Peningkatan kualitas tanah masam dan hasil ubikayu dengan brachiaria, mikoriza dan kompos jerami padi diperkaya kalium
PENINGKATAN KUALITAS TANAH MASAM
DAN HASIL UBIKAYU DENGAN BRACHIARIA, MIKORIZA
DAN KOMPOS JERAMI PADI DIPERKAYA KALIUM
BARIOT HAFIF
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER
INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Peningkatan Kualitas Tanah
Masam dan Hasil Ubikayu dengan Brachiaria, Mikoriza dan Kompos Jerami Padi
Diperkaya Kalium adalah karya saya dengan arahan dari Komisi Pembimbing dan
belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan di dalam teks dan dicantumkan di
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir dari disertasi ini.
Bogor Januari 2011
Bariot Hafif
NIM A161070051
ABSTRACT
BARIOT HAFIF. Increasing The Quality of Acid Soil and Cassava Yield with
Brachiaria, Arbuscular Mycorrhiza and Potassium Enriched Rice Straw Compost.
Under direction of SUPIANDI SABIHAM, ISWANDI ANAS, ATANG
SUTANDI and SUYAMTO HARDJOSUWIRJO
Al toxicity, deficiency in K and other essential nutrients, low availability of P,
damaged soil structures due to loss of organic matters are factors inducing low
acid soil quality. Brachiaria, arbuscular mycorrhiza (AM) and rice straw compost
enriched with potassium are expected to improve the quality of acid soil because
they have potential in detoxifying Al, increasing nutrient uptake by plant roots,
improving soil aggregates by enhancing of soil organic matters, increasing
availability of K and quality of cassava yield as well. The experiments were
conducted to (1) study the potential of Brachiaria root-exudates in chelating Al
and reducing exchangeable Al of soil, (2) examine effects of Brachiaria, AM and
rice straw compost enriched with potassium treatments in improving the quality of
acid soil connected with available K and aggregates stability, 3) evaluate the
effectiveness of Brachiaria, AM and rice straw compost enriched with potassium
in increasing yield and starch, and suppressing cyanogenic glucosides of cassava
on acid soil and 4) compare feasibility of the cassava farming treated with
Brachiaria, AM and rice straw compost enriched with potassium, with feasibility
of farmer’s cassava farming. After two months of the greenhouse experiment,
malic, citric, and oxalic acids produced by the three Brachiaria root-exudates
were determined. The production of malic acid was higher than that of citric and
oxalic acid. The organic acids chelated Al effectively. Brachiaria decumbens
(BD) (the selected Brachiaria in the greenhouse experiment) decreased
exchangeable Al of the acid soil as much as 33 %. The root-exudates and leavecut of BD returned to the soil, and the interaction of BD and AM effectively
increased the availability of K. BD and the interaction of BD and AM improved
the stability of meso and micro aggregate, increased total polysaccharides in soil
aggregates and improved yield, starch, and reduced cyanogenic glucosides of
cassava. The treatment of BD, AM and rice straw compost enriched with 200 kg
KCl ha-1 interaction resulted in a 13% increase of starch and a 42% decrease of
cyanogenic glucosides. At the farmer’s field experiment, the cassava yield was
primarily affected by the rice straw compost enriched with 100 and 200 kg KCl
ha-1 treatments. On average, those treatments increased cassava yield about 17%
and 28%, respectively. The interaction of BD, AM and rice straw compost
enriched with 100 and 200 kg KCl ha-1 also increased cassava starch about 13%.
The cassava farming, however, was profitable. Yet, in supporting feasible life of
farmer’s household with three members, the technology of BD, AM and rice straw
compost enriched with K reduced cassava planting area to 1.0 ha from more than
2.5 ha conducted by traditional and semi advanced manner.
Keywords: Brachiaria, Arbuscular mycorrhiza, Potassium enriched rice straw
compost, Acid soil, Cassava starch
RINGKASAN
BARIOT HAFIF. Peningkatan Kualitas Tanah Masam dan Hasil Ubikayu dengan
Brachiaria, Mikoriza dan Kompos Jerami Padi Diperkaya Kalium.
Dibimbing oleh SUPIANDI SABIHAM, ISWANDI ANAS, ATANG SUTANDI
dan SUYAMTO HARDJOSUWIRJO
Keracunan Al, defisiensi K dan hara penting lainnya, ketersediaan P rendah
dan stabilitas agregat tanah menurun oleh hilangnya bahan organik adalah faktorfaktor penyebab kualitas tanah masam. Untuk memperbaiki, tanah masam perlu
diperkaya dengan bahan organik. Senyawa organik eksudat akar dapat
memperkaya bahan organik tanah secara in situ dan rumput Brachiaria adalah
penghasil eksudat akar yang baik. Senyawa organik eksudat akar tersebut
berpotensi untuk detoksi Al, meningkatkan mobilitas hara berkelarutan rendah (P,
Fe dan Zn) dan memperbaiki agregat tanah.
Ubikayu adalah tanaman yang toleran tanah masam dan kondisi marginal
lainnya. Kelebihan itu dimanfaatkan petani dengan melakukan budidaya secara
sederhana (masukan rendah). Hal itu cendrung memperburuk kualitas tanah
masam karena hasil panen ubikayu membawa hara-hara esensial dari tanah dalam
jumlah yang banyak. Untuk memperbaiki kualitas dan mengendalikan degradasi
tanah masam maka potensi Brachiaria, arbuscular mycorrhiza (AM), dapat
diberdayakan. Brachiaria efektif dalam detoksi Al dan menyerap kalium dalam
jumlah yang cukup banyak untuk preservasi kalium dari pencucian. AM bila
bersimbiosis dengan akar memperbaiki serapan hara tanaman pada tanah miskin
hara. Sementara ketersediaan kalium tanah masam yang rendah dapat ditingkatkan
dengan kompos jerami diperkaya kalium. Ketersediaan kalium yang cukup adalah
kunci untuk perbaikan mutu hasil ubikayu.
Tiga tahapan penelitian dilakukan untuk mengetahui efektivitas bahanbahan tersebut dalam perbaikan kualitas tanah masam dan hasil ubikayu.
Penelitian tahap 1 dilakukan di rumah kaca Faperta IPB dengan tujuan untuk
mempelajari potensi asam organik eksudat akar Brachiaria dalam kelatisasi Al.
Rancangan penelitian RAL dalam faktorial diulang 3 kali. Faktor 1 adalah spesies
Brachiaria yaitu tanpa Brachiaria (kontrol), B. decumbens (BD), B. ruziziensis
(BR) dan B. brizantha (BB). Faktor 2 adalah konsentrasi Al yaitu 0, 100, 200,
300 dan 400 μM. Brachiaria ditanam pada kultur pasir steril yang diperlakukan
dengan konsentrasi-konsentrasi Al tersebut. Setelah tanaman berumur 2 bulan,
tiga jenis asam organik berat molekul rendah yaitu asam malat, asam sitrat dan
asam oksalat dan senyawa kompleks Al-organik di dalam kultur pasir, dianalisis.
Penelitian tahap 2 dilakukan di laboratorium lapang kebun percobaan
Tegineneng BPTP Lampung. Tujuan penelitian adalah menguji pengaruh
perlakuan Brachiaria, terhadap penurunan Al-dd di dalam tanah dan interaksinya
dengan mikoriza (arbuscular mycorrhiza) dan kompos jerami padi diperkaya
kalium terhadap perbaikan kualitas tanah masam terkait dengan kalium tersedia
dan stabilitas agregat. Penelitian menggunakan rancangan acak lengkap (RAL)
dalam susunan faktorial 2 x 2 x 4 = 16, diulang 3 kali. Faktor 1 adalah rumput
Brachiaria decumbens (BD) (rumput terpilih dalam penelitian di rumah kaca),
yaitu tanpa (B0) dan dengan BD (B1), faktor 2 adalah AM yaitu tanpa (M0) dan
dengan inokulasi AM (M1), dan faktor 3 adalah kompos jerami (2 ton ha-1)
diperkaya 0 (K0), 50 (K50), 100 (K100) dan 200 (K200) kg KCl ha-1. Baris BD
sebagai tanaman sela ubikayu ditanam pada jarak 60 cm dari pohon ubikayu pada
pot berukuran 1 m x 1 m x 0,45 m yang diisi Kanhapludult lolos saringan 5 mm
setebal 40 cm, yaitu 0-20 cm tanah top dan 20-40 cm tanah lapisan bawah.
Penelitian tahap 3 dilakukan di lapangan yaitu di 5 tanah (lokasi) di Propinsi
Lampung dengan tujuan mengevaluasi efektivitas Brachiaria, mikoriza dan
kompos jerami padi diperkaya kalium terhadap peningkatan hasil, pati dan
penekanan senyawa sianogen ubikayu pada tanah masam. Ulangan percobaan
dilakukan di 5 tanah masam yaitu; Kanhapludult Tegineneng, Hapludoks
Tugusari, Plinthudult Abung Semulih Hapludoks Kalibalangan dan Kandiudult
KB Selatan, Propinsi Lampung. Rancangan percobaan adalah split-split plot
dengan petak utama adalah BD yaitu tanpa (B0) dan dengan BD (B1), anak petak
adalah AM yaitu tanpa (M0) dan dengan AM (M1) dan anak-anak petak adalah
kompos jerami padi diperkaya 0 (K0), 50 (K50), 100 (K100) dan 200 (K200) kg
KCl ha-1. Selain uji penanaman, dilakukan analisis kelayakan usahatani ubikayu
dengan tujuan membandingkan kelayakan usahatani ubikayu yang diperlakukan
dengan Brachiaria, mikoriza dan kompos jerami padi diperkaya kalium, dengan
usahatani ubikayu petani.
Rumput Brachiaria didapatkan mengeksudasi asam-asam organik berat
molekul rendah yaitu asam malat, asam sitrat dan asam oksalat bila mengalami
cekaman Al. Dari tiga asam organik tersebut, asam malat dieksudasi lebih banyak.
Konsentrasi asam-asam organik tersebut dipengaruhi secara nyata oleh
konsentrasi Al; semakin tinggi konsentrasi Al semakin banyak asam organik
dieksudasi. Asam-asam organik tersebut didapatkan mengkelat Al.
Dalam 9 bulan BD efektif menurun Al-dd tanah sampai 33%. Eksudat akar
dan biomasa (pangkasan daun) BD yang dikembalikan ke tanah serta interaksi BD
dengan AM, efektif mempertahankan dan meningkatkan K tanah tersedia serta
meningkatkan hasil, pati dan menurunkan senyawa sianogen ubikayu. BD dan
interaksi BD dengan AM memperbaiki stabilitas agregat meso dan mikro.
Interaksi BD dan AM nyata meningkatkan kadar polisakarida total di dalam
agregat tanah. Perlakuan interaksi BD, AM dan kompos jerami diperkaya 200 kg
KCl ha-1 meningkatkan kadar pati umbi 13% dan menurunkan kadar senyawa
sianogen total sebesar 42%.
Pada percobaan di lapangan pemberian kompos jerami diperkaya 100 dan
200 KCl ha-1 berpengaruh lebih nyata terhadap peningkatan hasil ubikayu. Secara
rata-rata perlakuan tersebut masing-masing meningkatkan hasil ubikayu 17% dan
28%. Interaksi BD, AM dan kompos jerami diperkaya 100 dan 200 kg KCl ha-1
lebih efektif meningkatkan kadar pati (13% BK) dan menurunkan senyawa
sianogen (41%). Usahatani ubikayu dengan harga jual umbi Rp. 800,- kg-1, adalah
menguntungkan. Namun dalam memenuhi kebutuhan hidup layak (KHL) keluarga
petani dengan 3 anggota, teknologi penggunaan Brachiaria, mikoriza dan kompos
jerami padi diperkaya kalium dapat menurunkan luasan pertanaman ubikayu
menjadi 1,0 ha dari > 2,5 ha yang dilakukan secara tradisional dan semi maju.
Kata kunci:
Brachiaria, Mikoriza, Kompos jerami padi diperkaya kalium,
Tanah masam, Pati ubikayu
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2011
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
yang wajar IPB.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB.
PENINGKATAN KUALITAS TANAH MASAM
DAN HASIL UBIKAYU DENGAN BRACHIARIA, MIKORIZA
DAN KOMPOS JERAMI PADI DIPERKAYA KALIUM
BARIOT HAFIF
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Program Studi Ilmu Tanah
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
Penguji pada Ujian Tertutup: 1. Dr. Ir. Munif Ghulamahdi, MS.
(Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB)
2. Dr. Ir. Kasdi Subagyono, MSc.
(Kepala Balai Besar Pengkajian dan
Pengembangan Teknologi Pertanian, Badan
Litbang Pertanian)
Penguji pada Ujian Terbuka: 1. Dr. Ir. Sandra Arifin Aziz, MS.
(Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB)
2. Dr. Ir. Hasil Sembiring, MSc.
(Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan
Tanaman Pangan, Badan Litbang Pertanian)
Judul Disertasi : Peningkatan Kualitas Tanah Masam dan Hasil Ubikayu dengan
Brachiaria, Mikoriza dan Kompos Jerami Padi Diperkaya
Kalium
Nama
: Bariot Hafif
NIM
: A161070051
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Supiandi Sabiham, M.Agr.
Ketua
Ir. Atang Sutandi, M.Si. Ph.D.
Anggota
Prof. Dr. Ir. Iswandi Anas, M.Sc.
Anggota
Prof. (R.) Dr. Ir. Suyamto Hardjosuwirjo.
Anggota
Mengetahui
Ketua Program Studi
Dekan Sekolah Pascasarjana
Ir. Atang Sutandi, M.Si. Ph.D.
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S.
Tanggal Ujian: 27 Januari 2011
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Berkat ridho Allah Subhanawata’ala, disertasi ini berhasil penulis
selesaikan. Rangkaian kegiatan penelitian dengan tema “Peningkatan Kualitas
Tanah Masam Lahan Kering dan Hasil Ubikayu dengan Brachiaria, Mikoriza dan
Kompos Jerami Padi Diperkaya Kalium” telah dilaksanakan dari bulan Maret
2008 sampai dengan Agustus 2010. Karya ilmiah ini terdiri atas beberapa makalah
yang memuat hasil-hasil penelitian tersebut. Makalah pertama berjudul “Kelatisasi
Ion Aluminium oleh Asam Organik Eksudat Akar Brachiaria” dipublikasikan di
dalam Jurnal Biota Vol. 15 (3), Oktober 2010. Makalah kedua dengan judul
“Perbaikan Kualitas Tanah Masam dengan Brachiaria, Mikoriza dan Kompos
Jerami Padi Diperkaya Kalium: Pengaruh Terhadap Aluminium, Kalium dan
Agregat Tanah” telah diajukan untuk dapat dipublikasi melalui Indonesian
Journal of Agricultural Science dan saat tulisan ini dibuat makalah dalam
perbaikan untuk layak publikasi.
Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya
kepada Prof. Dr. Ir. Supiandi Sabiham, Prof. Dr. Ir. Iswandi Anas, MS.c., Ir.
Atang Sutandi, M.Si., Ph.D., dan Prof. (R.) Dr. Ir. Suyamto Hardjosuwirjo selaku
pembimbing yang telah memberikan banyak saran dan komentar berharga.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Sekretariat Badan Penelitian
dan Pengembangan Pertanian selaku penyedia anggaran kegiatan penelitian
Kerjasama Kemitraan Penelitian Pertanian dengan Perguruan Tinggi (KKP3T),
saudari Indri Hapsari (Alumni S1 Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian Institut
Pertanian Bogor), Staf Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah Departemen
Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan dan Teknisi rumah kaca Fakultas Pertanian
Institut Pertanian Bogor serta Teknisi Balai Pengkajian Teknologi Pertanian
Lampung atas segala bantuan dan kerjasamanya. Terima kasih juga disampaikan
atas do’a dan pengorbanan istri serta anak-anak penulis.
Semoga isi disertasi ini bermanfaat.
Bogor, Januari 2011
Bariot Hafif
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bukittinggi tanggal 20 Januari 1964 dan merupakan
anak ke 9 dari sembilan bersaudara dari pasangan Anwir Syukur dan Zaerah.
Tahun 1968 penulis ikut orang tua pindah ke Lubuk Gadang Kecamatan Sangir
Kabupaten Solok dan menyelesaikan sekolah dasar disana pada tahun 1976.
Sekolah menengah pertama (SMP) dan sekolah menengah atas (SMA) penulis
selesaikan di Bukittinggi masing-masing pada tahun 1979 dan tahun 1982.
Sarjana Pertanian (S1) penulis selesaikan di Fakultas Pertanian Universitas
Andalas Padang pada tahun 1988.
Tahun 1990 penulis mulai bekerja sebagai asisten peneliti di Kelompok
Peneliti Konservasi Tanah dan Air Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat Bogor.
Penulis banyak ditugaskan meneliti ke daerah seperti propinsi Jambi, Lampung,
Yogyakarta dan survey tanah ke hampir seluruh pulau di Indonesia. Tahun 1993
sampai tahun 1995 penulis ditugaskan menjadi peneliti pada Proyek Bangun Desa
II di D.I. Yogyakarta dan diberi tanggungjawab sebagai koordinator penelitian
untuk Kabupaten Bantul. Tahun 1995 sampai dengan tahun 1996 (8 bulan) penulis
mengikuti The Training Cource in Effective Utilization of Tropical Agriculture
and Forestry Resources di Okinawa Jepang.
Pada tahun 1999 penulis ditugaskan oleh Badan Penelitian dan
Pengembangan Pertanian Kementerian Pertanian untuk melanjutkan studi S2
dalam program studi ilmu tanah di University of The Philippines Los-Baños dan
menyelesaikannya pada tahun 2001. Tahun 2003 penulis dipindah tugaskan ke
Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) Lampung. Di BPTP selain diberi
tugas sebagai penanggungjawab rencana penelitian tingkat peneliti (RPTP) juga
ditugaskan sebagai Ketua Kelompok Program Hortikultura (2004-2005) dan
sebagai Sekretaris Kelompok Pengkajian Sumberdaya Lahan (2006-2007).
Penulis juga sebagai anggota dari Himpunan Masyarakat Konservasi Tanah dan
Air Indonesia (MKTI) dan Himpunan Ilmu Tanah Indonesia (HITI). Tahun 2007
Badan Litbang Pertanian Kementerian Pertanian menugaskan Penulis untuk
melanjutkan studi S3 untuk program studi ilmu tanah di Institut Pertanian Bogor.
Mulai tanggal 20 Oktober 2008, jabatan fungsional peneliti penulis adalah Peneliti
Madya di dalam bidang Hidrologi dan Konservasi Tanah.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL........................................................................................
xiii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
xv
DAFTAR LAMPIRAN ...............................................................................
xix
PENDAHULUAN
Latar Belakang...........................................................................................
Perumusan Masalah....................................................................................
Tujuan Penelitian........................................................................................
Manfaat Penelitian......................................................................................
Ruang Lingkup Penelitian..........................................................................
Kebaruan Penelitian...................................................................................
1
3
5
7
8
9
TINJAUAN PUSTAKA
Tanah Masam di Daerah Lampung……………………………………....
Aluminium Pada Tanah Masam……………………………………….....
Ubikayu (Manihot esculenta crantz)…………………………………......
Ubikayu Varitas UJ-5……………………………………………….........
Brachiaria sp…………………………………………………………......
Brachiaria decumbens……..…………………………………………......
Kandungan Mineral Biomasa Brachiaria decumbens……………………...
Peranan BD dalam Perbaikan Kualitas Tanah Masam…………………...
Eksudat Akar dan Rizosfir……………………………………………....
Asam Organik dan Khelatisasi Ion…………………………………….....
Stabilitas Agregat dan Agen Agregasi…………………………………...
Polisakarida Sebagai Agen Agregasi Partikel Tanah………………….....
Mikoriza (Arbuscular mycorrhiza)……………………………………....
Kalium Tanah………………………………………………………….....
Kalium Tanah dan Produktivitas Ubikayu…………………………….....
Pati……………………………………………………………………......
Senyawa Sianogen …………………….………………………………....
Analisis Kelayakan Usahatani…………………………………………....
Kebutuhan Hidup Minimum dan Kebutuhan Hidup Layak ………..........
11
12
13
14
15
17
18
18
19
21
23
26
28
30
32
33
35
37
38
KELATISASI ION ALUMINIUM OLEH ASAM ORGANIK
EKSUDAT AKAR BRACHIARIA.
Abstrak…………………………………………………………………...
Abstract………………………………………………………………......
Rasional………………………………………………………………......
Bahan dan Metode……………………………………………………......
Hasil……………………………………………………………………...
Pembahasan……………………………………………………………....
Simpulan………………………………………………………………....
39
39
40
41
44
47
49
PERBAIKAN KUALITAS TANAH MASAM DENGAN BRACHIARIA,
MIKORIZA DAN KOMPOS JERAMI PADI DIPERKAYA KALIUM: I.
PENGARUH TERHADAP ALUMINIUM, KALIUM DAN AGREGAT
TANAH
Abstrak.......................................................................................................
Abstract......................................................................................................
Rasional......................................................................................................
Bahan dan Metode......................................................................................
Hasil...........................................................................................................
Pembahasan................................................................................................
Simpulan....................................................................................................
51
51
52
54
57
61
65
PERBAIKAN KUALITAS TANAH MASAM DENGAN BRACHIARIA,
MIKORIZA DAN KOMPOS JERAMI PADI DIPERKAYA KALIUM:
II. PENGARUH TERHADAP HASIL, PATI DAN CYANOGENIC
GLUCOSIDES UBIKAYU
Abstrak.......................................................................................................
Abstract......................................................................................................
Rasional......................................................................................................
Bahan dan Metode......................................................................................
Hasil...........................................................................................................
Pembahasan................................................................................................
Simpulan....................................................................................................
67
67
68
69
74
86
90
KELAYAKAN USAHATANI UBIKAYU DI TANAH MASAM
LAMPUNG
Abstrak.......................................................................................................
Abstract......................................................................................................
Rasional......................................................................................................
Bahan dan Metode......................................................................................
Hasil...........................................................................................................
Pembahasan................................................................................................
Simpulan....................................................................................................
93
93
94
95
100
106
110
PEMBAHASAN UMUM.............................................................................
111
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan.......................................................................................................
Saran.............................................................................................................
127
128
DAFTAR PUSTAKA...................................................................................
129
LAMPIRAN.................................................................................................
141
DAFTAR TABEL
Halaman
1
Kandungan hara dan senyawa organik dari daun B. decumbens (BD)..
18
2
Konsentrasi asam organik eksudat akar tiga spesies Brachiaria umur
2 bulan di dalam kultur pasir.................................................................
44
3
Konsentrasi Al-organik di dalam kultur pasir yang diberi konsentrasi
Al berbeda dan ditanami rumput BD, BR dan BB…………………....
45
Uji korelasi antara Al-organik, asam organik dengan perkembangan
akar dan pertumbuhan B. brizantha.......................................................
46
Uji korelasi kanonikal antara varabel-variabel yang mempengaruhi
pertumbuhan B.brizantha dengan variabel pertumbuhan B. brizantha.
47
6
Sifat kimia kompos jerami padi tanpa pengayaan kalium…………….
55
7
Polisakarida total (PT) dan polisakarida bukan selulosa (PBS) di
dalam agregat makro, meso dan mikro serta jumlah keseluruhannya
di dalam agregat, sebagai pengaruh perlakuan interaksi BD dan AM..
61
Sifat kimia tanah olah masing-masing lokasi percobaan di Propinsi
Lampung……………………………………………………………....
70
Diameter batang, bobot umbi dan jumlah umbi pohon-1 ubikayu
varitas UJ-5 sebagai pengaruh perlakuan BD, AM dan kompos jerami
padi diperkaya kalium pada percobaan di Lab lapang Kebun
Percobaan Tegineneng BPTP Lampung................................................
77
Bobot umbi dan biomasa (BM) bagian atas serta tinggi dan diameter
batang (cm) ubikayu sebagai pengaruh interaksi BD, AM dan
kompos jerami padi diperkaya kallium pada percobaan di 4 lokasi
(ulangan) di Propinsi Lampung.............................................................
79
Kadar pati ubikayu varitas UJ-5 dan total pati pohon-1 sebagai
pengaruh interaksi BD, AM dan kompos jerami padi diperkaya
kalium pada percobaan di Lab lapang Kebun Percobaan Tegineneng
BPTP Lampung……………………….…………………………........
82
Kadar pati ubikayu varitas UJ 5 dan total pati pohon-1, sebagai
pengaruh interaksi BD dan kompos jerami diperkaya 0, 50 , 100 dan
200 kg KCl ha-1 pada percobaan di Lab lapang Kebun Percobaan
Tegineneng BPTP Lampung..................................................................
83
4
5
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Kadar pati ubikayu varitas UJ-5 dan total pati pohon-1, sebagai
pengaruh interaksi AM dan kompos jerami diperkaya 0, 50, 100 dan
200 kg KCl ha-1 pada percobaan di Lab lapang Kebun Percobaan
Tegineneng BPTP Lampung..................................................................
83
Pengaruh BD, AM dan kompos jerami diperkaya kalium terhadap
kadar pati umbi ubikayu yang ditanam pada empat tanah masam
(Kanhapludult Tegineneng, Plinthudult A. Semulih, Hapludoks
Kalibalangan, dan Kandiudult KB Selatan) Lampung.........................
84
Sianogen total, linamarin, asetonsianohidrin dan HCN CN-1 di dalam
ubikayu hasil percobaan di Lab lapang Kebun Percobaan
Tegineneng BPTP Lampung dan sianogen total dari ubikayu hasil
percobaan di lapangan (rata-rata 4 lokasi) sebagai pengaruh dari
interkasi perlakuan BD, AM dan kompos jerami padi diperkaya 0,
50, 100 dan 200 kg KCl ha-1..................................................................
87
Sianogen total, linamarin, asetonsianohidrin dan HCN CN-1 di dalam
ubikayu hasil percobaan di Lab lapang Kebun Percobaan Tegineneng
BPTP Lampung dan sianogen total dari ubikayu hasil percobaan di
lapangan (rata-rata 4 lokasi) sebagai pengaruh dari perlakuan BD dan
AM…………………………………………………………………….
88
BC-1, NPV dan IRR untuk 5 tahun usahatani ubikayu dengan modal
pinjaman bank dengan tingkat diskonto atau nilai bunga 17% untuk
perlakuan interaksi BD, AM dan kompos jerami diperkaya kalium
dibandingkan dengan usahatani cara beberapa petani maju, semi
maju dan tradisional…………………………………………………...
103
Kelayakan usahatani ubikayu terkait NPV (x Rp. 1000) dilihat dari
sudut pandang kebutuhan hidup minimum (KHM) dan kebutuhan
hidup layak (KHL) KK dengan 3 anggota……………….....................
105
BC-1, NPV dan IRR usahatani ubikayu sebagai pengaruh dari
penurunan harga jual 50% dan peningkatan belanja modal 50% untuk
berbagai model pengelolaan lahan…………………………………….
107
Titik impas (break event point) harga jual ubikayu cara pengelolaan
usahatani ubikayu dengan aplikasi BD (B1) atau AM (M1) dalam
interaksi dengan kompos jerami padi diperkaya 200 kg KCl ha-1
(B1M0K200 dan B0M1K200) dibanding usahatani cara petani……...
108
Jumlah spora AM dan persentase kolonisasi AM pada akar ubikayu
yang tumbuh pada tanah yang diperlakukan dengan tanpa (M0) dan
inokulasi AM (M1) pada penelitian Lab lapang di Kanhapludult
Tegineneng Lampung…………………………………………………
119
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Kerangka pemikiran penelitian………………………………………..
5
2
Alur tahapan penelitian………………………………………………..
10
3
Proses pelapukan (hidrolisis) K mineral primer menjadi K larutan
tanah…………………………………………………………………...
31
4
Molekul amilose (Sumber: Cheng et al. 2009)………………………..
34
5
Molekul amilopektin (Sumber: Cheng et al. 2009)…………………...
34
6
Proses hidrólisis cyanogenic glucoside menjadi Noxious hydrocianic
acid (HCN)……………………………………………………………
35
Keragaan pelaksanaan percobaan dan pertumbuhan masing-masing
spesies Brachiaria di rumah kaca Faperta IPB......................................
43
Al-dd (cmol kg-1) tanah daerah perakaran BD, ubikayu, tanah
perakaran ubikayu yang dipengaruhi perakaran BD serta tanah tanpa
pengaruh perlakuan (kontrol) saat 0, 3, 6 dan 9 bulan sesudah tanam
(BST) pada percobaan di Kanhapludult, Tegineneng Lampung……
57
Ketersediaan K sebagai pengaruh BD (B1M0), AM (B0M1) dan
interaksi BD dan AM (B1M1) pada tanah yang diberi kompos jerami
diperkaya 0, 50, 100 dan 200 kg KCl ha-1…………………………….
58
Hubungan antara kadar Al (ppm) dalam jaringan daun B. decumbens
dengan kandungan K tanah tersedia (ppm)…………………………...
59
Pengaruh interaksi BD dan AM (A), interaksi BD dan kompos
jerami diperkaya K (B) terhadap agregat makro (2-5 mm dan 1-2
mm), meso (0,25-1 mm) dan mikro ( 0,053-0,25 mm)………………..
60
Letak dan kondisi agroekologi lokasi percobaan lapang di propinsi
Lampung...............................................................................................
71
Denah pertanaman ubikayu secara intercropping dengan Brachiaria
pada salah satu petak utama di lapangan……………………………...
73
Keragaan pelaksanaan percobaan di Lab Lapang Kebun Percobaan
Tegineneng BPTP Lampung di propinsi Lampung..............................
75
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Keragaan pelaksanaan percobaan Lapang di 4 tanah/lokasi
(Kanhapludult Tegineneng, Hapludoks Kalibalangan, Plinthudult
Abung Semulih dan Kandiudult KB Selatan) di propinsi Lampung....
75
Keragaan data hasil umbi dan biomasa (BM) ubikayu UJ-5 sebagai
pengaruh perlakuan interaksi BD (B0 dan B1), AM (M0 dan M1)
dan kompos jerami padi diperkaya 0 kg (K0), 50 kg (K50), 100 kg
(K100) dan 200 kg (K200) KCl ha-1 di 4 tanah (lokasi) di Propinsi
Lampung……………………………………………………………..
78
Bobot umbi dan biomasa ubikayu UJ-5 hasil pengujian pada empat
tanah (lokasi) (TGN=Kanhapludult Tegineneng, ABS=Plinthudult
Abung Semulih, KLB=Hapludoks Kalibalangan, dan KBS=
Kandiudult Kotabumi Selatan) di Propinsi Lampung………………...
78
Kadar pati ubikayu varitas UJ-5 dalam % bobot basah (%BB) dan %
bobot kering (%BK) sebagai pengaruh perlakuan interaksi BD
[(tanpa (B0) dan dengan BD (B1)], AM [tanpa (M0) dan dengan AM
(M1)] dan kompos jerami padi diperkaya 0 (K0), 50 (K50), 100
(K100) dan 200 (K200) kg KCl ha-1 pada percobaan Lab lapang
(Kanhapludult Tegineneng) dan percobaan lapang (Kanhapludult
Tegineneng, Plinthudult A. Semulih, Hapludoks Kalibalangan dan
Kandiudult KB. Selatan), Propinsi Lampung (Lapang)………………
81
Kadar pati (%BB dan %BK) ubikayu UJ-5 yang ditanam pada 4
tanam masam berbeda [Kanhapludult Tegineneng (TGN),
Plinthudult A. Semulih (ABS), Hapludoks Kalibalangan (KLB), dan
Kandiudult KB Selatan (KBS)] di Lampung…………………………
84
Senyawa sianogen (linamarin, asetonsianohidrin dan HCN CN-1)
yang terukur di dalam umbi ubikayu varitas UJ-5 sebagai respon
terhadap perlakuan interaksi BD, AM dan kompos jerami diperkaya
0 (K0), 50 (K50), 100 (K100), 200 (K200) kg KCl/ha pada
percobaan Lab lapang di Kanhapludult Tegineneng Lampung………
85
Konsentrasi rata-rata senyawa sianogen total yang terukur di dalam
umbi ubikayu UJ-5 sebagai respon terhadap perlakuan interaksi BD,
AM dan kompos jerami diperkaya 0 (K0), 50 (K50), 100 (K100),
200 (K200) kg KCl/ha dari percobaan di Kanhapludult Tegineneng,
Plinthudult Abung Semulih, Hapludoks Kalibalangan, dan
Kandiudult Kotabumi Selatan) Propinsi Lampung…………………...
85
Konsentrasi rata-rata senyawa sianogen total terukur di dalam
ubikayu UJ-5 yang ditanam pada Kanhapludult Tegineneng (TGN),
Plinthudult A. Semulih (ABS), Hapludoks Kalibalangan (KBL), dan
Kandiudult KB. Selatan (KBS) di Propinsi Lampung………………..
86
23
24
25
26
Korelasi antara biaya produksi (x Rp. 1000) dengan pengembalian
bersih (x Rp. 1000) yang didapat dari 1 hektar lahan usahatani
ubikayu………………………………………………………………..
109
Struktur cincin dari kompleks Al-asam-asam organik (kelat) (Dynes
& Huang 1997)………………………………………………………..
112
Keragaan akar ubikayu tanpa kolonisasi mikoriza dan dengan
kolonisasi hifa dan veskula mikoriza…………………………………
120
Pengaruh pemberian K 2 O terhadap umbi, pati dan senyawa sianogen
total ubikayu UJ-5 pada beberapa tanah masam Lampung…………...
122
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Kromatogram (chromatogram) dari larutan standar asam sitrat, asam
oksalat dan asam malat serta kandungan asam-asam tersebut di
dalam kultur pasir yang diperlakukan dengan konsentrasi Al (0, 100,
200, 300 dan 400 μM) dan ditanami B. decumbens (BD), B.
ruziziensis (BR) serta B. brizantha (BB) yang terdeteksi oleh HPLC
143
Pertumbuhan perakaran B. decumbens (BD), B. ruziziensis (BR) dan
B. brizantha (BB) (massa, volume, dan bobot jenis akar) umur 2
bulan, sebagai respon terhadap perlakuan konsentrasi Al (0, 100,
200, 300 dan 400 μM)...........................................................................
146
Tinggi tanaman,
jumlah tunas dan daun Brachiaria yang
ditanam pada kultur pasir yang diberi konsentrasi Al berbeda……….
147
Kandungan N, P, K, Ca, Mg yang terukur di dalam daun Brachiaria
decumbens…………………………………………………………….
147
Asam organik terukur pada tanah daerah perakaran ubikayu yang
dipengaruhi B. decumbens dan tanpa pengaruh B. decumbens pada
percobaan di Kanhapludult Tegineneng Lampung…………………...
148
Bobot pangkasan rumput B. decumbens (kg bulan-1) untuk 1m baris
tanam pada percobaan Lab lapang di Kanhapludult Tegineneng
Lampung……………………………………………………………...
148
Bobot pangkasan total rumput B. decumbens (kg) untuk 1 m baris
tanam selama 9 bulan dan berat pangkasan rata-rata (kg bulan-1) pada
percobaan lapang di 5 lokasi yaitu Tegineneng (TGN), Pejambon
(PJB) Kalibalangan (KLB), Abung Semulih (ABS) dan Kotabumi
Selatan (KBS)…………………………………………………………
149
Pertumbuhan dan produksi umbi Ubikayu di lokasi Pejambon
(Tugusari)……………………………………………………………
150
9
Profil dan diskripsi profil Kanhapludult Tegineneng Lampung...........
151
10
Profil dan diskripsi profil tanah Hapludoks Kalibalangan Lampung…
152
11
Profil dan diskripsi profil tanah Plinthudult A. Semulih, Lampung….
153
12
Profil dan diskripsi profil Kandiudult KB. Selatan, Lampung………..
.
154
2
3
4
5
6
7
8
Jumlah pengeluaran dan penerimaan (cash flow) dari masing-masing
perlakuan yang diuji dengan mempertimbangkan pengaruh perlakuan
terhadap K tanah tersedia dan hasil ubikayu untuk prediksi jumlah
besaran aliran dana dalam 5 tahun kegiatan usahatani………………
155
Biaya Bahan dalam Rupiah ha-1 dari masing-masing perlakuan yang
diuji pada penelitian di lapang (5 lokasi)……………………………..
156
Biaya tenaga kerja dan total biaya produksi dalam Rupiah ha-1 dari
masing-masing perlakuan yang diuji pada penelitian di lapang (5
lokasi)…………………………………………………………………
158
Biaya produksi dan pengembalian usahatani ubikayu beberapa petani
tradisional di daerah kajian propinsi Lampung……………………….
160
Biaya produksi dan pengembalian usahatani ubikayu beberapa petani
semi maju di daerah kajian propinsi Lampung……………………….
161
Biaya produksi dan pengembalian usahatani ubikayu beberapa petani
maju di daerah kajian propinsi Lampung……………………………..
162
Cara kerja analisis kadar polisakarida total dan polisakarida bukan
(selain) selulosa (Lowe 1993)………………………………………...
163
Cara kerja analisis kadar pati (metoda Somogyi-Nelson) (Nelson
1944)………………………………………………………………….
163
Cara kerja analisis senyawa sianogen total (cyanogenic glucosides)
(metoda Bradbury) (Bradbury et al. 1997, diacu dalam Hidayat dan
Damardjati 2003)……………………………………………………..
165
22
Hasil sidik ragam untuk data percobaan di rumah kaca …………….
166
23
Hasil sidik ragam untuk data pengaruh perlakuan terhadap jumlah
(stabilitas) agregat…………………………………………………….
168
Hasil sidik ragam untuk data pengaruh perlakuan terhadap
polisakarida di dalam masing-masing agregat……………………….
169
Hasil sidik ragam untuk data pengaruh perlakuan terhadap
pertumbuhan dan mutu hasil ubikayu UJ-5…………………………..
170
Hasil sidik ragam untuk pengaruh perlakuan terhadap kadar pati dan
cyanogenic glucosides………………………………………………...
171
Hasil sidik ragam untuk data pengaruh perlakuan terhadap
pertumbuhan dan hasil ubikayu pada percobaan di lapangan………...
173
13
14
15
16
17
18
19
20
21
24
25
26
27
28
Hasil sidik ragam untuk data pengaruh perlakuan terhadap kadar pati
dan senyawa sianogen total ubikayu pada percobaan di lapangan……
174
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Sifat-sifat kimia tanah masam yang membatasi pertumbuhan perakaran dan
menurunkan produksi tanaman antara lain keracunan Al, Mn dan kurang
tersedianya unsur-unsur hara esensial untuk pertumbuhan tanaman. Secara umum
diketahui tanaman yang ditanam pada tanah masam, perkembangan sistem
perakarannya terganggu, mengalami defisiensi hara dan hasil tanaman menurun.
Penyebabnya antara lain daya toksisitas Al yang tinggi pada pH tanah rendah
(Pietraszewska 2001). Mengacu kepada definisi kualitas tanah yang dikemukakan
oleh SSSA (1994), diacu dalam van Lynden et al. (2004) maka tanah masam
dikategorikan sebagai tanah dengan kualitas rendah karena kapasitasnya untuk
difungsikan di dalam sistem produksi tanaman berkelanjutan adalah rendah.
Menurut Mulyani et al. (2003) penyebaran tanah masam di Indonesia cukup
luas terutama pada wilayah beriklim basah dan pulau Sumatera adalah pulau
dengan luasan tanah masam terluas. Tanah-tanah masam itu ditemukan baik pada
lahan kering maupun lahan basah (rawa/pasang surut) dan dapat berasal dari
bahan/batuan mineral maupun bahan non mineral (organik). Tanah masam lahan
kering ditemukan lebih luas dibanding tanah masam lahan basah. Salah satu
propinsi di pulau Sumatera dengan hamparan tanah masam lahan kering yang luas
adalah Propinsi Lampung. Beberapa ordo tanah masam yang ditemukan di
propinsi ini adalah Inseptisol, Oksisol dan Ultisol yang masing-masing
diperkirakan seluas 1,1, 1,0 dan 0,5 juta hektar. Beberapa kelompok besar tanah
masam yang ditemukan di dalam ordo-ordo itu antara lain Distrudept, Hapludult,
Hapludoks, Plinthudult dan Kandiudult (Widowati et al. 2003; Nasution 2003;
BPTP Lampung 2004).
Ubikayu (Manihot esculenta Crantz) adalah makanan pokok ketiga setelah
padi dan jagung di Indonesia (Agribisnis Indonesia 2005). Kandungan karbohidrat
ubikayu segar kisaran 30-35%. Kandungan karbohidrat tersebut masing-masing
40% dan 25% lebih besar dari pada karbohidrat beras dan karbohidrat jagung.
Kandungan pati ubikayu sekitar 24% antara lain dapat dimanfaatkan untuk bahan
baku bioetanol (Tonukari 2004). Tanaman ini toleran terhadap berbagai faktor
pembatas pertumbuhan diantaranya terhadap pH rendah, keracunan Al dan miskin
2
hara pada tanah masam (Howeler 2002; Kawano 2003). Kelebihan itu membuat
usahatani ubikayu dapat dilakukan secara sederhana (tanpa pupuk). Wargiono
(2003) melaporkan di Ultisol Lampung produksi ubikayu tanpa pupuk rata-rata 7
ton ha-1. Produksi ubikayu petani tanpa dipupuk yang relatif rendah diperkirakan
sebagai salah satu penyebab dari rendahnya rata-rata produksi ubikayu nasional
yaitu 16,2 ton ha-1 (Lubis 2007).
Ispandi dan Munip (2005) mengemukakan bahwa ubikayu yang ditanam
pada tanah masam (pH 4,7 – 5,1) dapat berproduksi baik (hasil varitas tertentu
dapat mencapai 41 ton ha-1) hanya bila tanah masam dipupuk dan diberi kapur.
Selain itu tanpa pemupukan kesuburan tanah di bawah tanaman ubikayu nyata
menurun. Kesuburan tanah dapat dipertahankan dan diperbaiki bila diaplikasikan
pupuk N, P dan K serta diberi bahan organik (Nakviroj et al. 2005).
Santoso et al. (2001); Kurnia et al. (2003) mengemukakan bahwa salah satu
cara yang efektif untuk memperbaiki kualitas tanah masam adalah melalui
penggunaan bahan organik. Diantara sumber bahan organik yang perlu
diberdayakan adalah bahan atau senyawa organik eksudat akar (Violante &
Gianfreda 2000). Hasil penelitian menunjukkan beberapa tanaman potensial
dalam menghasilkan eksudat akar diantaranya Brachiaria. Akar tanaman ini
mengeksudasi senyawa-senyawa organik untuk memperbaiki sifat fisiko-kimia
tanah dan khusus asam-asam organik dengan berat molekul rendah dieksudasi
untuk detoksi logam beracun seperti Al (Gaume et al. 2004; Grundy et al. 2006;
Wenzl et al. 2006; Oburger et al. 2009).
Hasil penelitian pada tanah terdegradasi di Madagaskar memperlihatkan
potensi lain dari Brachiaria yaitu mampu meningkatkan produksi ubikayu ratarata 240%, yakni meningkat dari 4-13 ton ha-1 menjadi 11-30 ton ha-1 setelah
ditanam secara intercropping dengan ubikayu (Charpentier et al. 2006). Dampak
positif tersebut antara lain disebabkan perakaran Brachiaria mampu memperbaiki
siklus hara, meningkatkan karbon organik dan memperbaiki agregat tanah
(Husson et al. 2003; Thierfelder et al. 2004; Charpentier et al. 2006).
Menurut Howeler (2002) bahan lain yang juga berpotensi memperbaiki
pertumbuhan dan hasil ubikayu adalah mikoriza (arbuscular mycorrhiza).
Ubikayu bila bersimbiosis dengan mikoriza dapat tumbuh baik pada tanah masam
3
miskin P (P tersedia rendah). Tanaman ubikayu bila kekurangan P akan
mengalami gangguan proses metabolisme sehingga dapat menghambat serapan
hara-hara lainnya termasuk K. Ketersediaan dan cadangan hara K yang rendah
pada tanah masam (Rachim 2007) adalah salah satu penyebab rendahnya
produktivitas ubikayu pada tanah masam. Sebagaimana dikemukakan Suyamto
(1998); Howeler (2002), ketersediaan K tanah yang cukup adalah faktor kunci
untuk dapat memperbaiki pertumbuhan dan hasil ubikayu sebagaimana juga mutu
hasil ubikayu terkait kadar pati dan senyawa sianogen (cyanogenic glucosides)
(González & Sotomayor 2005; Bradbury 2006).
Ubikayu yang ditanam pada tanah miskin K menghasilkan umbi dengan
kadar pati lebih rendah dan senyawa sianogen lebih tinggi dan sebaliknya akan
mempunyai kadar pati lebih tinggi dan senyawa sianogen lebih rendah bila
ditanam pada tanah cukup kandungan K (El-Sharkawy & Cadavid 2000).
Ketersediaan K yang tinggi di dalam tanah, akan mempertinggi akumulasi ion K
di dalam sel tanaman dan sifat higroskopis dari ion K akan meningkatkan
kemampuan tanaman dalam mengekstrak air dari tanah (Krishna 2002).
Ketersediaan air yang cukup di dalam jaringan tanaman penting artinya dalam
pembentukan gula dan pati oleh proses fotosintesis.
Sejauh ini belum ada penelitian yang mempelajari potensi eksudat akar
Brachiaria untuk perbaikan kualitas tanah masam di Indonesia. Untuk
meningkatkan produktivitas tanah masam berbasis sumberdaya lokal, maka
kapabilitas eksudat akar Brachiaria dalam memperbaiki sifat fisiko-kimia tanah
perlu diuji. Demikian pula dalam hubungannya dengan perbaikan mutu hasil
ubikayu maka pengaruh Brachiaria dalam interaksi dengan mikoriza dan pupuk
organik (kompos) juga perlu dipelajari.
Perumusan Masalah
Kualitas
tanah
masam
rendah
disebabkan
kapabilitasnya
untuk
diberdayakan di dalam sistem produksi tanaman berkelanjutan adalah rendah.
Kapabilitas yang rendah antara lain disebabkan ketersediaan dan cadangan hara
esensial yang rendah disamping tingginya bahaya keracunan aluminium. Selain
itu stabilitas agregat tanah masam juga relatif rendah akibat hilangnya bahan
4
organik tanah oleh pengelolaan lahan. Namun karena hamparannya cukup luas,
tanah ini menjadi sasaran pengembangan ubikayu nasional (Wirawan 2006).
Ubikayu diketahui tanaman yang dapat tumbuh pada tanah dengan berbagai
kondisi ekstrim seperti pH rendah atau tinggi, keracunan Al, miskin hara, dan
kondisi marginal lainnya (Howeler 2002; Kawano 2003). Karenanya ubikayu
dapat diusahakan petani dengan cara pengelolaan masukan rendah. Namun bila
kelebihan itu dimanfaatkan akan semakin memperburuk kualitas tanah disamping
nilai ekonomi usahatani ubikayu yang didapat juga rendah.
Dalam kaitan dengan ubikayu sebagai sumber karbohidrat, bahan baku
berbagai komponen industri ataupun yang paling menonjol sebagai sumber bahan
baku bioetanol (Tonukari 2004), maka untuk jangka panjang perlu dipersiapkan
cara pengelolaan lahan usahatani ubikayu yang selain mampu memberikan hasil
dan mutu hasil yang baik juga dapat meningkatkan kualitas tanah masam.
Beberapa bahan diketahui mampu meningkatkan produktivitas tanah masam
dan juga produksi ubikayu, seperti Brachiaria, mikoriza dan bahan organik
(Cadavid et al. 1998; Howeler 2002; Charpentier et al. 2006). Namun
efektivitasnya masih belum teruji khususnya pada tanah masam lahan kering di
daerah Lampung. Pemahaman yang lebih mendalam akan kemampuan bahanbahan tersebut dalam memperbaiki sifat-sifat tanah seperti aluminium dapat
dipertukarkan, ketersediaan kalium dan stabilitas agregat tanah, diharapkan dapat
mengoptimalkan potensinya dalam meningkatkan produksi dan mutu hasil
ubikayu terkait kadar pati dan senyawa sianogen.
Khusus terhadap kondisi K tanah, perhatian selain diberikan terhadap
peningkatan ketersediaan, juga harus diberikan terhadap resiko kehilangan K yang
tinggi melalui pencucian pada tanah masam. Hal itu penting artinya karena untuk
usahatani ubikayu, K adalah unsur hara utama yang harus selalu tersedia dalam
jumlah yang cukup di dalam tanah dan untuk penyediaannya di masa depan akan
berhadapan pula dengan kendala semakin tingginya harga pupuk kimia K.
Pada akhirnya untuk menentukan cara pengelolaan usahatani ubikayu yang
tepat, tidak hanya dilihat dari pengaruhnya terhadap peningkatan kualitas tanah
masam dan pati ubikayu, namun juga harus dinilai dari kelayakan usahatani
ubikayu terhadap perekonomian petaninya.
5
Secara keseluruhan perumusan masalah didekati berdasarkan kerangka
pemikiran seperti yang tertuang di dalam Gambar 1.
Tujuan Penelitian
1. Mempelajari potensi asam organik eksudat akar Brachiaria dalam kelatisasi
Al dan penurunan aluminium dapat dipertukarkan di dalam tanah.
2. Menguji pengaruh perlakuan Brachiaria, mikoriza (arbuscular mycorrhiza)
dan kompos jerami padi diperkaya kalium terhadap perbaikan kualitas
tanah masam terkait dengan kalium tersedia dan stabilitas agregat.
3. Mengevaluasi efektivitas Brachiaria, mikoriza dan kompos jerami padi
diperkaya kalium terhadap peningkatan hasil, kadar pati dan penekanan
kandungan senyawa sianogen (cyanogenic glucosides) ubikayu pada tanah
masam.
4. Membandingkan kelayakan usahatani ubikayu yang diperlakukan dengan
Brachiaria, mikoriza dan kompos jerami padi diperkaya kalium, dengan
usahatani ubikayu petani.
Hipotesis
1. Asam organik eksudat akar Brachiaria mampu mengkelat Al dan
menurunkan Al tanah dapat dipertukarkan.
2. Brachiaria, mikoriza dan kompos jerami padi diperkaya kalium mampu
memperbaiki kualitas tanah masam dengan meningkatkan kadar kalium
tersedia dan stabilitas agregat tanah.
3. Aplikasi Brachiaria, mikoriza dan kompos jerami padi diperkaya kalium
pada tanah masam efektif memperbaiki pertumbuhan dan hasil serta mutu
hasil ubikayu terkait peningkatan kadar pati dan penurunan senyawa
sianogen.
4. Perbaikan kualitas tanah masam yang dicirikan oleh menurunnya Al dapat
dipertukarkan, meningkatnya kalium tanah tersedia dan stabilitas agregat
sehingga berdampak terhadap perbaikan hasil dan mutu hasil ubikayu,
sebagai respon terhadap perlakuan Brachiaria, mikoriza dan kompos
jerami padi diperkaya kalium, memperbaiki kelayakan usahatani ubikayu.
6
Gambar 1 Kerangka pemikiran penelitian.
7
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian adalah sebagai berikut:
• Tanah masam adalah tanah dengan faktor-faktor pembatas pertumbuhan
tanaman yang relatif tinggi, namun hamparannya yang luas membuat tanah
ini menjadi sasaran pengembangan komoditas-komoditas pertanian
potensial. Teknologi pengelolaan lahan terpilih dari penelitian ini mampu
mengatasi faktor-faktor pembatas pertumbuhan tanaman sehingga dapat
meningkatkan produktivitas tanah masam.
• Ubikayu merupakan komoditas yang berperan penting di masa depan baik
sebagai sumber karbohidrat, bahan baku industri maupun sebagai sumber
energi alternatif. Untuk hal itu hasil penelitian dapat digunakan sebagai
dasar untuk meningkatkan produksi dan mutu hasil ubikayu melalui
perluasan lahan dengan teknologi pengelolaan lahan yang lebih efisien,
efektif dan berkelanjutan.
• Ubikayu diketahui sebagai tanaman yang beradaptasi baik terhadap kondisi
lahan marginal, karenanya di Propinsi Lampung kebanyakan petani
mengelola usahatani ubikayu secara sederhana dengan masukan yang
sangat rendah. Hal itu cenderung membawa ke masalah degradasi tanah.
Teknologi pengelolaan lahan ubikayu hasil penelitian ini mampu mengatasi
degradasi dan memperbaiki kualitas tanah masam dalam usahatani ubikayu
yang mengand
DAN HASIL UBIKAYU DENGAN BRACHIARIA, MIKORIZA
DAN KOMPOS JERAMI PADI DIPERKAYA KALIUM
BARIOT HAFIF
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER
INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Peningkatan Kualitas Tanah
Masam dan Hasil Ubikayu dengan Brachiaria, Mikoriza dan Kompos Jerami Padi
Diperkaya Kalium adalah karya saya dengan arahan dari Komisi Pembimbing dan
belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan di dalam teks dan dicantumkan di
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir dari disertasi ini.
Bogor Januari 2011
Bariot Hafif
NIM A161070051
ABSTRACT
BARIOT HAFIF. Increasing The Quality of Acid Soil and Cassava Yield with
Brachiaria, Arbuscular Mycorrhiza and Potassium Enriched Rice Straw Compost.
Under direction of SUPIANDI SABIHAM, ISWANDI ANAS, ATANG
SUTANDI and SUYAMTO HARDJOSUWIRJO
Al toxicity, deficiency in K and other essential nutrients, low availability of P,
damaged soil structures due to loss of organic matters are factors inducing low
acid soil quality. Brachiaria, arbuscular mycorrhiza (AM) and rice straw compost
enriched with potassium are expected to improve the quality of acid soil because
they have potential in detoxifying Al, increasing nutrient uptake by plant roots,
improving soil aggregates by enhancing of soil organic matters, increasing
availability of K and quality of cassava yield as well. The experiments were
conducted to (1) study the potential of Brachiaria root-exudates in chelating Al
and reducing exchangeable Al of soil, (2) examine effects of Brachiaria, AM and
rice straw compost enriched with potassium treatments in improving the quality of
acid soil connected with available K and aggregates stability, 3) evaluate the
effectiveness of Brachiaria, AM and rice straw compost enriched with potassium
in increasing yield and starch, and suppressing cyanogenic glucosides of cassava
on acid soil and 4) compare feasibility of the cassava farming treated with
Brachiaria, AM and rice straw compost enriched with potassium, with feasibility
of farmer’s cassava farming. After two months of the greenhouse experiment,
malic, citric, and oxalic acids produced by the three Brachiaria root-exudates
were determined. The production of malic acid was higher than that of citric and
oxalic acid. The organic acids chelated Al effectively. Brachiaria decumbens
(BD) (the selected Brachiaria in the greenhouse experiment) decreased
exchangeable Al of the acid soil as much as 33 %. The root-exudates and leavecut of BD returned to the soil, and the interaction of BD and AM effectively
increased the availability of K. BD and the interaction of BD and AM improved
the stability of meso and micro aggregate, increased total polysaccharides in soil
aggregates and improved yield, starch, and reduced cyanogenic glucosides of
cassava. The treatment of BD, AM and rice straw compost enriched with 200 kg
KCl ha-1 interaction resulted in a 13% increase of starch and a 42% decrease of
cyanogenic glucosides. At the farmer’s field experiment, the cassava yield was
primarily affected by the rice straw compost enriched with 100 and 200 kg KCl
ha-1 treatments. On average, those treatments increased cassava yield about 17%
and 28%, respectively. The interaction of BD, AM and rice straw compost
enriched with 100 and 200 kg KCl ha-1 also increased cassava starch about 13%.
The cassava farming, however, was profitable. Yet, in supporting feasible life of
farmer’s household with three members, the technology of BD, AM and rice straw
compost enriched with K reduced cassava planting area to 1.0 ha from more than
2.5 ha conducted by traditional and semi advanced manner.
Keywords: Brachiaria, Arbuscular mycorrhiza, Potassium enriched rice straw
compost, Acid soil, Cassava starch
RINGKASAN
BARIOT HAFIF. Peningkatan Kualitas Tanah Masam dan Hasil Ubikayu dengan
Brachiaria, Mikoriza dan Kompos Jerami Padi Diperkaya Kalium.
Dibimbing oleh SUPIANDI SABIHAM, ISWANDI ANAS, ATANG SUTANDI
dan SUYAMTO HARDJOSUWIRJO
Keracunan Al, defisiensi K dan hara penting lainnya, ketersediaan P rendah
dan stabilitas agregat tanah menurun oleh hilangnya bahan organik adalah faktorfaktor penyebab kualitas tanah masam. Untuk memperbaiki, tanah masam perlu
diperkaya dengan bahan organik. Senyawa organik eksudat akar dapat
memperkaya bahan organik tanah secara in situ dan rumput Brachiaria adalah
penghasil eksudat akar yang baik. Senyawa organik eksudat akar tersebut
berpotensi untuk detoksi Al, meningkatkan mobilitas hara berkelarutan rendah (P,
Fe dan Zn) dan memperbaiki agregat tanah.
Ubikayu adalah tanaman yang toleran tanah masam dan kondisi marginal
lainnya. Kelebihan itu dimanfaatkan petani dengan melakukan budidaya secara
sederhana (masukan rendah). Hal itu cendrung memperburuk kualitas tanah
masam karena hasil panen ubikayu membawa hara-hara esensial dari tanah dalam
jumlah yang banyak. Untuk memperbaiki kualitas dan mengendalikan degradasi
tanah masam maka potensi Brachiaria, arbuscular mycorrhiza (AM), dapat
diberdayakan. Brachiaria efektif dalam detoksi Al dan menyerap kalium dalam
jumlah yang cukup banyak untuk preservasi kalium dari pencucian. AM bila
bersimbiosis dengan akar memperbaiki serapan hara tanaman pada tanah miskin
hara. Sementara ketersediaan kalium tanah masam yang rendah dapat ditingkatkan
dengan kompos jerami diperkaya kalium. Ketersediaan kalium yang cukup adalah
kunci untuk perbaikan mutu hasil ubikayu.
Tiga tahapan penelitian dilakukan untuk mengetahui efektivitas bahanbahan tersebut dalam perbaikan kualitas tanah masam dan hasil ubikayu.
Penelitian tahap 1 dilakukan di rumah kaca Faperta IPB dengan tujuan untuk
mempelajari potensi asam organik eksudat akar Brachiaria dalam kelatisasi Al.
Rancangan penelitian RAL dalam faktorial diulang 3 kali. Faktor 1 adalah spesies
Brachiaria yaitu tanpa Brachiaria (kontrol), B. decumbens (BD), B. ruziziensis
(BR) dan B. brizantha (BB). Faktor 2 adalah konsentrasi Al yaitu 0, 100, 200,
300 dan 400 μM. Brachiaria ditanam pada kultur pasir steril yang diperlakukan
dengan konsentrasi-konsentrasi Al tersebut. Setelah tanaman berumur 2 bulan,
tiga jenis asam organik berat molekul rendah yaitu asam malat, asam sitrat dan
asam oksalat dan senyawa kompleks Al-organik di dalam kultur pasir, dianalisis.
Penelitian tahap 2 dilakukan di laboratorium lapang kebun percobaan
Tegineneng BPTP Lampung. Tujuan penelitian adalah menguji pengaruh
perlakuan Brachiaria, terhadap penurunan Al-dd di dalam tanah dan interaksinya
dengan mikoriza (arbuscular mycorrhiza) dan kompos jerami padi diperkaya
kalium terhadap perbaikan kualitas tanah masam terkait dengan kalium tersedia
dan stabilitas agregat. Penelitian menggunakan rancangan acak lengkap (RAL)
dalam susunan faktorial 2 x 2 x 4 = 16, diulang 3 kali. Faktor 1 adalah rumput
Brachiaria decumbens (BD) (rumput terpilih dalam penelitian di rumah kaca),
yaitu tanpa (B0) dan dengan BD (B1), faktor 2 adalah AM yaitu tanpa (M0) dan
dengan inokulasi AM (M1), dan faktor 3 adalah kompos jerami (2 ton ha-1)
diperkaya 0 (K0), 50 (K50), 100 (K100) dan 200 (K200) kg KCl ha-1. Baris BD
sebagai tanaman sela ubikayu ditanam pada jarak 60 cm dari pohon ubikayu pada
pot berukuran 1 m x 1 m x 0,45 m yang diisi Kanhapludult lolos saringan 5 mm
setebal 40 cm, yaitu 0-20 cm tanah top dan 20-40 cm tanah lapisan bawah.
Penelitian tahap 3 dilakukan di lapangan yaitu di 5 tanah (lokasi) di Propinsi
Lampung dengan tujuan mengevaluasi efektivitas Brachiaria, mikoriza dan
kompos jerami padi diperkaya kalium terhadap peningkatan hasil, pati dan
penekanan senyawa sianogen ubikayu pada tanah masam. Ulangan percobaan
dilakukan di 5 tanah masam yaitu; Kanhapludult Tegineneng, Hapludoks
Tugusari, Plinthudult Abung Semulih Hapludoks Kalibalangan dan Kandiudult
KB Selatan, Propinsi Lampung. Rancangan percobaan adalah split-split plot
dengan petak utama adalah BD yaitu tanpa (B0) dan dengan BD (B1), anak petak
adalah AM yaitu tanpa (M0) dan dengan AM (M1) dan anak-anak petak adalah
kompos jerami padi diperkaya 0 (K0), 50 (K50), 100 (K100) dan 200 (K200) kg
KCl ha-1. Selain uji penanaman, dilakukan analisis kelayakan usahatani ubikayu
dengan tujuan membandingkan kelayakan usahatani ubikayu yang diperlakukan
dengan Brachiaria, mikoriza dan kompos jerami padi diperkaya kalium, dengan
usahatani ubikayu petani.
Rumput Brachiaria didapatkan mengeksudasi asam-asam organik berat
molekul rendah yaitu asam malat, asam sitrat dan asam oksalat bila mengalami
cekaman Al. Dari tiga asam organik tersebut, asam malat dieksudasi lebih banyak.
Konsentrasi asam-asam organik tersebut dipengaruhi secara nyata oleh
konsentrasi Al; semakin tinggi konsentrasi Al semakin banyak asam organik
dieksudasi. Asam-asam organik tersebut didapatkan mengkelat Al.
Dalam 9 bulan BD efektif menurun Al-dd tanah sampai 33%. Eksudat akar
dan biomasa (pangkasan daun) BD yang dikembalikan ke tanah serta interaksi BD
dengan AM, efektif mempertahankan dan meningkatkan K tanah tersedia serta
meningkatkan hasil, pati dan menurunkan senyawa sianogen ubikayu. BD dan
interaksi BD dengan AM memperbaiki stabilitas agregat meso dan mikro.
Interaksi BD dan AM nyata meningkatkan kadar polisakarida total di dalam
agregat tanah. Perlakuan interaksi BD, AM dan kompos jerami diperkaya 200 kg
KCl ha-1 meningkatkan kadar pati umbi 13% dan menurunkan kadar senyawa
sianogen total sebesar 42%.
Pada percobaan di lapangan pemberian kompos jerami diperkaya 100 dan
200 KCl ha-1 berpengaruh lebih nyata terhadap peningkatan hasil ubikayu. Secara
rata-rata perlakuan tersebut masing-masing meningkatkan hasil ubikayu 17% dan
28%. Interaksi BD, AM dan kompos jerami diperkaya 100 dan 200 kg KCl ha-1
lebih efektif meningkatkan kadar pati (13% BK) dan menurunkan senyawa
sianogen (41%). Usahatani ubikayu dengan harga jual umbi Rp. 800,- kg-1, adalah
menguntungkan. Namun dalam memenuhi kebutuhan hidup layak (KHL) keluarga
petani dengan 3 anggota, teknologi penggunaan Brachiaria, mikoriza dan kompos
jerami padi diperkaya kalium dapat menurunkan luasan pertanaman ubikayu
menjadi 1,0 ha dari > 2,5 ha yang dilakukan secara tradisional dan semi maju.
Kata kunci:
Brachiaria, Mikoriza, Kompos jerami padi diperkaya kalium,
Tanah masam, Pati ubikayu
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2011
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
yang wajar IPB.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB.
PENINGKATAN KUALITAS TANAH MASAM
DAN HASIL UBIKAYU DENGAN BRACHIARIA, MIKORIZA
DAN KOMPOS JERAMI PADI DIPERKAYA KALIUM
BARIOT HAFIF
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Program Studi Ilmu Tanah
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
Penguji pada Ujian Tertutup: 1. Dr. Ir. Munif Ghulamahdi, MS.
(Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB)
2. Dr. Ir. Kasdi Subagyono, MSc.
(Kepala Balai Besar Pengkajian dan
Pengembangan Teknologi Pertanian, Badan
Litbang Pertanian)
Penguji pada Ujian Terbuka: 1. Dr. Ir. Sandra Arifin Aziz, MS.
(Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB)
2. Dr. Ir. Hasil Sembiring, MSc.
(Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan
Tanaman Pangan, Badan Litbang Pertanian)
Judul Disertasi : Peningkatan Kualitas Tanah Masam dan Hasil Ubikayu dengan
Brachiaria, Mikoriza dan Kompos Jerami Padi Diperkaya
Kalium
Nama
: Bariot Hafif
NIM
: A161070051
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Supiandi Sabiham, M.Agr.
Ketua
Ir. Atang Sutandi, M.Si. Ph.D.
Anggota
Prof. Dr. Ir. Iswandi Anas, M.Sc.
Anggota
Prof. (R.) Dr. Ir. Suyamto Hardjosuwirjo.
Anggota
Mengetahui
Ketua Program Studi
Dekan Sekolah Pascasarjana
Ir. Atang Sutandi, M.Si. Ph.D.
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S.
Tanggal Ujian: 27 Januari 2011
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Berkat ridho Allah Subhanawata’ala, disertasi ini berhasil penulis
selesaikan. Rangkaian kegiatan penelitian dengan tema “Peningkatan Kualitas
Tanah Masam Lahan Kering dan Hasil Ubikayu dengan Brachiaria, Mikoriza dan
Kompos Jerami Padi Diperkaya Kalium” telah dilaksanakan dari bulan Maret
2008 sampai dengan Agustus 2010. Karya ilmiah ini terdiri atas beberapa makalah
yang memuat hasil-hasil penelitian tersebut. Makalah pertama berjudul “Kelatisasi
Ion Aluminium oleh Asam Organik Eksudat Akar Brachiaria” dipublikasikan di
dalam Jurnal Biota Vol. 15 (3), Oktober 2010. Makalah kedua dengan judul
“Perbaikan Kualitas Tanah Masam dengan Brachiaria, Mikoriza dan Kompos
Jerami Padi Diperkaya Kalium: Pengaruh Terhadap Aluminium, Kalium dan
Agregat Tanah” telah diajukan untuk dapat dipublikasi melalui Indonesian
Journal of Agricultural Science dan saat tulisan ini dibuat makalah dalam
perbaikan untuk layak publikasi.
Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya
kepada Prof. Dr. Ir. Supiandi Sabiham, Prof. Dr. Ir. Iswandi Anas, MS.c., Ir.
Atang Sutandi, M.Si., Ph.D., dan Prof. (R.) Dr. Ir. Suyamto Hardjosuwirjo selaku
pembimbing yang telah memberikan banyak saran dan komentar berharga.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Sekretariat Badan Penelitian
dan Pengembangan Pertanian selaku penyedia anggaran kegiatan penelitian
Kerjasama Kemitraan Penelitian Pertanian dengan Perguruan Tinggi (KKP3T),
saudari Indri Hapsari (Alumni S1 Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian Institut
Pertanian Bogor), Staf Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah Departemen
Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan dan Teknisi rumah kaca Fakultas Pertanian
Institut Pertanian Bogor serta Teknisi Balai Pengkajian Teknologi Pertanian
Lampung atas segala bantuan dan kerjasamanya. Terima kasih juga disampaikan
atas do’a dan pengorbanan istri serta anak-anak penulis.
Semoga isi disertasi ini bermanfaat.
Bogor, Januari 2011
Bariot Hafif
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bukittinggi tanggal 20 Januari 1964 dan merupakan
anak ke 9 dari sembilan bersaudara dari pasangan Anwir Syukur dan Zaerah.
Tahun 1968 penulis ikut orang tua pindah ke Lubuk Gadang Kecamatan Sangir
Kabupaten Solok dan menyelesaikan sekolah dasar disana pada tahun 1976.
Sekolah menengah pertama (SMP) dan sekolah menengah atas (SMA) penulis
selesaikan di Bukittinggi masing-masing pada tahun 1979 dan tahun 1982.
Sarjana Pertanian (S1) penulis selesaikan di Fakultas Pertanian Universitas
Andalas Padang pada tahun 1988.
Tahun 1990 penulis mulai bekerja sebagai asisten peneliti di Kelompok
Peneliti Konservasi Tanah dan Air Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat Bogor.
Penulis banyak ditugaskan meneliti ke daerah seperti propinsi Jambi, Lampung,
Yogyakarta dan survey tanah ke hampir seluruh pulau di Indonesia. Tahun 1993
sampai tahun 1995 penulis ditugaskan menjadi peneliti pada Proyek Bangun Desa
II di D.I. Yogyakarta dan diberi tanggungjawab sebagai koordinator penelitian
untuk Kabupaten Bantul. Tahun 1995 sampai dengan tahun 1996 (8 bulan) penulis
mengikuti The Training Cource in Effective Utilization of Tropical Agriculture
and Forestry Resources di Okinawa Jepang.
Pada tahun 1999 penulis ditugaskan oleh Badan Penelitian dan
Pengembangan Pertanian Kementerian Pertanian untuk melanjutkan studi S2
dalam program studi ilmu tanah di University of The Philippines Los-Baños dan
menyelesaikannya pada tahun 2001. Tahun 2003 penulis dipindah tugaskan ke
Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) Lampung. Di BPTP selain diberi
tugas sebagai penanggungjawab rencana penelitian tingkat peneliti (RPTP) juga
ditugaskan sebagai Ketua Kelompok Program Hortikultura (2004-2005) dan
sebagai Sekretaris Kelompok Pengkajian Sumberdaya Lahan (2006-2007).
Penulis juga sebagai anggota dari Himpunan Masyarakat Konservasi Tanah dan
Air Indonesia (MKTI) dan Himpunan Ilmu Tanah Indonesia (HITI). Tahun 2007
Badan Litbang Pertanian Kementerian Pertanian menugaskan Penulis untuk
melanjutkan studi S3 untuk program studi ilmu tanah di Institut Pertanian Bogor.
Mulai tanggal 20 Oktober 2008, jabatan fungsional peneliti penulis adalah Peneliti
Madya di dalam bidang Hidrologi dan Konservasi Tanah.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL........................................................................................
xiii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
xv
DAFTAR LAMPIRAN ...............................................................................
xix
PENDAHULUAN
Latar Belakang...........................................................................................
Perumusan Masalah....................................................................................
Tujuan Penelitian........................................................................................
Manfaat Penelitian......................................................................................
Ruang Lingkup Penelitian..........................................................................
Kebaruan Penelitian...................................................................................
1
3
5
7
8
9
TINJAUAN PUSTAKA
Tanah Masam di Daerah Lampung……………………………………....
Aluminium Pada Tanah Masam……………………………………….....
Ubikayu (Manihot esculenta crantz)…………………………………......
Ubikayu Varitas UJ-5……………………………………………….........
Brachiaria sp…………………………………………………………......
Brachiaria decumbens……..…………………………………………......
Kandungan Mineral Biomasa Brachiaria decumbens……………………...
Peranan BD dalam Perbaikan Kualitas Tanah Masam…………………...
Eksudat Akar dan Rizosfir……………………………………………....
Asam Organik dan Khelatisasi Ion…………………………………….....
Stabilitas Agregat dan Agen Agregasi…………………………………...
Polisakarida Sebagai Agen Agregasi Partikel Tanah………………….....
Mikoriza (Arbuscular mycorrhiza)……………………………………....
Kalium Tanah………………………………………………………….....
Kalium Tanah dan Produktivitas Ubikayu…………………………….....
Pati……………………………………………………………………......
Senyawa Sianogen …………………….………………………………....
Analisis Kelayakan Usahatani…………………………………………....
Kebutuhan Hidup Minimum dan Kebutuhan Hidup Layak ………..........
11
12
13
14
15
17
18
18
19
21
23
26
28
30
32
33
35
37
38
KELATISASI ION ALUMINIUM OLEH ASAM ORGANIK
EKSUDAT AKAR BRACHIARIA.
Abstrak…………………………………………………………………...
Abstract………………………………………………………………......
Rasional………………………………………………………………......
Bahan dan Metode……………………………………………………......
Hasil……………………………………………………………………...
Pembahasan……………………………………………………………....
Simpulan………………………………………………………………....
39
39
40
41
44
47
49
PERBAIKAN KUALITAS TANAH MASAM DENGAN BRACHIARIA,
MIKORIZA DAN KOMPOS JERAMI PADI DIPERKAYA KALIUM: I.
PENGARUH TERHADAP ALUMINIUM, KALIUM DAN AGREGAT
TANAH
Abstrak.......................................................................................................
Abstract......................................................................................................
Rasional......................................................................................................
Bahan dan Metode......................................................................................
Hasil...........................................................................................................
Pembahasan................................................................................................
Simpulan....................................................................................................
51
51
52
54
57
61
65
PERBAIKAN KUALITAS TANAH MASAM DENGAN BRACHIARIA,
MIKORIZA DAN KOMPOS JERAMI PADI DIPERKAYA KALIUM:
II. PENGARUH TERHADAP HASIL, PATI DAN CYANOGENIC
GLUCOSIDES UBIKAYU
Abstrak.......................................................................................................
Abstract......................................................................................................
Rasional......................................................................................................
Bahan dan Metode......................................................................................
Hasil...........................................................................................................
Pembahasan................................................................................................
Simpulan....................................................................................................
67
67
68
69
74
86
90
KELAYAKAN USAHATANI UBIKAYU DI TANAH MASAM
LAMPUNG
Abstrak.......................................................................................................
Abstract......................................................................................................
Rasional......................................................................................................
Bahan dan Metode......................................................................................
Hasil...........................................................................................................
Pembahasan................................................................................................
Simpulan....................................................................................................
93
93
94
95
100
106
110
PEMBAHASAN UMUM.............................................................................
111
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan.......................................................................................................
Saran.............................................................................................................
127
128
DAFTAR PUSTAKA...................................................................................
129
LAMPIRAN.................................................................................................
141
DAFTAR TABEL
Halaman
1
Kandungan hara dan senyawa organik dari daun B. decumbens (BD)..
18
2
Konsentrasi asam organik eksudat akar tiga spesies Brachiaria umur
2 bulan di dalam kultur pasir.................................................................
44
3
Konsentrasi Al-organik di dalam kultur pasir yang diberi konsentrasi
Al berbeda dan ditanami rumput BD, BR dan BB…………………....
45
Uji korelasi antara Al-organik, asam organik dengan perkembangan
akar dan pertumbuhan B. brizantha.......................................................
46
Uji korelasi kanonikal antara varabel-variabel yang mempengaruhi
pertumbuhan B.brizantha dengan variabel pertumbuhan B. brizantha.
47
6
Sifat kimia kompos jerami padi tanpa pengayaan kalium…………….
55
7
Polisakarida total (PT) dan polisakarida bukan selulosa (PBS) di
dalam agregat makro, meso dan mikro serta jumlah keseluruhannya
di dalam agregat, sebagai pengaruh perlakuan interaksi BD dan AM..
61
Sifat kimia tanah olah masing-masing lokasi percobaan di Propinsi
Lampung……………………………………………………………....
70
Diameter batang, bobot umbi dan jumlah umbi pohon-1 ubikayu
varitas UJ-5 sebagai pengaruh perlakuan BD, AM dan kompos jerami
padi diperkaya kalium pada percobaan di Lab lapang Kebun
Percobaan Tegineneng BPTP Lampung................................................
77
Bobot umbi dan biomasa (BM) bagian atas serta tinggi dan diameter
batang (cm) ubikayu sebagai pengaruh interaksi BD, AM dan
kompos jerami padi diperkaya kallium pada percobaan di 4 lokasi
(ulangan) di Propinsi Lampung.............................................................
79
Kadar pati ubikayu varitas UJ-5 dan total pati pohon-1 sebagai
pengaruh interaksi BD, AM dan kompos jerami padi diperkaya
kalium pada percobaan di Lab lapang Kebun Percobaan Tegineneng
BPTP Lampung……………………….…………………………........
82
Kadar pati ubikayu varitas UJ 5 dan total pati pohon-1, sebagai
pengaruh interaksi BD dan kompos jerami diperkaya 0, 50 , 100 dan
200 kg KCl ha-1 pada percobaan di Lab lapang Kebun Percobaan
Tegineneng BPTP Lampung..................................................................
83
4
5
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Kadar pati ubikayu varitas UJ-5 dan total pati pohon-1, sebagai
pengaruh interaksi AM dan kompos jerami diperkaya 0, 50, 100 dan
200 kg KCl ha-1 pada percobaan di Lab lapang Kebun Percobaan
Tegineneng BPTP Lampung..................................................................
83
Pengaruh BD, AM dan kompos jerami diperkaya kalium terhadap
kadar pati umbi ubikayu yang ditanam pada empat tanah masam
(Kanhapludult Tegineneng, Plinthudult A. Semulih, Hapludoks
Kalibalangan, dan Kandiudult KB Selatan) Lampung.........................
84
Sianogen total, linamarin, asetonsianohidrin dan HCN CN-1 di dalam
ubikayu hasil percobaan di Lab lapang Kebun Percobaan
Tegineneng BPTP Lampung dan sianogen total dari ubikayu hasil
percobaan di lapangan (rata-rata 4 lokasi) sebagai pengaruh dari
interkasi perlakuan BD, AM dan kompos jerami padi diperkaya 0,
50, 100 dan 200 kg KCl ha-1..................................................................
87
Sianogen total, linamarin, asetonsianohidrin dan HCN CN-1 di dalam
ubikayu hasil percobaan di Lab lapang Kebun Percobaan Tegineneng
BPTP Lampung dan sianogen total dari ubikayu hasil percobaan di
lapangan (rata-rata 4 lokasi) sebagai pengaruh dari perlakuan BD dan
AM…………………………………………………………………….
88
BC-1, NPV dan IRR untuk 5 tahun usahatani ubikayu dengan modal
pinjaman bank dengan tingkat diskonto atau nilai bunga 17% untuk
perlakuan interaksi BD, AM dan kompos jerami diperkaya kalium
dibandingkan dengan usahatani cara beberapa petani maju, semi
maju dan tradisional…………………………………………………...
103
Kelayakan usahatani ubikayu terkait NPV (x Rp. 1000) dilihat dari
sudut pandang kebutuhan hidup minimum (KHM) dan kebutuhan
hidup layak (KHL) KK dengan 3 anggota……………….....................
105
BC-1, NPV dan IRR usahatani ubikayu sebagai pengaruh dari
penurunan harga jual 50% dan peningkatan belanja modal 50% untuk
berbagai model pengelolaan lahan…………………………………….
107
Titik impas (break event point) harga jual ubikayu cara pengelolaan
usahatani ubikayu dengan aplikasi BD (B1) atau AM (M1) dalam
interaksi dengan kompos jerami padi diperkaya 200 kg KCl ha-1
(B1M0K200 dan B0M1K200) dibanding usahatani cara petani……...
108
Jumlah spora AM dan persentase kolonisasi AM pada akar ubikayu
yang tumbuh pada tanah yang diperlakukan dengan tanpa (M0) dan
inokulasi AM (M1) pada penelitian Lab lapang di Kanhapludult
Tegineneng Lampung…………………………………………………
119
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Kerangka pemikiran penelitian………………………………………..
5
2
Alur tahapan penelitian………………………………………………..
10
3
Proses pelapukan (hidrolisis) K mineral primer menjadi K larutan
tanah…………………………………………………………………...
31
4
Molekul amilose (Sumber: Cheng et al. 2009)………………………..
34
5
Molekul amilopektin (Sumber: Cheng et al. 2009)…………………...
34
6
Proses hidrólisis cyanogenic glucoside menjadi Noxious hydrocianic
acid (HCN)……………………………………………………………
35
Keragaan pelaksanaan percobaan dan pertumbuhan masing-masing
spesies Brachiaria di rumah kaca Faperta IPB......................................
43
Al-dd (cmol kg-1) tanah daerah perakaran BD, ubikayu, tanah
perakaran ubikayu yang dipengaruhi perakaran BD serta tanah tanpa
pengaruh perlakuan (kontrol) saat 0, 3, 6 dan 9 bulan sesudah tanam
(BST) pada percobaan di Kanhapludult, Tegineneng Lampung……
57
Ketersediaan K sebagai pengaruh BD (B1M0), AM (B0M1) dan
interaksi BD dan AM (B1M1) pada tanah yang diberi kompos jerami
diperkaya 0, 50, 100 dan 200 kg KCl ha-1…………………………….
58
Hubungan antara kadar Al (ppm) dalam jaringan daun B. decumbens
dengan kandungan K tanah tersedia (ppm)…………………………...
59
Pengaruh interaksi BD dan AM (A), interaksi BD dan kompos
jerami diperkaya K (B) terhadap agregat makro (2-5 mm dan 1-2
mm), meso (0,25-1 mm) dan mikro ( 0,053-0,25 mm)………………..
60
Letak dan kondisi agroekologi lokasi percobaan lapang di propinsi
Lampung...............................................................................................
71
Denah pertanaman ubikayu secara intercropping dengan Brachiaria
pada salah satu petak utama di lapangan……………………………...
73
Keragaan pelaksanaan percobaan di Lab Lapang Kebun Percobaan
Tegineneng BPTP Lampung di propinsi Lampung..............................
75
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Keragaan pelaksanaan percobaan Lapang di 4 tanah/lokasi
(Kanhapludult Tegineneng, Hapludoks Kalibalangan, Plinthudult
Abung Semulih dan Kandiudult KB Selatan) di propinsi Lampung....
75
Keragaan data hasil umbi dan biomasa (BM) ubikayu UJ-5 sebagai
pengaruh perlakuan interaksi BD (B0 dan B1), AM (M0 dan M1)
dan kompos jerami padi diperkaya 0 kg (K0), 50 kg (K50), 100 kg
(K100) dan 200 kg (K200) KCl ha-1 di 4 tanah (lokasi) di Propinsi
Lampung……………………………………………………………..
78
Bobot umbi dan biomasa ubikayu UJ-5 hasil pengujian pada empat
tanah (lokasi) (TGN=Kanhapludult Tegineneng, ABS=Plinthudult
Abung Semulih, KLB=Hapludoks Kalibalangan, dan KBS=
Kandiudult Kotabumi Selatan) di Propinsi Lampung………………...
78
Kadar pati ubikayu varitas UJ-5 dalam % bobot basah (%BB) dan %
bobot kering (%BK) sebagai pengaruh perlakuan interaksi BD
[(tanpa (B0) dan dengan BD (B1)], AM [tanpa (M0) dan dengan AM
(M1)] dan kompos jerami padi diperkaya 0 (K0), 50 (K50), 100
(K100) dan 200 (K200) kg KCl ha-1 pada percobaan Lab lapang
(Kanhapludult Tegineneng) dan percobaan lapang (Kanhapludult
Tegineneng, Plinthudult A. Semulih, Hapludoks Kalibalangan dan
Kandiudult KB. Selatan), Propinsi Lampung (Lapang)………………
81
Kadar pati (%BB dan %BK) ubikayu UJ-5 yang ditanam pada 4
tanam masam berbeda [Kanhapludult Tegineneng (TGN),
Plinthudult A. Semulih (ABS), Hapludoks Kalibalangan (KLB), dan
Kandiudult KB Selatan (KBS)] di Lampung…………………………
84
Senyawa sianogen (linamarin, asetonsianohidrin dan HCN CN-1)
yang terukur di dalam umbi ubikayu varitas UJ-5 sebagai respon
terhadap perlakuan interaksi BD, AM dan kompos jerami diperkaya
0 (K0), 50 (K50), 100 (K100), 200 (K200) kg KCl/ha pada
percobaan Lab lapang di Kanhapludult Tegineneng Lampung………
85
Konsentrasi rata-rata senyawa sianogen total yang terukur di dalam
umbi ubikayu UJ-5 sebagai respon terhadap perlakuan interaksi BD,
AM dan kompos jerami diperkaya 0 (K0), 50 (K50), 100 (K100),
200 (K200) kg KCl/ha dari percobaan di Kanhapludult Tegineneng,
Plinthudult Abung Semulih, Hapludoks Kalibalangan, dan
Kandiudult Kotabumi Selatan) Propinsi Lampung…………………...
85
Konsentrasi rata-rata senyawa sianogen total terukur di dalam
ubikayu UJ-5 yang ditanam pada Kanhapludult Tegineneng (TGN),
Plinthudult A. Semulih (ABS), Hapludoks Kalibalangan (KBL), dan
Kandiudult KB. Selatan (KBS) di Propinsi Lampung………………..
86
23
24
25
26
Korelasi antara biaya produksi (x Rp. 1000) dengan pengembalian
bersih (x Rp. 1000) yang didapat dari 1 hektar lahan usahatani
ubikayu………………………………………………………………..
109
Struktur cincin dari kompleks Al-asam-asam organik (kelat) (Dynes
& Huang 1997)………………………………………………………..
112
Keragaan akar ubikayu tanpa kolonisasi mikoriza dan dengan
kolonisasi hifa dan veskula mikoriza…………………………………
120
Pengaruh pemberian K 2 O terhadap umbi, pati dan senyawa sianogen
total ubikayu UJ-5 pada beberapa tanah masam Lampung…………...
122
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Kromatogram (chromatogram) dari larutan standar asam sitrat, asam
oksalat dan asam malat serta kandungan asam-asam tersebut di
dalam kultur pasir yang diperlakukan dengan konsentrasi Al (0, 100,
200, 300 dan 400 μM) dan ditanami B. decumbens (BD), B.
ruziziensis (BR) serta B. brizantha (BB) yang terdeteksi oleh HPLC
143
Pertumbuhan perakaran B. decumbens (BD), B. ruziziensis (BR) dan
B. brizantha (BB) (massa, volume, dan bobot jenis akar) umur 2
bulan, sebagai respon terhadap perlakuan konsentrasi Al (0, 100,
200, 300 dan 400 μM)...........................................................................
146
Tinggi tanaman,
jumlah tunas dan daun Brachiaria yang
ditanam pada kultur pasir yang diberi konsentrasi Al berbeda……….
147
Kandungan N, P, K, Ca, Mg yang terukur di dalam daun Brachiaria
decumbens…………………………………………………………….
147
Asam organik terukur pada tanah daerah perakaran ubikayu yang
dipengaruhi B. decumbens dan tanpa pengaruh B. decumbens pada
percobaan di Kanhapludult Tegineneng Lampung…………………...
148
Bobot pangkasan rumput B. decumbens (kg bulan-1) untuk 1m baris
tanam pada percobaan Lab lapang di Kanhapludult Tegineneng
Lampung……………………………………………………………...
148
Bobot pangkasan total rumput B. decumbens (kg) untuk 1 m baris
tanam selama 9 bulan dan berat pangkasan rata-rata (kg bulan-1) pada
percobaan lapang di 5 lokasi yaitu Tegineneng (TGN), Pejambon
(PJB) Kalibalangan (KLB), Abung Semulih (ABS) dan Kotabumi
Selatan (KBS)…………………………………………………………
149
Pertumbuhan dan produksi umbi Ubikayu di lokasi Pejambon
(Tugusari)……………………………………………………………
150
9
Profil dan diskripsi profil Kanhapludult Tegineneng Lampung...........
151
10
Profil dan diskripsi profil tanah Hapludoks Kalibalangan Lampung…
152
11
Profil dan diskripsi profil tanah Plinthudult A. Semulih, Lampung….
153
12
Profil dan diskripsi profil Kandiudult KB. Selatan, Lampung………..
.
154
2
3
4
5
6
7
8
Jumlah pengeluaran dan penerimaan (cash flow) dari masing-masing
perlakuan yang diuji dengan mempertimbangkan pengaruh perlakuan
terhadap K tanah tersedia dan hasil ubikayu untuk prediksi jumlah
besaran aliran dana dalam 5 tahun kegiatan usahatani………………
155
Biaya Bahan dalam Rupiah ha-1 dari masing-masing perlakuan yang
diuji pada penelitian di lapang (5 lokasi)……………………………..
156
Biaya tenaga kerja dan total biaya produksi dalam Rupiah ha-1 dari
masing-masing perlakuan yang diuji pada penelitian di lapang (5
lokasi)…………………………………………………………………
158
Biaya produksi dan pengembalian usahatani ubikayu beberapa petani
tradisional di daerah kajian propinsi Lampung……………………….
160
Biaya produksi dan pengembalian usahatani ubikayu beberapa petani
semi maju di daerah kajian propinsi Lampung……………………….
161
Biaya produksi dan pengembalian usahatani ubikayu beberapa petani
maju di daerah kajian propinsi Lampung……………………………..
162
Cara kerja analisis kadar polisakarida total dan polisakarida bukan
(selain) selulosa (Lowe 1993)………………………………………...
163
Cara kerja analisis kadar pati (metoda Somogyi-Nelson) (Nelson
1944)………………………………………………………………….
163
Cara kerja analisis senyawa sianogen total (cyanogenic glucosides)
(metoda Bradbury) (Bradbury et al. 1997, diacu dalam Hidayat dan
Damardjati 2003)……………………………………………………..
165
22
Hasil sidik ragam untuk data percobaan di rumah kaca …………….
166
23
Hasil sidik ragam untuk data pengaruh perlakuan terhadap jumlah
(stabilitas) agregat…………………………………………………….
168
Hasil sidik ragam untuk data pengaruh perlakuan terhadap
polisakarida di dalam masing-masing agregat……………………….
169
Hasil sidik ragam untuk data pengaruh perlakuan terhadap
pertumbuhan dan mutu hasil ubikayu UJ-5…………………………..
170
Hasil sidik ragam untuk pengaruh perlakuan terhadap kadar pati dan
cyanogenic glucosides………………………………………………...
171
Hasil sidik ragam untuk data pengaruh perlakuan terhadap
pertumbuhan dan hasil ubikayu pada percobaan di lapangan………...
173
13
14
15
16
17
18
19
20
21
24
25
26
27
28
Hasil sidik ragam untuk data pengaruh perlakuan terhadap kadar pati
dan senyawa sianogen total ubikayu pada percobaan di lapangan……
174
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Sifat-sifat kimia tanah masam yang membatasi pertumbuhan perakaran dan
menurunkan produksi tanaman antara lain keracunan Al, Mn dan kurang
tersedianya unsur-unsur hara esensial untuk pertumbuhan tanaman. Secara umum
diketahui tanaman yang ditanam pada tanah masam, perkembangan sistem
perakarannya terganggu, mengalami defisiensi hara dan hasil tanaman menurun.
Penyebabnya antara lain daya toksisitas Al yang tinggi pada pH tanah rendah
(Pietraszewska 2001). Mengacu kepada definisi kualitas tanah yang dikemukakan
oleh SSSA (1994), diacu dalam van Lynden et al. (2004) maka tanah masam
dikategorikan sebagai tanah dengan kualitas rendah karena kapasitasnya untuk
difungsikan di dalam sistem produksi tanaman berkelanjutan adalah rendah.
Menurut Mulyani et al. (2003) penyebaran tanah masam di Indonesia cukup
luas terutama pada wilayah beriklim basah dan pulau Sumatera adalah pulau
dengan luasan tanah masam terluas. Tanah-tanah masam itu ditemukan baik pada
lahan kering maupun lahan basah (rawa/pasang surut) dan dapat berasal dari
bahan/batuan mineral maupun bahan non mineral (organik). Tanah masam lahan
kering ditemukan lebih luas dibanding tanah masam lahan basah. Salah satu
propinsi di pulau Sumatera dengan hamparan tanah masam lahan kering yang luas
adalah Propinsi Lampung. Beberapa ordo tanah masam yang ditemukan di
propinsi ini adalah Inseptisol, Oksisol dan Ultisol yang masing-masing
diperkirakan seluas 1,1, 1,0 dan 0,5 juta hektar. Beberapa kelompok besar tanah
masam yang ditemukan di dalam ordo-ordo itu antara lain Distrudept, Hapludult,
Hapludoks, Plinthudult dan Kandiudult (Widowati et al. 2003; Nasution 2003;
BPTP Lampung 2004).
Ubikayu (Manihot esculenta Crantz) adalah makanan pokok ketiga setelah
padi dan jagung di Indonesia (Agribisnis Indonesia 2005). Kandungan karbohidrat
ubikayu segar kisaran 30-35%. Kandungan karbohidrat tersebut masing-masing
40% dan 25% lebih besar dari pada karbohidrat beras dan karbohidrat jagung.
Kandungan pati ubikayu sekitar 24% antara lain dapat dimanfaatkan untuk bahan
baku bioetanol (Tonukari 2004). Tanaman ini toleran terhadap berbagai faktor
pembatas pertumbuhan diantaranya terhadap pH rendah, keracunan Al dan miskin
2
hara pada tanah masam (Howeler 2002; Kawano 2003). Kelebihan itu membuat
usahatani ubikayu dapat dilakukan secara sederhana (tanpa pupuk). Wargiono
(2003) melaporkan di Ultisol Lampung produksi ubikayu tanpa pupuk rata-rata 7
ton ha-1. Produksi ubikayu petani tanpa dipupuk yang relatif rendah diperkirakan
sebagai salah satu penyebab dari rendahnya rata-rata produksi ubikayu nasional
yaitu 16,2 ton ha-1 (Lubis 2007).
Ispandi dan Munip (2005) mengemukakan bahwa ubikayu yang ditanam
pada tanah masam (pH 4,7 – 5,1) dapat berproduksi baik (hasil varitas tertentu
dapat mencapai 41 ton ha-1) hanya bila tanah masam dipupuk dan diberi kapur.
Selain itu tanpa pemupukan kesuburan tanah di bawah tanaman ubikayu nyata
menurun. Kesuburan tanah dapat dipertahankan dan diperbaiki bila diaplikasikan
pupuk N, P dan K serta diberi bahan organik (Nakviroj et al. 2005).
Santoso et al. (2001); Kurnia et al. (2003) mengemukakan bahwa salah satu
cara yang efektif untuk memperbaiki kualitas tanah masam adalah melalui
penggunaan bahan organik. Diantara sumber bahan organik yang perlu
diberdayakan adalah bahan atau senyawa organik eksudat akar (Violante &
Gianfreda 2000). Hasil penelitian menunjukkan beberapa tanaman potensial
dalam menghasilkan eksudat akar diantaranya Brachiaria. Akar tanaman ini
mengeksudasi senyawa-senyawa organik untuk memperbaiki sifat fisiko-kimia
tanah dan khusus asam-asam organik dengan berat molekul rendah dieksudasi
untuk detoksi logam beracun seperti Al (Gaume et al. 2004; Grundy et al. 2006;
Wenzl et al. 2006; Oburger et al. 2009).
Hasil penelitian pada tanah terdegradasi di Madagaskar memperlihatkan
potensi lain dari Brachiaria yaitu mampu meningkatkan produksi ubikayu ratarata 240%, yakni meningkat dari 4-13 ton ha-1 menjadi 11-30 ton ha-1 setelah
ditanam secara intercropping dengan ubikayu (Charpentier et al. 2006). Dampak
positif tersebut antara lain disebabkan perakaran Brachiaria mampu memperbaiki
siklus hara, meningkatkan karbon organik dan memperbaiki agregat tanah
(Husson et al. 2003; Thierfelder et al. 2004; Charpentier et al. 2006).
Menurut Howeler (2002) bahan lain yang juga berpotensi memperbaiki
pertumbuhan dan hasil ubikayu adalah mikoriza (arbuscular mycorrhiza).
Ubikayu bila bersimbiosis dengan mikoriza dapat tumbuh baik pada tanah masam
3
miskin P (P tersedia rendah). Tanaman ubikayu bila kekurangan P akan
mengalami gangguan proses metabolisme sehingga dapat menghambat serapan
hara-hara lainnya termasuk K. Ketersediaan dan cadangan hara K yang rendah
pada tanah masam (Rachim 2007) adalah salah satu penyebab rendahnya
produktivitas ubikayu pada tanah masam. Sebagaimana dikemukakan Suyamto
(1998); Howeler (2002), ketersediaan K tanah yang cukup adalah faktor kunci
untuk dapat memperbaiki pertumbuhan dan hasil ubikayu sebagaimana juga mutu
hasil ubikayu terkait kadar pati dan senyawa sianogen (cyanogenic glucosides)
(González & Sotomayor 2005; Bradbury 2006).
Ubikayu yang ditanam pada tanah miskin K menghasilkan umbi dengan
kadar pati lebih rendah dan senyawa sianogen lebih tinggi dan sebaliknya akan
mempunyai kadar pati lebih tinggi dan senyawa sianogen lebih rendah bila
ditanam pada tanah cukup kandungan K (El-Sharkawy & Cadavid 2000).
Ketersediaan K yang tinggi di dalam tanah, akan mempertinggi akumulasi ion K
di dalam sel tanaman dan sifat higroskopis dari ion K akan meningkatkan
kemampuan tanaman dalam mengekstrak air dari tanah (Krishna 2002).
Ketersediaan air yang cukup di dalam jaringan tanaman penting artinya dalam
pembentukan gula dan pati oleh proses fotosintesis.
Sejauh ini belum ada penelitian yang mempelajari potensi eksudat akar
Brachiaria untuk perbaikan kualitas tanah masam di Indonesia. Untuk
meningkatkan produktivitas tanah masam berbasis sumberdaya lokal, maka
kapabilitas eksudat akar Brachiaria dalam memperbaiki sifat fisiko-kimia tanah
perlu diuji. Demikian pula dalam hubungannya dengan perbaikan mutu hasil
ubikayu maka pengaruh Brachiaria dalam interaksi dengan mikoriza dan pupuk
organik (kompos) juga perlu dipelajari.
Perumusan Masalah
Kualitas
tanah
masam
rendah
disebabkan
kapabilitasnya
untuk
diberdayakan di dalam sistem produksi tanaman berkelanjutan adalah rendah.
Kapabilitas yang rendah antara lain disebabkan ketersediaan dan cadangan hara
esensial yang rendah disamping tingginya bahaya keracunan aluminium. Selain
itu stabilitas agregat tanah masam juga relatif rendah akibat hilangnya bahan
4
organik tanah oleh pengelolaan lahan. Namun karena hamparannya cukup luas,
tanah ini menjadi sasaran pengembangan ubikayu nasional (Wirawan 2006).
Ubikayu diketahui tanaman yang dapat tumbuh pada tanah dengan berbagai
kondisi ekstrim seperti pH rendah atau tinggi, keracunan Al, miskin hara, dan
kondisi marginal lainnya (Howeler 2002; Kawano 2003). Karenanya ubikayu
dapat diusahakan petani dengan cara pengelolaan masukan rendah. Namun bila
kelebihan itu dimanfaatkan akan semakin memperburuk kualitas tanah disamping
nilai ekonomi usahatani ubikayu yang didapat juga rendah.
Dalam kaitan dengan ubikayu sebagai sumber karbohidrat, bahan baku
berbagai komponen industri ataupun yang paling menonjol sebagai sumber bahan
baku bioetanol (Tonukari 2004), maka untuk jangka panjang perlu dipersiapkan
cara pengelolaan lahan usahatani ubikayu yang selain mampu memberikan hasil
dan mutu hasil yang baik juga dapat meningkatkan kualitas tanah masam.
Beberapa bahan diketahui mampu meningkatkan produktivitas tanah masam
dan juga produksi ubikayu, seperti Brachiaria, mikoriza dan bahan organik
(Cadavid et al. 1998; Howeler 2002; Charpentier et al. 2006). Namun
efektivitasnya masih belum teruji khususnya pada tanah masam lahan kering di
daerah Lampung. Pemahaman yang lebih mendalam akan kemampuan bahanbahan tersebut dalam memperbaiki sifat-sifat tanah seperti aluminium dapat
dipertukarkan, ketersediaan kalium dan stabilitas agregat tanah, diharapkan dapat
mengoptimalkan potensinya dalam meningkatkan produksi dan mutu hasil
ubikayu terkait kadar pati dan senyawa sianogen.
Khusus terhadap kondisi K tanah, perhatian selain diberikan terhadap
peningkatan ketersediaan, juga harus diberikan terhadap resiko kehilangan K yang
tinggi melalui pencucian pada tanah masam. Hal itu penting artinya karena untuk
usahatani ubikayu, K adalah unsur hara utama yang harus selalu tersedia dalam
jumlah yang cukup di dalam tanah dan untuk penyediaannya di masa depan akan
berhadapan pula dengan kendala semakin tingginya harga pupuk kimia K.
Pada akhirnya untuk menentukan cara pengelolaan usahatani ubikayu yang
tepat, tidak hanya dilihat dari pengaruhnya terhadap peningkatan kualitas tanah
masam dan pati ubikayu, namun juga harus dinilai dari kelayakan usahatani
ubikayu terhadap perekonomian petaninya.
5
Secara keseluruhan perumusan masalah didekati berdasarkan kerangka
pemikiran seperti yang tertuang di dalam Gambar 1.
Tujuan Penelitian
1. Mempelajari potensi asam organik eksudat akar Brachiaria dalam kelatisasi
Al dan penurunan aluminium dapat dipertukarkan di dalam tanah.
2. Menguji pengaruh perlakuan Brachiaria, mikoriza (arbuscular mycorrhiza)
dan kompos jerami padi diperkaya kalium terhadap perbaikan kualitas
tanah masam terkait dengan kalium tersedia dan stabilitas agregat.
3. Mengevaluasi efektivitas Brachiaria, mikoriza dan kompos jerami padi
diperkaya kalium terhadap peningkatan hasil, kadar pati dan penekanan
kandungan senyawa sianogen (cyanogenic glucosides) ubikayu pada tanah
masam.
4. Membandingkan kelayakan usahatani ubikayu yang diperlakukan dengan
Brachiaria, mikoriza dan kompos jerami padi diperkaya kalium, dengan
usahatani ubikayu petani.
Hipotesis
1. Asam organik eksudat akar Brachiaria mampu mengkelat Al dan
menurunkan Al tanah dapat dipertukarkan.
2. Brachiaria, mikoriza dan kompos jerami padi diperkaya kalium mampu
memperbaiki kualitas tanah masam dengan meningkatkan kadar kalium
tersedia dan stabilitas agregat tanah.
3. Aplikasi Brachiaria, mikoriza dan kompos jerami padi diperkaya kalium
pada tanah masam efektif memperbaiki pertumbuhan dan hasil serta mutu
hasil ubikayu terkait peningkatan kadar pati dan penurunan senyawa
sianogen.
4. Perbaikan kualitas tanah masam yang dicirikan oleh menurunnya Al dapat
dipertukarkan, meningkatnya kalium tanah tersedia dan stabilitas agregat
sehingga berdampak terhadap perbaikan hasil dan mutu hasil ubikayu,
sebagai respon terhadap perlakuan Brachiaria, mikoriza dan kompos
jerami padi diperkaya kalium, memperbaiki kelayakan usahatani ubikayu.
6
Gambar 1 Kerangka pemikiran penelitian.
7
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian adalah sebagai berikut:
• Tanah masam adalah tanah dengan faktor-faktor pembatas pertumbuhan
tanaman yang relatif tinggi, namun hamparannya yang luas membuat tanah
ini menjadi sasaran pengembangan komoditas-komoditas pertanian
potensial. Teknologi pengelolaan lahan terpilih dari penelitian ini mampu
mengatasi faktor-faktor pembatas pertumbuhan tanaman sehingga dapat
meningkatkan produktivitas tanah masam.
• Ubikayu merupakan komoditas yang berperan penting di masa depan baik
sebagai sumber karbohidrat, bahan baku industri maupun sebagai sumber
energi alternatif. Untuk hal itu hasil penelitian dapat digunakan sebagai
dasar untuk meningkatkan produksi dan mutu hasil ubikayu melalui
perluasan lahan dengan teknologi pengelolaan lahan yang lebih efisien,
efektif dan berkelanjutan.
• Ubikayu diketahui sebagai tanaman yang beradaptasi baik terhadap kondisi
lahan marginal, karenanya di Propinsi Lampung kebanyakan petani
mengelola usahatani ubikayu secara sederhana dengan masukan yang
sangat rendah. Hal itu cenderung membawa ke masalah degradasi tanah.
Teknologi pengelolaan lahan ubikayu hasil penelitian ini mampu mengatasi
degradasi dan memperbaiki kualitas tanah masam dalam usahatani ubikayu
yang mengand