BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Kajian Teoretis 2.1.1. Gambaran Umum Kabupaten Boyolali Kabupaten Boyolali memiliki potensi lahan pertanian yang sangat baik. Luas wilayahnya 101.510,09 ha atau 4,50% dari luas Provinsi Jawa Tengah, yang terdiri atas tanah sawah seluas 23.287,49 ha (23,00%), tanah kering seluas 56.186,08 ha (55,30%), dan tanah lain seluas 22.036,52 ha (21,70%). Secara koordinat peta, Kabupaten Boyolali terletak antara 110 22 BT - 110 50 BT dan 7 36 LS - 7 71 LS dengan ketinggian antara 100-1.500 mdpl. Setiap tahun, Kabupaten Boyolali menghasilkan ubi kayu sebesar 197.969,00 ton dari areal seluas 8.600,00 ha. Daerah yang menghasilkan meliputi Kecamatan Wonosegoro, Klego, Simo, Nogosari, Sambi, Andong, Mojosongo, Karanggede, Musuk dan Kemusu (Anonim, 2012). Gambar 2.1. Peta administrasi Kabupaten Boyolali (Anonim C, 2014) 4
2.1.2. Tanaman Ubi Kayu (Manihot esculenta Crantz) 2.1.2.1. Botani dan Produktivitas Ubi Kayu Tanaman ubi kayu yang banyak dimanfaatkan manusia adalah jenis Manihot esculenta Crantz. Ubi kayu termasuk dalam famili Euphorbiaceae. Batang tanaman ini memiliki ruas dengan panjang antara 10,00-15,00 cm, serta terdapat calon tunas pada setiap ruasnya. Pada bagian tengah terdapat gabus yang menyusun batang menjadi berbentuk silinder. Gabus ini merupakan empulur yang berwarna putih, kelabu, atau hijau kelabu. Daun tanaman ubi kayu berbentuk seperti jari tangan, memiliki belahan daun sebanyak 5-6. Ukuran lebar belah daun 0,50-1,00 cm, panjang 5,00-12,00 cm, dan panjang tangkai 5,00-30,00 cm. Daun ubi kayu mengandung 2,18-2,86 mg klorofil pada setiap g daun, serta mengandung sianida (Richana, 2012). Ubi kayu memiliki bunga jantan (staminate) dan betina (pistillate) dalam satu tanaman. Bunga betina terletak lebih rendah daripada bunga jantan. Bunga jantan dan betina pada satu rangkaian tidak membuka secara bersamaan, sehingga penyerbukan terjadi pada cabang batang yang berbeda pada satu tanaman (Hillocks dkk, 2002 dalam Richana, 2012). Penyerbukan pada batang tanaman yang berbeda menyebabkan tanaman ubi kayu jarang berbuah. Bunga tanaman ubi kayu tidak memiliki kelopak tetapi memiliki perigonium berwarna kemerahan dan ungu. Pada umumnya, serangga membantu penyerbukannya (heterozigot). Umbi ubi kayu adalah akar sehingga tidak dapat digunakan sebagai pertumbuhan vegetatif. Umbi tersebut merupakan cadangan makanan yang terdiri atas kulit luar (periderm), kulit dalam (epiderm), dan daging (parenchyma). Bobot kulit dalam umbi sekitar 11,00-20,00%, dan kulit luarnya sekitar 3,00%. Ukuran ini sangat dipengaruhi oleh kultivar dan kondisi lingkungan. Tanaman ubi kayu memiliki klasifikasi (taksonomi) sebagai berikut: Kerajaan : Plantae (tumbuhan) Sub-kerajaan : Tracheobionta (tumbuhan berpembuluh) Super divisi : Spermatophyta (menghasilkan biji) Divisi : Magnoliophyta (tumbuhan berbunga) Kelas : Magnoliopsida (berkeping dua atau dikotil) Sub-kelas : Rosidae Ordo : Euphorbiales 5
Famili : Euphorbiaceae Genus : Manihot Spesies : Manihot esculenta Crantz (Richana, 2012; Suprapti, 2005). Ubi kayu adalah salah satu komoditas pangan yang penting. Jumlah penduduk yang tinggi menyebabkan tingkat konsumsi yang tinggi pula. Indonesia merupakan negara penghasil ubi kayu terbesar keempat dunia setelah Nigeria, Brasil, dan Thailand. Total produksi ubi kayu Indonesia adalah 19,50 juta ton di tahun 2005 (Suryana, 2012) dan 19,99 juta ton dari 1,20 juta ha dan produktivitas 16,60 ton.ha -1 (Saleh dan Widodo, 2007), di mana 90,00% dimanfaatkan untuk kebutuhan dalam negeri sebagai bahan pangan, pakan, dan industri. Indonesia berkontribusi 9,70% total produksi ubi kayu dunia yang mencapai 175,25 juta ton. Potensi ubi kayu sangat besar karena banyak industri menggunakan ubi kayu untuk campuran bioetanol (FAO, 2002 dalam Saleh dan Widodo, 2007). 2.1.2.2. Budidaya dan Syarat Tumbuh Tanaman Ubi Kayu Kebutuhan tanaman terhadap air sangat bervariasi. Ketika tanaman berumur 1-3 bulan, ubi kayu memerlukan 150-200 mm. Ketika berumur 4-7 bulan memerlukan 250-300 mm, dan ketika menjelang panen ubi kayu membutuhkan 100-150 mm. Umumnya, tanaman ubi kayu membutuhkan curah hujan antara 1.500-2.500 mm.tahun - 1, kelembapan udara antara 60,00-65,00% dengan kondisi paling baik adalah 65,00% (Suharno dkk, 1999 dalam Sundari, 2010), lama penyinaran matahari 10 jam.hari -1, serta suhu udara 18-35 C. Menurut Sundari (2010), wilayah pengembangan ubi kayu yang baik adalah pada 30 LU dan 30 LS, yang merupakan wilayah tropis. Tanaman ubi kayu memerlukan tanah yang remah, gembur, tidak terlalu liat, dan tidak terlalu poros, juga kaya bahan organik sebagai media tanam yang baik. Tanah lempung berpasir yang cukup hara merupakan tekstur yang paling baik untuk pertumbuhan ubi kayu (BIP Papua, 1995). Penelitian Bank Indonesia (2012) tanaman ubi kayu rakus menyerap hara dari tanah, terutama kalium. Tanah Aluvial, Latosol, Podsolik merah kuning, Mediteran, Grumosol, dan Andosol merupakan jenis-jenis yang sesuai untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman ubi kayu. Derajat keasaman (ph) untuk pertumbuhan ubi kayu adalah 4,50-8,00, dengan ph ideal 5,80. Untuk ketinggian tempat ideal bagi pertumbuhannya adalah 10-700 mdpl, dengan toleransi 6
antara 10-1.500 mdpl (Roja, 2009). Sebagian besar wilayah Indonesia sesuai dengan kondisi tersebut, sehingga tanaman ubi kayu dapat berkembang dengan baik. Menurut Richana (2012), lahan-lahan sentra produksi ubi kayu didominasi oleh tanah alkalin dan masam, sehingga perlu pengembangan varietas tanaman yang toleran terhadap kering, ph ekstrem, keracunan Al, dan efektif memanfaatkan hara P yang terikat Al dan Ca. Populasi tanaman sangat memengaruhi produktivitas, jarak tanam ubi kayu yang baik adalah 100 cm x 100 cm dan 100 cm x 80 cm untuk segiempat, serta 90 cm x 74 cm untuk model barisan (Tongglum, 2001 dalam Richana, 2012). 2.1.2.3. Kesesuaian Lahan untuk Budidaya Tanaman Ubi Kayu Kesesuaian lahan adalah tingkat kecocokan sebidang lahan untuk penggunaan tertentu. Kesesuaian lahan tersebut dapat dinilai untuk kondisi saat ini (kesesuaian lahan aktual) atau setelah diadakan perbaikan (kesesuaian lahan potensial) (Ritung dkk, 2007). Menurut Djaenudin (2003), kelas kesesuaian lahan dibagi menjadi (1) kelas S1 (sangat sesuai) adalah lahan yang tidak memiliki faktor pembatas yang berarti dan tidak akan mengurangi produktivitas lahan secara signifikan. (2) Kelas S2 (cukup sesuai) adalah lahan yang memiliki faktor pembatas dan faktor pembatas ini akan memengaruhi produktivitas lahan. (3) Kelas S3 (sesuai marginal) adalah lahan yang memiliki faktor pembatas berat dan faktor pembatas ini akan memengaruhi produktivitas lahan. (4) Kelas N (tidak sesuai) adalah lahan yang tidak sesuai karena memiliki faktor pembatas yang sangat berat dan sulit diatasi. Karakteristik lahan adalah sifat lahan yang dapat diukur atau diestimasi. Karakteristik lahan bersama dengan syarat tumbuh tanaman ubi kayu diperlukan untuk proses pencocokan (matching), yang merupakan satu tahapan pada evaluasi kesesuaian lahan. Salah satu parameter yang biasa digunakan dalam evaluasi kesesuaian lahan adalah petunjuk milik Balai Penelitian Tanah (Djaenudin dkk, 2003). Tabel 2.1. menunjukkan kriteria kesesuaian lahan untuk tanaman ubi kayu. 7
Tabel 2.1. Kriteria Kesesuaian Lahan untuk Tanaman Ubi Kayu (Manihot esculenta Crantz) (Djaenudin dkk, 2003) Persyaratan penggunaan/karakteristik lahan S1 (sangat sesuai) Temperatur (tc) Temperatur rerata ( C) 22-28 20-22 28-30 Ketersediaan air (wa) Curah hujan (mm) Lama bulan kering (bulan) Ketersediaan oksigen (oa) Drainase Media perakaran (rc) Tekstur Bahan kasar (%) Kedalaman tanah (cm) Gambut Ketebalan (cm) Ketebalan (cm), jika ada sisipan bahan mineral/pengkayaan Kematangan Resistensi hara (nr) KTK liat (cmol) Kejenuhan basa (%) ph H 2 O 1.000-2.000 3,5-5 Baik, agak terhambat Agak halus, sedang <15 >100 <60 <140 Saprik + >16 20 5,2-7,0 Kelas Kesesuaian Lahan S2 S3 (cukup (sesuai sesuai) marginal) 600-1.000 2.000-3.000 5-6 Agak cepat, sedang Halus, agak kasar 15-35 75-100 60-140 140-200 Saprik, hemik + 16 <20 4,8-5,2 7,0-7,6 0,8 18-20 30-35 500-600 3.000-5.000 6-7 Terhambat Sangat halus 35-55 50-75 140-200 200-400 Hemik, fibrik + <4,8 >7,5 N (tidak sesuai) Singkapan batuan (%) <5 5-15 15-25 >25 Keterangan: saprik +, hemik +, fibrik + adalah saprik, hemik, fibrik dengan sisipan bahan mineral/pengkayaan. <18 >35 <500 >5.000 >7 Sangat terhambat, cepat Kasar >55 <50 >200 >400 Fibrik C-organik (%) >0,8 Toksisitas (xc) Salinitas (ds/m) <2 2-3 3-4 >4 Sodisitas (xn) Alkalinitas/ESP (%) - - - - Bahaya sulfidik (xs) Kedalaman sulfidik (cm) >100 75-100 40-75 <40 Bahaya erosi (eh) Lereng (%) Bahaya erosi <8 Sangat rendah 8-16 Rendahsedang 16-30 Berat >30 Sangat berat Bahaya banjir (fh) Genangan F0 - F1 >F1 Penyiapan lahan (lp) Batuan di permukaan (%) <5 5-15 15-40 >40 8
2.2. Hipotesis Penelitian Berdasarkan tujuan dan kajian teoretis, maka dapat disusun hipotesis: 1) Karakteristik lahan di Kecamatan Andong, Klego, dan Simo yang diidentifikasi dari variabel iklim dan tanah sesuai untuk budidaya ubi kayu (Manihot esculenta Crantz). 2) Di wilayah Kecamatan Andong, Klego, dan Simo dapat tersusun peta kesesuaian tanaman ubi kayu skala 1:50.000 pada kelas S1 (sangat sesuai). 2.3. Definisi Variabel Pengamatan 1) Temperatur atau suhu udara adalah rata-rata energi kinetik dari pergerakan molekul-molekul udara dan ukuran panas-dinginnya suatu benda, variabel yang digunakan merupakan temperatur atau suhu udara rerata tahunan yang dinyatakan dalam C. 2) Curah hujan adalah jumlah air yang sampai di permukaan tanah datar dalam suatu periode waktu tertentu, veriabel yang digunakan merupakan curah hujan rerata tahunan yang dinyatakan dalam satuan mm. 3) Drainase adalah kondisi air berlebih di permukaan atau zona perakaran yang dapat segera hilang, yang dinyatakan dalam ukuran baik-buruk. 4) Tekstur tanah adalah perbandingan relatif (%) dari pasir, debu, dan liat (Hardjowigeno, 2007), yang dinyatakan dalam kelompok tekstur tanah 5) Bahan kasar adalah modifier tekstur tanah yang ditentukan oleh jumlah persentase kerikil, kerakal, atau batuan (Djaenudin dkk, 2003), variabel yang digunakan menyatakan volume dalam % dan adanya bahan kasar dengan ukuran >2 mm. 6) Kedalaman atau solum tanah adalah kedalaman tanah dari permukaan (horison O) hingga horison B, variabel yang digunakan menyatakan dalamnya lapisan tanah yang dapat dipakai untuk perkembangan perakaran dari tanaman yang dievaluasi, yang dinyatakan dalam satuan cm. 7) Ketebalan gambut adalah kedalaman permukaan tanah gambut dari permukaan tanah, veriabel hanya digunakan pada tanah gambut, dinyatakan dalam cm. 8) KTK liat (kapasitas tukar kation) adalah kemampuan tanah untuk dapat menjerap kation per satuan berat tanah, variabel yang digunakan menyatakan kapasitas tukar kation dari fraksi liat yang dinyatakan dalam cmol. 9
9) Kejenuhan basa adalah perbandingan antara jumlah kation basa dengan jumlah semua kation (Hardjowigeno, 2007), variabel yang digunakan merupakan jumlah basa-basa yang ada dalam 100,00 g contoh tanah dan dinyatakan dalam satuan %. 10) Reaksi tanah (ph) adalah sifat yang menunjukkan kemasaman atau alkalinitas tanah. Satuan yang digunakan adalah indeks ph. 11) C-organik adalah jumlah total (akumulasi) karbon organik pada setiap lapisan tanah, variabel kandungan karbon organik total tanah yang digunakan dinyatakan dalam %. 12) Salinitas adalah kandungan garam terlarut pada tanah yang dicerminkan oleh daya hantar listrik (DHL) yang dinyatakan dalam ds/m. 13) Alkalinitas adalah kandungan natrium dapat ditukar yang dinyatakan dalam %. 14) Kedalaman sulfidik adalah dalamnya bahan sulfidik (yang merupakan sumber kemasaman tanah) diukur dari permukaan tanah sampai batas atas lapisan sulfidik yang dinyatakan dalam cm. 15) Lereng adalah bentuk permukaan bumi yang memiliki kemiringan relatif terhadap bidang datar, variabel yang digunakan menyatakan kemiringan lahan dalam %. 16) Bahaya erosi adalah tingkat ancaman yang disebabkan oleh erosi tanah. Bahaya erosi diprediksi dengan memperhatikan adanya erosi lembar permukaan tanah yang hilang per tahun. 17) Genangan adalah terendamnya permukaan tanah dalam suatu periode waktu tertentu, variabel yang digunakan merupakan jumlah lamanya genangan dalam bulan selama satu tahun. 18) Batuan permukaaan adalah volume batuan (dalam %) yang ada di permukaan tanah atau lapisan olah. 19) Satuan produksi di tingkat petani adalah hasil umbi basah ubi kayu yang dipanen dalam satu periode budidaya, variabel pengamatan menggunakan satuan karung yang setara (ekuivalen) 0,07 ton. 20) Luas areal tanam di tingkat petani adalah luas lahan yang digunakan untuk budidaya ubi kayu dalam satu periode, variabel pengamatan menggunakan satuan sanggem yang setara (ekuivalen) 0,50 ha. 10