16 TINJAUAN PUSTAKA Kelapa sawit Kelapa sawit atau yang sering disebut Elaeis quineensis Jacq, berasal dari bahasa Yunani Elaeis berasal dari kata Elaion yang berarti minyak dan quineensis berasal dari kata Guinea yaitu pantai Barat Afrika, sedangkan Jacq merupakan singkatan dari Jacquin seorang botanis Amerika (Lubis, 2008). Daun Buah Bunga Tandan buah Gambar 1. Kelapa Sawit. (Sumber: Wikimedia project, 2009. Diambil dari http://id.wikipedia.org/wiki/kelapa_sawit). Kelapa sawit termasuk kelas Angiospermeae ordo Palmales, famili Palmaceae, subfamili Palminea, genus Elaeis. Beberapa spesies kelapa sawit antara lain Elaeis quinesis Jacq, Elaeis adora. Istilah internasional Oil Palm 16
17 tidak hanya diartikan untuk Elaeis quinesis Jacq dari Afrika tetapi juga dua spesies lain dari Amerika yakni Elaeis oleivera atau Elaeis nelanococca dan Elaeis odora atau Barcella odora (Risza, 1994). Ekologi Kelapa Sawit Iklim Kelapa sawit termasuk tanaman daerah tropis yang umumnya dapat tumbuh didaerah antara 12 0 Lintang Utara dan 12 0 Lintang Selatan. Curah hujan optimum yang diperlukan tanaman kelapa sawit rata-rata 2.000-2500 mm/tahun dengan distribusi merata sepanjang tahun tanpa bulan kering yang berkepanjangan. Sinar matahari diperlukan untuk memproduksi karbohidrat dan memacu pembentukan bunga dan buah. Lama penyinaran optimum yang diperlukan tanaman kelapa sawit antara 5-7 jam/hari. Selain curah hujan dan sinar matahari yang cukup, tanaman kelapa sawit memerlukan suhu yang optimum sekitar 24-28 0 C untuk tumbuh dengan baik. Meskipun demikian, tanaman masih bisa tumbuh pada suhu terendah 18 0 C dan tertinggi 32 0 C. Kelembaban udara dan angin adalah faktor yang penting untuk menunjang pertumbuhan kelapa sawit. Kelembaban optimum bagi pertumbuhan kelapa sawit adalah 80%. Kecepatan angin 5-6 km/jam sangat baik untuk membantu proses penyerbukan (Risza, 1994). Tanah Tanaman kelapa sawit tumbuh baik pada tanah gembur, subur, berdrainase baik, permeabilitas sedang dan mempunyai solum yang tebal sekitar 80 cm tanpa lapisan padas. Topografi yang dianggap cukup baik untuk tanaman kelapa sawit adalah areal dengan kemiringan 0-15 0. Tanah yang mengandung unsur hara dalam 17
18 jumlah besar sangat baik untuk pertumbuhan vegetatif dan generatif tanaman, sedangkan keasaman tanah menentukan ketersediaan dan keseimbangan unsurunsur hara dalam tanah. Kelapa sawit dapat tumbuh pada ph tanah antara 4,0 6,5 sedangkan ph optimumnya adalah 5 5,5 (Fauzi et al., 2002). Jenis kelapa sawit Berdasarkan tebal tipisnya tempurung (cangkang) dan kandungan minyak dalam buah maka kelapa sawit dapat dibedakan dalam 3 tipe yakni: 1. Dura : - Tempurung tebal (2 mm 8 mm) - Tidak terdapat lingkaran serabut pada bagian luar tempurung - Daging buah relatif tipis, yaitu 35 50% terhadap buah - Kernel (daging biji) besar dengan kandungan minyak rendah - Dalam persilangan, dipakai sebagai pohon induk. 2. Pisifera : - Ketebalan tempurung sangat tipis, bahkan hampir tidak ada - Daging buah tebal, lebih tebal ari daging buah Dura - Daging biji sangat tipis - Tidak apat diperbanyak tanpa menyilangkan dengan jenis lain dan dapat dipakai sebagai pohon induk jantan. 3. Tenera : - Hasil dari persilangan Dura dan Pisifera - Tempurung tipis (0,5 mm 4 mm) - Terdapat lingkaran serabut di sekeliling tempurung - Daging buah sangat tebal (60 96% dari buah) 18
19 - Tandan buah lebih banyak, tetapi ukurannya relatif lebih kecil. 4. Macro Carya: - Tempurung tebal sekitar (5 mm) - Daging buah sangat tipis. Perbedaan ketebalan daging buah kelapa sawit menyebabkan perbedaan jumlah rendemen minyak sawit yang dikandungnya. Rendemen minyak paling tinggi terdapat pada varietes Tenera yaitu mencapai 22-24%, sedangkan pada varietes Dura hanya 16 18% (Fauzi et al., 2002). Berdasarkan warnanya ada 3 varietes, yakni: Nigrescens, Virescens, dan Albescens. Varietes yang dipakai untuk tanaman komersial adalah varietes Nigrescens yang berasal dari Afrika (Risza, 1994). Morfologi Tanaman Kelapa Sawit Akar Tanaman kelapa sawit berakar serabut membentuk perakaran primer, sekunder, terrier, dan kuarter. Disamping itu, tumbuh pula akar nafas yang munsul di atas permukaan atau di dalam air tanah. Akar tertier dan kuarter banyak ditumbuhi bulu-bulu halus yang dilindungi oleh tudung akar. Kedua akar ini paling banyak ditemukan 2-2,5 m dari pangkal batang. Namun, sistem perakaran paling banyak ditemukan adalah pada kedalaman 0-20 cm pada lapisan olah tanah (Fauzi et al., 2002). Batang Kelapa sawit merupakan tanaman monokotil. Batang kelapa sawit berbentuk silinder dengan diameter 20-75 cm. Pertambahan tinggi batang terlihat 19
20 jelas setelah tanaman berumur 4 tahun. Tinggi batang bertambah 25-45 cm/tahun. Tinggi maksimum yang ditanam diperkebunan antara 15-18 m sedangkan yang di alam mencapai 30 m (Fauzi et al., 2002). Bunga Kelapa sawit merupakan tanaman berumah satu (monoecios) artinya bunga jantan dan bunga betina terdapat dalam satu suatu tandan. Bunga jantan bentuknya lonjong memanjang, ujung kelopak bunga agak meruncing dan garis tengah bunga lebih kecil dibandingkan dengan bunga betina. Sedangkan pada bunga betina bentuknya agak bulat dengan ujung kelopak bunga agak rata dan garis tengah bunga agak lebih besar. Pada tanaman muda tandan bunga jantan yang dihasilkan sekitar 4 6 tandan/ tahun tandan bunga/tahun. Untuk bunga betina, pada tanaman muda dihasilkan sebanyak 15-25 tandan bunga/tahun dan pada tanaman dewasa sebanyak 9 15 tandan bunga/tahun (Fauzi et al., 2002). Buah Secara anatomi, buah kelapa sawit terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian pertama adalah perikaprium yang terdiri dari epikaprium (kulit buah) dan mesokarpium (daging buah yang berserabut dan mengandung minyak yang tinggi), sedangkan yang kedua adalah biji, yang terdiri dari endokaprium (tempurung yang berwarna hitam dan keras), endosperm/kernel dan lembaga atau embrio (bakal tanaman). Tanaman kelapa sawit rata-rata menghasilkan buah 20 22 tandan/tahun. Untuk tanaman yang semakin tua produktivitasnya akan menurun menjadi 12-24 tandan/tahun. Jumlah buah per tandan pada tanaman yang 20
21 cukup tua mencapai 1.600 buah. Panjang buah antara 2 5 cm dan berat sekitar 20 30 gram/buah (Fauzi et al., 2002). Daun Daun kelapa sawit mirip daun kelapa yaitu membentuk susunan daun majemuk, bersirip genap dan bertulang sejajar. Daun-daun membentuk suatu pelepah yang panjangnya mencapai lebih dari 7,5 9 m. Jumlah anak daun disetiap pelepah berkisar antara 250-400 helai (Fauzi et al., 2002). Pelepah Kelapa Sawit Jumlah kedudukan pelepah daun pada batang kelapa sawit disebut juga phyllotaxis yang dapat ditentukan berdasarkan perhitungan susunan duduk daun, yaitu dengan menggunakan humus duduk daun 1/8. artinya, setiap datu kali berputar melingkari batang, terdapat duduk daun pelepah sebanyak 8 helai. Pertumbuhan melingkar duduk daun mengarah ke kanan atau ke kiri menyerupai spiral. Pada tanaman yang normal, dapat dilihat 2 set spiral berselang 8 daun yang mengarah ke kanan dan berselang 13 daun mengarah ke kiri (Fauzi et al., 2002). Pada tanaman dewasa ditemukan sekitar 40-50 pelepah. Saat tanaman berumur sekitar 10-13 tahun dapat ditemukan daun yang luas permukaannya mencapai 10-15 m 2. Luas permukaan daun akan berinteraksi dengan tingkat produktivitas tanaman. Semakin luas permukaan atau semakin banyak jumlah daun maka produksi akan meningkat karena proses fotosintesis akan berjalan dengan baik. Proses fotosintesis akan optimal jika luas permukaan daun mencapai 11 m 2 (Fauzi et al., 2002). 21
22 Pelepah sawit meliputi helai daun, setiap satunya mengandung lamina dan midrib, racis tengah, petiol dan kelopak pelepah. Helai daun berukuran 55 cm hingga 65 cm dan menguncup dengan lebar 2,5 cm hingga 4 cm. Setiap pelepah mempunyai lebih kurang 100 pasang helai daun. Bilangan pelepah yang dihasilkan meningkat sehingga 30 hingga 40 ketika berumur tiga hingga empat tahun dan kemudiannya menurun sehingga 18 hingga 25 pelepah. Stomata atau rongga terbuka untuk menerima cahaya dalam proses fotosintesis wujud pada permukaan helai daun. Pelepah matang berukuran hingga 7,5 cm dengan petiol lebih kurang satu perempat daripada panjang pelepah serta mempunyai duri (Agustina, 2007). Pelepah sawit mengandung protein sebesar 1,9%, lemak 0,5% dan lignin 17,4%. Karena memiliki kandungan lignin yang cukup tinggi, maka sebelum diberikan kepada ternak dilakukan perlakuan fisik, kimia, atau pun biologi terhadap pelepah untuk memutuskan ikatan selulosa maupun hemiselulosa dengan lignin. Pemberian daun sawit disarankan jangan melebihi 20% dari ransum, penggunaan daun sawit lebih dari 20% sebaiknya diberi pre-treatmen lebih dahulu karena daun sawit dibatasi karena tingginya kadar lignin (Efryantoni, 2009). Sifat Fisik, Morfologi dan Komposisi Serat Pelepah Kelapa Sawit Pada tahun 2001 ketersediaan pelepah kelapa sawit diperkirakan mencapai sebesar 35 juta ton berat kering pelepah kelapa sawit. Ketersediaan ini akan terus meningkat seiring dengan bertambah luasnya areal penanaman kelapa sawit. Dari hasil suatu penelitian, hasil analisis sifat fisis dan morfologi serat ditunjukkan pada tabel 1. 22
23 Tabel 1. Sifat Fisik dan Morfologi Serat Pelepah Kelapa Sawit, Tandan Kosong dan Dephithed Bagasse No Parameter Pelepah kelapa Tandan kosong Dephithed sawit sawit Bagasse 1 2 3 4 5 6 7 8 Panjang serat - Minimum - Maksimum - Rata-Rata Diameter serat Diameter lumen Tebal dinding Bilangan runkel Kelangsingan Kelemasan Rapat massa tumpukan serpih, kg/m2 Kadar serat, % 9 (Darnoko et al., 2001). 0,62 2,51 1,3 19,84 12,07 3,89 0,64 65,52 0,61 106,50 42,86 0,23 1,48 0,66 16,89 9,52 3,69 0,77 39,08 0,56 190,27 75,58 0,70 5,00 1,93 14,60 7,10 3,25 1,06 143,84 0,48 74,17 76,58 Berdasarkan tabel diatas, menunjukkan bahwa panjang serat pelepah kelapa sawit berkisar antara 0,62 2,51 mm dengan panjang rata-rata 1,30 mm. Bila dikelompokkan ke dalam klasifikasi panjang serat menurut Klemm, maka serat pelepah kelapa sawit termasuk kedalam kelompok panjang serat sedang (0,9 1,6 mm) (Darnoko et al., 2001). Tabel 2. Komposisi Pelepah Sawit No Parameter Pelepah sawit Tandan kosong sawit 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Abu SiO2 Holoselulosa Alfa celulosa Ekstraktif Lignin Pentosan Kelarutan dalam air dingin Kelarutan dalam air panas Kelarutan dalam 1% NaOH 2,74 0,83 72,67 36,74 1,81 21,39 22,19 11,05 11,52 32,83 6,23 1,10 66,07 37,50 7,78 20,62 25,34 15,71 13,61 30,32 (Darnoko et al., 2001). Manfaat Pelepah Penunasan pelepah kelapa sawit rata-rata 5.200 pelepah per hektar per tahun. Pupuk yang dihasilkan pelepah sawit sekitar 1.125 kilogram Nitrogen, 23 23
24 kilogram Phosfat, 176 kilogram Kalium Dioksida, dan 25 kilogram Mangan Oksida (Pontianak Post, 2005). Batang dan pelepah dapat dimanfaatkan sebagai pakan ternak. Pada prinsinya sebelum dapat dimanfaatkan sebagai pakan, produk samping kelapa sawit perlu ditingkatkan nilai nutrisnya dengan perlakuan fisik (pencacahan, penggilingan, pemberian tekanan uap), perlakuan kimia (NaOH, urea), biologis (fermentasi) maupun kombinasinya (Mathius, 2003). Pengalaman peternak sapi di Malaysia pada usaha penggemukan sapi dengan skala 1.500 ekor, menggunakan komposisi makanan campuran dengan perbandingan 50% pelepah kelapa sawit dan 50% konsentrat (Fauzi et al., 2002). Pemanfaatan pelepah sawit sebagai bahan pakan ternak harus mempertimbangkan aspek keseimbangan bahan organik di kebun, dimana biasanya pelepah sawit dikembalikan atau disebar ke kebun untuk menjaga tingkat kesuburan tanah serta mendukung usaha perkebunan kelapa sawit yang berkelanjutan (Efryantoni, 2009). Kelapa sawit menghasilkan limbah padat berupa tandan kosong dan pelepah kelapa sawit baik dari replanting maupun dari hasil pemangkasan yang mempunyai potensi untuk dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku produksi pulp dan kertas. Proses pembuatan kertas dari pulp pelepah kelapa sawit menghasilkan rendemen 47,88%. Rendahnya rendemen disebabkan sering terjadinya kertas putus (paper break) pada mesin kertas. Meskipun demikian kualitas yang dihasilkan cukup baik dengan gramatur rata-rata 70 g/m 2 dan derajat putih 81,5 83%GE (Darnoko et al., 2001). 24
25 Anatomi Batang Kelapa Sawit Di dalam kayu, parenkim merupakan jaringan yang berfungsi untuk menyimpan serta mengatur bahan makanan cadangan. Menurut Pandit dan Ramdan (2002), berdasarkan penyusunnya, parenkim dibagi atas dua macam yaitu: 1. Parenkim aksial (Parenkim), yang tersusun secara vertikal 2. Parenkim jari-jari (jari-jari kayu), yang tersusun secara horizontal Berdasarkan distribusinya pada penampang lintang kayu, parenkim dibagi atas dua bagian besar yaitu parenkim apotrakeal dan parenkim para trakeal. Pada parenkim apotrakeal dan parenkim paratrakeal. Pada parenkim apotrakeal, sel-sel atau kumpulan sel-sel parenkim berdiri terpisah dari pembuluh (pori-pori) kayu, sedang pada parenkim paratrakeal, sel-sel atau kumpulan sel-sel parenkim terletak bersinggungan dengan pembuluh secara sepihak atau seluruhnya (Pandit dan Ramdan, 2002). Kadar Air Banyaknya air yang dikandung pada sepotong kayu disebut kadar air kayu (KA). Banyaknya kandungan air pada kayu bervariasi. Tergantung jenis kayunya, kandungan tesebut berkisar sekitar 40-300%, dinyatakan dengan persentase dari berat kayu kering tanur. Berat kayu kering tanur dipakai sebagai dasar, karena berat ini petunjuk banyaknya zat padat kayu (Dumanauw, 1990) Air dalam kayu segar atau baru saja dipanen terletak di dalam dinding sel dan dalam rongga sel dikeluarkan. Akan tetapi, rongga sel akan selalu berisi sejumlah uap air. Selama terdapat air di dalam rongga sel, dinding sel akan jenuh. 25
26 Kebanyakan sifat fisis kayu (selain berat) tidak dipengaruhi oleh perbedaan mengenai banyaknya air dalam rongga sel (Haygreen dan Bowyer, 1996). Kondisi kadar air kayu dalam hubungannya dengan keberadaan air di dalam rongga/lumen sel dapat dilihat pada tabel di bawah ini: Tabel 3. Macam-Macam Kondisi Kadar Air Kayu No Kondisi kadar air (KA) Nilai Kondisi Rongga/Lumen dan Dinding Sel 1 KA Maksimal 40 400% Rongga/lumen sel penuh air, dinding sel jenuh air terikat 2 KA Basah Di atas TJS Rongga/lumen sel berisi air, dinding sel jenuh air terikat 3 KA Titik Jenuh Serat 28 30% Rongga/lumen sel kosong, dinding sel jenuh air terikat 4 KA Kering Udara 15 20% Rongga/lumen sel kosong, dinding sel mengandung sebagian air 5 KA kering Tanur ± 1% Rongga/lumen sel kosong, dinding sel kosong (Hartono et al., 2005). Sejumlah air akan tetap tinggal di dalam struktur dinding-dinding sel bahkan setelah kayu diolah menjadi kayu gergajian, finir, partikel, atau produk serat. Sifat-sifat fifik dan mekaniknya ketahan terhadap penghancuran biologis, dan kestabilan dimensi produk akan dipengaruhi oleh jumlah air yang ada dan fluktuasinya dengan waktu (Haygreen dan Bowyer, 1996). 26