1. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Tebu (Saccharum officinarum L) merupakan tanaman tropis berasal dari Asia ataupun Papua yang pengembangannya hingga daerah sub tropis sampai batas 19 º LU dan 35 º LS (Bakker 1999; Mayer and Clowes, 2011). Tebu memerlukan suhu optimal berkisar 20 º C 33 º C. Periode pertumbuhan tebu 8 sampai 24 bulan untuk mencapai fase pemasakan (Mayer and Clowes, 2011). Budidaya tebu di Indonesia untuk memenuhi produksi gula nasional, dihasilkan dari luas panen 477.123 hektar dengan luasan terbesar tebu rakyat sebesar 59,96 % (Statistik Perkebunan Indonesia 2014-2016, 2015: Pusdatin Setjen Kementerian Pertanian, 2016). Penanaman tebu sebagian besar di lahan kering. Lahan kering yang digunakan untuk budidaya tebu dilaporkan sebesar 416.000 ha (Hakim, 2010). Produktivitas tebu giling Indonesia masih rendah sebesar 69,68 ton/ha (Pusdatin Setjen Kementerian Pertanian, 2016) dengan rendemen gula sebesar 7,43-7,61%, yang dipengaruhi oleh musim (Statistik Perkebunan Indonesia 2014-2016, 2015). Hasil tersebut masih rendah di bawah rendemen beberapa klon unggul PS881, PS864, KK, serta VMC dengan potensi rendemen masing-masing 10,22 %, 9,19 %, 9,51 %, dan 10,02 % (P3GI, 2004). Produktivitas dan rendemen yang rendah dipengaruhi oleh sistem budidaya yang belum optimal seperti cara tanam (Chattha, 2007), populasi (Ehsanullah et al., 2011), dan mutu bibit (Susilowati dan Tinaprilla, 2012). Penggunaan bibit bagal, dari beberapa penelitian dilaporkan kurang efisien karena menyebabkan volume bibit yang dibutuhkan besar sekitar 6-8 ton/ha (Omoto and Obayo, 2007), anakan yang dihasilkan sedikit (2 batang per rumpun) dengan daya tumbuh tidak seragam (Natarajan, 2011). Kelemahan bibit bagal tersebut semakin terlihat menurunkan hasil tebu giling bila di tanam lahan kering tanpa irigasi (Gana, 2001; P3GI, 2008; Susilowati dan Tinaprilla, 2012). Abdel Wahab (2004) melaporkan bahwa tebu yang terpapar kekeringan pada fase vegetatif menyebabkan penurunan tebu giling 29,0-30,5% dan menurunkan produksi gula 31,0-39,7%. Dalam mengatasi kendala tebu di lahan kering, diperlukan pengembangan budidaya sistim tanam tebu menggunakan benih mata tunas tunggal dengan sistim pindah tanam. Benih mata tunas tunggal merupakan mata tunas tunggal batang tebu yang terdapat sedikit jaringan untuk calon tunas dan akar (Van Dellewijn, 1952). Daya tumbuh benih asal mata tunas tunggal mencapai 80-97% (Jain et al., 2010; Saini et al., 2012). Mata tunas 1
tunggal dikecambahkan di pembibitan sebelum dipindah ke lapangan karena terbatasnya cadangan makanan (Jain et al., 2010; Jain 2011). Disamping itu, benih tebu asal mata tunas tunggal memiliki umur simpan yang relatif pendek sekitar 10 hari pada suhu simpan 16 0 C (Jain et al. 2010) karena terjadi penyusutan fisik atau bobot sebesar 16-50 % (Omoto et al., 2007; Aries dkk, 2012) dan peningkatan aktivitas enzim hidrolisis sukrosa (Siswoyo et al., 2007) serta benih mata tunas tunggal rentan mengalami peningkatan respirasi, hidrolisis sukrosa, dan kerusakan jaringan oleh peningkatan aktifitas enzim polypenol oksidase karena berinteraksi dengan O 2 yang menghasilkan senyawa O-kuinon. (Dewi dkk, 2012). Oleh karena itu perlu penanganan teknis penyimpanan benih mata tunas tunggal tebu untuk mempertahankan daya tumbuh benih tetap tinggi selama dipersemaian. Terdapat beberapa keunggulan penggunaan benih mata tunas tunggal. Daya tumbuh benih tebu mata tunas tunggal adalah seragam dengan waktu perkecambahan pendek (10-12 hari), pertumbuhan anakan lebih banyak (8-12 anakan) (Natarajan, 2011). Bibit mata tunas tunggal setelah di pindah tanam ke lahan tanam memiliki laju fotosintesis yang tinggi, dan kandungan sukrosa tinggi serta seragam sekitar 18,6-19,4 % yang merata di antara batang dalam rumpun (Kumar and Suresh, 2011). Hal tersebut karena penimbunan sukrosa sedikit terhidrolisis oleh aktivitas enzim invertase di batang untuk pembentukan tunas baru saat fase pemasakan sogolan (Chandra et al., 2012). Upaya mempertahankan daya tumbuh dan kapasitas perakaran yang lebih baik pada benih mata tunas tunggal perlu dilakukan ketika bibit di pindah tanam di lahan kering. Hal ini karena cekaman kekeringan menjadi masalah umum tebu pada lahan kering (Gentile et al., 2015). Penggunaan jamur mikoriza arbuskula dapat dilakukan untuk meningkatkan kapasitas perakaran tebu. Muniyamma et al. (2000) melaporkan bahwa inokulasi mikoriza arbuskula pada tebu meningkatkan panjang akar (Muniyamma et al., 2000). Akar yang lebih panjang menunjukkan tanaman lebih tahan terhadap menipisnya ketersediaan air tanah (Mdel, 2009), serta meningkatkan kemampuan penyerapan unsur hara P (Onelio, 2008; Meenakshisundaram and Santhaguru, 2011; Smith and Smith, 2012). Inokulasi mikoriza sebesar 1 g inokulum (Sudirman dkk, 2010) dan 5 g (Basuki, 2013) menghasilkan pertumbuhan tebu terbaik, sedangkan inokulasi mikoriza di pembibitan meningkatkan persentase perkecambahan bibit, jumlah anakan, panjang ruas, hasil tebu, kemurnian gula dan nilai brix batang (Surendran and Vani, 2013). Meningkatnya jumlah anakkan pada bibit tebu asal mata tunas tunggal menyebabkan perubahan jarak tanam. Oleh karena itu, jarak tanam perlu diatur pada sistim pindah bibit. Pengaturan jarak tanam menjadi penting karena meningkatkan diameter 2
batang, tinggi tanaman, dan hasil tebu giling per ha (Ehsanullah et al., 2011). Jarak tanam berperan mempercepat pencapaian indeks luas daun (ILD) optimal untuk meningkatkan penyerapan sinar matahari, mengoptimalkan laju fotosintesis, laju pertumbuhan tanaman (LPT) dan pembentukan anakan efektif (Aboagye et al., 2003; Chattha, 2007; Sengar et al., 2011). Laporan mengenai pengaturan jarak tanam dalam baris pada budidaya tebu masih terbatas terutama jarak tanam yang optimal untuk masing-masing klon atau varietas. Pengaturan jarak tanam hanya dapat dilakukan pada pindah tanam bibit asal mata tunas tunggal, tidak pada pada sistim tanam bagal yang mengikuti panjang antar ruas benih. Atas dasar keunggulan bibit mata tunas tunggal, peran mikoriza dan jarak tanam pada tebu, maka sistim pindah tanam bibit asal mata tunas tunggal terinfeksi mikoriza perlu dikaji. Demikian pula pengaruh jarak tanam terhadap pertumbuhan dan hasil tebu giling dan produktivitas kristal gula. Pengkajian tersebut untuk mengetahui sifat fisiologi biokimia benih mata tunas tunggal, fisiologi dan pertumbuhan bibit oleh pengaruh dosis waktu inokulasi mikoriza, serta fisiologi, pertumbuhan, produktivitas tebu giling, dan kristal gula oleh pengaruh jarak tanam bibit terinfeksi mikoriza. Kajian ini juga mengetahui profitabilitas usahatani tebu sistim pindah tanam bibit di lahan kering. Dengan demikian, dari penelitian ini didapatkan pengembangan teknologi sistim pindah tanam bibit terinfeksi mikoriza pada budidaya tebu lahan kering yang menguntungkan. B. Rumusan Masalah. Berdasarkan uraian latar belakang, dapat dirumuskan permasalahan: Umum: Belum diketahui pengaruh pindah tanam bibit asal mata tunas tunggal terinfeksi mikoriza dan jarak tanam terhadap sifat fisiologi, pertumbuhan, hasil tebu giling rendemen, dan hasil kristal gula dengan usahataninya di lahan kering antar klon. Khusus: 1. Belum diketahui sifat fisiologi, biokimia benih mata tunas tunggal pada pengaruh media simpan terhadap daya tumbuh benih 5 klon tebu (percobaan I). 2. Belum diketahui dosis optimal inokulum jamur mikoriza arbuskula terhadap sifat fisiologi dan pertumbuhan benih mata tunas tunggal untuk pembibitan (percobaan II). 3. Belum diketahui waktu yang optimal untuk inokulasi jamur mikoriza arbukula terhadap sifat fisiologi, pertumbuhan dan komponen hasil terbaik pada 5 klon tebu di lahan kering (percobaan III). 3
4. Belum diketahui pengaruh jarak tanam pada bibit mata tunas tunggal terinfeksi mikoriza pada dosis dan waktu inokulasi optimal terhadap perbaikan sifat fisiologi, pertumbuhan, hasil tebu giling, rendemen, kristal gula 5 klon tebu di lahan kering dengan analisa usahataninya (percobaan IV). 1. Keaslian dan kedalaman penelitian C. Keaslian dan Manfaat Penelitian Penelitian tentang penyimpanan mata tunas tunggal, inokulasi mikoriza, pindah tanam bibit, dan jarak tanam terhadap peningatan hasil tebu giling di lahan kering yang dilakukan secara bersamaan masih sangat terbatas. Beberapa penelitian tersebut seperti pada Tabel 1. Tabel 1. Beberapa penelitian mata tunas tunggal, inokulasi mikoriza, pindah tanam bibit, dan jarak tanam tebu Peneliti Kajian Jain et al., (2011) Penyimpanan benih mata tunas tunggal tebu pada suhu rendah (16 C) dengan media ethephon dan kalsium klorida Siswoyo et al., (2007) Perubahan sukrosa dan aktifitas enzim invertase batang tebu selama penyimpanan Gujja et al., (2009) Pemberian air irigasi pada pindah tanam bibit tebu mata tunas tunggal di lapangan Adinurani dkk, (2010) Inokulasi mikoriza arbuskula untuk meningkatkan perakaran benih tebu asal bagal Surandran and Vani, (2013) Inokulasi mikoriza arbuskula di lapangan terhadap produksi tebu giling pada tanam pertama benih bagal dan ratoon Yadav, (1991) Peningkatan populasi tebu giling dengan meningkatkan kepadatan tanam per lubang tanam Ehsanullah et al., (2011) Pengaturan jarak antar baris tanaman dan kepadatan tanam benih bagal 2 mata tunas terhadap hasil tebu dan kualitas gula Ghaffar et al., (2012) Pemberian pupuk Zn dan Fe (5-10 kg/ha) untuk meningkatkan laju pertumbuhan tanaman, jumlah ruas, diameter batang, dan berat per batang tebu Aboagye et al., (2003) Mengindentifikasi dan mengelola sifat agronomi dan morfologi untuk meningkatkan hasil tebu melalui kemampuan pembentukan anakan dan pengubahan struktur kanopi pada sistim pindah tanam tebu mata tunas tunggal 2 kultivar dengan penyemprotan GA 3 Omoto et al., (2007) Penundaan tanam pada benih tebu bagal terhadap daya tumbuh, pertumbuhan, dan hasil tebu Kumar and Suresh (2011) Mempelajari sifat fisiologi, pertumbuhan, hasil, dan kualitas tebu beberapa varietas asal benih mata tunas tunggal dan bagal Soomro et al., (2009) Mempelajari jarak tanam antar baris dan penempatan benih bagal saat tanam terhadap hasil dan kandungan gula Onelio et al., (2008) Mempelajari pengaruh dosis mikoriza dan pupuk kandang terhadap pertumbuhan tebu asal benih bagal dan sifat tanah Oxisol 4
Penyimpanan benih tebu asal mata tunas tungal menghasilkan daya tumbuh benih sebesar 80 % dengan umur simpan 10 hari (Jain et al., 2011). Namun percobaan tersebut sulit diterapkan karena memerlukan pengaturan suhu rendah. Diperlukan teknis penyimpanan yang mudah diterapkan yaitu menggunakan limbah serbuk serta pengaturan kelembaban dan suhu ruang. Disamping itu, hasil percobaan Jain et al. (2011) mengenai teknis penyimpanan benih sehingga belum melaporkan perubahan sifat fisiologi dan biokimia benih. Perubahan biokimia dan fisiologi benih tebu selama ini teramati pada aktivitas enzim invertase (Siswoyo et al., 2007). Oleh karena itu diperlukan pengamatan perubahan sukrosa, gula reduksi, kadar air nisbi, dan respirasi benih dan faktor penentu daya tumbuh benih mata tunas tunggal dari sifat fisiologi, biokimia, dan fisik benih tersebut. Daya tumbuh benih mata tunas tunggal saat dipindah di lapangan menjadi salah satu fase kritis di lahan kering (Jeypore Sugar, 2013). Penanganan bibit pada tahap tersebut dilakukan dengan pemberian air irigasi (Gujja et al., 2009) dan inokulasi mikoriza (Adinurani dkk, 2010) saat bibit di lapangan (Surandran and Vani, 2013). Namun demikian dosis dan waktu inokulasi mikoriza yang optimal belum dilaporkan. Diperlukan percobaan dosis inokulum mikoriza yang optimal di persemaian dan waktu inokulasi yang tepat terhadap kolonisasi, sifat fisiologi dan pertumbuhan tebu. Hasil tebu giling yang meningkat dihasilkan dari peningkatkan kepadatan tanam per lubang tanam (Yadav, 1991: Soomro et al., 2009: Ehsanullah et al., 2011) serta pemberian pupuk Zn dan Fe (dosis 5-10 kg/ha) (Ghaffar et al., 2012). Peningkatan populasi/ha tanpa meningkatkan kepadatan tanam per lubang tanam belum dilaporkan. Diperlukan perlakuan jarak tanam dalam baris menggunakan bibit tebu asal mata tunas tunggal terinfeksi mikoriza di persemaian dengan harapan untuk meningkatkan populasi tebu giling tanpa meningkatkan kepadatan tanam. Pengkajian dilakukan pada sifat fisiologi, pertumbuhan, hasil tebu giling, dan rendemen, serta usahatani. Kebaruan penelitian terletak pada: (1) Sifat biokimia dan fisiologi benih mata tunas tunggal 5 klon tebu selama penyimpanan dan faktor fisiologi dan biokimia penentu daya tumbuh; (2) perkembangan infeksi mikoriza dan perakaran karena pengaruh dosis dan waktu inokulasi mikoriza serta sifat fisiologi dan pertumbuhan bibit; (3) Sifat fisiologi, pertumbuhan, produktivitas tebu giling, rendemen, dan produktivitas kristal gula pada pengaruh jarak tanam yang berbeda pada bibit tebu asal mata tunas tunggal terinfeksi mikoriza di lahan kering,; (4) profitabilitas usahatani dan peningkatan efektifitas usahatani tebu di lahan kering. 5
2. Manfaat penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi keilmuan tentang: 1) Fisiologi benih mata tunas tunggal 5 klon tebu khususnya pengaruh penyimpanan dan daya tumbuhnya; 2) Kolonisasi mikoriza karena pengaruh dosis dan waktu inokulasi dan pengaruhnya terhadap sifat fisiologi dan pertumbuhan benih 5 klon tebu; 3) Perubahan fisiologi dan pertumbuhan 5 kon tebu asal mata tunas tunggal karena pengaruh jarak tanam di lahan kering; 4) pengembangan teknologi budidaya tebu sistim pindah tanam bibit yang meningkatkan hasil dan rendemen tebu dan usahataninya. D. Tujuan Penelitian Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah, tujuan penelitian adalah: 1. Menentukan media simpan yang sesuai untuk benih mata tunas tunggal 5 klon tebu terhadap daya tumbuh, sifat fisik, fisiologi, dan biokimia benih selama penyimpanan 2. Menentukan dosis inokulum mikoriza yang optimal terhadap kolonisasi, sifat fisiologi dan pertumbuhan benih mata tunas tunggal 5 klon di persemaian 3. Menentukan waktu inokulasi mikoriza yang tepat terhadap kolonisasi, sifat fisiologi, pertumbuhan, dan komponen hasil tebu sistim pindah tanam bibit asal mata tunas tunggal di lapangan. 4. Menentukan jarak tanam optimal pada sistim pindah bibit asal mata tunas tunggal 5 klon tebu terinfeksi mikoriza terhadap sifat fisiologi, pertumbuhan, komponen hasil, rendemen, produktivitas tebu giling dan kristal gula di lahan kering 5. Mengetahui usahatani tebu sistim pindah tanam bibit tebu asal mata tunas tunggal terinfeksi mikoriza pada perbedaan pengaruh jarak tanam di lahan kering. E. Luaran yang Diharapkan Luaran penelitian sesuai tahapan percobaan. Luaran Percobaan 1 adalah media simpan terbaik pada 5 klon tebu yang mampu mempertahankan umur simpan dan daya tumbuh benih dengan sifat fisiologi, biokimia, dan fisik benihnya; Percobaan 2 dosis inokulum mikoriza optimal pada 5 klon tebu yang menghasilkan kolonisasi dan pertumbuhan bibit terbaik; Percobaan 3 waktu inokulasi inokulum mikoriza yang tepat pada sistim pindah bibit 5 klon tebu asal mata tunas tunggal berdasarkan kolonisasi akar, sifat fisiologi, pertumbuhan, dan komponen hasil; Percobaan 4 jarak tanam terbaik sistim pindah tanam bibit asal mata tunas tunggal 5 klon tebu terinfeksi mikoriza yang meningkatkan hasil tebu giling, rendemen, dan kristal gula dengan sifat fisiologi, pertumbuhan, dan komponen hasil tebu serta usahataninya di lahan kering. 6
7