TINJAUAN PUSTAKA

Botani Tebu

Tebu adalah sejenis tanaman rumput tropis tegak yang dapat tumbuh

bertahun-tahun, atau lebih dari satu tahun (Chapman dan Carter 1976). Tebu

disebut juga rumput raksasa yang termasuk dalam famili Gramineae, kelompok

(rumpun) Andropogoneae, sub-rumpun Saccharinineae, dan genus Saccharum.

Dalam genus Saccharum terdapat enam spesies tebu, yaitu : S. spontaneum L., S.

robustum JESWIET et BRANDES, S. officinarum L., S. edule HASSK, S. barberi

JESWIET, dan S. sinense ROXBURGH (Bakker 1999). Diantara keenam spesies

tebu tersebut, Saccharum officinarum L. merupakan penghasil gula utama. Di

dalam penelitian tebu, spesies-spesies selain S. officinarum L. dijadikan sebagai

bahan pemuliaan yang baik dalam menghasilkan jenis-jenis tebu baru untuk

menunjang perusahaan gula (Setyamidjaja dan Azharni 1992).

Fauconnier (1993) menyebutkan bahwa tanaman tebu dapat tumbuh

dengan cara meletakkan secara horisontal batang tebu yang mempunyai mata atau

pucuk tunas yang sehat di atas permukaan tanah kemudian ditutup dengan tanah

yang lembab. Siklus pertumbuhan tanaman tebu dimulai dari penunasan atau

‘perkecambahan’ (sprouting atau ‘germination ’), pembentukan batang (tillering),

pertumbuhan tanaman (crop growth ), pembungaan (flowering), pemasakan (crop

maturity) dan lewat masak, lalu pemanenan dan pertumbuhan kembali (regrowth ).

Siklus kembali lagi dimulai dengan perkembangan anakan tunas, lalu diikuti

dengan pertumbuhan batang tebu, pemasakan dan panen. Tanamam tebu yang

tumbuh setelah dipanen tersebut disebut tanaman keprasan (ratoon). Suatu sistem

perakaran baru terbentuk pada setiap tanaman ratoon.

Tunas baru atau tunas primer (primary shoot) akan tumbuh yang berasal

dari mata tunas ketika potongan batang atau stek tebu (sett) ditanam ke dalam

tanah (Humbert 1968). Akar-akar dari stek asal (sett roots) di ruas batang tebu

akan muncul, kemudian akan diikuti oleh munculnya akar-akar tunas (shoot roots)

di ruas batang tersebut (Van Dillewijn 1952). Tunas-tunas sekunder (secondary

shoots) akan muncul dan tumbuh mengikuti tunas primer. Tunas-tunas tersebut

dapat tumbuh menjadi batang-batang tebu sepanjang 2-4 meter dan berdiameter

7

25-50 mm, tergantung oleh varietas tebu dan kondisi pertumbuhannya (Reid

1990). Dalam Gambar 1 dapat dilihat akar-akar dan tunas-tunas tebu yang berasal

dari batang (stek) asal yang ditanam ke dalam tanah.

Gambar 1 Akar baru berkembang ketika batang tebu ditanam (Humbert 1968)

Akar-akar tunas tebu berkembang karena tersedianya lengas (moisture)

dan nutrisi yang tersimpan di dalam stek asal, dan didukung oleh adanya akar-akar

stek asal. Akar-akar tunas tersebut berukuran tebal, berwarna putih, dan berair

banyak. Akar-akar tersebut mulai muncul ketika akar-akar stek asal mencapai

separuh pertumbuhannya, atau sekitar 5-7 hari setelah tanam (Bakker 1999).

Tanaman tebu dewasa memperlihatkan tiga tipe akar, yaitu: (1) superficial

roots, (2) buttress roots, dan (3) rope systems. Superficial roots adalah akar-akar

dangkal yang menyebar ke arah horisontal di bawah permukaan tanah. Pada

kondisi tanah lembab akar ini mensuplai air dan mineral-mineral ke batang dalam

8

jumlah besar. Buttress roots adalah akar-akar agak dalam di bawah permukaan

tanah, berwarna putih, berair banyak, dan menyebar ke arah vertikal ke bawah

dengan sudut 45-60 derajat. Rope systems adalah sistem perakaran dalam di

bawah permukaan tanah yang menyebar ke arah vertikal ke bawah jauh ke dalam

tanah dan berikatan satu sama lain seperti tali yang terdiri atas 15-20 akar. Akar

ini menjadi sangat penting peranannya dalam menyerap air dan nutrisi terutama

pada saat kekeringan (Van Dillewijn 1952). Dalam Gambar 2 diperlihatkan

ketiga tipe akar tersebut dalam sistem perakaran tebu.

Gambar 2 Sistem perakaran tebu: s = superficial roots, b = buttress roots, dan

r = rope systems (Van Dillewijn 1952)

9

Tebu yang diregenerasikan dari tanaman tebu pertama dinamakan ratoon

pertama (R I), tebu yang diregenerasikan dari tanaman tebu kedua (ratoon

pertama) dinamakan ratoon kedua (R II), dan seterusnya (Bakker 1999). Karena

tanaman tebu baru berasal dari pangkal ruas batang tebu di atas tanaman tebu

sebelumnya, maka tunas baru tanaman ratoon berkembang pada posisi yang lebih

tinggi dibanding tanaman tebu sebelumnya (Van Dillewijn 1952), sebagaimana

ditunjukkan dalam Gambar 3.

Gambar 3 Ilustrasi posisi tunas -tunas tebu ratoon pertama (R I) dan ratoon

kedua (R II) yang lebih tinggi dibanding tunas tebu sebelumnya (P) yang berasal dari stek asal (C) (Van Dillewijn 1952)

Batang tebu merupakan bagian terpenting dalam produksi gula, karena

bagian dalamnya terdapat jaringan parenkim berdinding tebal yang mengandung

nira (Setyamidjaja dan Azharni 1992). Pada saat dipanen, kandungan sukrosa

pada batang tebu sebesar 10-18% dan serat 10-15% (Fauconnier 1993).

Ruas-ruas batang (internodes) dibatasi oleh buku-buku (nodes) yang

merupakan tempat duduk daun tebu (leaf scar). Ukuran ruas batang tebu

bervariasi, yakni pendek di bagian bawah (pangkal) dan makin ke atas (ujung)

makin panjang, kemudian menuju ke puncak (pucuk) memendek lagi. Ruas -ruas

batang tebu berukuran panjang di bagian tengah. Diameter buku tebu bervariasi

di sepanjang panjang batang. Diameter buku tebu maksimum berada sedikit di

bawah permukaan tanah (Bakker 1999). Di atas tempat duduk mata tunas terdapat

suatu lingkaran bakal akar (root band ). Dari lingkaran bakal akar tersebut akan

keluar akar jika lingkaran tersebut berada dalam keadaan tertentu, misalnya

tertutup di bawah permukaan tanah sehingga tunas dari mata tunas tumbuh

R II

R I P

C

10

(Setyamid jaja dan Azharni 1992). Potongan batang tebu (stalk), berikut nama

bagian -bagian batang, ditunjukkan dalam Gambar 4.

Gambar 4 Bagian -bagian batang tebu (Humbert 1968)

Pada kondisi normal maka dalam satu periode pertumbuhan tebu akan

terdapat panjang batang tebu maksimum (Van Dillewijn 1952). Sebagai contoh

adalah karakteristik pertumbuhan tebu varietas POJ 2878 di Jawa Barat, seperti

ditunjukkan dalam Gambar 5.

Dalam Gambar 5 tersebut diperlihatkan panjang batang total maksimum

karena panjang batang tebu direproduksi terus hingga mencapai maksimum, yang

ditunjukkan dalam bentuk kurva sigmoid (kurva A), dan pertambahan panjang

tebu bulanan, yang ditunjukkan dalam bentuk kurva simetrik (kurva B). Kurva A

menunjukkan laju pertumbuhan tebu yang tid ak seragam. Perkecambahan tunas

tebu berjalan sangat lambat dan pertambahannya berangsur-angsur naik hingga

mencapai maksimum yang selanjutnya diikuti pengurangan secara berangsur-

angsur dalam satu periode pertumbuhannya (kurva B). Periode pertumbuhan

tersebut sering disebut sebagai periode pertumbuhan total (grand period of

growth) (Van Dillewijn 1952).

11

Gambar 5 Periode pertumbuhan total tebu varietas POJ 2878

(Van Dillewijn 1952)

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Produksi Tebu

Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan produksi tebu

meliputi faktor tanah, iklim, tanaman, dan tindakan budidaya pertanian. Rozaq

(1999) menyatakan bahwa dalam melakukan budidaya pertanian perlu

memperhatikan keberadaan fungsional profil tanah -tanaman, yang merupakan

hasil interaksi faktor tanah-iklim-tanaman dan kegiatan budidaya, sebagai faktor

utama yang menentukan pertumbuhan dan produksi tanaman. Faktor tindakan

budidaya berupa tindakan pengolahan tanah berfungsi untuk menghasilkan

struktur tanah sesaat yang sesuai dengan persyaratan awal tumbuh tanaman dan

sekaligus sesuai untuk menjalankan proses interaksi dengan lingkungan (iklim)

menuju kondisi struktur tanah yang menguntungkan untuk proses pertumbuhan

tanaman sampai dengan pro ses produksi.

Banyak faktor yang terlibat dan interaksi kompleks yang mempengaruhi

pertumbuhan tebu. Faktor-faktor yang mengontrol pertumbuhan tebu harus

diintegrasikan ke dalam lingkungan optimum. Potensi maksimum tebu dapat

tercapai apabila hubungan tanah – tanaman mencapai optimum. Perkecambahan

B u l a n

Pan j ang ba t ang

12

tebu tergantung oleh kondisi lingkungan tempat bibit tebu ditanam ke dalam

tanah. Pertumbuhan tunas mencapai maksimum apabila faktor-faktor internal dan

eksternalnya mencapai optimum. Faktor tanah turut mempengaruhi pemunculan

tunas tebu. Tanah harus disiapkan dengan sebaik mungkin agar terpenuhi

keseimbangan yang sesuai antara tanah – air – udara (Humbert 1968).

Faktor Tanah

Tanah, sebagai sumber alam dasar bagi produksi tanaman, berfungsi

sebagai media hidup bagi tanaman dengan dua cara, yaitu: (1) mensuplai lengas

dan mineral-mineral esensial, dan (2) menyediakan tempat bagi perkembangan

akar tanaman (Chapman dan Carter 1976).

Tanah-tanah lahan kering di Indonesia umumnya terdiri atas tanah Ultisol

dan mungkin Oksisol (Hardjowigeno 1995). Ultisol di Indonesia merupakan

bagian terluas dari lahan kering yang tersebar luas di Sumatera, Kalimantan,

Sulawesi, Irian Jaya (Papua), serta sebagian kecil (sekitar 1.7 juta hektar, atau 5%)

di Pulau Jawa, terutama di wilayah Jawa Barat (Munir 1996).

Tanah Ultisol berasal dari kata ultimus (akhir) dan solum (tanah), artinya

perkembangan tanah pada tingkat akhir. Secara umum, tanah ini merupakan tanah

yang mengalami penimbunan liat di horison bawah (horison B), bersifat masam,

dan kejenuhan basa pada kedalaman 180 cm dari permukaan tanah kurang dari

35%. Tanah ini dulu disebut Podsolik Merah Kuning (Hardjowigeno 1995).

Menurut Mohr et al. (1972) beberapa sifat fisik dan kimia tanah Ultisol:

1 Kedalaman solum sedang atau moderat (1-2 meter)

2 Warna merah sampai kuning

3 Tekstur halus pada horison Bt, karena pada horison ini kandungan liatnya

maksimum

4 Struktur berbentuk blocky pada horison Bt

5 Konsistensi teguh

6 Permeabilitas lambat sampai baik

7 Erodibilitas tinggi

8 Kemasaman (pH) kurang dari 5.5

9 Kandungan bahan organik rendah sampai sedang

10 Kandungan unsur hara rendah.

13

Tanah Ultisol identik dengan tanah tidak subur. Pengolahan tanah ini

sebaiknya seminimal mungkin (minimum tillage) agar lapisan tanah subur

sedalam tidak lebih dari 14 cm tidah hanyut, atau terbalik, atau hilang. Bila diolah

lebih dari 14 cm maka subsoil yang tidak subur dan padat akan muncul ke

permukaan (Munir 1996). Pengapuran hingga pH 5.5 dianggap sudah baik, sebab

yang terpenting adalah untuk meniadakan pengaruh meracun dari Al, untuk

penyediaan hara kalsium bagi pertumbuhan tanaman, dan untuk meningkatkan

kandungan P tersedia dalam tanah Ultisol (Hakim et al. 1986, dan Munir 1996).

Faktor-faktor tanah yang mempengaruhi pertumbuhan akar dan produksi

tanaman dapat diklasifikasikan sebagai kimia tanah (terutama hara tanah), biologi

tanah, seperti serangan patogen-patogen akar, dan fisik tanah, termasuk suhu,

aerasi, dan ketahanan tanah terhadap penetrasi akar-akar tanaman (Forbes dan

Watson 1992). Sifat-sifat kimia, biologi, dan fisik tanah tersebut dominan dalam

mempengaruhi lingkungan akar tebu (Humbert 1968).

Sifat-sifat kimia tanah harus dipertimbangkan dalam menentukan potensi

tanah pertanian, sebagai contoh adalah kapasitas tukar kation (KTK) dan derajat

keasaman tanah (pH). KTK merupakan kapasitas tanah untuk menukar kation-

kation seperti H+, Ca++, dan NH4+. KTK digunakan sebagai indikator kasar

potensi kesuburan tanah dan tingkat kemampuan pupuk dan kapur bereaksi

dengan tanah. Sifat kimia tanah yang mencirikan derajat keasaman dan kebasaan

tanah dinyatakan dengan istilah pH, yang merupakan kebalikan logaritmik

konsentrasi ion hidrogen (Chapman dan Carter 1976). Batas pH untuk tanah

adalah berkisar dari sangat asam (pH 3.5) hingga sangat basa (pH 10.5). Tanah-

tanah pertanian umumnya mempunyai nilai pH 5.0 hingga 8.0 (Plaster 1992).

Biologi tanah dapat berubah karena munculnya hama dan penyakit pada

tanaman. Patogen-patogen pada tanaman tertentu dapat muncul sehingga

menimbulkan penyakit, terutama pada kondisi tanah tergenang (Chapman dan

Carter 1976). Hama tanaman berupa serangga dapat hidup di dalam tanah

maupun di atas tanah. Jenis-jenis serangga seperti semut, cacing dan lain-lainnya

akan bertambah dengan cepat ketika tanah tidak diolah. Sisa-sisa tanaman yang

tetap berada di permukaan tanah yang lembab akibat tanah diolah akan membuat

kondisi yang baik bagi kehidupan dan perkembangbiakan sejenis siput, tikus,

kumbang penggerek, dan hama-hama lainnya (Miller dan Donahue 1990).

14

Produksi tanaman merupakan hasil dari semua faktor yang mempengaruhi

pertumbuhan tanaman dalam satu musim tanam. Salah satu faktor tersebut adalah

kondisi fisik tanah yang sering mempengaruhi tanaman karena kondisi fisik tanah

mengontrol lingkungan tempat akar berkembang (Davies et al. 1993).

Tekstur dan Struktur Tanah

Komposisi atau perbandingan relatif partikel-partikel pasir, debu, dan liat

menentukan tekstur tanah (Chapman dan Carter 1976). Tekstur tanah merupakan

sifat tanah yang paling mendasar oleh karena mempengaruhi sifat-sifat tanah

lainnya (Plaster 1992). Tekstur tanah berperan dalam mengontrol drainase,

ketersediaan air, sifat tanah, dan kesesuaian (kecocokan) tanaman untuk tumbuh.

Selain itu, tekstur tanah turut pula berperanan penting dalam menentukan struktur

tanah, terutama dalam membentuk agregat tanah (Davies et al. 1993).

Tekstur dan struktur tanah mempengaruhi kemudahan tanah untuk diolah,

mempengaruhi banyaknya ruang pori dalam tanah, menentukan ketersediaan air

dalam tanah akibat presipitasi atau irigasi, dan menentukan infiltrasi air ke dalam

tanah (Chapman dan Carter 1976). Selain itu, struktur tanah juga berfungsi untuk

mengontrol pergerakan air dan pertumbuhan akar sehingga menentukan

kesuburan fisik tanah (Davies et al. 1993). Dengan demikian, tanaman akan

memperoleh keuntungan dengan terbentuknya struktur tanah yang baik karena:

(1) pergerakan air dan udara menjadi lebih mudah, (2) pertumbuhan akar menjadi

lebih mudah, dan (3) kapasitas memegang airnya tinggi (Plaster 1992).

Menurut Sopher dan Baird (1982) struktur tanah di lapisan tanah atas

(topsoil) menjadi sangat penting karena dapat menambah permeabilitas sehingga

dapat menahan limpasan (runoff) dan mengurangi erosi. Tanah berstruktur baik

akan lebih permeabel dibanding tanah berstruktur buruk. Struktur tanah dapat

meningkatkan pertumbuhan tanaman karena dengan bertambahnya permeabilitas

tanah akan dapat menambah kapasitas penahanan air efektif bagi pertumbuhan

akar tanaman.

Densitas Tanah

Densitas tanah (soil bulk density) adalah rasio massa kering padatan tanah

dengan volume tanah yang dinyatakan dalam satuan g/cm3, atau g/cc, dan

15

merupakan ukuran berat volume suatu tanah kering oven (Baver et al. 1972, Blake

dan Hartge 1986, dan Plaster 1992). Volume tanah tersebut termasuk volume

padatan dan ruang pori tanah. Massa kering padatan tanah ditentukan setelah

dikeringkan hingga bobotnya konstan pada suhu 105ºC, dan volume tanah

tersebut berasal dari sampel yang diambil di lapang (Blake dan Hartge 1986).

Densitas tanah menunjukkan perbandingan antara bobot tanah kering

dengan volume tanah termasuk volume pori-pori tanah, dan merupakan petunjuk

kepadatan tanah. Makin padat tanah makin tinggi densitas tanahnya, berarti

makin sulit meneruskan air atau ditembus akar tanaman (Hardjowigeno 1995).

Densitas tanah diukur dengan menggunakan suatu ring sampel. Tanah dari dalam

ring sampel yang telah diketahui volumenya secara hati-hati dipindahkan dari

lapang. Tanah tersebut selanjutnya dikeringkan di dalam oven pada suhu 105°C

hingga mencapai suatu bobot yang konstan, yang sering disebut sebagai tanah

kering oven (Plaster 1992). Densitas tanah dihitung menggunakan persamaan (1).

DST = BTK / VLT ………………………………………………. (1)

dimana DST = densitas tanah (dry bulk density), g/cc

BTK = bobot tanah kering oven, g

VLT = volume tanah, cc (cm3)

Densitas tanah pada kebanyakan tanah permukaan berkisar 1.0-1.6 g/cc,

tergantung kondisinya. Pengolahan tanah dapat mengubah densitas tanah secara

agak cepat. Suatu alat bajak dapat dengan seketika mengubah densitas tanah dari

1.5 g/cc menjadi 0.8 g/cc. Empat hingga lima lintasan alat pengolah tanah

sekunder di atas permukaan tanah yang terbajak dapat menyebabkan terjadinya

pemadatan kembali hingga 1.4 g/cc. Biasanya penanaman terbaik pada kisaran

densitas tanah 1.1-1.4 g/cc. Pada densitas tanah sebesar 1.6 g/cc maka pergerakan

air dan perkembangan akar menjadi sangat terbatas. Tanah subsoil yang sangat

padat bisa mempunyai densitas tanah 2.0 g/cc atau bahkan lebih, dan

menyebabkan tidak ada akar yang tumbuh (Donahue et al. 1976).

Pemadatan tanah adalah bertambahnya densitas tanah akibat beban atau

tekanan diaplikasikan terhadap tanah. Penyebab pemadatan tanah yaitu: (1)

pengeringan, (2) pengerutan, dan (3) gaya mekanik (Baver et al. 1972). Beberapa

sifat massa tanah berubah akibat pemadatan, yang ditandai dengan bertambahnya

densitas tanah dan berkurangnya porositas tanah. Perubahan tersebut akan

16

mempengaruhi konsistensi tanah dan kapasitas menahan air, udara, dan panas, dan

membatasi penetrasi akar ke dalam tanah. Pertumbuhan akar tanaman terhambat

pada densitas tanah lebih dari 1.4 g/cc pada tanah-tanah bertekstur halus, atau

lebih dari 1.7 g/cc pada tanah-tanah bertekstur lebih kasar (Hill 1979).

Densitas tanah yang bertambah besar merupakan fungsi dari usaha

pemadatan dan kadar air. Gaya yang diperlukan untuk memadatkan tanah hingga

densitas tanah tertentu akan berkurang dengan bertambahnya kadar air. Densitas

tanah pada kadar air yang diinginkan akan bertambah secara eksponensial dengan

bertambahnya gaya yang diaplikasikan. Densitas tanah pada gaya pemadatan

yang konstan akan bertambah dengan bertambahnya kadar air hingga mencapai

maksimum, dan dengan terus bertambahnya kadar air menyebabkan densitas

tanah turun. Kadar air tanah yang menyebabkan densitas tanah maksimum

disebut kadar air tanah optimum untuk pemadatan (Baver et al. 1972).

Penggunaan mesin -mesin pertanian dan kendaraan angkut dalam

penyiapan lahan, pemeliharaan tanaman, dan panen disertai dengan penekanan

terhadap tanah. Distribusi tekanan-tekanan tersebut dalam hubungannya dengan

pemadatan tanah adalah penting dalam analisis dampak mesin dan kendaraan-

kendaraan terhadap sifat-sifat tanah, baik terhadap pertumbuhan tanaman maupun

desain mesin untuk meminimumkan efek tersebut (Baver et al. 1972).

Söhne (1958) menyebutkan bahwa distribusi tekanan dalam tanah di

bawah ban tergantung oleh: (1) besar gaya (beban), yang menentukan total

tekanan yang digunakan, (2) ukuran luas kontak antara ban dan tanah, yang

menentukan besar gaya tekan per satuan luas, (3) distribusi tekanan dengan luas

kontak, dan (4) kadar air tanah dan densitas tanah.

Reaves dan Cooper (1960) mempelajari distribusi tegangan di bawah track

dengan ukuran lebar 12 in dan ban dengan ukuran lebar 13 in dan diameter 18 in,

yang diberi beban 3600 lb dan dioperasikan pada gaya penarikan 1500 lb. Besr

tekanan terhadap tanah (ground pressure ) untuk track dan ban adalah sebesar 12.3

psi dan 25.4 psi. Perbedaan besar tekanan tersebut akibat panjang kontak track

yang lebih besar dibanding panjang kontak ban. Panjang kontak track adalah 5 ft,

sedangkan panjang kontak ban hanya 2 ft. Tegangan maksimum terjadi di bawah

pusat pembebanan kira-kira 3 in dan selanjutnya berkurang secara lateral (ke

samping) dan vertikal (ke bawah) seperti ditunjukkan dalam Gambar 6.

17

Gambar 6 Isogram tegangan normal rata-rata di bawah ban dan track

(Reaves dan Cooper 1960)

Humbert (1968) menyebutkan bahwa distribusi akar tebu akibat

pemadatan tanah pada densitas tanah sebesar 0.66-1.80 g/cc telah diteliti oleh

Trouse dan Humbert (1961). Pemadatan tanah dilakukan dengan cara membebani

alat angkut tebu sebesar 25-40 ton sehingga terjadi pemadatan tanah hingga

kedalaman 6 inchi (15.24 cm) pada tanah kering dan hingga kedalaman 20 inchi

(50.8 cm) pada tanah basah. Densitas tanah maksimum diperoleh pada 10 kali

lintasan. Densitas tanah bertambah dari 0.66 g/cc hingga mencapai densitas kritik

(1.80 g/cc) untuk perakaran tebu, dan porositas tanah berkurang hingga kurang

dari 50%. Persentase udara berkurang dengan cepat sebesar 10% ketika densitas

tanah bertambah hingga mencapai titik kritik tersebut. Hasil studi tersebut

menunjukkan bahwa distribusi akar tebu berkurang akibat bertambahnya densitas

tanah, dan menyebabkan penurunan hasil tebu untuk tanaman ratoon berikutnya.

Bakker (1999) menyebutkan bahwa densitas tanah mempengaruhi bentuk

sistem perakaran tebu. Laju pemanjangan akar tebu berkurang dengan

bertambahnya densitas tanah, sebagaimana dilaporkan oleh Trouse (1965).

Hubungan penambahan densitas tanah dan pengurangan laju pemanjangan akar

tebu tersebut ditunjukkan pada Tabel 1.

Hasil pengolahan tanah yang halus cenderung menghasilkan densitas tanah

yang lebih besar dibanding hasil pengolahan tanah yang lebih kasar pada kondisi

yang sama. Perkecambahan biji-biji gandum cenderung lebih cepat pada hasil

pengolahan tanah yang lebih halus (Hill 1979).

18

Tabel 1 Hubungan densitas tanah dan laju pemanjangan akar tebu (Trouse 1965)

Densitas tanah (g/cc) Laju pemanjangan akar tebu rata-rata (cm/hari)

1.04 2.00

1.12 1.73

1.20 1.65

1.28 1.36

1.36 0.75

1.44 0.17 Densitas tanah turut menentukan kuantitas produksi tanaman. Produksi

tanaman mencapai maksimum pada kisaran densitas tanah optimum. McKyes

(1985) menyebutkan bahwa densitas tanah optimum telah diteliti oleh Vomocil

(1955) dan dilaporkan oleh Rosenberg (1964). Vomocil menyatakan bahwa

produksi jagung biasa, jagung manis dan kentang lebih rendah ketika densitas

tanahnya lebih rendah atau lebih tinggi dari densitas tanah optimumnya. Vomocil

menampilkan persamaan parabolik untuk menggambarkan fenomena tersebut.

Kehilangan produksi bertambah sebesar kuadrat selisih densitas tanah aktual

dengan densitas tanah optimumnya, sebagaimana ditulis ke dalam persamaan (2).

Y* – Y = C (γdry – γ*dry)2 ……………………………………………... (2)

dimana Y* = produksi tanaman maksimum yang dapat dicapai

Y = produksi tanaman aktual

C = konstanta sensitivitas (kepekaan) terhadap pemadatan tanah,

tergantung oleh jenis dan varietas tanaman, serta iklim

γdry = densitas kering tanah (rata-rata pada kedalaman 10 – 40 cm)

γ*dry = densitas kering tanah optimum untuk produksi maksimum

Penelitian serupa dilakukan oleh McKyes et al. (1979) dan Negi et al.

(1981). Berdasarkan hasil penelitian di tanah liat dan tanah lempung berpasir

pada tahun 1976, 1977 dan 1980 diperoleh produksi jagung tertinggi pada densitas

tanah optimum. Hasil penelitian tersebut disajikan dalam bentuk kurva hubungan

antara densitas tanah kering (soil dry density) dan hasil bahan kering (dry matter

yield), seperti ditunjukkan dalam Gambar 7. Berbagai densitas tanah pada lapisan

tanah atas diperoleh dengan cara mengaplikasikan frekuensi lintasan mesin yang

berbeda-beda, dimana sebelumnya tanah tersebut diolah menggunakan bajak

19

rotari hingga kedalaman ± 25 cm. Kurva-kurva dalam Gambar 7(a) dan Gambar

7(b) menggambarkan dua aspek penting yaitu efek densitas tanah terhadap

pertumbuhan tanaman yang disebut fenomena densitas optimum dan peran dari

presipitasi setempat (McKyes et al. 1979, dan Negi et al. 1981).

(a)

(b)

Gambar 7 Hubungan antara hasil bahan kering jagung dan densitas tanah pada kedalaman 0-20 cm pada: (a) tanah liat (McKyes et al. 1979), dan (b) tanah lempung berpasir (Negi et al. 1981)

20

Porositas Tanah

Sistem akar tanaman dibatasi oleh pori-pori tanah. Kehidupan di dalam

tanah tergantung oleh sistem pori tanah karena pori-pori tanah tersebut digunakan

untuk pergerakan air dan udara (oksigen), serta masuknya akar-akar ke dalam

tanah (Forbes dan Watson 1992). Kandungan pori-pori dalam tanah (porositas

tanah) mengontrol kuantitas air tersedia bagi tanaman yang dapat dipegang oleh

tanah, dan kemudahan penetrasi serta perkembangan akar (Davies et al. 1993).

Porositas tanah dapat dihitung berdasarkan nilai densitas tanah (DST) dan

densitas partikel tanah (DPT). Densitas partikel tanah adalah bobot tanah kering

per satuan volume partikel padat tanah; tidak termasuk volume pori-pori tanah

(Hardjowigeno 1995). Tanah yang tidak mempunyai ruang pori maka DST =

DPT, atau DST/DPT = 1. Semakin banyak ruang pori tanahnya maka DST akan

semakin kecil dan rasio DST/DPT juga semakin kecil (Plaster 1992). Tanah-

tanah mineral pada umumnya mempunyai densitas partikel tanah rata-rata sebesar

2.65 g/cc. Dengan mengetahui besarnya densitas tanah dan densitas partikel tanah

maka dapat dihitung porositas tanah, sebagaimana ditulis ke dalam persamaan (3).

PST = ( 1 – DST/DPT ) x 100% ………………………………… (3)

Dimana PST = porositas tanah, %

DST = densitas tanah, g/cc

DPT = densitas partikel tanah, g/cc.

Thompson (1957) menyebutkan bahwa porositas dan densitas tanah

ditentukan oleh tekstur tanah. Semakin halus tekstur tanah akan diperoleh

densitas tanah yang semakin rendah dan porositas tanah yang semakin tinggi.

Hubungan ketiga sifat fisik tanah tersebut ditunjukkan pada Tabel 2.

Tabel 2 Hubungan tekstur, densitas, dan porositas tanah (Thompson 1957)

Tekstur tanah Densitas tanah (g/cc) Porositas tanah (%) *)

Pasir (sand) 1.6 39.6

Lempung berpasir (sandy loam) 1.5 43.4

Lempung (loam) 1.4 47.2

Lempung debu (silt loam) 1.3 50.9

Lempung liat (clay loam) 1.2 54.7

*) Dihitung menggunakan persamaan (3) dimana DPT = 2.65 g/cc.

21

Kondisi tanah yang ideal untuk pertumbuhan tanaman adalah ketika

separuh ruang pori totalnya terisi air dan separuhnya lagi terisi udara. Ketika

akar-akar tanaman masuk ke dalam tanah maka akar-akar tersebut masuk ke

dalam ruang pori di antara partikel-partikel padat tanah (Plaster 1992), seperti

diperlihatkan dalam Gambar 8. Tanah berstruktur baik biasanya mempunyai

porositas tanah sebesar 60%, dimana 20 hingga 30% udara menempati ruang pori

tanah pada kapasitas lapang, ketika air baru saja berhenti terdrainase. Pada

lapisan tanah yang terkompaksi berlebihan mempunyai porositas 30-40%, dimana

≤ 5% ruang porinya terisi oleh udara pada kapasitas lapang. Kehilangan pori-pori

berukuran besar tidak hanya akan menghambat pergerakan udara, tetapi juga

mengurangi laju drainase air dalam tanah. Tanah yang padat menyebabkan

tahanan penetrasi tanah menjadi besar sehingga kemampuan penetrasi akarnya

menjadi berkurang (Davies et al. 1993). Pengurangan porositas tanah dapat

menyebabkan penurunan produksi tanaman. Hal ini disebabkan karena

penyerapan air dan mineral-mineral oleh akar berkurang sehingga pertumbuhan

total tanaman berkurang (Chapman dan Carter 1976).

Gambar 8 Akar dan rambut akar tumbuh di antara partikel tanah (Plaster 1992)

Akar tanaman dapat berkembang dengan leluasa di dalam tanah apabila

diameter pori-pori tanah sama atau lebih besar dari diameter ujung-ujung akar

(± 200 µm) dan apabila tanah mudah berubah bentuk serta aerasinya tidak

terhambat. Pertumbuhan akar berhubungan dengan tahanan penetrasi tanah yang

merupakan hasil kombinasi pemadatan dan kadar lengas tanah (Payne 1988).

(sel-sel akar)

(ruang pori terisi air/udara)

(rambut akar)

(partikel-partikel tanah)

(akar)

22

Tahanan Penetrasi Tanah

Penetrabilitas tanah merupakan suatu ukuran kemudahan dimana suatu

objek dapat ditekan atau digerakkan masuk ke dalam tanah. Suatu alat atau

instrumen yang digunakan untuk mengukur tahanan penetrasi tanah disebut

penetrometer (Bradford 1986). Tahanan tanah terhadap penetrasi instrumen

merupakan integrasi indeks pemadatan tanah, kadar air, tekstur, dan tipe mineral

liat, atau merupakan indeks kekuatan tanah pada kondisi pengukuran tersebut.

Penentuan tahanan penetrasi tanah melibatkan konsistensi dan struktur tanah.

Ketika penetrometer menembus tanah maka akan mengatasi tahanan tekan,

gesekan antara tanah dan metal, dan kekuatan geser tanah, yang juga melibatkan

gesekan dalam dan kohesi (Baver et al. 1972).

Faktor-faktor yang mempengaruhi tahanan penetrasi tanah adalah kadar air

tanah, densitas tanah, kompresibilitas tanah, parameter kekuatan tanah, struktur

tanah, dan lain-lain (Bradford 1986). Tahanan penetrasi tanah bertambah dengan

berkurangnya kadar air tanah. Hal ini menunjukkan bahwa kekuatan tanah

bertambah besar ketika partikel-partikel tanah semakin dekat untuk berikatan

selama proses pengeringan (Baver et al. 1972). Hasil penelitian pada tanah

lempung berliat (clayey loam) di Lyons, Perancis menunjukkan bahwa tahanan

penetrasi tanah bertambah dari 5 MPa hingga 30 MPa dengan bertambahnya

densitas tanah dari 1.55 g/cc hingga 1.85 g/cc (Rossignol dan Debayle 2002).

Tahanan penetrasi tanah sering dinyatakan dalam istilah indeks kerucut

(cone index). Indeks kerucut adalah suatu indeks tahanan geser tanah, yaitu

berupa besarnya aplikasi gaya yang diperlukan untuk menekan kerucut

penetrometer ke dalam tanah (Department of Army Staff 1960), atau gaya

tahanan tanah terhadap penetrasi kerucut dibagi dengan luas dasar kerucut (Kisu

1972), atau kemampuan tanah melawan (menahan) gaya penetrasi dari suatu

kerucut dan menunjukkan tingkat kekerasan tanah (Oida 1992). Nilai yang

ditunjukkan penetrometer merupakan besarnya gaya tahanan tanah terhadap

penetrasi kerucut per satuan luas dasar kerucut dan dinyatakan dalam satuan

kgf/cm2 (Kisu 1972).

Arkin dan Taylor (1981) menyebutkan tahanan penetrasi tanah membatasi

pertumbuhan akar. Pada tahanan penetrasi rendah maka akar tanaman dapat

menembus dengan mudah, namun kemampuan tembus akar menjadi semakin

23

berkurang dengan bertambahnya tahanan penetrasi tanah. Tahanan penetrasi

tanah yang semakin tinggi membatasi penembusan akar-akar kapas, membatasi

daya kecambah biji sorghum, dan menurunkan produktivitas kapas, sebagaimana

dilaporkan oleh Taylor et al. (1966), Parker dan Taylor (1965), dan Carter et al.

(1965). Berdasarkan hasil-hasil penelitian tersebut terungkap bahwa ketika

tahanan penetrasi tanahnya bertambah maka akar-akar tanaman kapas semakin

sukar menembus tanah (Gambar 9), daya kecambah biji sorghum menjadi

semakin rendah (Gambar 10), dan produktivitas kapas turun (Gambar 11).

Bertambahnya tahanan penetrasi tanah akibat bertambahnya densitas tanah dan

berkurangnya kadar air tanah menjadi penyebab berkurangnya kemampuan akar-

akar kapas menembus tanah (Taylor et al. 1966). Daya kecambah biji sorghum

semakin berkurang pada 10 hari setelah tanam akibat bertambahnya tahanan

penetrasi tanah dari 1 MPa hingga 1.6 MPa. Tidak terjadi perkecambahan biji

sorghum pada tahanan penetrasi tanah lebih dari 1.6 MPa (Parker dan Taylor

1965). Produktivitas kapas berkurang secara linier dari 3600 kg/ha hingga 1450

kg/ha ketika tahanan penetrasi tanahnya, yang terukur pada kapasitas lapang,

bertambah dari 0.3 MPa hingga 4.0 MPa (Carter et al. 1965).

Gambar 9 Efek tahanan penetrasi tanah terhadap penembusan akar-akar kapas

(Gossypium hirsutum L.) di Quinlan, Columbia, Naron, dan Miles (Taylor et al. 1966)

Tahanan penetrasi tanah (MPa)

Pene

mbu

san

akar

(%)

24

Gambar 10 Daya kecambah biji sorghum yang dipengaruhi tahanan penetrasi

tanah, waktu setelah tanam, dan suhu tanah (Parker dan Taylor 1965)

Gambar 11 Hubungan antara tahanan penetrasi tanah dan produktivitas biji

kapas (Carter et al. 1965)

Tahanan penetrasi tanah (MPa)

Day

a ke

cam

bah

(%)

Day

a ke

cam

bah

(%)

Tanah Amarillo 21ºC

Tanah Amarillo 35ºC

hari hari

Tahanan penetrasi tanah (MPa)

Tahanan penetrasi tanah (psi)

Tahun

Prod

uktiv

itas

biji

kapa

s (l

bs/a

cre)

Prod

uktiv

itas

biji

kapa

s (k

g/ha

)

25

Konsistensi Tanah

Konsistensi tanah mengacu kepada gaya-gaya kohesi dan adhesi tanah,

yang memperlihatkan derajat plastisitas dan pelengketan tanah (Sopher dan Baird

1982). Kohesi adalah kekuatan tarik-menarik antar molekul tanah, sedangkan

adhesi adalah tegangan permukaan di antara partikel-partikel tanah. Kohesi

maksimum tercapai pada tanah kering dan turun secara tajam ketika air memasuki

(mengisi) di antara partikel-partikel tanah. Kohesi paling efektif ketika partikel-

partikel individu, khususnya liat, saling berikatan. Selama konsistensi ditentukan

oleh kohesi dan adhesi maka konsistensi akan tinggi pada kisaran kering (kohesi

tinggi), dan pada kisaran agak basah (adhesi tinggi). Konsistensi tanah menjadi

rendah pada kisaran lembab dan pada keadaan jenuh (Kohnke 1968).

Faktor-faktor yang mempengaruhi konsistensi tanah yaitu: (1) kadar air

tanah, (2) kandungan liat, kohesi semakin tinggi pada kandungan liat yang

semakin tinggi, (3) tipe liat, liat montmorillonite lebih konsisten dibanding liat

kaolinite, (4) tekstur, kohesi semakin tinggi apabila ukuran partikel semakin kecil,

dan (5) struktur, tanah yang dilumpurkan akan lebih kohesif dibanding yang

teragregasi baik, karena mempunyai luas kontak antar individu partikel yang lebih

besar (Kohnke 1968).

Ketahanan tanah terhadap perubahan bentuk adalah penting dalam

melakukan tindakan pengolahan tanah dan dalam hubungannya dengan

pertumbuhan akar-akar tanaman, pemadatan dan aerasi tanah. Dalam keadaan

kering maka bongkah tanah terbentuk sebagai padatan yang getas (brittle), tetapi

ketika kadar airnya bertambah maka kekuatan tanah akan berkurang dan

deformasi plastik bertambah. Kadar air dimana tanah berubah dari getas ke

plastik (kenyal) disebut batas plastik bawah (lower plastic limit), dan pada

keadaan hampir cair disebut batas plastik atas (upper plastic limit). Perbedaan

kadar air antara batas plastik atas dan batas plastik bawah disebut indeks

plastisitas atau angka plastik. Batas-batas tersebut pertama kali dinyatakan

sebagai karakteristik tanah penting oleh Atterberg, dan dikenal sebagai batas-batas

Atterberg (Payne 1988). Menurut Hardjowigeno (1995) batas plastik (batas

menggolek), atau batas plastik bawah (Payne 1988), adalah kadar air dimana

gulungan tanah mulai tidak dapat digolek-golekkan lagi. Pada kadar air lebih

rendah dari batas plastik maka tanah akan sukar diolah. Batas cair (batas

26

mengalir), atau batas plastik atas (Payne 1988), adalah jumlah air terbanyak yang

dapat ditahan oleh tanah (dalam keadaan non-alami); apabila air bertambah maka

tanah bersama air akan mengalir.

Baver et al. (1972) menyebutkan bahwa batas plastik menggambarkan

kadar air pada perubahan dari getas ke konsistensi plastik. Batas plastik terukur

pada tegangan air pF 2.8-3.3. Kohesi tanah mencapai maksimum pada kadar air

sedikit di atas batas plastik. Batas cair menggambarkan kadar air tanah dimana

selaput lengas (air) menjadi begitu tebal sehingga kohesi turun dan massa tanah

mengalir oleh aplikasi gaya. Batas cair terukur pada tegangan air pF 0.5.

Tindakan pengolahan tanah berkaitan erat dengan konsistensi tanah awal

sebelum tanah diolah. Kohnke (1968) menghubung-hubungkan status lengas

tanah dalam keadaan kering, lembab, cukup basah, basah, amat basah, dan jenuh

dengan konsistensi dan hasil pengolahan tanah (Tabel 3). Tanah dalam keadaan

kering berkonsistensi keras, konsistensi tanahnya tergantung oleh besar

permukaan kontak per satuan volume. Dalam keadaan lembab, tanah

berkonsistensi remah, tanah saling lekat (lengket) dengan sangat lemah, dan lunak

(remah). Dalam keadaan basah, tanah berkonsistensi plastik, dan tanah dapat

digulung tanpa kehilangan koherensinya (perikatannya). Dalam keadaan sangat

basah dan atau jenuh maka tanah berkonsistensi kental, tanah dapat mengalir

akibat tekanan atau gravitasi, dan tanah melekat pada objek dan lengket. Selama

konsistensi tanah ditentukan oleh kohesi dan adhesi maka konsistensi menjadi

tinggi pada kondisi lengas tanah dalam kisaran kering akibat tingginya kohesi, dan

berkonsistensi cukup tinggi pada kisaran basah akibat tingginya adhesi.

Konsistensi menjadi rendah pada kisaran tanah lembab dan jenuh, sebagaimana

ditunjukkan dalam Gambar 12.

27

Tabel 3 Efek lengas tanah terhadap konsistensi tanah berkadar liat sedang hingga tinggi (Kohnke 1968)

STATUS LENGAS TANAH

Kering Lembab Cukup basah Basah Amat basah Jenuh

Kering Koefisien Batas Tegangan Oven Higroskopis Remah Nol pF 7.0 pF 4.5 pF 2.8 pF 0

Bentuk Konsistensi Keras, kasar Remah,

lunak Plastik, lengket Encer, mengalir

Derajat Konsistensi Relatif

Amat tinggi Rendah Tinggi Amat rendah

Gaya-gaya Kohesi Adhesi

Kekuatan Sangga Tanah

Tinggi Cukup tinggi Rendah Amat rendah Praktis tidak ada

Pengolahan Tanah

Gaya penarikan alat (draft )

berat

Gaya penarikan alat (draft)

ringan

Draft berat, implemen cenderung

masuk ke dalam tanah, dan slip

Draft lebih ringan, traksi rendah, implemen bisa

ambles

Hampir tidak

mungkin bisa

dilakukan

Hasil Olahan Tanah

Bongkahan tanah,

berdebu

Hancuran tanah

(tanah halus) Tanah lumpur Tanah mengalir

Grafik Derajat Konsistensi Relatif

Gambar 12 Efek lengas tanah terhadap konsistensi tanah (Kohnke 1968)

28

Faktor Iklim

Pertumbuhan dan produksi tebu dipengaruhi oleh iklim, terutama yang

berkaitan dengan suhu, jumlah (lama) penyinaran matahari, dan besarnya curah

hujan. Menurut Chapman dan Carter (1976) tebu dapat tumbuh dan beradaptasi

dengan baik di areal-areal dengan suhu minimum bulanan rata-rata 21ºC atau

lebih. Tebu tidak dapat hidup pada suhu terlampau tinggi. Pertumbuhan akar

tebu terbaik pada suhu 21-27ºC. Pertumbuhan akar tebu menjadi lambat pada

suhu kurang dari 21ºC, dan pada hakekatnya akan terhenti atau mati pada suhu ≤

10ºC. Suhu minimum rata-rata untuk perkecambahan tebu adalah 18-20º.

Pertumbuhan tebu juga dipengaruhi oleh intensitas cahaya matahari. Hasil studi

di Hawaii menunjukkan bahwa produksi batang dan kadar gula tebu turun ketik a

intensitas cahaya matahari berkurang. Tebu membutuhkan curah hujan 115-130

cm/tahun untuk memperoleh produksi tinggi.

Faktor Tanaman

Salah satu faktor dari tanaman yang berpengaruh terhadap pertumbuhan

dan produksi tebu adalah varietas tanaman tebu itu sendiri. Menurut Fauconnier

(1993) varietas tebu adalah suatu klon (clone) yang dikembangkan dari benih

(seed) dan dikembangbiakkan melalui stek batang tebu (setts).

Setyamidjaja dan Azharni (1992) menyebutkan bahwa untuk memperoleh

varietas tebu unggul dapat dilakukan berbagai persilangan antarvarietas sehingga

memiliki sifat-sifat produksi tinggi, tahan terhadap penyakit, dan tumbuhnya

cepat. Menurut Fauconnier (1993) tujuan utama program persilangan tebu yaitu:

(1) memperbaiki kemampuan tebu untuk berproduksi tinggi, (2) memperoleh

kualitas dan kuantitas sukrosa yang tinggi, (3) mempercepat umur kemasakan

tebu, (4) mempertinggi ketahanan tebu terhadap serangan berbagai penyakit dan

adaptasi dengan lingkungan iklim setempat, dan (5) meningkatkan daya tumbuh

tebu mulai dari perkecambahan hingga saat panen, termasuk penutupan tanah

yang cepat sehingga kompetisi dengan gulma dapat diminimalkan.

Gulma

Pada saat tanaman tebu berinteraksi dengan lingkungan maka tidak

menutup kemungkinan akan bersaing dengan gulma yang tumbuh di sekitar

29

tanaman tebu tersebut. Menurut Moenandir (1988) gulma selalu berada dimana

ada tanaman tumbuh karena gulma selalu berasosiasi dengan tanaman tertentu.

Dengan sendirinya gulma juga ada di sekitar tanaman dan saling berin teraksi.

Salah satu bentuk interaksi adalah persaingan atau kompetisi.

Gulma didefinisikan sebagai tanaman yang tidak diinginkan tumbuh pada

tempat-tempat dimana tanaman dibudidayakan manusia (Humbert 1968, dan

Lockhart dan Wiseman 1988). Secara anthroposentris, gulma dapat didefinisikan

sebagai semua jenis vegetasi atau tumbuhan yang menimbulkan gangguan pada

lokasi tertentu terhadap tujuan yang diinginkan manusia, dan sejenis tumbuhan

yang individu-individunya sering kali tumbuh pada tempat-tempat di mana

mereka menimbulkan kerugian pada manusia. Secara ekologis, gulma juga dapat

didefinisikan sebagai tumbuhan yang telah beradaptasi dengan habitat buatan dan

menimbulkan gangguan terhadap segala aktivitas manusia (Sastroutomo 1990).

Gulma dapat berkembangbiak dengan menggunakan biji dan rhizom.

Gulma yang berkembangbiak dengan biji sering sulit untuk dikontrol atau

dikendalikan ketika gulma mencapai fase perkecambahan di sekeliling areal

tanaman. Gulma yang berkembangbiak dengan akar sangat sulit dikontrol secara

mekanis. Sering dijumpai beberapa akar gulma tetap berada pada kondisi yang

sesuai untuk melanjutkan pertumbuhannya (Humbert 1968).

Keberadaan gulma di areal tanaman dapat menimbulkan efek merugikan,

diantaranya yaitu: (1) gulma menutupi atau menaungi tanaman sehingga

menurunkan produksi tanaman, (2) gulma dapat menurunkan produksi tanaman

akibat kompetisi dalam pengambilan unsur hara, air, sinar matahari, dan ruang

hidup, (2) mutu hasil panen menjadi turun akibat terkontaminasi bagian -bagian

gulma, (3) gulma mengeluarkan senyawa allelopati yang dapat mengganggu

pertumbuhan tanaman, (4) gulma menjadi inang (host) bagi hama dan penyakit

yang menyerang tanaman, (5) mengggangu tata-guna air, (6) menambah biaya

pengeringan karena ada bagian-bagian gulma yang ikut serta pada saat panen, (7)

jenis gulma tertentu dapat meracuni dan melukai manusia dan hewan ternak, dan

(8) menambah biaya penyiapan lahan dan panen (Wolfe dan Kipps 1953,

Lockhart dan Wiseman 1988, dan Sukman dan Yakup 2002).

30

Forbes dan Watson (1992) menyebutkan bahwa terdapat 7 faktor yang

mempengaruhi penurunan produksi tanaman akibat kompetisi dengan gulma:

1 Spesies tanaman

Beberapa tanaman lebih rentan terhadap penurunan produksi dibanding

tanaman yang lain akibat berkompetisi dengan gulma. Tanaman biji-bijian

lebih tahan terhadap kompetisi dengan gulma dibanding tanaman-tanaman

berjarak tanam lebar, karena tanaman biji-bijian mampu bersaing keras

dengan gulma dan mampu menekan pertumbuhan gulma.

2 Varietas tanaman

Pemilihan varietas tanaman dapat mengurangi penurunan produksi akibat

kompetisi dengan gulma. Tanaman varietas tinggi dapat menekan persaingan

dengan gulma dalam memperoleh cahaya matahari sehingga kehilangan

produksi dapat berkurang.

3 Kerapatan tanaman

Penanaman dengan kerapatan tinggi dapat menutup tanah lebih cepat dan

mengurangi kesempatan gulma untuk tumbuh.

4 Spesies gulma

Beberapa spesies gulma dapat menyebabkan kehilangan produksi yang lebih

banyak terhadap tanaman. Spesies gulma yang mempunyai kerabat (family)

yang berdekatan dengan tanaman akan sulit dibasmi secara kimiawi.

5 Kerapatan gulma

Kehilangan produksi tanaman akan semakin tinggi ketika kerapatan gulmanya

semakin tinggi.

6 Waktu relatif perkecambahan tanaman dan gulma

Kehilangan produksi tanaman akan semakin tinggi ketika saat

berkecambahnya gulma mendahului saat berkecambahnya tanaman.

7 Lingkungan tumbuh

Tanaman dan gulma mempunyai kemampuan beradaptasi dengan lingkungan

tumbuh yang berbeda. Suhu dan pH optimum untuk pertumbuhan tanaman

dan gulma berbeda, juga berbeda laju respon terhadap pupuk, drainase dan

irigasi. Tanaman mempunyai kemampuan merespon pupuk nitrogen yang

lebih baik dibanding gulma, sehingga aplikasi pupuk tersebut dalam jumlah

besar dapat mengurangi kehilangan produksi akibat kompetisi dengan gulma.

31

Tebu ditanam dengan jarak tanam yang lebar dan tumbuh dengan lambat.

Kondisi tersebut memberi kesempatan bagi gulma untuk tumbuh dan menjadi

pesaing pada masa awal pertumbuhan tebu (Zimdahl 1980). Pada masa tersebut

gulma akan tumbuh dengan subur ketika batang tebu masih kecil atau kurang kuat

untuk tegak. Gulma berdaun lebar dan rerumputan adalah dua golongan spesies

gulma yang sering berkompetisi dengan tebu (Humbert 1968).

Percobaan pada berbagai varietas tanaman menunjukkan bahwa kompetisi

dengan gulma sering terjadi pada periode pertumbuhan tertentu. Periode

minimum dimana tanaman harus bebas bersaing dengan gulma untuk mencegah

kehilangan produksi tanaman disebut periode kritis. Oleh sebab itu pembasmian

gulma secara kimiawi menggunakan herbisida dilaksanakan pada saat sebelum

periode kritis dan sesudah periode kritis. Herbisida yang diaplikasikan pada saat

pre-emergence harus mempunyai kemampuan mengendalikan atau menghambat

perkecambahan dan pertumbuhan gulma selama periode kritis tersebut (Forbes

dan Watson 1992). Tebu memerlukan masa bebas dari persaingan dengan

gulma antara 2-3 bulan setelah tanam, karena pada saat tersebut tanaman tebu

sedang membentuk dan menumbuhkan tunas-tunas induk muda serta dimulainya

fase peranakan. Selepas masa kritis tersebut tebu mampu bersaing dengan gulma.

Gulma tumbuh rapat sejak tanaman tebu berumur 4-6 minggu dan sangat lebat

pada saat umur tebu 8-12 minggu (Kuntohartono 1987).

Murwandono et al. (1993) melaporkan berdasarkan hasil penelitiannya

pada tanah Alluvial di Bakalan, Pasuruan menunjukkan bahwa dengan

menggunakan 6 metode pengolahan tanah untuk tebu diperoleh penutupan gulma

yang semakin meningkat (semakin lebat) hingga umur tebu 5 minggu setelah

tanam, kemudian turun dan menunjukkan kecenderungan meningkat lagi setelah

umur tebu 8 minggu. Penutupan gulma maksimum pada umur tebu 5 minggu

tersebut hampir sama untuk semua plot, yakni sebesar 21.6-33.3%. Setelah umur

tebu 5 minggu menunjukkan bahwa dengan metode P2 (bajak-bajak-kair), metode

P4 (subsoiler-bajak-kair), dan metode P6 (subsoiler-bajak-bajak-rotavator-kair)

diperoleh penutupan gulma yang lebih besar dibanding 3 metode lainnya (P1:

bajak-kair, P3: bajak-bajak-rotavator-kair, dan P5: subsoiler-bajak-bajak-kair).

Dengan menggunakan metode P2 diperoleh penutupan gulma pada umur tebu 6,

7, dan 8 minggu setelah tanam sebesar 13.3, 13.3, dan 15.0%, sedang dengan

32

metode P4 sebesar 11.6, 11.6, dan 13.3%, dan dengan metode P6 sebesar 8.3, 8.3,

dan 10.0%. Hasil ini mengungkapkan bahwa: (1) gulma tumbuh dengan lebat

pada umur tebu 4-6 minggu setelah tanam, sebagaimana telah diungkapkan oleh

Kuntohartono (1987), dan (2) metode pengolahan tanah intensitas tinggi mampu

menekan pertumbuhan gulma yang lebih besar dibanding metode pengolahan

tanah dengan intensitas lebih rendah.

Tarmani et al. (1984) meneliti gulma-gulma yang tumbuh di sekitar

tanaman tebu baru (plant cane) dan tanaman tebu keprasan (ratoon) di lahan

konversi (monoculture cane field ) PTP IX Sumatera Utara, sebagaimana

ditunjukkan pada Tabel 4.

Tabel 4 Penutupan gulma di lahan konversi PTP IX (Tarmani et al. 1984)

Tebu baru Tebu ratoon Spesies gulma umur

1 bulan umur

2 bulan umur

1 bulan umur

2 bulan

Penutupan gulma (%)

Gulma rumput-rumputan (grasses) :

1 Eleusine indica 8 10 1 15

2 Digitaria adscendens 18 18 0 5

3 Panicum reptans L. 1 10 0 0

4 Sorghum halepense 0 0 0 0

Gulma daun lebar (broad leaves) :

1 Mimosa invisa 10 10 5 5

2 Synedrella nodiflora 15 25 4 8

3 Centrocema pubescens 2 4 0 0

4 Polanisia sp. 2 4 4 8

Gulma teki-tekian (sedges) :

1 Cyperus rotundus 15 8 0 0

Berdasarkan data penutupan gulma pada Tabel 4 di atas nampak bahwa

banyak gulma berdaun lebar merambat yang tumbuh di sekitar tanaman tebu baru

dan ratoon. Gulma-gulma tersebut dapat tetap hidup dan berkembang lebih

banyak hingga pada saat menjelang panen, karena gulma-gulma tersebut melilit

tanaman tebu sampai ke atas batang tebu. Gulma-gulma berdaun sempit dan

33

berdaun lebar yang tumbuh di sekitar tebu ratoon lebih sedikit dibanding di

sekitar tanaman tebu baru. Tidak dijumpai adanya gulma teki-tekian di sekitar

tebu ratoon (Tarmani et al. 1984).

Faktor Tindakan Budidaya Pertanian

Pertumbuhan awal suatu tanaman hingga pro duksi dipengaruhi oleh hasil

pengolahan tanahnya sehingga pengolahan tanah menjadi faktor penting dalam

tindakan budidaya pertanian. Disamping itu, pengolahan tanah menjadi perhatian

pertama karena merupakan kegiatan awal dalam budidaya pertanian sebelum

kegiatan lain dilakukan. Pengolahan tanah adalah manipulasi mekanik terhadap

tanah untuk menyediakan lingkungan yang sesuai bagi pertumbuhan tanaman

dengan cara memperbaiki struktur tanah sehingga mempermudah perkecambahan,

pemunculan tanaman, dan pertumbuhan akar (Kepner et al. 1972, Hartmann et al.

1981, dan Hunt 1995).

Menurut Humbert (1968), Kepner et al. (1972), Donahue et al. (1976),

Hartmann et al. (1981), Davies dan Payne (1988), dan Hunt (1995) tujuan

pengolahan tanah untuk tanaman lahan kering, termasuk untuk tebu lahan kering,

adalah:

1 menyediakan tempat tumbuhnya tanaman, dimana tanah dibuat gembur tapi

kuat agar kedalaman penanaman dan pemunculan tanamannya seragam,

2 meratakan lahan,

3 membantu mengontrol gulma, penyakit tanaman, dan serangga

4 memperbaiki kondisi fisik tanah dengan cara menambah aerasi dan infiltrasi

air ke dalam tanah,

5 menjaga kelembaban tanah, karena kerak permukaan yang hancur dan tanah

yang gembur akan mempermudah masuknya air, pergerakan air, dan

penyimpanan air dalam tanah,

6 menambah permeabilitas oleh air di permukaan tanah dan di lapisan tanah

bawah (subsoil) agar drainase dan aerasi menjadi lebih baik sehingga dapat

mempermudah penetrasi akar,

7 mempersatukan dan menutup sisa-sisa tanaman di permukaan dengan tanah

secara lebih efisien,

8 membantu mengontrol erosi tanah, dan

34

9 menyediakan traksi yang mantap atau stabil bagi pengoperasian mesin-mesin

pertanian.

Davies dan Payne (1988) menyebutkan bahwa hasil olahan tanah, berupa

tempat tumbuhnya tanaman, dikatakan baik apabila:

1 benih atau bibit dapat ditempatkan pada kedalaman tanah tertentu yang

seragam,

2 benih atau bibit dapat kontak dengan tanah agar pengambilan air oleh tanaman

menjadi mudah sehingga tanah harus mempunyai aerasi yang baik,

3 tanah di atas benih atau bibit harus tetap remah atau gembur sehingga tunas

dapat muncul dengan mudah,

4 ruang pori tanah sekeliling benih atau bibit harus berisikan pori-pori yang

cukup besar untuk menjaga agar aerasi tetap baik sehingga memudahkan

pertumbuhan akar-akar muda,

5 suplai zat-zat hara yang dekat dengan benih atau bibit harus mudah, dan

6 bebas dari gulma.

Pengolahan tanah dapat dipandang sebagai salah satu cara pengendalian

gulma secara mekanis. Pengolahan tanah banyak mempengaruhi beberapa faktor

penting bagi pertumbuhan gulma, yakni dapat membenamkan gulma dan

menyebabkan kerusakan fisik gulma, karena dapat memotong akar gulma

sehingga mati. Pengolahan tanah pada prinsipnya adalah melepaskan ikatan

antara gulma dengan media tempat tumbuhnya. Efektivitas pengolahan tanah

dalam pengendalian gulma tergantung oleh beberapa faktor, seperti: siklus hidup

gulma dan tanamannya, kedalaman dan penyebaran perakaran, lama dan luasnya

investasi gulma, macam tanaman yang dibudidayakan, jenis dan topografi tanah,

serta iklim (Sukman dan Yakup 2002).

Plaster (1992) menyebutkan bahwa pengolahan tanah untuk

mengendalikan gulma dapat dibagi menjadi dua periode waktu, yaitu sebelum

tanam dan sesudah tanam. Sebelum tanam, pengolahan tanah dilakukan untuk

menyediakan tempat penanaman yang bebas dari gulma, yakni mengendalikan

gulma selama masa pertumbuhannya. Pengolahan tanah mengendalikan gulma-

gulma muda yang selanjutnya dengan mudah untuk dibakar atau dikeluarkan dari

areal pertanaman. Penambahan intensitas pengolahan tanah akan memperlemah

35

pertumbuhan dan perkembangbiakan gulma-gulma muda tersebut. Sesudah

tanam, dilakukan penyiangan untuk melanjutkan pembasmian gulma-gulma muda.

Menurut Radosevich et al. (1977) pengolahan tanah dengan intensitas

tinggi atau berulang-ulang dapat mengakibatkan: (1) gulma-gulma di lapang habis

karena terjadi pengurangan benih atau pengurangan alat perkembangbiakan

vegetatif gulma dalam tanah dan pengeluaran cadangan karbohidrat bagi gulma,

(2) benih-benih gulma di dalam tanah berkurang karena sebagian benih gulma

yang tersimpan dalam tanah, yang akan selalu berkecambah apabila lingkungan

tumbuhnya tersedia (cahaya, kelembaban, dan suhu), dapat dihambat akibat

pengolahan tanah, (3) cadangan benih-benih gulma yang tersimpan dalam tanah

(seed bank) dapat diberantas dengan cara pengolahan tanah seperti itu karena

tidak memberi kesempatan kepada benih -benih gulma yang berkecambah tersebut

untuk berkembangbiak, (4) gulma-gulma yang hidup lebih dari satu tahun atau

dua tahun dapat diberantas karena cadangan karbohidrat bagi gulma habis, dan (5)

mematikan tunas-tunas gulma baru yang muncul dari sistem perakaran atau

rhizome gulma.

Sistem-sistem Pengolahan Tanah

Sistem pengolahan tanah dapat dibedakan menjadi 4 macam, yaitu: (1)

pengolahan tanah konvensional, (2) pengolahan tanah intensitas rendah, (3)

pengolahan tanah minimum, dan (4) pengolahan tanah konservasi.

Pengolahan tanah konvensional (conventional tillage) ditujukan untuk

mencacah sisa-sisa tanaman dan mempersatukannya ke dalam tanah. Pengolahan

tanah seperti ini biasanya membutuhkan energi tinggi untuk pengolahan tanah

pertama, dan selanjutnya diikuti dengan pengolahan tanah kedua untuk

mengendalikan gulma dan menyiapkan lahan pertanaman. Lahan pertanaman

yang ideal berupa suatu lapisan tanah gembur yang bebas dari sisa-sisa tanaman di

permukaan. Sisa-sisa tanaman yang terkubur memudahkan pengoperasian mesin

tanam dan pembasmian serangga-serangga. Gulma-gulma dikontrol oleh

pembajakan tanah dalam dan penyiangan secara mekanis (Hunt 1995).

Pengolahan tanah intensitas rendah (reduced tillage) mengacu kepada

suatu sistem yang tidak banyak memanipulasi tanah. Tujuan pengolahan tanah

intensitas rendah adalah menghemat bahan bakar dan waktu yang tidak perlu

36

dengan cara meniadakan pengoperasian pengolahan tanah yang tidak produktif.

Penghematan energi dan biaya produksi ditempuh dengan cara menggabungkan

beberapa kegiatan pengolahan tanah dalam satu operasi dimana kedalaman olah

tanahnya produktif. Dalam sistem ini biasanya diaplikasikan bahan-bahan kimia

untuk mengendalikan gulma (Hunt 1995).

Pengolahan tanah minimum (minimum tillage) yaitu suatu sistem

pengolahan tanah yang menghasilkan suatu lingkungan yang cocok bagi

pertumbuhan tanaman dan meninggalkan sisa-sisa tanaman (residu) sebagai

penutup atau pelindung tanah di dekat permukaan tanah terolah sepanjang tahun.

Residu yang ditinggalkan bisa ditempatkan di atas permukaan tanah, atau

dicampur dengan tanah pada kedalaman tertentu oleh alat pengolahan tanah. Di

atas permukaan tanah, residu ditinggalkan dalam bentuk mulsa untuk

menggurangi erosi tanah oleh angin dan air. Residu yang ditinggalkan di dalam

tanah dimaksudkan untuk menjaga agar permukaan tanah tetap terbuka untuk

mengurangi pengerakan (crusting) permukaan tanah dan memberi kesempatan

kepada air untuk meresap ke dalam tanah (Hayes 1982).

Kepner et al. (1972) menyebutkan bahwa sistem pengolahan tanah

minimum merupakan suatu cara untuk mengurangi biaya produksi tanaman dan

memperbaiki kondisi tanah. Tujuan utama pengolahan tanah minimum adalah:

(1) mengurangi kebutuhan energi mekanik dan tenaga kerja, (2) menghemat

kelembaban tanah dan mengurangi erosi tanah, (3) hanya melakukan operasi

pengolahan tanah untuk mengoptimalkan kondisi tanah setiap tipe areal lahan, dan

(4) meminimumkan jumlah lintasan mesin di lahan.

Pengolahan tanah konservasi (conservation tillage) didefinisikan sebagai

suatu sistem yang menempatkan suatu cara untuk mengurangi kehilangan tanah

akibat pengolahan tanah. Pada tanah-tanah yang mempunyai nilai erodibilitas

tinggi membutuhkan prosedur pengolahan tanah konservasi. Tujuan tersebut

termasuk akibat erosi oleh air dan angin. Salah satu cara ialah dengan

menempatkan sisa-sisa tanaman sebagai penutup tanah atau menghasilkan

gumpalan-gumpalan tanah padat di permukaan tanah. Gulma dikontrol dengan

cara mengaplikasikan herbisida (Hunt 1995).

37

Operasi Pengolahan Tanah

Operasi pengolahan tanah dapat diklasifikasikan menjadi pengolahan

tanah pertama (primary tillage) dan pengolahan tanah kedua (secondary tillage).

Operasi pengolahan tanah pertama merupakan kegiatan pengolahan tanah awal

dan biasanya dirancang untuk mengurangi kekuatan tanah, menutup material

tanaman, dan mengatur kembali agregat-agregat tanah. Operasi pengolahan tanah

kedua cenderung dilakukan untuk memperhalus kondisi tanah hasil pengolahan

tanah pertama (Kepner et al. 1972). Kedalaman pengolahan tanah pertama adalah

6-36 inchi (15-91 cm), sedangkan kedalaman pengolahan tanah kedua adalah

kurang dari 6 inchi (15 cm). Segala jenis bajak (plow) dimasukkan ke dalam alat

pengolah tanah pertama, sedangkan segala jenis garu (harrow ) biasanya

dimasukkan ke dalam alat pengolah tanah kedua (Smith 1955).

Pengolahan tanah untuk tebu lahan kering bisa dimulai dari membongkar

tunggul-tunggul tebu lama dan memperbaiki sifat-sifat fisik tanah yang buruk

yang terjadi selama pertumbuhan tebu sebelumnya, seperti pemadatan tanah atau

kehilangan struktur tanah terutama akibat hujan dan lintasan mesin -mesin. Oleh

sebab itu pengolahan tanah untuk tebu ditujukan untuk mengatasi kekurangan-

kekurangan, seperti penembusan akar yang kurang dalam, aerasi dan porositas

tanah yang buruk, dan adanya lapisan tapak bajak (Fauconnier 1993).

Metode baku pengolahan tanah untuk tebu lahan kering meliputi kegiatan-

kegiatan: (1) pengolahan tanah dalam (subsoiling) dengan kedalaman olah 45-50

cm, (2) pembajakan tanah (plowing), (3) penggaruan tanah (harrowing) dengan

kedalaman olah 20-30 cm, dan (4) pembuatan alur tanam (furrowing), baik

dengan bentuk alur V, U, atau datar, untuk menempatkan potongan-potongan bibit

batang tebu dengan spasi antar alur sebesar 1-1.65 meter, umumnya sebesar 1.5

meter. Urut-urutan kegiatan pengolahan tanah tersebut didasarkan atas banyaknya

musim tiap tahunnya dan waktu tersedia yang ditentukan oleh pemilihan siklus

penanaman dan banyaknya pekerjaan terhadap tanah, serta banyaknya alat dan

mesin pengolah tanahnya (Fauconnier 1993).

Pada saat dilakukan pengolahan tanah untuk tebu maka tanah harus diolah

pada kedalaman yang diinginkan, dimana lapisan tanah keras (hardpan ) dan

lapisan kedap dekat permukaan dihancurkan pada saat subsoiling. Alat bajak

subsoiler dioperasikan pada kisaran kadar air tanah yang sesuai supaya struktur

38

tanahnya bagus dan kedalaman olahnya bisa lebih dalam sehingga pergerakan

lengas dan udara optimum. Kondisi ini akan mempercepat berkembangnya sistem

perakaran tebu. Selanjutnya, tanah di permukaan harus dibajak dan digaru hingga

diperoleh hasil olahan tanah yang halus pada zona dimana bibit tebu ditanam.

Tanah yang halus dan lembab di sekeliling bibit tebu akan mempercepat

perkecambahan. Hasil olahan tanah yang terlalu halus akibat intensitas

pengolahan tanah berlebihan tidak diinginkan oleh tebu karena seluruh agregat

besarnya dipecah menjadi partikel-partikel lebih kecil sehingga kondisi tanah

menjadi tidak berstruktur (Humbert 1968).

Fauconnier (1993) menyebutkan bahwa untuk menyiapkan lahan

pertanaman tebu diperlukan alat-alat pengolahan tanah untuk pembajakan tanah

dalam hingga untuk pengkairan atau pembuatan alur tanam bibit tebu. Adapun

alat-alat pengolah tanah tersebut adalah: (1) bajak subsoiler (subsoiler plow), (2)

bajak piring (disk plow), (3) bajak singkal (moldboard plow ), (4) garu piring (disk

harrow), dan (5) kair (furrower).

Alat-alat Pengolahan Tanah untuk Tebu

Bajak subsoiler biasanya dioperasikan untuk memecah lapisan tanah kedap

yang berada di bawah kedalaman olah normal guna memperbaiki infiltrasi air,

drainase, dan penetrasi akar tanaman. Bajak subsoiler bekerja dengan baik pada

tanah teguh dimana lapisan kerasnya menghalangi penetrasi akar dan lengas yang

mengisi ruang pori-pori tanah (Buckingham 1984). Menurut Plaster (1992) bajak

subsoiler digunakan untuk memecah atau menghancurkan lapisan subsoil yang

padat akibat kultivasi berulang-ulang pada kedalaman yang sama.

Bajak singkal sudah lama digunakan sebagai alat pengolah tanah pertama.

Kerja bajak singkal yang memotong, mengangkat, dan membalik tanah bertujuan

untuk: (1) mengubur seresah dan sisa-sisa tanaman, (2) memperbesar aerasi tanah,

(3) mengontrol gulma, serangga dan penyakit tanaman, (4) mencampur pupuk ke

dalam tanah, dan (5) menyediakan tempat pertanaman yang bagus untuk

perkecambahan yang lebih baik (Buckingham 1984).

Bajak piring dapat bekerja membajak tanah yang lebih baik dibanding

bajak singkal pada tanah basah atau kering. Piring-piring yang terpasang pada

bajak piring berfungsi untuk memotong tanah, memutar dan membalik potongan

39

tanah tersebut (Plaster 1992). Disamping itu, bajak piring merupakan salah satu

tipe bajak yang umumnya digunakan untuk kondisi tanah sangat keras dan kasar,

untuk tanah-tanah yang tidak bisa diolah oleh bajak singkal, dan untuk tanah-

tanah berbatu serta banyak akar-akar pohon (Shippen et al. 1980).

Garu piring bisa dioperasikan untuk hampir setiap jenis dan kondisi tanah.

Garu tugas -berat (heavy-duty harrow) bisa digunakan sebagai alat pengolah tanah

pertama karena mampu menghancurkan tanah yang belum diolah, memotong dan

mencampur sisa-sisa tanaman, dan meratakan jerami atau tunggul. Penggaruan

menggunakan garu piring sebelum pembajakan tanah akan meremahkan

permukaan tanah, memotong seresah-seresah, dan mencampurkannya ke dalam

tanah. Hal ini akan menghasilkan penutupan seresah yang lebih baik ketika tanah

tersebut selanjutnya dibajak. Kondisi tersebut juga akan mengakibatkan kontak

antara tanah dan seresah menjadi lebih baik dan mempercepat dekomposisi sisa-

sisa tanaman. Garu piring yang digunakan sebagai alat pengolahan tanah kedua

setelah pembajakan tanah, akan menghancurkan bongkah-bongkah tanah,

menutup ruang udara dalam tanah, meratakan permukaan, dan meneguhkan tanah

bagian bawah agar halus permukaannya sehingga terbentuk lahan pertanaman

seragam (Buckingham 1984).

Pekerjaan pengolahan tanah untuk tebu diakhiri dengan pembuatan alur

untuk penanaman bibit-b ib it tebu. Alat yang digunakan untuk membuat alur

tanam tersebut disebut alat kair (furrower). Koga (1988) menyebutkan bahwa

suatu furrower mempunyai dua buah sayap menyerupai singkal yang berfungsi

untuk membuka dan melempar tanah yang terpotong oleh ujung pisau furrower ke

sisi sebelah kanan dan kiri. Hasil akhir pekerjaan ini berupa alur tanah dengan

gundukan tanah di sisi kanan dan kiri sepanjang alur yang dibentuk oleh furrower.

Efek Operasi Pengolahan Tanah

Trouse dan Baver (1965) menyebutkan bahwa hampir setiap implemen

pertanian menghasilkan beberapa jenis tapak (sole) pada kondisi tanah lembab,

yaitu: (1) tapak bajak, (2) tapak subsoiler, (3) tapak garu piring, dan (4) tapak-

tapak lalulintas. Semua tapak tersebut akan mengurangi permeabilitas tanah

terhadap air dan menghambat pemanjangan akar dan perkembangbiakan tanaman.

40

Baver et al. (1972) menyebutkan bahwa lapisan padat di bawah zona

pembajakan tanah telah ditemukan pada beberapa jenis tanah. Lapisan tersebut

sering dinamakan lapisan tapak bajak (plow sole). Lapisan tersebut berasal dari

kombinasi pengolahan tanah dan operasi mesin-mesin pertanian lainnya. Selama

zona di atas lapisan tersebut dibajak dan diolah secara reguler, pemadatan terjadi

hanya di bawah lapisan yang digemburkan (remah).

Tapak bajak piring terbentuk ketika piring-piring memotong tanah,

sedangkan tapak subsoiler terbentuk ketika pisau bajak subsoiler tersebut

memecah lapisan tanah padat. Piring-piring pada garu piring berfungsi untuk

menghaluskan tanah, namun juga merupakan implemen yang dapat memadatkan

tanah. Gaya-gaya yang sama untuk penetrasi piring tersebut juga menghasilkan

pemadatan. Penggaruan tanah biasanya menjadi salah satu kegiatan akhir dalam

penyiapan lahan. Efek pemadatan dalam pembentukan tapak garu piring

diperlihatkan dalam Gambar 13 (Trouse dan Baver 1965).

Baver et al. (1972) menyebutkan bahwa tapak lalulintas terbentuk setelah

operasi pengolahan tanah, seperti kegiatan penanaman dan pemeliharaan tanaman.

Meskipun tipe pemadatan ini terjadi di antara alur tanam, namun dapat

menghambat penetrasi air dan perkembangan akar.

Pemadatan tanah dapat terjadi pada tanah yang kering. Efek pemadatan

tanah menjadi semakin besar ketika tanah diolah pada kadar air tanah mendekati

kapasitas lapang (Parker dan Jenny 1945). Puncak pemadatan (pemadatan

maksimum) terjadi pada kadar air tanah mendekati batas plastik yang merupakan

kondisi optimum untuk pengolahan tanah. Efek merugikan tersebut dapat

diminimumkan secara efektif dengan mendesain alat traksi yang menghasilkan

ground pressure paling kecil (Baver et al. 1972).

41

a = tapak bajak piring (disk-plow sole) b = zona pemadatan kembali (recompacted zone) c = tapak garu piring (disk-harrow sole) d = lapisan gembur yang dangkal (shallow loose layer) setelah dibajak atau digaru

Gambar 13 Diagram profil lapisan tanah hasil pengolahan tanah (Trouse dan Baver 1965)

42

Kapasitas Lapang Efektif dan Konsumsi Bahan Bakar

Pada saat mengolah tanah menggunakan alat dan mesin pengolah tanah

tertentu yang dioperasikan dengan kecepatan maju tertentu maka akan diperoleh

tanah terolah dengan luas tertentu dan selesai ditempuh dalam waktu tertentu,

sehingga kemampuan kerja lapang mengolah tanah tersebut (kapasitas lapang)

dapat dinyatakan dalam satuan luas tanah terolah per satuan waktu. Semakin luas

tanah terolah yang diselesaikan dalam waktu singkat maka dikatakan pekerjaan

mengolah tanah tersebut mempunyai kapasitas lapang efektif yang semakin tinggi.

Kepner et al. (1972) menyebutkan bahwa kapasitas lapang efektif adalah kelajuan

kerja lapang oleh alat dan mesin didasarkan pada waktu lapang total, dan

merupakan kemampuan rata-rata yang aktual.

Konsumsi bahan bakar oleh mesin pengolah tanah berhubungan dengan

energi yang digunakan untuk mengolah tanah. Penggunaan energi tersebut dapat

dikonversikan ke dalam pemakaian bahan bakar oleh mesin. Semakin tinggi

energi yang dikeluarkan untuk mengolah tanah maka bahan bakar yang

dikonsumsi akan semakin besar (Hunt 1955).

Pengukuran konsumsi bahan bakar didasarkan atas pengukuran massa atau

volume bahan bakar terpakai. Pengukuran massa bahan bakar terpakai tidak

dipengaruhi oleh suhu sehingga tidak cocok untuk pengukuran konsumsi bahan

bakar di lapang dan biasanya dilakukan pada pengujian menggunakan

dinamometer stasioner. Pengukuran volume bahan bakar terpakai harus

mempertimbangkan perubahan viskositas bahan bakar akibat perubahan suhu.

Untuk memperoleh akurasi dalam pengukuran konsumsi bahan bakar

menggunakan metode volumetrik tersebut maka diperlukan koreksi suhu bahan

bakar terhadap viskositas dan densitas bahan bakar (Alcock 1986). Viskositas

adalah ukuran tahanan aliran suatu cairan (Goering dan Hansen 2004), atau sifat

yang dimiliki oleh suatu cairan untuk menahan gaya yang menyebabkan mengalir

(Toboldt 1977). Viskositas dipengaruhi oleh suhu. Pada saat suhu naik maka

viskositas akan turun karena kekentalannya berkurang (Hunt 1995).

Pengukuran konsumsi bahan bakar ditentukan dengan cara mengisi penuh

tangki bahan bakar mesin sebelum dioperasikan, lalu diukur bahan bakar

terkonsumsi selama operasi dengan cara mengukur banyaknya bahan bakar yang

diisikan kembali ke dalam tangki bahan bakar mesin hingga penuh (Islam dan

43

Sattar 1997). Konsumsi bahan bakar per satuan luas tanah terolah dapat dihitung

dengan menggunakan persamaan (4) hingga persamaan (7).

tVBB

KBB =1 …………………………………………. (4)

DBBt

VBBKBB =2 ……………………………………. (5)

KLEKBB

KBL 11 = ………………………………………… (6)

KLEKBB

KBL 22 = ………………………………………... (7)

dimana KBB1 = konsumsi bahan bakar, liter/jam

KBB2 = konsumsi bahan bakar, kg/jam

VBB = volume bahan bakar yang dikonsumsi selama operasi, liter

DBB = densitas bahan bakar, kg/liter, ditentukan berdasarkan hasil

pengukuran densitas bahan bakar aktual pada berbagai suhu

t = lama operasi pengolahan tanah, jam

KBL1 = konsumsi bahan bakar per satuan luas tanah terolah, liter/ha

KBL2 = konsumsi bahan bakar per satuan luas tanah terolah, kg/ha

KLE = kapasitas lapang efektif, ha/jam.