TINJAUAN PUSTAKA Tanaman Tebu Botani dan Syarat Tumbuh Tebu Tebu termasuk ke dalam kelas Monocotyledoneae dan ordo Glumamaceae. Saccharum officinarum adalah jenis yang paling banyak dikembangkan dan dibudidayakan karena kandungan sukrosa yang tinggi dan seratnya rendah (Wikipedia, 2006). Tanaman tebu dapat tumbuh di daerah beriklim panas dan sedang dengan daerah penyebaran antara 35ºLS dan 39ºLU. Namun umumnya tanaman tebu tumbuh baik di daerah beriklim tropis. Tebu memerlukan suhu tertentu, yaitu 22 27 ºC dengan kelembaban nisbi 65 85 % untuk menghasilkan sukrosa yang tinggi. Di daerah tropik yang bersuhu tinggi, altitude menjadi pembatas kemungkinan pengembangan pengusahaan tebu. Sebagai perbandingan, umur tanaman tebu memerlukan 12 bulan, sedangkan pada ketinggian 2 500 m dpl memerlukan waktu 24 bulan (Sudiatso, 1999). Dalam masa pertumbuhan tanaman tebu membutuhkan banyak air. Sedangkan menjelang tebu masak untuk dipanen, dikehendaki keadaan kering tidak ada hujan, sehingga pertumbuhannya terhenti (Sudiatso, 1980). Kemasakan batang memerlukan kondisi cuaca kering, suhu rendah, dan kelaparan Nitrogen (Sudiatso, 1999). Tebu dapat ditanam pada berbagai tipe tanah, tetapi tanah berat biasanya lebih dikehendaki. Tanaman tebu menghendaki tanah yang mempunyai tekstur tanah sedang pada lapisan permukaan dan sub-soilnya porous agak lebih halus untuk menghindari intensifnya pencucian dan dapat menahan air, sehingga mempermudah pengelolaan dan pertumbuhan tanaman tebu. Tanaman ini membutuhkan banyak nutrisi dan memerlukan tanah subur (Sudiatso, 1999). Pada tanah yang ph-nya kurang dari 5.5, merugikan perkembangan akar tanaman tebu. Dalam keadaan tersebut, akar rambut yang berfungsi menyerap air dan larutan hara tidak aktif berfungsi. Tanah demikian memerlukan pemberian kapur. Tanah kapur yang cenderung alkalis (ph 8.0 8.5) kurang menguntungkan
bagi pertumbuhan tanaman tebu. Kondisi tanah demikian akan menghambat penyerapan hara oleh akar tanaman tebu (Sudiatso, 1999). Tanaman tebu termasuk golongan tumbuhan C 4 yang cukup efisien menggunakan CO 2 untuk menyusun 1 bagian berat bahan kering memerlukan 250 bagian berat air yang diperlukan untuk membentuk bahan kering sebagai 219 : 1 untuk air efektif, atau 366 : 1 untuk total air (Sudiatso, 1999). Perkembangan Tanaman Tebu Kuyper (1952) dalam Wikipedia (2006) membedakan empat fase pertumbuhan penting pada tanaman tebu yaitu fase perkecambahan (germination phase), fase pembentukan anakan (tillering formative phase), fase pertumbuhan utama (grand growth phase) dan fase masak dan matang (maturity and ripening phase) seperti pada Gambar 1. Gambar 1. Fase-fase Perkembangan Tanaman Tebu (Wikipedia, 2006) Fase perkecambahan (germination phase) adalah dari saat tanam sampai terjadinya perkecambahan tunas secara lengkap (Gambar 2a.). Pada kondisi lapang perkecambahan akan mulai pada umur 7 10 hari setelah tanam (HST) dan biasanya berakhir pada 30 35 HST. Suhu optimum untuk muncul tunas adalah 28 o - 30 o C. Suhu dasar untuk berkecambah adalah sekitar 12 o C. Kondisi yang hangat dan lembab menjamin terjadinya perkecambahan yang cepat. Fase pembentukan anakan (tillering phase), seperti Gambar 2b., dimulai pada sekitar umur 40 HST dan dapat berakhir hingga 120 HST. Pembentukan
anakan menghasilkan tanaman dengan batang yang cukup untuk hasil yang tinggi. Suhu optimum untuk pembentukan anakan adalah sekitar 30 o C, suhuu di bawah 20 o C akan menghambat pembentukan anakan. Anakan yang terbentuk lebih awal akan menghasilkan tebu dengan batang lebih tebal dan berat. Anakan yang terbentuk lebih akhir akan mati atau menjadi pendek dan tidak matang. Populasi anakan maksimum tercapai pada sekitar 90 120 HST. Selanjutnya, pada umur antara 150 180 HST paling tidak 50 % anakan mati dan mencapai populasi yang stabil (steady phase). Dari 6 8 anakan, biasanya hanya 1.5 2 yang menjadi tebu yang dapat dipanen. a b Gambar 2. Fase Awal Pertumbuhan Tanaman Tebu. (a) Fase Perkecambahan, (b) Fase Pembentukan Anakan Fase pertumbuhan cepat (grand growth phase), Gambar 3a., dimulai pada 120 HST dan berakhir hingga 270 HST untuk tebu berumur 12 bulan. Selama awal pada periode fase ini terjadi pemantapan jumlah anakan (fase steady). Dari seluruh anakan yang dihasilkan, hanya 40 50 % yang akan berlangsung hidup hingga umur 150 HST membentuk batang tebu yang dapat digilingg (millable cane). Pada fase ini terjadi pembentukan dan pemanjangan batang yang menentukan produksi. Pembentukan daun berlangsung terus menerus secara cepat dengan indeks luas daun hingga mencapai 6 7. Pada kondisi yang cocok batang tumbuh secara cepat, hampir 4 5 ruas per bulan. Irigasi tetes, pemupukan, kondisi hangat dan lembab, kondisi matahari cerah akan memacu perpanjangan
batang lebih baik. Stres air akan mengurangi panjang ruas. Suhu sekitar 30 o C dengan kelambaban sekitar 80% sangat kondusif untuk pertumbuhan yang baik. Fase pemasakan dan pematangan (ripening and maturity phase), seperti Gambar 3b., untuk tebu berumur 12 bulan akan berlangsung dari 270 HST sampai 360 HST. Pembentukan dan akumulasi gula secara cepat terjadi pada fase ini, sebaliknya pertumbuhan vegetatif berkurang. Saat mencapai masak, gula-gula sederhana (monosakarida seperti fruktosa dan glukosa) dikonversi ke dalam gula tebu (sukrosa, disakarida). Tebu masak dimulai dari batang bagian bawah ke atas sehingga batang bagian bawah mengandung kadar gula lebih tinggi dari bagian atas. a b Gambar 3. Fase Pertumbuhan Utama. (a) Fase pertumbuhan cepat (b) Fase pemasakan dan pematangan Peranan Nitrogen bagi Tanaman Nitrogen (N) merupakan unsur hara makro yang sangat penting bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Nitrogen dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah paling besar dibandingkan dengan unsur hara yang lainnya. Secara umum kandungan Nitrogen dalam tanaman sebesar 1-5% bobot. Tanaman menyerap nitrogen dalam bentuk nitrat (NO 3- ) dan ammonium (NH 4+ ). Preferensi tanaman terhadap nitrit atau ammonium ditentukan oleh umur, jenis tanaman, lingkungan dan faktor lain. Tanaman sereal, jagung, kentang, gula bit, dan nenas mengggunakan kedua bentuk ini. Tomat, seledri dan tembakau tumbuh dengan baik ketika tersedia NO 3- (Tisdale et al., 1985).
Nitrogen lebih mudah menjadi faktor pembatas dibandingkan dengan Fosfor dan Kalium. Hal ini disebabkan nitrat sangat larut dalam air, sehingga dapat menghilang dari sekitar perakaran karena pencucian. Selain itu, kehilangan terbesar dari tanah disebabkan terangkut tanaman waktu panen (Soepardi, 1983). Nitrogen merupakan bahan penyusun asam amino, amida, basa bernitrogen, protein, dan nukleoprotein. Nitrogen juga dibutuhkan untuk membentuk senyawa penting seperti klorofil, asam nukleat, dan enzim. Karena itu, Nitrogen dibutuhkan dalam jumlah relatif besar pada setiap tahap pertumbuhan tanaman khususnya pada tahap pertumbuhan vegetatif, seperti pada pembentukan tunas, atau perkembangan batang dan daun (Novizan, 2003). Suplai N yang cukup ditunjukkan dengan adanya aktivitas fotosintesis yang tinggi, pertumbuhan vegetatif yang vigor, dan warna daun yang hijau tua (Tisdale et al., 1985). Tumbuhan yang terlalu banyak mendapatkan N biasanya mempunyai daun yang berwarna hijau tua dan lebat dengan sistem akar yang kerdil sehingga nisbah tajuk dan akar tinggi. Hal ini diduga karena terjadinya penurunan jumlah gula yang tersedia untuk ditranslokasikan ke akar (Salisbury dan Ross, 1995). Menurut Novizan (2003), defisiensi Nitrogen menyebabkan tanaman tumbuh lambat dan kerdil. Daunnya berwarna hijau muda. Sementara itu, daundaun yang lebih tua menguning dan akhirnya mengering. Di dalam tubuh tanaman, N bersifat mobil sehingga jika terjadi kekurangan N pada bagian pucuk, Nitrogen yang tersimpan pada daun tua akan dipindahkan ke organ yang lebih muda. Dengan demikian, pada daun-daun yang lebih tua gejala kekurangan Nitrogen akan terlihat lebih awal. Menurut Sundara (1998) Nitrogen merupakan unsur hara utama yang mempengaruhi hasil dan kualitas tebu. Hal ini dibutuhkan untuk pertumbuhan vegetatif, yaitu pembentukan tunas, pembentukan daun, pertumbuhan batang (pembentukan ruas, pemanjangan ruas, peningkatan ketebalan batang dan bobot batang) dan pertumbuhan akar. Pertumbuhan vegetatif secara langsung berkaitan dengan hasil tebu, sehingga Nitrogen sangat penting untuk meningkatkan produksi. Kekurangan Nitrogen menyebabkan daun pucat, penuaan pada daun pertama, batang pendek dan kurus, akar menjadi panjang tetapi berukuran lebih
kecil. Kelebihan N juga berbahaya bagi tanaman tebu karena dapat memperpanjang pertumbuhan vegetatif, penundaan kedewasaan dan pematangan, menurunkan kadar gula dalam nira dan dengan demikian menurunkan kemurnian nira. Selain itu, tanaman tebu menjadi sukulen dan rentan terhadap serangan hama dan penyakit. Peranan Fosfor bagi Tanaman Fosfor (P) merupakan unsur tanaman hara mikro yang sangat penting untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Fosfor berperan dalam macammacam metabolisme utama seperti karbohidrat, protein dan lemak (Ashari, 1995). Fosfor merupakan penyusun dari senyawa-senyawa tanaman seperti enzim dan protein serta komponen struktural dari phosphoprotein, phospholipid, dan nukleotida yang merupakan bahan pembentuk RNA dan DNA. Fosfor juga dilibatkan dalam transpor elektron dalam reaksi oksidasi-reduksi. Selain itu Fosfor merupakan bagian dari asam nukleat, koenzim NAD (Nicotinamide Dinucleotida), dan nikotinamide dinukleotida phosphate (NADP) yang berperan dalam proses fotosintesis. Fosfor sebagai penyimpan energi pada metabolisme tanaman melalui transformasi ADP ke ATP dan juga berperan dalam formasi dan translokasi dari substrat seperti gula dan pati (Gardner, 1991). Menurut Leiwakabessy dan Sutandi (1998), kekurangan Fosfor menyebabkan perakaran tidak berkembang dengan baik, pertumbuhan tanaman terhambat, dan daun tua cepat rontok karena Fosfor dalam tanaman bersifat mobil dan bergerak dari daun tua ke daun muda. Menurut Sundara (1998) perkembangan tebu secara normal sangat tergantung pada ketersediaan fosfat terlarut dalam bentuk yang dapat diserap tanaman di dalam tanah. Kebutuhan tanaman akan unsur Fosfor relatif lebih rendah dari unsur N dan K. Namun, Fosfor berperan penting dalam produksi tebu. Fosfor diperlukan untuk pembentukan protein. Selain itu, Fosfor berperan dalam dalam pembelahan sel, merangsang pertumbuhan akar, diperlukan dalam proses metabolisme dan fotosintesis tanaman. Gula dapat diperoleh dari penguraian pati atau lemak di organ penyimpanan saat perkembangan kecambah, atau dari hasil fotosintesis (Salisbury dan Ross, 1995).
Fosfor juga berinteraksi dengan unsur Nitrogen yang mempengaruhi pemasakan (PT Perkebunan Nusantara VII, 1997). Fosfor banyak ditemukan dalam bagian-bagian tumbuhan yang memiliki aktivitas fisiologi yang besar. Kekurangan Fosfor menyebabkan pembentukan tunas berkurang, penundaan pembentukan kanopi yang menyebabkan gulma tumbuh lebih cepat, mengurangi panjang tangkai, daun tumbuh berdekatan, dan daun muncul warna hijau-ungu pada daun kelebihan residu Fosfor di dalam tanah dapat menimbulkan masalah karena dapat mengganggu penyerapan unsur hara.