompos atau pupuk kandang), sehingga pupuk organik di areal ini  cukup

tersedia untuk tanaman gandum. Pemanfaatan jerami gandum untuk bahan

baku pupuk organik juga perlu dilkukan sehingga terjadi siklus hara.

Pemanfaatan bahan organik perlu memperhitungkan kandungan haranya

untuk menentukan takaran pupuk anorganik. Hasil penelitian Shah et al. (2010)

menunjukkan bahwa pemakaian  25% N yang berasal dari kotoran sapi, kotoran

ayam, atau sampah kota yang dikombinasi dengan 75% N dari urea untuk

tanaman gandum memberikan pengaruh yang sama dengan pemberian 100%

N urea (Tabel 20). Pemberian pupuk kandang 100% dari takaran N yang

dibutuhkan tanaman tidak dapat mengganti seluruh kebutuhan hara N dalam

meningkatkan produktivitas tanaman gandum, karena itu tetap diperlukan

tambahan N yang berasal dari pupuk anorganik (urea). Hasil penelitian Shah

dan Ahmad (2006) menunjukkan rasio yang baik pupuk kandang dengan urea

adalah 25:75% atau 50:50% (Tabel 21).

Setiap sumber bahan organik mempunyai kandungan hara yang berbeda,

karena itu diperlukan analisis kandungan hara dari bahan organik yang akan

digunakan. Secara umum kadungan hara masing-masing bahan organik

tercantum pada Tabel 22.

Selain temperatur yang relatif tinggi, ketersediaan hara yang rendah menjadi

faktor pembatas utama dalam pengembangan gandum di negara kita  yang

berklim tropis basah. Untuk mencukupi kebutuhan hara tanaman agar diperoleh

hasil gandum yang optimal pada tanah dengan suhu alami, diperlukan tambahan

hara melalui pemupukan.

Pemupukan menggunakan prinsip 4T (tepat takaran/dosis, tepat jenis hara,

tepat waktu, tepat metode). Perbedaan kesuburan tanah dan pengelolaan

tanaman akan memicu  perbedaan pemupukan, karena itu pemupukan

bersifat spesifik lokasi. Seperti halnya tanaman padi dan jagung, pemupukan

NPK pada tanaman gandum merupakan keharusan, apabila menginginkan hasil

yang tinggi.

Hasil gandum dengan pemupukan optimal lebih rendah dibandingkan

dengan hasil jagung atau padi. Hal itu kemungkinan disebabkan oleh sifat

tanaman gandum yang kemampuannya membentuk biomas lebih rendah, dan

tingkat partisioning fotosintat ke dalam “sink” juga rendah. Di wilayah tropis,

dengan suhu malam hari tinggi, mengubah gula sebagai bahan biji menjadi

CO2

Gandum merupakan salah satu komoditas serealia yang menyediakan pangan

harian dalam jumlah besar bagi penduduk dunia. Komoditas ini merupakan

sumber protein terpenting dan sumber kalori kedua terpenting setelah padi

bagi masyarkat dunia. Permintaan akan gandum diperkirakan meningkat 60%

pada tahun 2050, sebagian besar dari permintaan ini berasal dari Asia. Padahal

peningkatan hasil panen sebagian besar produsen gandum dunia hanya 1%

per tahun, kecuali Tiongkok yang meningkat lebih dari 3% per tahun. Dengan

perhitungan peningkatan hasil 1% per tahun, produksi gandum hanya

meningkat 15% pada tahun 2025 (Braun 2013).

Sebagaimana halnya komoditas pangan utama lainnya, usaha  peningkatan

produksi gandum juga dihadapkan kepada berbagai tantangan, baik dari aspek

teknis maupun sosial eknomis. Secara global, penyakit tanaman merupakan

salah satu tantangan utama dalam produksi gandum, selain rendahnya takaran

pupuk yang digunakan petani, patogen tanah, dan tanam terlambat (Rajaram

2013). Timbulnya epidemi penyakit tanaman disebabkan oleh kombinasi

inokulum, lingkungan yang menguntungkan bagi perkembangan penyakit (iklim,

tanah, dan sistem tanam), dan kerentanan tanaman. Perubahan sistem tanam,

misalnya, telah menimbulkan implikasi serius di Asia Tengah dengan munculnya

nekrotropik patogen (Duveiller 2013). Perubahan iklim juga akan menimbulkan

tantangan tersendiri yang terkait dengan perubahan suhu dan pola tanam.

Di antara berbagai jenis penyakit yang merusak tanaman gandum, penyakit

karat adalah yang paling merugikan dan paling luas penyebarannya, meliputi

wilayah tropis dan subtropis. Penyakit karat batang (Puccinia graminis f. sp.

tritici) telah lama menjadi penyakit penting pertanaman gandum di Afrika Selatan

(Pretorius et al. 2007). Potensi kehilangan hasil akibat penyakit karat bergantung

pada tingkat ketahanan varietas, kondisi cuaca, dan umur tanaman pada saat

tertular. Kehilangan hasil terbesar akibat penyakit karat terjadi apabila

penularannya muncul sebelum tahap  pembentukan malai.

Hawar daun Helminthosporium juga merupakan penyakit yang serius pada

tanaman gandum, terutama di daerah panas di Asia Selatan (Sharma and

Duveiller 2003). Kehilangan hasil akibat penyakit ini bervariasi, bisa mencapai

20% di tingkat petani (Duveiller and Gilchrist 1994). Penelitian awal yang dilakukan

oleh Rusae et al. (2014) di Kabupaten Timor Tengah Utara yang belum pernah

ditanami gandum menunjukkan penyakit hawar daun Helminthosporium dan

busuk batang Rhizoctonia menginfeksi tanaman gandum. Insidensi penyakit

hawar daun Helminthosporium berkisar antara 80-90% sedangkan busuk batang

10-20%. Penelitian ini menyimpulkan bahwa keparahan kedua penyakit ini lebih

rendah pada varietas Dewata dibandingkan dengan varietas Selayar dan Nias.

Beberapa jenis penyakit utama gandum lainnya yang telah dilaporkan

adalah penyakit Karnal bunt, scab, dan beberapa penyakit yang disebabkan

oleh bakteri dan virus  

Menghadapi masalah penyakit ini  perlu dilakukan pengendalian

secara terpadu (PHT), baik melalui pemakaian  varietas tahan dan cara

bercocok tanam, fisik, mekanik, biologi, maupun cara kimia.

PENYAKIT UTAMA

Prescott et al. (2012) melaporkan bahwa penyakit-penyakit utama gandum yang

disebabkan oleh cendawan terdiri atas 25 spesies, yang disebabkan oleh bakteri

tiga spesies, dan yang disebabkan oleh virus satu jenis. Tulisan ini mengemukakan

beberapa jenis penyakit yang berpotensi merusak tanaman gandum di

negara kita .

Penyakit yang Disebabkan oleh Cendawan

Penyakit Karat

Penyakit karat paling merugikan secara ekonomi pada tanaman serealia di

seluruh dunia. Potensi kehilangan hasil akibat penyakit ini bergantung pada

tingkat kerentanan inang, kondisi cuaca, dan umur tanaman pada saat tertular.

Menurut Prescott et al. (2012), penyakit karat pada gandum disebabkan

oleh tiga jenis patogen dengan gejala penularan yang berbeda-beda. Ketiga

penyakit karat ini  adalah karat daun yang disebabkan oleh Puccinia

recondita, karat batang yang disebabkan oleh P. graminis f.sp. tritici), dan karat

bergaris yang disebabkan oleh P. striiformis.

1. Penyakit Karat Daun (Puccinia recondita)

Gejala/penularan. Penyakit ini ditandai oleh munculnya pustul yang agak bulat

berukuran kecil hingga besar, berwarna cokelat kekuningan. Pustul menyebar

pada permukaan dan pelepah daun. Pada kultivar rentan, terbentuk pustul￾pustul berkukuran kecil di sekeliling pustul terdahulu. Pada kultivar tahan, pustul

berukuran kecil, bahkan hanya nampak sebagai bintik-bintik nekrotik. Bila suhu

meningkat, beberapa pustul berubah warna menjadi hitam dan membentuk

teliospora. Telia kemudian tertutup oleh epidermis inang dan berwarna cokelat

kehitaman  

Perkembangan. Infeksi primer biasanya sedikit dan berkembang dari

urediospora yang terbawa angin dari jarak yang jauh. Penyakit ini dapat

berkembang cepat jika kelembaban cuaca memungkinkan dan suhu udara

mendekati 200

C. Pembentukan urediospora selanjutnya dapat terjadi setiap 10-

14 hari jika kondisi cuaca cocok. Sejalan dengan perkembangan tanaman jika

kondisi cuaca tidak cocok, terjadi pembentukan teliospora yang berwarna hitam

  Menurut CABI (2004), penyakit karat daun menjadi

epidemik di daerah dimana inang alternatif tersedia, telia yang berasal dari

gandum menghasilkan basiodiospora dan menginfeksi daun muda tanaman

Thalicum. Pycnia dan hifa reseptif dibentuk pada permukaan atas daun

Thalicum dalam 7-10 hari. Jika sumber inokulum bukan aeciospora yang berasal

dari inang alternatif, tetapi urediniospora yang dihasilkan dari daun gandum

yang terinfeksi, maka sumber inokulum bias berasal dari daerah setempat.

Urediniospora dilepas ke udara dari uredinia pada daun gandum, dan bisa

terbang melalui angin hingga ratusan kilometer. Pada suhu sekitar 200

C dan

daun dalam keadaan lembab selama 4 jam, sangat cocok terinfeksi oleh

urediniospora. Uredinia dapat berubah menjadi telia pada suhu sekitar 350

C.

Teliospora terbentuk pada tanaman gandum tahap  pematangan dan tidak dapat

lagi memicu  infeksi.

Tanaman inang dan daerah sebaran. Penyakit karat daun dapat merusak

tanaman gandum, triticale, dan sejumlah jenis rumput-rumputan. Penyakit ini

ditemukan di daerah dingin dimana tanaman serealia ditanam. Inang alternatif

penyakit ini adalah Thalictrum, Isopryum, Anemonella, dan Anchusa spp.

 

Arti ekonomi. Penyakit karat jarang mematikan tanaman gandum, namun

dapat menurunkan hasil hingga 50%   Kehilangan hasil berkaitan

dengan berkurangnya jumlah biji per malai, bobot, dan kualitas biji ,mengemukakan bahwa kehilangan hasil

bergantung pada ketahanan kultivar, virulensi patogen, dan kondisi lingkungan.

Tanaman yang tertular umumnya menghasilkan malai yang lebih sedikit, jumlah

biji per malai berkurang, dan ukuran malai lebih kecil.

Pengendalian. Berbagai cara pengendalian telah dilakukan terhadap

penyakit karat daun, antara lain menggunakan varietas tahan dan fungisida

kimia. Fungisida sistemik dengan bahan aktif fenbuconazole dan triadimefon

dapat menekan penularan penyakit karat daun pada tanaman gandum (CABI

2004). Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN) telah melepas gandum varietas

Ganesha yang tahan terhadap penyakit karat daun.

2. Penyakit karat batang (Puccinia graminis f.sp. tritici)

Gejala penularan. Pustul yang mengandung massa urediospora berwarna

gelap cokelat kemerahan dan ditemukan pada kedua sisi permukaan daun,

batang, dan malai   Pada batang, uredinia berbentuk

memanjang dan berwarna cokelat kemerahan. Terkupasnya jaringan epidermis

sangat jelas, nampak pada sisi-sisi uredinia, sehingga permukaan batang terasa

kasar. Pada penularan berat, uredinia menyatu sehingga menutupi jaringan

tanaman. tahap  telia terjadi pada jaringan yang sama pada tahap  uredinia dan

teliospora lebih kokoh dibandingkan  urediospora. Pada tahap  telia, tidak ada spora

yang dilepas.

Perkembangan. P. graminis bersifat macrocyclic dengan lima tahap  spora

yang berbeda, yaitu tahap  uredinia, telia, basidiospora, spermatia, dan aecia. Infeksi

awal biasanya ringan dan berkembang dari urediospora yang terbawa angin.

Penyakit ini dapat berkembang dengan cepat jika suhu dan kelembaban

mendukung. Jika suhu rata-rata 200

C atau lebih, maka urediospora generasi

pertama akan dihasilkan dalam 10-15 hari   Seiring dengan

bertambahnya umur tanaman, teliospora juga bisa terbentuk. Menurut CABI

(2004), hanya pada cuaca ekstrim (sangat panas dan kering, atau tropis lembab)

penularan P. graminis tidak terjadi.

Tanaman inang dan daerah sebaran. Menurut CABI (2004) dan Prescott et

al. (2012), sekitar 410 spesies tanaman graminea dari 79 genus diketahui sebagai

inang P. graminis. Penyakit karat batang dapat merusak tanaman gandum, barley,

triticale, jenis rumput-rumputan, dan inang alternatifnya yaitu Berberis vulgaris

dan Mahonia spp. Penyakit ini ditemukan dimana tanaman serealia tumbuh.

Arti ekonomi. Secara historis, penyakit karat batang memicu 

kerusakan yang besar pada areal pertanaman gandum di dunia  

Tanaman biji-bijian kecil selain padi, tidak luput dari penyakit karat batang jika

tidak dikendalikan dengan baik.  , jika infeksi

penyakit ini terjadi pada awal tahap  pertanaman akan mengurangi jumlah anakan

serta menurunkan kualitas dan bobot biji. Bahkan pada kondisi yang cocok,

penyakit karat batang dapat menghancurkan tanaman secara keseluruhan.

Pengendalian. CABI (2004) mengemukakan terdapat tiga cara pengendalian

penyakit karat batang, yaitu pemakaian  varietas tahan, secara kimiawi, dan

secara budi daya. pemakaian  varietas tahan adalah cara pengendalian yang

paling efektif dan ramah lingkungan. Jika telah ditemukan varietas tahan karat

batang, maka cara pengendalian lainnya relatif tidak diperlukan lagi. Sejumlah

fungisida dilaporkan efektif mengendalikan penyakit karat pada tanaman

serealia. Namun fungisida tidak digunakan secara luas karena harganya mahal,

epidemi karat sulit diprediksi, dapat merusak lingkungan, dan kemungkinan

patogen membangun ketahanan terhadap fungisida. Pengendalian dengan cara

budi daya dapat dilakukan untuk mengurangi intensitas epidemik. Menanam

seawal mungkin dan menanam varietas umur genjah membantu menekan

patogen untuk menginfeksi. Pengendalian lainnya dengan cara budi daya adalah

eradikasi tanaman pembawa sumber inokulum dan eradikasi inang alternatif

(berberis).

3. Penyakit Karat Bergaris (Puccinia striiformis)

Gejala/penularan. Gejala penularan penyakit karat bergaris pada tanaman

gandum sama pada barley. Pustul berwarna kuning dapat terjadi pada semua

permukaan tanaman, namun yang paling sering nampak pada daun  Uredia berbentuk melingkar dengan diameter 0,5-1 mm. Pustul-pustul

ini  seringkali membentuk garis-garis sempit pada daun. Pada kecambah,

pustul lebih sering nampak secara individu dibandingkan  membentuk garis. Pustul

juga dapat ditemukan pada pelepah, leher, dan malai.

Perkembangan. Infeksi awal disebabkan oleh urediospora yang

diterbangkan angin dari jarak yang jauh. Penyakit ini dapat berkembang cepat

jika kelembaban mendukung dan suhu berkisar antara 10-200

C. Suhu di atas

250

C, produksi urediospora akan berkurang dan cenderung terbentuk

teliospora yang berwarna hitam 

Tanaman inang dan daerah sebaran. Menurut , P. striiformis

hanya merusak famili Poaceae. Inang utamanya adalah tanaman gandum, barley,

dan rye. Sejauh ini, tidak ditemukan pada tanaman oat, jagung, dan padi.

Terdapat 320 spesies rumput-rumputan dari 50 genus yang secara alami atau

buatan dapat terinfeksi oleh P. striiformis. Spesies yang paling peka adalah dari

genus Aegilops, Agropyron, Bromus, Elymus, Hordeum, Secale, dan Triticum.

Penyakit ini ditemukan di dataran tinggi dimana tenaman serealia bisa tumbuh

 

Arti ekonomi. Intensitas penularan yang tinggi dapat memicu 

kehilangan hasil, khususnya dengan cara mengurangi jumlah biji per malai,

bobot dan kualitas biji 

Pengendalian. Cara pengendalian yang paling efektif, ekonomis dan praktis

adalah pemakaian  varietas tahan. Intensitas penularan penyakit ini di negara￾negara Eropa Barat, Amerika Utara, China, dan India telah berkurang setelah

diperkenalkannya varietas tahan pada awal tahun 1970an. Pada varietas yang

agak peka, aplikasi fungisida harus dilakukan jika kondisi lingkungan cocok

bagi perkembangan patogen. Banyak jenis fungisida berspektrum luas yang

efektif mengendalikan penyakit ini, antara lain carbendazim, fenpropidin,

propiconazole, triadimenol, dan tridemorph . Fungisida triazole

efektif jika diaplikasikan sebelum penyakit menginfeksi daun bagian atas

Penyakit Hawar Daun Helminthosporium (Helminthosporium

sativum syn. Bipolaris sorokiniana, Drechslera sorokiniana)

Gejala/penularan. Gejala pertama yang muncul adalah biasanya berupa bercak

kecil, berwarna cokelat muda, dan berkembang menjadi berbentuk oval, lesion

nekrotik yang dibatasi oleh halo berwarna kuning. Seiring dengan bertambahnya

umur lesion, bagian tengah lesion berwarna cokelat muda hingga sawo matang,

dikelilingi oleh warna cokelat tua yang tidak beraturan. Lesio-lesio ini 

kemudian menyatu dan menutupi seluruh bagian daun dan bahkan malai.

Perkembangan, infeksi awal dari penyakit ini

cenderung pada daun bagian bawah, dimulai dengan munculnya flek atau

bercak klorotik, kemudian meluas ke bagian tanaman, warna bercak berubah

menjadi cokelat tua, dan seringkali menyatu. Pada penularan yang berat, daun

atau pelepah daun mati secara prematur.

Tanaman inang dan daerah sebaran.  melaporkan bahwa

tanaman inang patogen ini adalah Agropyron cristatum, Allium sp., Alopecurus

pratensis, Aneurolepidium chinense, Avena sativa, Bromus inermis, B.

marginatus, B. willdenowii, Calluna vulgaris, Chloris gayana, Cicer arietinum,

Clinelymus dahuricus, C. sibiricus, Cynodon dactylon, C. transvaalensis, Dactylis

glomerata,Echinochloa crus-galli, Elymus junceus, Festuca sp., Guzmania sp.,

Hordeum brevisubulatum, H. distichon, H. sativum var. hexastichon, H. vulgare,

H. vulgare var. hexastichon, Lablab purpureus, Linum usitatissimum, Lolium

multiflorum, Pennisetum typhoides, Roegneria semicostata, Saccharum sp.,

Secale cereale, Setaria italica, Sorghum sp., Taraxacum kok-saghyz, Trisetum

aestivum, Triticum aestivum, T. secale, T. turgidum subsp. durum, T. vulgare,

dan Zea mays. Penyakit ini dilaporkan tersebar pada pertanaman gandum di

Afrika, Australia, Amerika, Eropa, dan Asia 

Arti ekonomi. Kehilangan hasil akibat penyakit hawar daun

Helminthosporium pada tanaman gandum bervariasi tetapi sangat nyata.

Kerugian hasil akibat penyakit ini berkisar antara 20-30%  Jika infeksi terjadi pada awal pertumbuhan

tanaman dan kondisi cuaca mendukung bagi perkembangan penyakit ini, maka

bisa terjadi puso  

Pengendalian. Cara terbaik pengendalian penyait hawar daun

Helminthosporium adalah melalui pendekatan secara terpadu (Dubin and

Duveiller 2000), termasuk pemakaian  varietas tahan, pemakaian  benih bebas

penyakit, pergiliran tanaman, pemupukan yang tepat, dan perlakuan benih

dengan fungisida. Varietas gandum yang menunjukkan ketahanan tinggi

terhadap penyakit hawar daun Helminthosporium adalah Guri-1, Guri-3, Guri-

4, Guri-5, dan Guri-6 UNAND. Kelompok fungisida triazole seperti tebuconazole

dan propoiconazole terbukti mampu menekan perkembangan penyakit ini di

lapangan.  melaporkan defisiensi hara N memicu 

penyakit bercak daun meningkat, sedangkan defisiensi hara P menurunkan

penularan penyakit bercak daun. Pergiliran tanaman gandum dengan tanaman

bukan serealia dalam siklus satu tahun tidak mengurangi penularan penyakit

bercak daun. Penanaman gandum dua tahun berturut-turut kemudian digilir

dengan tanaman bukan serealia selama dua tahun berturut-turut, dapat

mengurangi penyakit bercak pada gandum.

5. Penyakit Scab (Fusarium spp.)

Gejala/penularan. Penyakit ini disebabkan oleh cendawan Fusarium spp.

  Gejala pertama penyakit ini terjadi sesaat setelah

pembungaan. Malai yang terinfeksi tampak prematur dan memutih seiring

dengan berkembangnya patogen dan menyebar di antara biji. Seiring dengan

berjalannya waktu, gejala ini bisa terlihat pada seluruh malai . Malai yang terinfeksi berwarna sedikit hitam dan berminyak.

Biji yang terinfeksi tertutupi oleh miselia cendawan pada bagian permukaannya,

sehingga malai berwarna putih  

Perkembangan. Beberapa spesies Fusarium dapat menginfeksi malai

tanaman serealia, ovary terinfeksi pada bagian anthesis. Infeksi terjadi pada

kondisi cuaca hangat dan lembab selama pembentukan malai hingga

pematangan malai. Suhu yang paling cocok untuk infeksi penyakit berkisar

antara 10-280

C. Penyakit ini berkembang biak pada biji dan sisa-sisa tanaman

gandum, jagung, dan rumput-rumputan.

Tanaman inang dan daerah sebaran. Semua tanaman serealia kecil bisa

tertular Fusarium spp. seperti gandum (Triticum aestivum), Durum Wheat

(Triticum durum), Barley (Hordeum vulgare), Oat (Avena sativa), jagung (Zea

mays), dan jenis rumput-rumputan. Fusarium spp. menyerang akar, batang,

daun, dan jaringan reproduktif.

Arti ekonomi. Hawar malai Fusarium adalah penyakit yang paling merusak

di seluruh dunia. Penularan berat dapat menurunkan hasil hingga 50% dan

nyata menurunkan kualitas biji. Hasil panen yang memiliki lebih dari 5% biji sakit

mengandung toksin yang berbahaya bagi manusia dan hewan (Prescott et al.

2012). Sejak tahun 1990, petani gandum dan barley di Amerika Serikat mengalami

kerugian lebih dari $3 milliar akibat penyakit ini (Schmale III and Bergstrom

2010).

Pengendalian. Penyakit ini dapat dikendalikan dengan menggunakan

varietas tahan, pergiliran tanaman, pengolahan tanah secara sempurna,

memusnahkan sisa-sisa tanaman sebelumnya, dan pemakaian  fungisida

sesuai anjuran.

6. Penyakit busuk akar Rhizoctonia (Rhizoctonia solani)

Gejala/penularan. Gejala awal nampak lesio pada pelepah daun bagian bawah

dan seringkali ditemukan miselia di tengah lesio. Akar yang terinfeksi berwarna

cokelat dan jumlah akar berkurang (Prescott et al. 2012, Burrows et al. 2014).

Menurut Burrows et al. (2014), gejala R. solani pada pertanaman gandum yang

tertular ditandai oleh bentuk melingkar secara lokal dan pertumbuhan tanaman

menjadi kerdil atau bahkan mati. Tanaman yang tertular bisa rebah, khususnya

antara buku kedua dan ketiga dari atas permukaan tanah. Miselia cendawan

yang berwarna putih terbentuk dalam jumlah yang banyak pada batang yang

sudah tua dan sklerotia yang berwarna hitam terbentuk di sela-sela antara

batang dan pelepah daun.

Perkembangan. Infeksi penyakit sangat bergantung pada kondisi

lingkungan. Penyakit ini berkembang dengan baik pada kondisi kering, tanah

berpasir, suhu dingin, dan kelembaban tinggi. Cendawan R. solani berada di

dalam dan sisa-sisa tanaman dan menginfeksi akar dan jaringan mahkota

  Menurut Burrows et al. (2014), inokulum awal berasal dari

sklerotia atau miselia yang terdapat pada sisa-sisa tanaman, tanaman voluntir,

atau gulma. Penularan berat memicu  tanaman matang prematur dan

rebah. Populasi patogen meningkat setelah aplikasi glifosat pada gulma.

Tanaman inang dan daerah sebaran. Cendawan R. solani memiliki banyak

tanaman inang, merusak hampir semua tanaman yang dibudidayakan.

Tanaman gandum dan family Poacea lainnya sangat disukai oleh penyakit ini.

Tanaman oats kurang rentan terhadap patogen ini dibandingkan dengan

tanaman gandum, barley, dan rye. R. solani berada di permukaan tanah atau

dalam tanah dalam jangka waktu yang panjang dan daerah penyebarannya

luas 

Arti ekonomi. Busuk akar Rhizoctonia dapat memicu  kehilangan hasil

gandum dalam jumlah yang besar, terutama pada lahan yang ditanami serealia

secara terus menerus. Namun belum ada laporan tentang epideminya.

Pengendalian.  mengemukakan cara pengendalian

penyakit busuk akar Rhizoctonia pada gandum sebagai berikut:

• Memperhatikan dengan cermat tanaman serealia voluntir dan rumput￾rumputan.

• Penanaman 2-3 minggu setelah pengolahan tanah atau aplikasi herbisida

(khususnya glifosat)

• R. solani aktif pada kedalaman tanah 10-15 cm, sehingga pengolahan tanah

dapat mencegah perkembangan miselia patogen.

• Menghindari penanaman gandum pada lahan yang basah.

• Penggiliran tanaman gandum dengan tanaman leguminosa.

• pemakaian  pupuk berimbang, hasil penelitian menunjukkan hara zinc

membantu mengurangi penularan penyakit busuk akar Rhizoctonia pada

tanaman gandum.

• Belum ada varietas gandum yang tahan terhadap penyakit ini.

• Fungisida komersial belum ada yang efektif mengendalikan penyakit ini.

7. Penyakit karnal bunt (Tilletia indica syn. Neovossia indica)

Gejala/penularan. Penyakit karnal bunt sulit diidentifikasi di lapangan. Biji

gandum tertular secara acak dan biasanya hanya sebagian yang kena cendawan

ini, sehingga penyakit ini disebut juga partial bunt. Davis dan Jackson (2009)

mengemukakan bahwa gejala penyakit karnal bunt pertama kali terlihat pada

tahap  masak susu yang ditandai dengan warna hitam di sekitar dasar biji; namun

tidak selalu bisa dikenali hingga biji dirontok dan biji nampak kehitam-hitaman.

Pada biji yang terinfeksi, embrio dan bagian endosperma tertutupi oleh massa

spora yang berwarna hitam dan mengeluarkan bau amis akibat senyawa

trimethylamine.

Perkembangan. Penyakit ini disebabkan oleh cendawan Tilletia indica (syn.

Neovossia indica). Penyakit tersebar melalui spora dari biji yang terinfeksi dan

dalam tanah yang telah terkontaminasi dari pertanaman sebelumnya (Davis

and Jackson 2009, Prescott et al. 2012). Selanjutnya dikemukakan bahwa lapisan

luar halus yang mengelilingi setiap kantung teliospora mudah rusak selama

panen, memicu  spora menyebar ke tanah. Teliospora berkecambah bila

kelembaban cocok dan menghasilkan banyak sporidia di permukaan tanah.

Spora ini secara paksa dikeluarkan dari sporidia dan tersebar baik melalui angin,

percikan air, ataupun serangga (Davis and Jackson 2009). Tingkat serangan dan

perkembangan penyakit ini bergantung pada kondisi lingkungan sejak

terbentuknya malai hingga pengisian biji  

Tanaman inang dan daerah sebaran. Penyakit ini dapat merusak tanaman

gandum, triticale, rye, tapi tidak merusak tanaman barley dan oats (Davis and

Jackson 2009, Prescott et al. 2012). Penyakit karnal bunt endemik di negara￾negara Asia dan Meksiko. Pertama kali dilaporkan di India pada tahun 1931,

kemudian menyebar ke Pakistan, Meksiko, Amerika Serikat, Iran, Nepal, Brazil,

dan Afrika Selatan.

Arti ekonomi. Pengaruh penyakit karnal bunt terhadap penurunan hasil

hanya sedikit, namun banyak negara yang menerapkan zero tolerance terhadap

spora penyakit pada biji, sehingga penyakit ini masuk dalam daftar karantina di

sejumlah negara. Hasil survei di India menunjukkan kehilangan hasil akibat

serangan penyakit ini hanya sekitar 0,5%, namun di beberapa lokasi bisa

mencapai 89%. Penyakit ini tidak menimbulkan risiko kesehatan pada manusia,

namun mengurangi kualitas tepung. Umumnya, gandum yang mengandung

lebih dari 3% biji yang tertular tidak layak dikonsumsi manusia. Bau dan

palatabilitas seluruh makanan dan produk jadi terpengaruh oleh bahan kimia

trimetilamina yang dihasilkan jamur. Pasta produk yang dibuat dari tepung yang

terkontaminasi dengan spora karnal bunt memiliki warna yang tidak dapat

diterima.

Pengendalian.  pemakaian  benih bebas

penyakit sangat penting. Sejumlah varietas tahan telah dikembangkan, namun

belum ada yang imun terhadap penyakit ini. Dianjurkan penggiliran tanaman

dengan selain gandum selama 5 tahun. pemakaian  plastik penutup tanah

dapat meningkatkan suhu tanah dan mengurangi kecambah teliospora.

Beberapa fungisida efektif mengendalikan karnal bunt. Perlakuan benih dengan

fungisida telah digunakan untuk mengurangi penyebaran inokulum melalui

benih. Fungisida yang dilaporakan efektif menghambat perkembangan penyakit

ini adalah PCNB dan carboxin+thiram. Masalah yang dihadapi dengan fungisida

saat ini adalah spora karnal bunt akan berkecambah setelah spora tercuci bahan

kimia.

8. Penyakit embun tepung (Erysiphe graminis f.sp. tritici)

Gejala/penularan. Penyakit ini ditandai dengan adanya kumpulan miselium dan

konidia berwarna putih di permukaan tanaman, dapat dilihat pada semua

bagian tanaman, termasuk batang dan malai, namun yang paling jelas adalah

pada daun bagian bawah Koloni

berwarna putih ini kemudian berubah menjadi abu-abu kecokelatan atau abu￾abu kekuningan. Pada penularan berat, tanaman tumbuh kerdil 

Perkembangan. Penyakit ini berkembang dengan baik pada kondisi cuaca

yang dingin dengan suhu 15-220

C, berawan, dan lembab (RH 75-100%) (Prescott

et al. 2012). Pada kondisi kelembaban yang tinggi dan suhu udara berada pada

kisaran sedang hingga panas, periode laten (masa mulai infeksi hingga sporulasi)

penyakit ini adalah 7-10 hari. Penyakit ini juga berkembang pada tanaman yang

kelebihan pupuk N, kanopi rapat, dan varietas peka (Wegulo 2010).

Tanaman inang dan daerah sebaran. Cendawan ini memiliki inang spesifik

yang banyak, diantaranya gandum, barley, oats, dan rye. Penyakit ini dapat

ditemukan pada daerah dingin, lembab, semi kering.

Arti ekonomi. Menurut HGCA (2014), walaupun gejala penularan sangat

jelas, namun penurunan hasil akibat penyakit ini lebih rendah dibanding penyakit

daun lainnya. Kehilangan hasil yang besar dapat terjadi bila infeksi terjadi pada

awal pertumbuhan tanaman dan cuaca mendukung perkembangan penyakit

Pengendalian. penggunakan varietas tahan, tidak menggunakan pupuk N

berlebihan, pemakaian  pupuk berimbang, aplikasi fungisida yang tepat, seperti

propiconazole dan pyraclostrobin (

9. Penyakit septoria

Gejala/penularan. Penyakit ini disebabkan oleh cendawan Septoria tritici, S.

nodorum, dan Leptosphaeria avenaria f.sp. triticea. Gejala awalnya berupa bintik￾bintik klorosis kecil yang tidak beraturan pada daun yang muncul segera setelah

bibit tumbuh pada musim gugur atau musim semi. Seiring dengan

membesarnya lesion, warnanya menjadi sawo matang dan membentuk badan

buah yang gelap. Lesio pada daun tua panjang, sempit, pada tepi lesio berwarna

kuning dan bagian tengah pucat 

Seluruh bagian tanaman di atas tanah dapat tertular. Infeksi yang ringan

menghasilkan lesio yang terpencar-pencar, tetapi pada penularan yang berat

dapat mematikan daun, malai, atau bahkan seluruh tanaman.

Perkembangan. Infeksi awal cenderung terjadi pada daun bagian bawah,

kemudian bergerak ke daun bagian atas dan malai jika kondisi lingkungan

mendukung. Suhu dingin (10-150

C) dan periode basah yang panjang, dan

keadaan berawan sangat cocok bagi perkembangan penyakit ini 

Tanaman inang dan daerah sebaran. 

penyakit ini adalah penyakit utama pada gandum, tetapi pada tanaman serealia

lainnya agak peka. Penyebaran penyakit ini terutama pada daerah-daerah dingin

dan lembab.

Arti ekonomi. Penyakit daun ini paling merusak tanaman gandum di Inggris,

yang memicu  kehilangan hasil yang nyata setiap tahun ,

, kehilangan hasil yang besar dapat terjadi karena biji

mengerut dan bobotnya ringan, terutama jika penularan berat terjadi sebelum

panen.

Pengendalian. Penyakit ini bisa dikendalikan dengan menggunakan varietas

tahan, menghindari menanam lebih awal bagi varietas peka, pergiliran tanaman,

dan menggunakan fungisida golongan azole.

10. Penyakit Hawar Daun Alternaria (Alternaria triticina)

Gejala/penularan. Tanaman muda tahan terhadap penyakit hawar daun

Alternaria. Tanaman mulai kehilangan ketahanannya pada umur 4 minggu dan

gejala penularan tidak berkembang hingga tanaman berumur 7-8 minggu. Gejala

awal ditandai dengan lesion kecil berbentuk oval dan menyebar secara tidak

beraturan pada permukaan daun. Seiring dengan perkembangannya, lesio

berbentuk tidak bearaturan dan berwarna cokelat tua.  lesio sulit dibedakan dengan gejala hawar daun Helminthosporium.

Infeksi penyakit ini diawali pada daun bagian bawah, namun gejala ini bisa

ditemukan pada seluruh bagian tanaman, termasuk pada pelepah dan dan

malai.

Perkembangan. Cendawan A. triticina bertahan dalam bentuk konidia pada

biji atau dalam bentuk miselia di antara biji. Sporulasi yang terjadi pada daun

bagian bawah memicu  inokulum dapat menyebar melalui angin. Selain

itu, inokulum penyakit juga tersebar lewat biji yang berasal dari tanaman

terinfeksi sebelumnya. Penyakit ini berkembang pada kelembaban tinggi atau

pada lahan beririgasi dengan suhu udara berkisar 20-250

C 

Tanaman inang dan daerah sebaran. Tanaman inang A. triticina meliputi

Triticum spp., triticale, dan kemungkinan barley yang dapat tertular pada kondisi

tertentu. Penyakit ini dilaporkan menginfeksi tanaman gandum pada negara￾negara yang membudidayakan gandum seperti sejumlah negara di Asia, Eropa,

Afrika, Amerika Utara, Amerika Selatan, dan Oceania.

Arti ekonomi. Penularan berat penyakit hawar daun Alternaria dapat terjadi

jika kondisi lingkungan sangat cocok bagi perkembangannya. Kehilangan hasil

yang banyak dapat terjadi jika menggunakan varietas peka.

Pengendalian. Meng

Read More