BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tumbuhan Bawah Tumbuhan bawah adalah komunitas tumbuhan pada lantai dasar tanah. Jenis-jenis vegetasi tumbuhan bawah ada yang bersifat annual, biannual atau perennial dengan bentuk hidup soliter, berumpun, tegak, menjalar atau memanjat. Secara taksonomi vegetasi bawah umumnya anggota dari suku-suku Poaceae, Cyperaceae, Araceae, Asteraceae, paku-pakuan dan lain-lain. Vegetasi ini banyak terdapat di tempat-tempat terbuka, tepi jalan, tebing sungai, lantai hutan, lahan pertanian dan perkebunan (Aththorick, 2005). Tumbuhan bawah atau disebut juga tumbuhan penutup tanah merupakan suatu komunitas tumbuhan atau vegetasi dasar yang tumbuh berada di lantai hutan. Tumbuhan penutup tanah berfungsi dalam peresapan dan membantu menahan jatuhnya air secara langsung, berperan dalam menghambat atau mencegah erosi yang berlangsung secara cepat, menghalangi jatuhnya air hujan secara langsung, mengurangi kecepatan aliran permukaan, mendorong perkembangan biota tanah yang dapat memperbaiki sifat fisik dan kimia tanah serta berperan dalam menambah bahan organik tanah sehingga menyebabkan resistensi tanah terhadap erosi meningkat (Maisyaroh, 2010). Tumbuhan bawah sering dijadikan sebagai indikator kesuburan tanah dan penghasil serasah dalam meningkatkan kesuburan tanah. Selain fungsi ekologi, beberapa jenis tumbuhan bawah telah diidentifikasi sebagai tumbuhan yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan pangan, tumbuhan obat dan sumber energi alternatif. Namun tidak jarang juga tumbuhan bawah dapat berperan sebagai gulma yang menghambat pertumbuhan permudaan pohon khususnya pada tumbuhan monokultur yang dibudidayakan (Hilwan et al., 2013). Tumbuhan bawah memiliki peran penting bagi suatu kebun seperti pada kebun kopi. Menurut Najiyati & Danarti (1999), tumbuhan bawah di kebun kopi sangat bermanfaat karena:
a. Tajuknya yang dekat dan menutupi permukaan tanah dapat menahan percikan air hujan, mencegah erosi, serta dapat mempertahankan kelembaban tanah. b. Rontokan daunnya dapat menambah bahan organik tanah. c. Batangnya lunak sehingga hasil pangkasannya dapat digunakan sebagai pupuk organik yang dibenamkan dalam tanah atau sebagai makanan ternak. 2.2. Perkebunan Rakyat Perkebunan merupakan suatu lahan yang digunakan untuk menanami tumbuhan budidaya. Perkebunan dapat diartikan berdasarkan fungsi, pengelolaan, jenis tumbuhan dan produk yang dihasilkan. Perkebunan berdasarkan fungsinya dapat diartikan sebagai usaha untuk menciptakan lapangan kerja, peningkatan pendapatan dan pemeliharaan kelestarian sumber daya alam (Rumaijuk, 2009). Berdasarkan jenis tumbuhannya, perkebunan dapat diartikan sebagai usaha budidaya tanaman yang dilakukan oleh rakyat, pemerintah, maupun swasta selain tanaman pangan dan holtikultura. Demikian pula perkebunan berdasarkan produknya dapat diartikan sebagai usaha budidaya tanaman yang ditujukan untuk menghasilkan bahan industri (misalnya karet, tembakau, cengkeh, kapas, rosela dan serai wangi), bahan industri makanan (misalnya kelapa, kelapa sawit dan kakao) dan makanan (misalnya tebu, teh, kopi dan kayu manis) (Syamsulbahri, 1996 dalam Rumaijuk, 2009). Perkebunan rakyat adalah suatu usaha budidaya tanaman yang dilakukan oleh rakyat yang hasilnya sebagian besar untuk dijual dengan areal pengusahaannya dalam skala yang terbatas luasnya (Rumaijuk, 2009). 2.2.1. Kebun Kopi Kebun Kopi hampir sebagian besar ada di Indonesia terutama di daerah Propinsi Sumatera Utara seperti daerah Sidikalang, Karo, Langkat dan di daerah lainnya. Kopi merupakan komoditi penting dalam konstelasi perkebunan, disamping itu permintaan konsumsi kopi dunia semakin hari semakin meningkat. Saat ini, produksi kopi Indonesia telah mencapai 600 ribu ton pertahun dan lebih dari 80 persen berasal dari perkebunan rakyat. Provinsi Sumatera Utara, selain dikenal karena keindahan alam dan budayanya juga dikenal sebagai daerah penghasil kopi
arabika dan robusta terbaik di dunia, seperti kopi Sidikalang yang berasal dari dataran tinggi Dairi dan kopi Mandailing yang berasal dari Mandailing Natal. Adanya produksi kopi ini yang telah memberikan kontribusi penting pada perekonomian masyarakat dan daerah. Keadaan ini tentunya didukung oleh letak geografis, suhu dan curah hujan yang sesuai untuk pertumbuhannya sehingga luas kebun kopi cenderung bertambah (Arief et al., 2011). Kopi (Coffea spp.) adalah spesies tumbuhan berbentuk pohon yang termasuk dalam famili Rubiaceae dan genus Coffea. Tumbuhan ini memiliki pertumbuhan yang tegak, bercabang dan bila dibiarkan tumbuh mencapai tinggi 12 m. Daunnya bulat telur dengan ujung agak meruncing. Daun tumbuh berhadapan pada batang, cabang dan ranting-rantingnya (Najiyati & Danarti, 1999). Praswoto et al., (2010) mengemukakan syarat tumbuh dari tumbuhan kopi yaitu: a. Ketinggian Tempat Kopi di Indonesia saat ini umumnya dapat tumbuh baik pada ketinggian tempat di atas 700 m dpl. Beberapa klon saat ini dapat ditanam mulai diatas ketinggian 500 m dpl, namun demikian yang terbaik seyogyanya kopi ditanam di atas 700 m dpl, terutama jenis kopi robusta. b. Curah Hujan dan Lahan Curah hujan yang sesuai untuk kopi adalah 1500 2500 mm per tahun, dengan rata-rata 1-3 bulan dan suhu rata-rata 15-25 o C. Ketinggian tempat tumbuh akan berkaitan juga dengan citarasa kopi. c. Bahan Tanaman dan Lingkungan Tumbuh Salah satu penyebab rendahnya produktivitas kopi robusta di Indonesia adalah belum digunakannya bahan tanam unggul yang sesuai dengan agroekosistem tempat tumbuh kopi robusta. Umumnya petani masih menggunakan bahan tanam dari biji berasal dari pohon yang memiliki buah lebat atau bahkan dari benih sapuan. Salah satu upaya untuk meningkatkan produktivitas kopi robusta adalah dengan perbaikan bahan tanam. Selain itu ada beberapa persyaratan tumbuh kopi lainnya menurut Najiyati & Danarti (1999):
d. Penyinaran Kopi umumnya tidak menyukai sinar matahari langsung dalam jumlah banyak, tetapi menghendaki sinar matahari yang teratur dan jumlah banyak pada awal musim kemarau atau akhir musim hujan. e. Angin Peranan angin adalah membantu berpindahnya serbuk sari bunga dari tumbuhan kopi yang satu ke putik bunga kopi lain yang klon atau jenisnya berbeda sehingga terjadi penyerbukan yang dapat menghasilkan buah. f. Tanah Secara umum tumbuhan kopi menghendaki tanah yang gembur, subur dan kaya bahan organik. Selain itu, kopi juga menghendaki tanah yang agak masam yaitu antara ph 4,5-6,5 untuk kopi robusta dan ph 5-6,5 untuk kopi arabika. 2.2.2. Kebun Kakao Indonesia merupakan salah satu negara pembudidaya tanaman kakao paling luas di dunia dan termasuk sebagai negara penghasil kakao terbesar ketiga setelah Ivory-Coast dan Ghana, yang nilai produksinya mencapai 1.315.800 ton/tahun. Dalam kurun waktu 5 tahun terakhir, perkembangan luas areal perkebunan kakao meningkat secara pesat dengan tingkat pertumbuhan rata-rata 8%/tahun dan saat ini mencapai 1.462.000 ha. Hampir 90% dari luasan tersebut merupakan perkebunan rakyat (Karmawati et al., 2010). Kakao merupakan komoditas andalan perkebunan sebagai penghasil devisa dan penyedia lapangan kerja, sehingga peranannya cukup penting bagi perekonomian nasional. Komoditas kakao mempunyai prospek untuk dikembangkan melalui pengelolaan yang berkelanjutan, karena selain arti pentingnya bagi perekonomian nasional juga berperan mendorong pengembangan wilayah dan agroindustri. Sebagian besar perkebunan kakao di Indonesia dikelola oleh rakyat dan sampai dengan tahun 1981 dilaporkan bahwa produksi nasional kakao masih peringkat ke-16 dunia dengan mutu yang masih rendah (Puslit Kopi dan Kakao Indonesia, 2004). Oleh karena itu upaya untuk pengembangan kakao perlu mendapatkan perhatian. Salah satu kendala dalam pengembangan kakao ialah masalah gangguan hama dan penyakit tanaman (Purwati, 2011).
Karmawati et al., (2010) mengemukakan sejumlah faktor iklim dan tanah menjadi kendala bagi pertumbuhan kakao. Lingkungan alami tumbuhan kakao adalah hutan tropis. Dengan demikian curah hujan, suhu udara dan sinar matahari menjadi bagian dari faktor iklim yang menentukan. Begitu pula dengan faktor fisik dan kimia tanah yang erat kaitannya dengan kemampuan akar menyerap hara. Ditinjau dari wilayah penanamannya, kakao ditanam pada daerah-daerah yang berada pada 10 o LU-10 o LS. Namun demikian, penyebaran kakao umumnya berada di antara 7 o LU-18 o LS. Hal ini erat kaitannya dengan distribusi curah hujan dan jumlah penyinaran matahari sepanjang tahun. Kakao juga masih toleran pada daerah 20 o LU-20 o LS. Sehingga Indonesia yang berada pada 5 o LU-10 o LS masih sesuai untuk pertanaman kakao. Ketinggian tempat di Indonesia yang ideal untuk penanaman kakao adalah < 800 m dpl: a. Curah Hujan Distribusi curah hujan sepanjang tahun curah hujan 1.100-3.000 mm per tahun. Curah hujan yang melebihi 4.500 mm per tahun kurang baik karena berkaitan erat dengan serangan penyakit busuk buah. Daerah yang curah hujannya lebih rendah dari 1.200 mm per tahun masih dapat ditanami kakao, tetapi dibutuhkan air irigasi. Hal ini disebabkan air yang hilang karena transpirasi akan lebih besar dari pada air yang diterima tumbuhan dari curah hujan. Dari segi tipe iklim, kakao sangat ideal ditanam pada daerah-daerah tipenya iklim A. b. Suhu Pengaruh suhu terhadap kakao erat kaitannya dengan ketersedian air, sinar matahari dan kelembaban. Faktor-faktor tersebut dapat dikelola melalui pemangkasan, penataan tanaman pelindung dan irigasi. Berdasarkan keadaan iklim di Indonesia, suhu rata-rata yang sangat cocok jika ditanami kakao dengan suhu 25 o -26 o C. c. Sinar Matahari Lingkungan hidup alami tumbuhan kakao ialah hutan hujan tropis yang di dalam pertumbuhannya membutuhkan naungan untuk mengurangi pencahayaan penuh. Cahaya matahari yang terlalu banyak akan mengakibatkan lilit batang kecil, daun sempit dan batang relatif pendek.
d. Tanah Kakao dapat tumbuh pada berbagai jenis tanah, asal persyaratan fisik dan kimia tanah yang berperan terhadap pertumbuhan dan produksi kakao terpenuhi. Kemasaman tanah (ph), kadar bahan organik, unsur hara, kapasitas adsorbsi dan kejenuhan basa merupakan faktor kimia yang perlu diperhatikan sedangkan faktor fisiknya adalah kedalaman efektif, tinggi permukaan air tanah, drainase, struktur dan konsistensi tanah. Selain itu kemiringan lahan juga merupakan sifat fisik yang memepengaruhi pertumbuhan kakao. 2.3. Agroforestri Definisi agroforestri memungkinkan pembahasan dari berbagai bidang ilmu, seperti ekologi, agronomi, kehutanan, botani, geografi maupun ekonomi. Agroforestri adalah nama bagi sistem-sistem dan teknologi penggunaan lahan di mana pepohonan berumur panjang (termasuk semak, palem, bambu, kayu, dll.) dan tanaman pangan dan atau pakan ternak berumur pendek diusahakan pada petak lahan yang sama dalam suatu pengaturan ruang atau waktu. Dalam sistemsistem agroforestri terjadi interaksi ekologi dan ekonomi antar unsur-unsurnya (de Foresta et al., 2000). Agroforestri adalah suatu sistem pengelolaan lahan yang mengombinasi antara produksi pertanian, termasuk pohon buah-buahan dan atau peternakan dengan tanaman kehutanan (Senoaji, 2012). Hairiah et al., (2004) menambahkan bahwa agroforestri merupakan sistem pengelolaan sumber daya alam yang dinamis dan berbasis ekologi, dengan memadukan berbagai jenis pohon pada tingkat lahan (petak) pertanian maupun pada suatu bentang lahan (lanskap). Tujuannya adalah untuk mempertahankan jumlah dan keragaman produksi. Jadi agroforestri berpotensi memberikan manfaat sosial, ekonomi dan lingkungan bagi para pengguna lahan. Pola pemanfaatan lahan dengan sistem agroforestri merupakan suatu model usaha tani yang penting bagi para petani yang umumnya memiliki lahan pertanian terbatas. Dengan pola seperti ini, akan meningkatkan intensitas panen yang akhirnya mampu memberikan tambahan out put baik berupa fisik maupun nilai finansial. Agroforestri sebagai salah satu model teknologi usaha tani semakin
meningkat peranannya, terutama bagi masyarakat pedesaan yang memiliki lahan terbatas (Senoaji, 2012). Sistem agroforestri terbagi dua tipe atau kelompok berdasarkan unsur penyusunnya. Kelompok tersebut adalah agroforestri sederhana dan agroforestri kompleks. De Foresta et al., (2000) menerangkan bahwa: a. Sistem agroforestri sederhana adalah perpaduan-perpaduan konvensional yang terdiri atas sejumlah kecil unsur, menggambarkan apa yang kini dikenal sebagai skema agroforestri klasik. Dari sudut penelitian dan persepsi berbagai lembaga yang menangani agroforestri, sistem agroforestri sederhana ini menjadi perhatian utama. Biasanya perhatian terhadap perpaduan tanaman itu menyempit menjadi satu unsur pohon yang memiliki peran ekonomi penting (seperti kelapa, karet, cengkeh, jati, dll.) atau yang memiliki peran ekologi (seperti dadap dan petai cina) dan sebuah unsur tanaman musiman (misalnya padi, jagung, sayur-mayur, rerumputan) atau jenis tanaman lain seperti pisang, kopi, coklat dan sebagainya yang juga memiliki nilai ekonomi. b. Sistem agroforestri kompleks atau singkatnya agroforest adalah sistem-sistem yang terdiri dari sejumlah besar unsur pepohonan, perdu, tanaman musiman dan atau rumput. Penampakan fisik dan dinamika di dalamnya mirip dengan ekosistem hutan alam primer maupun sekunder. Sistem agroforestri kompleks bukanlah hutan-hutan yang ditata lambat laun melalui transformasi ekosistem secara alami, melainkan merupakan kebun-kebun yang ditanam melalui proses perladangan. Dari sudut pandang pelestarian lingkungan, kemiripan struktur dan penampilan fisik agroforest dengan hutan alam merupakan suatu keunggulan. Seperti halnya pada sistem-sistem agroforestri sederhana, sumber daya air dan tanah dilindungi dan dimanfaatkan. Tetapi lebih dari itu, pada agroforest sejumlah besar keanekaragaman flora dan fauna asal hutan alam tetap berkembang. 2.4. Pengaruh Iklim Hutan yang tumbuh dan berkembang, tidak terlepas dari faktor-faktor yang mempengaruhinya, terutama lingkungan. Jenis-jenis tumbuhan yang tidak menyukai cahaya matahari penuh tentu memerlukan perlindungan dari tumbuhan yang lebih tinggi dan toleran akan cahaya matahari penuh. Tumbuhan yang
toleran terhadap cahaya matahari penuh akan memperoleh keuntungan dari tumbuhan yang hidup di bawahnya karena mampu menjaga kelembaban dan suhu yang diperlukan oleh tumbuhan tinggi tersebut. Cahaya matahari yang sampai di lantai hutan tropika secara menyeluruh adalah sebesar 1,0% - 1,7% yang dihitung berdasarkan waktu (jam). Pada pukul 12.00 (siang), saat cahaya matahari datangnya tegak lurus sebesar 100%, maka cahayanya akan sampai di lantai hutan sebesar 0% - 1%. Pada pukul 15.00 saat cahaya matahari condong 45 0 C, maka sebesar 67% cahaya yang sampai di lantai hutan adalah 0% - 0,5% dan pada pukul 16.00 cahaya matahari condong 30 0, intensitas sebesar 44% cahaya matahari yang akan sampai di lantai hutan adalah sebesar 0% - 0,2%. Hal tersebut tidak berlaku apabila hutan terletak di daerah puncak gunung yang berkabut tebal, sebab intensitas cahaya matahari akan lebih rendah lagi (Arief, 2001). Curah hujan di suatu wilayah dengan wilayah yang lain sangat bervariasi tergantung pada topografinya, terutama di Indonesia. Menurut Whitten et al., (2000), penyebaran zona iklim didefenisikan sebagai berikut: a. Zona A - lebih dari sembilan bulan iklimnya basah berturut-turut, dan dua bulan atau kurang kering berturut-turut. b. Zona B tujuh sampai sembilan bulan iklimnya basah berturut-turut dan tiga bulan atau kurang kering berturut-turut. c. Zona C lima sampai enam bulan basah berturut-turut dan tiga bulan atau kurang kering berturut-turut. d. Zona D tiga sampai empat bulan iklim basah berturut-turut dan 2 6 bulan kering berturut-turut. e. Zona E sampai tiga bulan iklim basah berturut-turut dan hingga enam bulan kering berturut-turut. 2.5. Analisis Vegetasi Lingkungan tumbuhan merupakan sistem kompleks yang berinteraksi berbagai faktor yang saling mempengaruhi. Vegetasi adalah suatu sistem dinamik yang selalu mengalami pergantian dan dipengaruhi oleh berbagai faktor lingkungan, sehingga kondisi ekstrim suatu habitat yang tidak menguntungkan dapat berubah menjadi habitat optimum bagi pertumbuhan (Windusari, 2012).
Analisis vegetasi berfungsi untuk mengetahui struktur vegetasi dan komposisi jenis tumbuhan. Menurut Fachrul (2007), analisis vegetasi dapat juga digunakan untuk mengetahui pengaruh dampak lingkungan merupakan suatu cara pendekatakan yang khas, karena pengamatan terhadap berbagai aspek vegetasi yang dilakukan harus secara mendetail dan terdiri atas vegetasi yang belum terganggu (alamiah). Aspek-aspek vegetasi yang perlu diketahui antara lain: a. Ada atau tidaknya jenis tumbuhan tertentu, b. Luas basal area, c. Luas daerah penutup (cover), d. Frekuensi, e. Kerapatan, f. Dominansi, g. Nilai penting. Analisis vegetasi yang dilakukan pada area luas tertentu umumnya berbentuk segi empat, bujur sangkar, lingkaran serta titik-titik. Untuk tingkat semai serta tumbuhan bawah yang rapat digunakan petak contoh titik atau bentuk kuadrat untuk tumbuhan yang tidak rapat.