DIKLAT TEKNOLOGI BIOETANOL BAGI GURU SMK
MODUL GURU
PENGELOLAAN BAHAN BAKU BIOETANOL
Disusun oleh: UJANG AHMAD SOBANDI CAMADI Editor: Niamul Huda
Didukungi oleh:
TEACHING BIOMASS TECHNOLOGIES AT MEDIUM TECHNICAL SCHOOLS Dikembangkan oleh: ETC Foundation the Netherlands
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Pusat Pengembangan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Bidang Mesin dan Teknik Industri/ TEDC Bandung Desember 2013
i
KATA PENGANTAR
Modul ini dimaksudkan untuk memandu peserta pendidikan dan pelatihan kompetensi untuk melaksanakan tugas kegiatan belajar di tempat diklat ataupun di tempat masing-masing. Dengan demikian diharapkan setiap peserta diklat akan berusaha untuk melatih diri memecahkan berbagai persoalan sesuai dengan tuntutan kompetensi yang akan dipilih. Di dalam buku modul ini diberikan kegiatan belajar, tugas- tugas dan tes formatif dimana seluruh kegiatan tersebut diharapkan dikerjakan/dilakukan secara man-diri/kelompok oleh setiap peserta diklat untuk melatih kemampuan dirinya dalam memecahkan berbagai persoalan Dalam pelaksanaanya seluruh kegiatan dilakukan oleh setiap peserta/siswa dengan arahan Pembimbing/Instruktur yang ditugaskan, dan pada akhir diklat seluruh materi dari modul ini akan diujikan secara mandiri untuk memenuhi tuntutan kompetensi dan standar pekerjaan/perusahaan. Materi pembelajaran atau bahan dari modul dan tugas-tugas ini diambil dari beberapa buku referensi yang dipilih dan juga buku referensi tersebut sebagai bahan bacaan yang dianjurkan untuk memperkaya penguasaan kompetensi peserta diklat. Diharapkan setiap peserta pelatihan setelah mempelajari dan melaksanakan semua petunjuk dari modul ini secara tuntas, akan mempunyai kompetensi sesuai dengan tuntutan pekerjaan sebagai tenaga pelaksana pemeliharaan Teknik Energi Terbarukan. Bandung, November 2013 Kepala PPPPTK BMTI,
Dr. Dedy H. Karwan, MM NIP. 19560930 198103 1 003
i
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ................................................................................................ i DAFTAR ISI ............................................................................................................ ii DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ iv DAFTAR TABEL ..................................................................................................... v PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL .................................................................... vi
PENDAHULUAN A. Latar Belakang ........................................................................................ 1 B. Tujuan Pembelajaran ... .......................................................................... 2 C. Materi Pokok dan Sub Materi Pokok .. .................................................... 3
Materi Pokok 1 SUMBER-SUMBER BAHAN BIOETANOL ................................................... 4 Deskripsi Materi ............................................................................................ 4 Indikator Keberhasilan .................................................................................. 4 Uraian dan Contoh ....................................................................................... 4 A. Tebu ....................................................................................................... 4 B. Sorgum ................................................................................................ 10 C. Ubi Kayu .............................................................................................. 18 Latihan Soal dan Penugasan...................................................................... 21 Rangkuman ................................................................................................ 22 Evaluasi Materi .......................................................................................... 24 Umpan Balik dan Tindak Lanjut ................................................................. 25 Materi Pokok 2 MENGENAL UBI KAYU ............................................................................. 27 Deskripsi Materi ......................................................................................... 27 Indikator Keberhasilan ............................................................................... 27 Uraian dan Contoh .................................................................................... 27 A. Morfologi Ubi Kayu .............................................................................. 27 B. Kandungan Kimia Ubi Kayu ................................................................ 32 C. Syarat Tumbuh Ubi Kayu ..................................................................... 32 Latihan dan Soal ................................................................................... 33 ii
Rangkuman ........................................................................................... 33 Evaluasi Materi ..................................................................................... 35 Umpan Balik dan Tindak Lanjut ........................................................... 35 Materi Pokok 3 BUDI DAYA UBI KAYU .............................................................................. 37 Deskripsi Materi ......................................................................................... 37 Indikator Keberhasilan ............................................................................... 37 Uraian Materi dan Contoh .......................................................................... 37 A. Menyiapkan Lahan ............................................................................... 38 B. Memilih dan Menyiapkan Bibit .............................................................. 47 C. Melakukan Penanaman ........................................................................ 50 D. Memelihara Tanaman ......................................................................... 52 Latihan Soal dan Penugasan ...................................................................... 60 Evaluasi Materi Pokok ................................................................................ 65 Umpan Balik dan Tindak Lanjut ................................................................. 66 Materi Pokok 4 PANEN DAN PENANGANAN PASCA PANEN .......................................... 69 Deskripsi Materi ......................................................................................... 69 Indikator Keberhasilan ............................................................................... 69 Uraian Materi dan Contoh .......................................................................... 69 A. Memanen Ubi Kayu .............................................................................. 69 B. Penanganan Pasca Panen Ubi Kayu ................................................... 71 Latihan Soal dan Penugasan ................................................................ 77 Evaluasi Materi Pokok........................................................................... 78 Umpan Balik dan Tindak Lanjut ........................................................... 78
DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................................79
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Bentuk pohon tebu, daun tebu dan batang tebu
iii
Gambar 1.2. Bentuk tanaman sorgum , daun sorgum, dan buahsorgum. Gambar 1.3. Bentuk pohon ubi kayu, daun ubi kayu dan batang ubi kayu Gambar 2.1. Bentuk pohon ubi kayu, Gambar 3.1. Guludan Tunggal (Kenongan) Gambar 3.2. Skema pola pembentukan guludan Gambar 3.3. Ukuran dan Bentuk Guludan Gambar 3.4. Penyemaian Bibit Gambar 3.5. Pemindahan Bibit Gambar 3.6. Pemeliharaan Bibit
DAFTAR TABEL Tabel 1.1. Kandungan nutrisi sorgum dibanding sumber pangan lain.
iv
Tabel 1.2. Karaketeristik empat varietas unggul ubi kayu untuk bahan baku bioetanol Tabel 2.1. Karakteristik beberapa varietas unggul ubikayu Tabel 3.1. Efektivitas pengolahan tanah konservasi dan produktif Tabel 3.2. Kandungan Unsur Hara dalam Pupuk Kandang Tabel 3.3. Produksi stek beberapa varietas ubikayu pada kepadatan populasi berbeda Tabel 3.4. Pengaruh cara tanam terhadap hasil ubi kayu. Tabel 3.5 Hasil panen usaha ubi kayu monokultur dibandingkan dengan tumpangsari Tabel 3.6 Pengaruh waktu bebas gulma terhadap hasil ubi kayu Tabel 3.7 Kebutuhan N, P, dan K tanaman ubi kayu dibandingkan dengan komoditas lain
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL
v
1. Baca semua isi dan petunjuk pembelajaran modul mulai halaman judul hingga akhir modul ini. Ikuti semua petunjuk pembelajaran yang harus diikuti pada setiap Kegiatan Belajar 2. Belajar dan bekerjalah dengan penuh tanggung jawab dan sepenuh hati, baik secara kelompok maupun individual sesuai dengan tugas yang diberikan. 3. Kerjakan semua tugas yang diberikan dan kumpulkan sebanyak mungkin informasi yang dibutuhkan untuk meningkatkan pemahaman Anda terhadap modul ini. 4. Jagalah keselamatan dan keamanan kerja serta peralatan baik di kelas, laboratorium maupun di lapangan. 5. Kompetensi yang dipelajari di dalam modul ini merupakan kompetensi minimal. Oleh karena itu disarankan Anda mampu belajar lebih optimal. 6. Laporkan semua pengalaman belajar yang Anda peroleh baik tertulis maupun lisan sesuai dengan tugas setiap modul.
vi
PENDAHULUAN
A. Latar belakang Peningkatan pertumbuhan ekonomi dan populasi disertai berbagai aktivitasnya akan meningkatkan kebutuhan energi hampir di seluruh sektor ekonomi. Data kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) menyebutkan, sepanjang tahun 2010 realisasi konsumsi premium sebesar 23 juta Kl atau 7 % di atas kuota, realisasi solar 12.8 juta Kl atau 14 % di atas kuota, dan minyak tanah 2.4 juta Kl atau 37 % di bawah kuota.
Seiring dengan peningkatan penggunaan bahan bakar minyak di Indonesia oleh berbagai aktivitas seperti transportasi, industri dan rumah tangga, akan berpotensi meningkatkan
kadar
karbondioksida
di
lingkungan.
Berdasarkan
data
Environmental Modeling and Assessment (1999) kadar karbondioksida di lingkungan pada tahun 2000 saja sudah mencapai 380 ppm. Melihat permasalahan tersebut tentu harus dicari solusi untuk menekan ketergantungan sektor ekonomi terhadap bahan bakar minyak. Solusi tersebut adalah mensubtitusi penggunaan Bahan Bakar Minyak (BBM) yang berasal dari fosil, dengan bahan bakar yang dapat diperbarui (renewable) dan ramah lingkungan dengan potensi sumber bahan baku yang tinggi atau yang dikenal dengan Bahan Bakar Nabati (BBN). Potensi tersebut ada pada penggunaan biofuel.
Berdasarkan roadmap biofuel pada perencanaan pengelolaan energi nasional, Indonesia menargetkan mampu mensubtitusi bahan bakar bensin oleh bioetanol sebanyak 2 %, 3 %, dan 5 % masing-masing pada tahun 2010, 2015, dan 2025. Oleh karena itu, untuk menindaklanjuti target tersebut telah banyak biofuel yang dikembangkan sebagai subtitusi bahan bakar minyak yakni biodiesel dan bioetanol. 1
Bioetanol adalah nama lain dari Etanol atau Etil alkohol yaitu suatu senyawa organik dengan rumus kimia CHᴣ CH2OH. Untuk memproduksi etanol dapat dilakukan dengan dua cara yaitu sintesa kimia dan sintesa mikrobiologi. Dengan cara kimia etanol dapat diproduksi melalui sintesa senyawa etilen dibantu suatu katalis yaitu asam sulfat dan pemanasan pada temperatur 70 ºC dengan tekanan 10 atmosfir. Selain cara kimia, etanol dapat disintesa melalui proses fermentasi dengan suatu substrat gula monosakarida yang melibatkan katalis biologis berupa enzim yang dihasilkan oleh suatu mikroorganisme.
Keberhasilan pembuatan bioetanol dari bahan nabati menuntut ketersedian bahan baku yang memenuhi syarat baik jumlah maupun kualitasnya. Bahan baku ini akan kita peroleh apabila kita melakukan budidaya tanaman penghasil bioetanol secara baik. Berbagai jenis sumber bahan baku bioetanol terdapat di Indonesia, seperti ubi kayu, sagu, ubi jalar, sorgum,
dan tebu (tetes tebu/molases).
Tanaman-tanaman tersebut umumnya sangat baik tumbuh dan dikembangkan di Indonesia. Jika dikelola dengan teknik budidaya yang baik, maka akan menghasilkan bahan baku bioetanol yang dapat mencukupi kebutuhan permintaan bioetanol. Pada modul ini akan dikenalkan sumber-sumber tanaman penghasil bioetanol seperti tebu (tetes tebu/molases) dan sorgum secara umum, serta ubi kayu yang dibahas secara khusus dan menyeluruh.
B. Tujuan Pembelajaran Secara umun setelah mempelajari modul ini diharapkan peserta dapat : 1. Mengenal sumber-sumber bahan tanaman penghasil bioetanol 2. Mengenal secara khusus ubi kayu dilihat secara biologi, kimia, dan syarat tumbuh 3. Menjelaskan tekhnik budidaya ubi kayu dari mulai pengolahan lahan, persiapan bibit, dan pemeliharaan
2
4. Menjelaskan cara pemanenan dan penanganan pasca panen untuk kepentingan produksi bioetanol. 5. melakukan budidaya tanaman penghasil etanol (ubikayu)
C. Sistematika Modul Modul ini disusun berdasarkan sistematika di bawah ini : Pendahuluan A. Latar Belakang B. Tujuan C. Sistematika Modul Materi pokok 1 Sumber-sumber Bahan Bioetanol A. Tebu (molases) B. Sorgum C. Ubi Kayu Materi Pokok 2 Mengenal Ubi Kayu A. Morfologi Ubi Kayu B. Kandungan Kimia C. Syarat Tumbuh Materi Pokok 3 Budi Daya Ubi Kayu A. Pengolahan lahan B. Persiapan Bibit C. Pemeliharaan dan Pemupukan Materi Pokok 4 Pemanenan dan Pasca Panen A. Pemanenan B. Penanganan Pasca Panen. 3
Materi Pokok 1
SUMBER-SUMBER BAHAN BIOETANOL
DESKRIPSI MATERI Bagian ini menjelaskan sumber-sumber tanaman yang dapat menghasilkan dan sebagai bahan baku bioetanol. Tebu (molases), sorgum, dan ubi kayu merupakan contoh tanaman yang dapat menghasilkan dan bahan baku
bioetanol yang
dikenalkan pada bagian ini. Morfologi, taksonomi, syarat tumbuh, habitat, dan potensi sebagai tanaman penghasil bioetanol dijelaskan. Selain itu, juga dijelaskan sejarah asal dan nama lain dari tanaman tersebut yang di setiap daerah berbeda.
INDIKATOR KEBERHASIL AN Setelah mempelajari materi ini peserta dapat :
Mengenal tanaman penghasil bahan bioetanol
Menjelaskan morfologi masing-masing tanaman penghasil bahan bioetanol
Menjelaskan syarat tumbuh masing-masing
tanaman penghasil bahan
bioetanol
Menjelaskan habitat dan penyebaran masing-masing tanaman penghasil bahan bioetanol
Menjelaskan potensi masing-masing tanaman sebagai bahan baku bioetanol 4
URAIAN DAN CONTOH
A. Tebu Tanaman ini hanya dapat tumbuh di daerah beriklim tropis. Termasuk jenis tanaman rumput-rumputan. Umur tanaman sejak ditanam sampai bisa dipanen mencapai kurang lebih 1 tahun. Di Indonesia tebu banyak dibudidayakan di pulau Jawa dan Sumatera Tebu merupakan tanaman yang berasal dari India. Namun banyak juga literatur yang menyatakan bahwa tebu berasal dari Polynesia. Meski demikian Nikolai Ivanovic Vavilov, seorang ahli botani Soviet, yang telah melakukan ekspedisi pada tahun 1887 – 1942 ke beberapa daerah di Asia, Eropa, Afrika, Amerika Selatan, dan seluruh Uni Soviet, memastikan bahwa sentrum utama asal tanaman ini adalah India dan Indo-Malaya.
Hasil ekspedisi Vavilov menyimpulkan bahwa India merupakan daerah asal tanaman padi, tebu, dan sejumlah besar Leguminose serta buah-buahan. Dari sentrum utama asal tebu di India dan Indo-Malaya, kemudian ditanam meluas secara komersial di berbagai negara di dunia, baik yang iklimnya tropis maupun yang iklimnya sub-tropis.
Negara-negara penghasil gula tebu di dunia, antara lain India, Kuba. Puertorico, Brasil, Philipina, taiwan, Hawai, Argentina, Peru, Luisinia, Australia, dan Indonesia. Di Indonesia, komoditas tebu memiliki sejarah panjang dan berubah-ubah. Pusat penanaman tebu di Indonesia mulanya terpusat di pulau Jawa, yang dirintis waktu kolonialisasi Belanda. Pada waktu itu, penanaman tebu diberlakukan secara paksa dan perdagangan gulanya dimonopoli oleh Belanda
Setelah kolonialisasi Belanda, pengembangan tebu pada umumnya dalam bentuk perkebunan swasta yang didominasi oleh orang-orang Tionghoa. Dalam beberapa 5
tahun terakhir, pengembangan tanaman tebu makin meluas ke berbagai daerah, termasuk dikeluarkannya kebijakan pemerintah untuk pengembangan industri gula di Kawasan Indonesia Timur (KIT)
6
1. Taksonomi dan Morfologi Tanaman.
http://teknis-budidaya.blogspot.com/2007/10/budidaya-tebu.html
Gambar 1.1 : Bentuk pohon tebu, daun tebu dan batang tebu
Dalam sistem taksonomi tumbuhan, kedudukan tebu diklasifikasikan sebagai berikut : Divisi
: Plantae(tumbuh-tumbuhan)
Subdivisi
: Spermatophyta(tumbuhan berbiji)
Ordo
: Angiospermae(berbiji tertutup)
Kelas
: Monocotyledonae (biji berkeping satu)
Famili
: Graminae (Poaceae)
Subfamili
: Andropogonae 7
Genus
: Saccharum
Spesies
: Saccharumoffcinarum
Tebu memiliki banyak nama daerah, di antaranya disebut teubee, tebau, tobu, tepu, towu, sakole, tiwu, rsan, isepan, dobu, ilaho, tewoh, paotdo, suwan, pola, timbapambe, tiew, kawuo, tepih, mone, eyamayok, ayen, atihu, tehu, usak, dan banyak lagi nama lainnya.. sedangkan nama asing tebu, di antaranya suikeriet, canne a surce, zuckerroshr, dan sugarcane.
Kerabat tebu antara lain adalah gelagah. Pada skala penelitihan, tanaman gelagah dapat digunakan sebagai induk persilangan dengan tebu untuk menhasilkan varietas unggul tebu. Tanaman ini hidupnya tahunan (parennial) dan bersifat merumpun, termasuk biji berkeping satu sehingga memiliki sistem perakaran serabut
2. Jenis atau Variasi Tanaman Tebu Tebu memilki banyak jenis atau varietas, karena dari tahun ke tahun hampir selalu ditemukan varietas baru hasil perakitan atau persilangan. Pada mulanya hanya dikenal varietas tebu lokal Jepara Putih dan Cirebon Hitam. Namun dalam perkembangan selanjutnya, telah banyak penelitihan terkait penciptaan varietas baru tebu. Saat ini, di antara jenis-jenis tebu yang dibudidayakan setidaknya dapat dibedakan menjadi 3 jenis besar, yakni Pasuruan (Ps), Prof. SatationOost Java (POJ), danBultenlandseZaadrietsoorten (Bz). Dalam melakukan deskripsi suatu varietas tebu biasanya di dasarkan pada tiga komponen karakteristik, yaitu asal, sifat-sifat botani, dan sifat-sifat agronomis.
3. Daur kehidupan
Daur kehidupan tanaman tebu melalui 5 fase : a. Fase perkecambahan, dimulai dengan pembentukan taji pendek dan akar stek pada umur 1 minggu dan diakhiri pada fase kecambah pada umur 5 minggu. 8
b. Fase pertunasan, dimulai dari umur 5 minggu sampai umur 3,5 bulan. c.
Fase pemanjangan batang, dimulai pada umur 3,5 bulan sampai 9 bulan.
d. Fase kemasakan, merupakan fase yang terjadi setelah pertumbuhan vegetatif menurun dan sebelum batang tebu mati. Pada fase ini gula di dalam batang tebu mulai terbentuk hingga titik optimal, kurang lebih terjadi pada bulan Agustus,dan setelah itu remdemennya berangsur-angsur menurun.Tahap pemasakan inilah yang disebut dengan tahap penimbunan rendemen gula. e. Fase Kematian
4. Syarat Tumbuh
Tanah yang cocok adalah bersifat kering-kering basah, yaitu curah hujan kurang dari 2000 mm per tahun. Tanah tidak terlalu masam, pHdiatas 6,4. Ketinggian kurang dari 500 m dpl.Tanaman tebu dapat tumbuh hingga 3 meter di kawasan yang mendukung dan ketika dewasa hampir seluruh daun-daunnya mengering, namun
masih
mempunyai
beberapa
daun
hijau.
Sebelum
panen,
jika
memungkinkan, seluruh tanaman tebu dibakar untuk menghilangkan daun-daun yang telah kering dan lapisan lilin. Api membakar pada suhu yang cukup tinggi dan berlangsung sangat cepat sehingga tebu dan kandungan gulanya tidak ikut rusak.
5. Tebu (Molases) Sebagai Bahan Bioetanol
Untuk pembuatan gula, batang tebu yang sudah dipanen diperas dengan mesin pemeras (mesin press) di pabrik gula. Sesudah itu,nira atau air perasan tebu tersebut disaring, dimasak, dan diputihkan sehingga menjadi gula pasir yang kita kenal. Dari proses pembuatan tebu tersebut akan dihasilkan gula 5%, ampas tebu 90% dan sisanya berupa tetes (molasse) dan air.
Bahan-bahan ikutan merupakan bahan baku yang sangat potensial bagi produk produk bioteknologi (mikrobiologi), karena merupakan komponen bahan organik sebagai sumber karbon. Potensi bahan baku dalam jumlah besar ini membuka 9
peluang untuk diolah lebih lanjut menjadi bahan bernilai ekonomis tinggi. Salah satu bahan ikutan yang dapat diolah lebih lanjut adalah tetes (molasses) yang bisa dijadikan produk bioetanol melalui proses fermentasi.
Salah satu potensi yang relatif besar adalah pengembangan bioetanol berbahan baku tebu. Dengan asumsi 80 liter bioetanol dapat dihasilkan dari 1 ton tebu (data teknis di Brazil) dan produktivitas tebu rata-rata 80 ton per ha, maka dari setiap ha lahan tebu dapat dihasilkan 6.400 liter etanol. Pada dasarnya unit prosesing pembuatan etanol dari tebu terdiri dari 4 bagian, yaitu: a. Unit gilingan b. Unit preparasi bahan baku c.
Unit fermentasi
d. Unit destilasi
Unit gilingan berfungsi untuk menghasilkan nira mentah dari tebu Semua nira yang keluar dari setiap unit gilingan dijadikan satu dan disebut nira mentah. Unit preparasi berfungsi untuk menjernihkan dan memekatkan nira mentah yang dihasilkan unit gilingan. Klarifikasi bisa dilakukan secara fisik dengan penyaringan atau secara kimiawi. Klarifikasi terutama bertujuan untuk menghilangkan beberapa impurities yang bisa mengganggu proses fermentasi. Nira yang dihasilkan dari proses ini disebut nira jernih.
Unit fermentasi berfungsi untuk mengubah nira jernih menjadi etanol, melalui aktivitas fermentasi ragi. Jumlah unit fermentasi biasanya terdiri dari beberapa unit (batch) atau systemkontinyu tergantung kepada kondisi dan kapasitas pabrik. Beberapa nutrisi ditambahkan untuk optimalisasi proses. Etanol yang terbentuk dibawa ke dalam unit destilasi.
Unit destilasi berfungsi untuk memisahkan etanol dari cairan lain khususnya air. Unit ini juga terdiri dari beberapa kolom destilasi. Etanol yang dihasilkan biasanya memiliki kemurnian sekitar 95-96%. Proses pemurnian lebih lanjut akan 10
menghasilkan
etanol
(99%/ethanolanhydrous),
dengan yang
tingkat
biasanya
kemurnian digunakan
lebih
sebagai
tinggi campuran
unleadedgasoline menjadi gasohol.
Penggunaan tebu sebagai bahan pembuatan etanol yang nantinya akan digunakan sebagai alternativerenewableenergy memang cukup menjanjikan. Upaya penggunaan etanol dari tebu sebagai alternatif BBM perlu didukung. Paling tidak, hal tersebut dilatarbelakangi oleh 2 hal. Pertama, adanya alasan ekonomi yang kuat berkaitan dengan berkurangnya cadangan minyak, fluktuasi harga dan ketidakstabilan politik di kawasan Timur Tengah sehingga mengganggu suplai BBM
di
beberapa
negara
importir
termasuk
Indonesia.
Akan tetapi penggunaan tebu sebagai pembuatan etanol juga masih memiliki banyak kendala. Kendala tersebut antara lain adalah penggunaan tebu yang digunakan juga sebagai bahan baku pembuatan gula. Jika tebu digunakan untuk pembuatan etanol, maka kebutuhan gula akan tersendat. Kendala lain adalah lahan pertanian tebu yang terbatas. Oleh karenanya, pengembangan produksi etanol memerlukan koordinasi dari operator sektor pertanian, industri, energi, perdagangan, transportasi dan BUMN agar kendala-kendala tersebut dapat teratasi.
B. Sorgum Sorgum (Sorghum bicolor L.) adalah tanaman serealia yang potensial untuk dibudidayakan dan dikembangkan, khususnya pada daerah-daerah marginal dan kering di Indonesia. Keunggulan sorgum terletak pada daya adaptasi agroekologi yang luas, tahan terhadap kekeringan, produksi tinggi, perlu input lebih sedikit serta lebih tahan terhadap hama dan penyakit dibading tanaman pangan lain. Selain itu, tanaman sorgum memiliki kandungan nutrisi yang tinggi, sehingga sangat
baik
digunakan
sebagai
sumber
bahan
pangan
maupun pakan ternak alternatif. 11
Tanaman sorgum telah lama dan banyak dikenal oleh petani Indonesia khususnya di daerah Jawa, NTB dan NTT. Di Jawa sorgum dikenal dengan nama Cantel, dan biasanya petani menanamnya secara tumpang sari dengan tanaman pangan lainnya. Produksi sorgum Indonesia masih sangat rendah, bahkan secara umum produk sorgum belum tersedia di pasar-pasar. Sorgum bukan merupakan tanaman asli Indonesia tapi berasal dari wilayah sekitar sungai Niger di Afrika. Domestikasi sorgum dari Etiopia ke Mesir dilaporkan telah terjadi sekitar 3000 tahun sebelum masehi.
Sekarang, sekitar 80 % areal
pertanaman sorgum berada di wilayah Afrika dan Asia, namun produsen sorgum dunia masih didominasi oleh Amerika Serikat, India, Nigeria, Cina, Mexico, Sudan dan Argentina.
Di Indonesia sorgum telah lama dikenal oleh petani khususnya di Jawa, NTB dan NTT. Di Jawa sorgum dikenal dengan nama Cantel, sering ditanam oleh petani sebagai tanaman sela atau tumpang sari dengan tanaman lainnya. Budidaya, penelitian dan pengembangan tanaman sorgum di Indonesia masih sangat terbatas, bahkan secara umum produk sorgum belum begitu populer di mastarakat. Padahal sorgum memiliki potensi besar untuk dapat dibudidayakan dan dikembangkan secara komersial karena memiliki daya adaptasi luas, produktivitas tinggi, perlu input relatif lebih sedikit, tahan terhadap hama dan penyakit tanaman, serta lebih toleran kondisi marjinal (kekeringan, salinitas dan lahan masam). Dengan daya adaptasi sorgum yang luas tersebut membuat sorgum berpeluang besar untuk dikemangkan di Indonesia sejalan dengan optimalisasi pemanfaatan lahan kosong, yang kemungkinan berupa lahan marginal, lahan tidur, atau lahan non-produktif lainnya.
Di antara spesies sorgum terdapat suatu jenis sorgum manis yang batangnya mengandung kadar gula tinggi. Sorgum manis banyak digunakan sebagai pakan ternak, bahan pembuatan gula cair (sirup), jaggery (semacam gula merah) dan bioetanol. Sebagai sumber energi, bioetanol sorgum telah banyak diteliti dan 12
dikembangkan di beberapa negara seperti di China, Amerika Serikat, India, dan Belgia. Prospek sorgum di Indonesia sangat baik dan dapat dijadikan komoditas andalan mengingat sorgum bisa dikembangkan searah dan sejalan dengan upaya peningkatan produktivitas lahan kosong (lahan marginal, lahan tidur, dan atau lahan non-produktif lainnya) yang jumlahnya sangat luas terdapat di negeri ini. Untuk menggali dan mengembangkan potensi sorgum maka perlu didukung dengan litbang yang kuat dalam berbagai aspek terkait seperti aspek agronomi, pemuliaan tanaman, perbenihan, pasca panen serta pengembangan agribisnis di tingkat hilir.
13
1. Taksonomi dan Morfologi Tanaman.
Dalam sistem taksonomi tumbuhan, kedudukan sorgum diklasifikasikan sebagai berikut : Divisi
: Plantae(tumbuh-tumbuhan)
Subdivisi
: Spermatophyta(tumbuhan berbiji)
Ordo
: Angiospermae(berbiji tertutup)
Kelas
: Monocotyledonae (biji berkeping satu)
Famili
: Graminae (Poaceae)
Genus
: Sorghum
Adapun sifat-sifat morfologis dan fisiologis tanaman sorgum adalah sebagai berikut : a. Bagian tanaman diatas tanah tumbuh lambat sebelum perakarannya berkembang dengan baik. b. Sistem perakarannya terdiri atas akar-akar seminal (akar-akar primer) pada dasar buku pertama pangkal batang, akar-akar koronal (akar-akar pada pangkal batang yang tumbuh ke arah atas) dan akar udara (akar-akar yang tumbuh dipermukaan tanah). c.
Tanaman sorgum membentuk perakaran sekunder 2 kali lipat dari jagung.
d. Batang beruas-ruas dan berbuku-buku, tidak bercabang dan pada bagian tengah batang terdapat seludang pembuluh yang diselubungi oleh lapisan keras (selselparenchym). e. Daun tumbuh melekat pada buku-buku batang dan tumbuh memanjang, yang terdiri dari kelopak daun, lidah daun dan helaian daun. Daun berlapis lilin yang dapat menggulung bila terjadi kekeringan. f.
Bunga tersusun dalam malai. Tiap malai terdiri atas banyak bunga yang dapat menyerbuk sendiri atau silang. Biji tertutup oleh sekam yang berwarna kekuning-kuningan atau kecoklat-coklatan.
g. Warna biji bervariasi yaitu coklat muda, putih atau putih suram tergantung varietas. 14
h. Tinggi tanaman berkisar 1 1,5 meter bahkan lebih tergantung varietas.
Gambar 1.2 : Bentuk tanaman sorgum , daun sorgum, dan buahsorgum
Berdasarkan bentuk malai dan tipe spikelet, sorgum diklasifikasikan ke dalam 5 ras yaitu ras Bicolor, Guenia, Caudatum, Kafir, dan Durra. Ras Durra yang umumnya berbiji putih merupakan tipe paling banyak dibudidayakan sebagai sorgum biji (grain sorgum) dan digunakan sebagai sumber bahan pangan. Diantara ras Durra terdapat varietas yang memiliki batang dengan kadar gula tinggi disebut sebagai sorgum manis (sweetsorghum). Sedangkan ras-ras lain pada umumnya digunakan sebagai biomasa dan pakan ternak. Selain itu ada yang membagi jenis tanaman ini sebagai berikut :
15
a. Sorgum berumur pendek/semusim (Sorghumvulgare) b. Sorgum Makanan Ternak c.
Varietas sachartumbatangnya banyak mengandung gula yangdapat dipakai untuk membuat sirup. Ditanam juga untukmenghasilkan pakan ternak.
d. Sorgum penghasil biji nonsaccharingJenis sorgum ini diantaranyamilo, kafir, feteria
dan
heigaribatangnya
tidak
mengandung
gula
dan
bijinya
mengandungkarbohidrat, protein dan lemak, daun untuk pakan ternak. e. Sorgum
sapuJenis
tanaman
sorgum
ini
menghasilkan
malai
yang
panjangtangkainya (30 90cm) untuk dijadikan sapu dan sikat f.
Sorgum rumput (Sorgum vulgaresudanense)Jenis ini dikenal dengan sebagai rumput sunda, mempunyai sifattahan kering dan tahan kekurangan air. Jenis ini dapat tumbuhdengan baik di tempat Rumput Benggala dan Paspalum. Rumputini dapat mencapai ketinggian 1,5 meter.
g. Sorgum Tahunan (Sorgum helepensis) jenis sorgum ini merupakan nenek moyang Sorgum vulgare,dimana jenis sorgum ini tidakmenghasilkan biji, namun
dapatdimanfaatkan
untuk
makanan
ternak.
Diluar
negeri
dikenalsebagai rumput Johnson. Tabel 1.1. Kandungan nutrisi sorgum dibanding sumber pangan lain. Kandungan/100 g Unsur Nutrisi Kalori (cal) Protein (g) Lemak (g) Karbohidrat (g) Kalsium (mg) Besi (mg) Posfor (mg) Vit. B1 (mg)
Beras 360 6.8 0.7 78.9 6.0 0.8 140 0.12
Sorgum 332 11.0 3.3 73.0 28.0 4.4 287 0.38
Singkong
Jagung
Kedele
146 1.2 0.3 34.7 33.0 0.7 40 0.06
361 8.7 4.5 72.4 9.0 4.6 380 0.27
286 30.2 15.6 30.1 196.0 6.9 506 0.93
Sumber: DEPKES RI., Direktorat Gizi (1992). 2. Syarat Tumbuh Tanaman sorgum dapat berproduksi walaupun dibudidayakan dilahan kurang 16
subur, air yang terbatas dan masukkan (input) yang rendah, bahkan dilahan yang berpasirpun sorgum dapat dibudidayakan. Namun apabila ditanam pada daerah yang berketinggian diatas 500 m dpl tanaman sorgum akan terhambat pertumbuhannya dan memiliki umur yang panjang. Menurut hasil penelitian, lahan yang cocok untuk pertumbuha yang optimum untuk pertanaman sorgum adalah : a. Suhu optimum 23° 30 ° C b. Kelembaban relatif 20% 40% c. Suhu tanah ± 25° C d. Ketinggian ≤ 800 m dpl e. Curah hujan 375 – 425 mm/th f. pH 5,0 – 7,5
Selain persyaratan diatas sebaiknya sorgum jangan ditanam di tanah podzolik merah kuning yang masam, namun untuk memperoleh pertumbuhan dan produksi yang optimal perlu dipilih tanah ringan atau mengandung pasir dan bahan organik yang cukup. Tanaman sorgum dapat beradaptasi pada tanah yang sering tergenang air pada saat banyak turun hujan apabila sistemperakarannya sudah kuat. 3. Sorgum Sebagai Bahan Baku Bioetanol Sebagai tanaman serealia (biji-bijian), sorgum memiliki manfaat yang multi guna. Selain bijinya digunakan sebagai bahan pangan, batang dan daunnya untuk pakan ternak, maka gula yang terkandung dalam biji (karbohidrat) atau cairan/jus/nira batang (sorgum manis) dapat diproses menjadi etanol (bioetanol).
Industri bioetanol berbahan baku sorgum telah dikembangkan di banyak negara seperti Amerika Serikat, China, India dan Belgia. Anderson dari Iowa State University melaporkan bahwa sorgum manis mengandung gula yang dapat difermentasi dan hasilnya setara dengan 400-600 gallons etanol per acre, atau kira-kira dua kali lebih tinggi dibanding jagung.
17
Produktivitas bioetanol sorgum di Amerika Serikat mencapai 10.000 liter/ha, India 3.000–4.000 liter/ha dan China 7000 liter/ha. Sebagai bahan bakar bio (biofuel), bioetanol sorgum digunakan dalam beberbagai keperluan, misalnya dicampur dengan bensin (premium) untuk kendaraan bermotor atau yang lebih dikenal sebagai gasohol.
Di India, selain untuk gasohol, bioetanol sorgum juga digunakan sebagai bahan bakar untuk lampu penerangan (pressurizedethanollantern) disebut “Noorie” yang menghasilkan 1.250-1.300 lumens (kira-kira setara dengan bola lampu 100 W). Bioetanol sorgum juga digunakan sebagai bahan bakar kompor pemasak (pressurizedethanolstove) yang menghasilkan kapasitas panas 3 kW.
China adalah salah satu negara yang telah berhasil mengembangkan sorgum manis sejalan dengan upaya peningkatan produktivitas lahan-lahan bermasalah atau marginal. Menurut hasil riset para ahli China, pada daerah tersebut sangat potensial untuk ditanami sorgum manis karena sorgum manis memerlukan lebih sedikit air dibanding tebu, yaitu hanya sepertiganya saja. Sementara itu, periode pertumbuhan sorgum manis (3-4 bulan) lebih pendek dibanding tebu (7 bulan) sehingga memungkinkan sorgum manis dapat dipanen dua kali dalam setahun. Melalui program risetnya China telah berhasil mengembangkan industri bioetanol sorgum dengan produktivitas 7000 liter/ha.
Secara tradisional, bioetanol sebenarnya telah lebih lama diproduksi dari molases hasil limbah pengolahan gula tebu (sugarcane). Walaupun harga molases tebu relatif lebih murah, namun bioetanol sorgum memiliki peluang dapat berkompetisi mengingat beberapa kelebihan sorgum manis dibanding tebu sebagai berikut: a. Tanaman sorgum memiliki produksi biji dan biomass yang jauh lebih tinggi dibanding tanaman tebu. b. Adaptasi sorgum jauh lebih luas dibanding tebu sehingga sorgum dapat ditanam di hampir semua jenis lahan, baik lahan subur maupun lahan marjinal. c.
Tanaman sorgum memilki sifat lebih tahan terhadap kekeringan, salinitas 18
tinggi dan genangan air dibanding tanaman tebu. d. Kebutuhan air untuk tanaman sorgum hanya sepertiga dari tanaman tebu. e. Sorghum memerlukan pupuk relatif lebih sedikit dan pemeliharaannya lebih mudah daripada tanaman tebu. f.
Laju fotosintesis dan pertumbuhan tanaman sorgum jauh lebih tinggi dan lebih cepat dibanding tanaman tebu.
g. Menanam sorgum lebih mudah, kebutuhan benih hanya 4,5–5 kg/ha dibanding tebu yang memerlukan 4.500–6.000 kg stek batang. h. Umur panen sorgum lebih cepat yaitu hanya 3-4 bulan, dibanding tebu yang dipanen pada umur 7 bulan. i.
Sorgum dapat diratun sehingga untuk sekali tanam dapat dipanen beberapa kali.
Industri bioetanol memerlukan lahan untuk perkebunan sorgum manis yang luas dan pertanaman harus dilakukan sepanjang tahun, dan sebaiknya tidak memanfaatkan lahan-lahan yang merupakan lahan pertanaman pangan. Dengan asumsi produktivitas sorgum dalam menghasilkan bioetanol sebesar 2000-3500 liter/ha/musim tanam atau 4000-7000 liter/ha/tahun (di Indonesia bisa tanam 2 musim), maka untuk menghasilkan 60 juta kilo liter/tahun bioetanol akan diperlukan lahan seluas 15 juta hektar. Belajar dari China, mungkin kita dapat mengarahkan pengembangan sorgum manis di lahan seluas itu sejalan dan searah dengan pemanfaatan lahan-lahan marginal, lahan tidur, atau lahan nonproduktif lainnya yang dijumpai sangat luas terdapat di negeri kita, sehingga tidak akan berkompetisi dengan tanaman lain.
Peluang sorgum manis dikembangkan pada lahan kering cukup luas, baik pada wilayah beriklim basah (Sumatera, Kalimantan, Sulawesi dan Papua) maupun wilayah beriklim kering (Nusa Tenggara, Sulawesi Tenggara, dan sebagian Sumatera dan Jawa). Total lahan kering diperkirakan seluas 143.9 juta hektar. Dari luasan tersebut, 31.5 juta ha berupa lahan kering dengan topografi yang datar berombak (kemiringan lereng < 8 %) dan sesuai untuk dibangun perkebunan 19
sorgum.
Tanah di lahan kering beriklim basah pada umumnya bersifat masam dan merupakan ciri khas sebagian besar wilayah Indonesia. Lahan-lahan bertanah masam mempunyai tingkat kesuburan tanah yang rendah, dan menjadi kendala dalam produksi tanaman pertanian pada umumnya. Melalui program pemuliaan tanaman, mungkin perlu diteliti genotipe sorgum yang mampu beradaptasi dengan baik pada kondisi lahan pertanian semacam itu.
C. Ubi Kayu Ubi kayu merupakan tanaman perdu. Ubi kayu berasal dari Benua Amerika, tepatnya dari Brasil. Penyebarannya hampir ke seluruh dunia, antara lain Afrika, Madagaskar, India dan Tiongkok. Tanaman ini masuk ke Indonesia pada tahun 1852. Ubi kayu berkembang di negara-negara yang terkenal dengan wilayah pertaniannya. 1. Taksonomi dan Morfologi Tanaman.
20
Gambar 1.3 : Bentuk pohon ubi kayu, daun ubi kayu dan batang ubi kayu
Nama lain untuk tanaman ubi kayu sangat beragam diseluruh Indonesia. Diantaranya, ketila, keutila ubi kayee (Aceh), ubi parancih (minangkabau), ubi singkung (Jakarta), batata kayu (Manado), bistungkel (Ambon), huwi dangdeur, huwi jendral, Kasapen, sampeu, ubi kayu (Sunda), bolet, kasawe, kaspa, kaspe, katela budin, katela jendral, katela kaspe, kaspa, katela mantri, katela marikan, katela menyog, katela poung, katela prasman, katela sabekong, katela sarmunah, katela tapah, katela cengkol, ubi kayu, tela pohung (Jawa), Blandong, manggala menyok, puhung, pohung, sabhrang balandha, sawe, sawi, tela balandha, tengsag (Madura), kesawi, ketela kayu, sabrang sawi (Bali), kasubi (Gorontalo, Baree, Padu), Lame kayu (Makasar), lame aju (Bugis Majene), kasibi (Ternate, Tidore). Dalam sistematika tanaman, ubi kayu termasuk kelas Dicotyledoneae. Ubi kayu masuk dalam famili Euphorbiaceae yang mempunyai 7.200 spesies, beberapa di antaranya mempunyai nilai komersial, seperti karet (Hevea brasiliensis), jarak (Ricinus comunis dan Jatropha curcas), umbi-umbian (Manihot spp), dan tanaman hias (Euohorbia spp). Klasifikasi tanaman ubi kayu sebagai berikut : Kelas
: Dicotyledoneae
Sub Kelas
: Arhichlamydeae
Ordo
: Euphorbiales
Famili
: Euphorbiaceae 21
SubFamili
: Manihotae
Genus
: Manihot
Spesies
: Manihot esculenta Crantz
Manihot esculenta Crantz mempunyai nama lain M. utilissima dan M. alpi. Semua Genus Manihotberasal dari Amerika Selatan. Brazil merupakan pusat asal dan sekaligus sebagai pusat keragaman ubi kayu. Manihot mempunyai 100 spesies yang telah diklasifikasikan dan mayoritas ditemukan di daerah yang relatif kering. Tanaman ubi kayu dewasa dapat mencapai tinggi 1 sampai 2 meter, walaupun ada beberapa kultivar yang dapat mencapai tinggi sampai 4 meter. Batang ubi kayu berbentuk silindris dengan diameter berkisar 2 sampai 6 cm. Warna batang sangat bervariasi, mulai putih keabu-abuan sampai coklat atau coklat tua. Batang tanaman ini berkayu dengan bagian gabus (pith) yang lebar.
Setiap batang
menghasilkan rata-rata satu buku (node) per hari di awal pertumbuhannya, dan satu buku per minggu di masa-masa selanjutnya. Setiap satu satuan buku terdiri dari satu buku tempat menempelnya daun dan ruas buku (internode). Panjang ruas buku bervariasi tergantung genotipe, umur tanaman, dan faktor lingkungan seperti ketersediaan air dan cahaya. Ruas buku menjadi pendek dalam kondisi kekeringan dan menjadi panjang jika kondisi lingkungannya sesuai, dan sangat panjang jika kekurangan cahaya
2. Ubi Kayu Sebagai Bahan Baku Bioetanol
Sejak tahun 1978 Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan telah melepas 10 varietas unggul ubikayu, namun hanya ada 4 varietas yang disarankan untuk digunakan sebagai bahan baku bioetanol. Keempat varietas tersebut merupakan varietas ubi kayu pahit. Produksi varietas unggul ubi kayu tersebut dapat mencapai 25 – 40 ton/ha dengan umur panen 8 sampai 10 bulan (Tabel 1). Disamping itu, di Jawa Barat juga ada yang mengembangkan budi daya ubi kayu raksasa yang dikenal dengan nama Darul Hidayah dengan tingkat produktivitas 100 – 150 ton/ha. 22
Tabel 1.2. Karaketeristik empat varietas unggul ubi kayu untuk bahan baku bioetanol Varietas
Umur (bulan)
Hasil (ton/ha)
Kadar Pati (%)
Adira-4
8
25 – 40
25 – 30
Malang-6
9
36,4
25 – 32
UJ-3
8
30 – 40
25 – 30
UJ-5
9 - 10
25 - 38
20 - 30
Sumber : Wargiono (2006) diacu dalam Prihandana et al. (2007). Secara umum, proses pengolahan bahan berpati seperti ubi kayu, jagung dan sagu dilakukan dengan proses urutan sebagai berikut : a. Proses hidrolisis, yakni proses konversi pati menjadi glukosa. Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan -glikosidik. Pati terdiri dari dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas, fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak terlarut disebut amilopektin. Prinsip dari hidrolisis pati pada dasarnya adalah pemutusan rantai polimer pati menjadi unit-unit dekstrosa (C6H12O6). Pemutusan rantai polimer tersebut dapat dilakukan dengan berbagai metode, misalnya secara enzimatis, kimiawi ataupun kombinasi keduanya. Hidrolisis secara kimiawi dan fisik akan memutus rantai polimer secara acak, sedangkan hidrolisis enzimatis akan memutus rantai polimer secara spesifik pada percabangan tertentu. Enzim yang digunakan adalah alfa-amilase pada tahap likuifikasi, sedangkan tahap sakarifikasi digunakan enzim glukoamilase. b. Proses fermentasi untuk mengkonversi glukosa (gula) menjadi etanol dan CO2. Fermentasi etanol adalah perubahan 1 mol gula menjadi 2 mol etanol dan 2 mol CO2. Pada proses fermentasi etanol, khamir terutama akan memetabolisme glukosa dan fruktosa membentuk asam piruvat melalui tahapan reaksi pada jalur Embden-Meyerhof-Parnas, sedangkan asam piruvat yang dihasilkan akan didekarboksilasi menjadi asetaldehida yang kemudian mengalami dehidrogenasi menjadi etanol (Amerine et al., 1987). Khamir yang sering digunakan dalam fermentasi alkohol adalah Saccharomyces cerevisiae,
23
karena jenis ini dapat berproduksi tinggi, toleran terhadap alkohol yang cukup tinggi (12-18% v/v), tahan terhadap kadar gula yang tinggi dan tetap aktif melakukan fermentasi pada suhu 4-32oC. c.
Proses destilasi untuk memisahkan etanol. Distilasi merupakan pemisahan komponen berdasarkan titik didihnya. Titik didih etanol murni adalah 78 oC sedangkan air adalah 100oC (Kondisi standar). Dengan memanaskan larutan pada suhu rentang 78 – 100oC akan mengakibatkan sebagian besar etanol menguap, dan melalui unit kondensasi akan bisa dihasilkan etanol dengan konsentrasi 95 % volume.
LATIHAN DAN SOAL 1. Dari ketiga jenis tanaman di atas, manakah yang dapat tumbuh dan menghasilkan kurang dari umur 1 tahun ? 2. Jelaskan mengapa sorgum lebih unggul dalam menghasilkan bioetanol dari pada jenis tanaman lain penghasil bioetanol !
RANGKUMAN Tebu merupakan tanaman yang hanya dapat tumbuh di daerah beriklim tropis. Termasuk jenis tanaman rumput-rumputan. Umur tanaman sejak ditanam sampai bisa dipanen mencapai kurang lebih 1 tahun. Tanah yang cocok untuk tanaman ini adalah yang bersifat kering-kering basah, yaitu curah hujan kurang dari 2000 mm per tahun. Tanah tidak terlalu masam, pHdiatas 6,4. Ketinggian kurang dari 500 m dpl.
Salah satu potensi yang relatif besar dari tanaman tebu adalah untuk pengembangan bioetanol. Dengan asumsi 80 liter bioetanol dapat dihasilkan dari 1 ton tebu (data teknis di Brazil) dan produktivitas tebu rata-rata 80 ton per ha, maka dari setiap ha lahan tebu dapat dihasilkan 6.400 liter etanol. Pada dasarnya unit prosesing pembuatan etanol dari tebu terdiri dari 4 bagian, yaitu : 24
a. Unit gilingan b. Unit preparasi bahan baku c.
Unit fermentasi
d. Unit destilasi
Sorgum(Sorghumbicolor L.) adalah tanaman serealia yang potensial untuk dibudidayakan dan dikembangkan, khususnya pada daerah-daerah marginal dan kering di Indonesia. Keunggulan sorgum terletak pada daya adaptasi agroekologi yang luas, tahan terhadap kekeringan, produksi tinggi, perlu input lebih sedikit serta lebih tahan terhadap hama dan penyakit dibading tanaman pangan lain.
Tanaman sorgum dapat berproduksi walaupun dibudidayakan dilahan kurang subur, air yang terbatas dan masukkan (input) yang rendah, bahkan dilahan yang berpasirpun sorgum dapat dibudidayakan. Namun apabila ditanam pada daerah yang berketinggian diatas 500 m dpl tanaman sorgum akan terhambat pertumbuhannya dan memiliki umur yang panjang.Bioetanol dari bahan sorgum memiliki peluang dapat berkompetisi lebih mengingat beberapa kelebihan sorgum manis dibanding tebu sebagai berikut:
a. Tanaman sorgum memiliki produksi biji dan biomass yang jauh lebih tinggi dibanding tanaman tebu. b. Adaptasi sorgum jauh lebih luas dibanding tebu sehingga sorgum dapat ditanam di hampir semua jenis lahan, baik lahan subur maupun lahan marjinal. c.
Tanaman sorgum memilki sifat lebih tahan terhadap kekeringan, salinitas tinggi dan genangan air dibanding tanaman tebu.
d. Kebutuhan air untuk sorgum hanya sepertiga dari tanaman tebu. e. Sorghum memerlukan pupuk relatif lebih sedikit dan pemeliharaannya lebih mudah daripada tanaman tebu. f.
Laju fotosintesis dan pertumbuhan tanaman sorgum jauh lebih tinggi dan lebih cepat dibanding tanaman tebu.
g. Menanam sorgum lebih mudah, kebutuhan benih hanya 4,5–5 kg/ha dibanding 25
tebu yang memerlukan 4.500–6.000 kg stek batang. h. Umur panen sorgum lebih cepat yaitu hanya 3-4 bulan, dibanding tebu yang dipanen pada umur 7 bulan. i.
Sorgum dapat diratun sehingga untuk sekali tanam dapat dipanen beberapa kali.
Ubi kayu merupakan tanaman perdu. Ubi kayu berasal dari Benua Amerika, tepatnya dari Brasil. Penyebarannya hampir ke seluruh dunia, antara lain Afrika, Madagaskar, India dan Tiongkok. Tanaman ini masuk ke Indonesia pada tahun 1852. Ubi kayu berkembang di negara-negara yang terkenal dengan wilayah pertaniannya. Hanya
ada 4 varietas yang disarankan untuk digunakan sebagai bahan baku
bioetanol. Keempat varietas tersebut merupakan varietas ubi kayu pahit. Produksi varietas unggul ubi kayu tersebut dapat mencapai 25 – 40 ton/ha dengan umur panen 8 sampai 10 bulan yaitu :
Tabel 1. Karaketeristik empat varietas unggul ubi kayu untuk bahan baku bioetanol Varietas
Umur (bulan)
Hasil (ton/ha)
Kadar Pati (%)
Adira-4
8
25 – 40
25 – 30
Malang-6
9
36,4
25 – 32
UJ-3
8
30 – 40
25 – 30
UJ-5
9 - 10
25 - 38
20 - 30
Sumber : Wargiono (2006) diacu dalam Prihandana et al. (2007).
26
EVALUASI MATERI Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan singkat ! 1. Dari ketiga jenis tanaman penghasil bioetanol di atas manakah yang tidak termasuk dalam golongan monokotil ? 2. Dari ketiga jenis tanaman penghasil bioetanol di atas manakah yang penyebarannya paling luas ? 3. Sorgum merupakan jenis tanaman yang lebih baik dari tebu jika dipakai sebagai bahan baku bioetanol, sebutkan kelebihan-kelebihannya ! 4. Jelaskan apa yang menjadi kendala untuk menghasilkan tanaman penghasil bioetanol dalam jumlah yang besar yang ada di Indonesia !
Kunci jawaban 1. Yang tidak termasuk jenis monokotil adalah ubi kayu 2. Sorgum lebih luas penyebarannya dari pada jenis lain 3. Sorgum lebih baik dari pada tebu jika dipakai sebagai bahan baku bioetanol, karena sorgum memiliki kelebihan sabagai berikut : a.
Produksi biji dan biomass lebih tinggi .
b.
Adaptasi lebih luas sehingga sorgum dapat ditanam di hampir semua jenis lahan, baik lahan subur maupun lahan marjinal.
c.
Memilki sifat lebih tahan terhadap kekeringan, salinitas tinggi dan genangan air .
d.
Kebutuhan air untuk sorgum hanya sepertiga dari tanaman tebu.
e.
Memerlukan pupuk lebih sedikit dan pemeliharaannya lebih mudah
f.
Laju fotosintesis dan pertumbuhan tanaman lebih tinggi dan cepat
g.
Menanamnya lebih mudah, kebutuhan benih hanya 4,5–5 kg/ha dibanding tebu yang memerlukan 4.500–6.000 kg stek batang.
h.
Umur panen lebih cepat yaitu hanya 3-4 bulan, dibanding tebu yang dipanen pada umur 7 bulan.
i.
Sorgum dapat diratun sehingga untuk sekali tanam dapat dipanen beberapa kali.
27
4. Kendala-kendalanya a. Masih harus bersaing dengan kebutuhan untuk makanan manusia dan ternak. b. Di Pulau Jawa lahan harus bersaing dengan kebutuhan untuk permukiman dan semakin sempit karena terlalu padat penduduknya. c. Di luar Pulau Jawa pembukaan lahan harus dilakukan, tetapi memerlukan biaya yang yang sangat besar. d. Belum menguntungkan secara ekonomi jika menanam untuk kebutuhan pembuatan
bioetanol,
pemerintah
dan
karena
regulasi
yang
berhubungan mengatur
dengan
kebijakan
bioetanol,
konsisten
dilaksanakan oleh semua pihak.
UMPAN BALIK DAN TINDAK LANJUT Periksalah tingkat penguasaan Anda terhadap materi yang telah Anda terima. Anda dapat menentukan tingkat penguasaan Anda berdasarkan jawaban Anda atas pernyataan-pernyataan yang dikemukakan pada tabel berikut ini. Bubuhkan tanda centang di ruang yang tersedia pada kolom penguasaan yang sesuai dengan kondisi Anda. No.
Kompetensi
1. 2.
Mengenal tanaman penghasil bioetanol Menjelaskan morfologi masing-masing tanaman penghasil bioetanol Menjelaskan habitat dan penyebarannya Menjelaskan syarat tumbuhnya Menjelaskan kelebihan tebu sebagai tanaman penghasil bioetanol Menjelaskan kelebihan sorgum sebagai tanaman penghasil bioetanol Menjelaskan kelebihan ubi kayu sebagai tanaman penghasil bioetanol Menjelaskan potensi masing-masing untuk menghasilkan bioetanol.
3. 4. 5. 6. 7. 8.
Penguasaan Ya Tidak
Jumlah jawaban
28
Berdasarkan jumlah centang jawaban tersebut, Anda dapat memperkirakan tingkat penguasaan Anda terhadap materi Sumber-sumber Bahan Bioetanol. Jika Anda memperoleh sedikitnya 6 jumlah centang jawaban “ya” berarti Anda telah menguasai 75% materi ini, dengan demikian Anda dapat melanjutkan ke materi berikutnya. Jika Anda memperoleh lebih kecil dari 6 jumlah centang jawaban “ya” sebaiknya Anda mengulang lagi mempelajari materi ini dengan memberikan penekanan pada aspek kompetensi yang belum Anda kuasai. Setelah mengukur tingkat penguasaan Anda terhadap materi Sumber-Sumber Bahan Bioetanol, kini saatnya Anda menentukan langkah selanjutnya. Materi Sumber-Sumber Bahan Bioetanol yang Anda pelajari dalam modul ini terbatas hanya tiga jenis tanaman saja. Masih terdapat banyak jenis tanaman lain yang dapat dijadikan sebagai bahan baku penghasil bioetanol . Untuk itu silakan mengeksplorasi jenis-jenis tanaman lain sebagai penghasil bioethanol selain yang diperkenalkan dalam bagian ini. Bila Anda berhasil menguasai materi dalam modul ini secara mandiri, maka Anda tidak akan mengalami kesulitan dalam mempelajari Sumber-Sumber Bahan tanaman penghasil bioethanol yang lain. Sebaliknya bila Anda belum berhasil menguasai seluruh materi dalam modul ini, maka Anda perlu mengubah strategi pembelajaran Anda.
Materi Pokok 2
MENGENAL UBI KAYU 29
DESKRIPSI MATERI Pada bagian ini menjelaskan secara khusus tentang tanaman ubi kayu sebagai tanaman yang dapat menghasilkan dan sebagai bahan baku bioetanol. Selain morfologi tanaman ubi kayu juga dibahas secara fisiologisnya. Kandungan kimia dan syarat tumbuh dari tanaman ini dibahas lebih khusus dan lebih detail.
INDIKATOR KEBERHASIL AN Setelah mempelajari materi ini Anda diharapkan mampu : (1) Menjelaskan morfologi dan fisiologi tanaman ubi kayu (2) Menjelaskan kandungan kimiawi tanaman ubi kayu (3) Menjelaskan syarat tumbuh tanaman ubi kayu
URAIAN DAN CONTOH
A. Morfologi Ubi Kayu Ubi kayu atau Manihot esculenta termasuk familia Euphorbiaceae, genus Manihot, yang terdiri atas 100 species.Namun yang paling komersial dan sering dimanfaatkan oleh manusia adalah Manihot esculenta Crantz atau ubi kayu.Ada dua tipe tanaman ubi kayu yaitu tegak (bercabang dan tidak) dan tipe membentang. Ubi kayu mempunyai banyak ragam kultivar, Bank Plasma Nutfah (Germ Plasm Bank) terbesar untuk ubi kayu adalah Central International Agricuktural Tropical (CIAT) di Cali Colombia dengan perkiraan 4700 kultivar tersimpan. Penyimpanan Plasma Nutfah, penetian produksi dan penanganan pasca panen di Indonesia dilakukan oleh Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Departemen Pertanian Batang ubi kayu yang sudah tua berkayu, berbentuk silinder, dan bagian tengah terdiri dari gabus. Batang ubi kayu memiliki ruas yang panjangnya antara 10 – 15 cm. Pada tiap batas ruas (buku) terdapat mata calon tunas dan apabila telah tua 30
maka mata tunas membengkak. Batang ini disiapkan untuk pembibitan (stek). Batang yang sudah tua berdiameter 2-8 cm, dan tiap batang mempunyai 22-96 ruas. Sesudah ubi kayu tua, maka ubi kayu bercabang dengan tunas percabangan dua, tiga, bahkan empat, dari batang tersebut nantinya akan keluar bunga, yang membentuk biji, dan menjadi benih. Tinggi tanaman berkisar antara 1,20 – 3,70 m, batang berwarna hijau muda dan gelap, dan ada juga yang kekuningan, tergantung jenis kultivar dan varietasnya. Daun ubi kayu sangat unik, berbentuk membelah seperti jari tangan, jumlah belahan daun beragam, dari 3 sampai 9, namun terbanyak 5 dan 6.Permukaan daun mengandung lapisan tipis lilin. Daun ubi kayu mengandung klorofil sekitar 2,18-2,86 mg/g daun (berat basah). Susunan daun ubikayu pada batang (phyllotaxis) berbentuk 2/5 spiral. Lima daun berada dalam posisi melingkar membentuk spiral dua kali di sekeliling batang. Daun berikutnya atau daun ke enam terletak persis di atas titik awal spiral tadi. Jadi, setelah dua putaran, daun ke 6 berada tepat di atas daun ke 1, daun ke 7 di atas daun ke 2, dan seterusnya. Daun ubikayu terdiri dari helai daun (lamina) dan tangkai daun (petiole). Panjang tangkai daun berkisar 5-30 cm dan warnanya bervariasi dari hijau ke ungu. Helai daun mempunyai permukaan yang halus dan berbentuk seperti jari. Jumlah jari bervariasi antara 3 dan 9 (biasanya ganjil). Warna rangka helai daun hijau sampai ungu. Bentuk helai daun, terutama lebarnya, juga bervariasi. Ubi kayu bersifat monoecious, yaitu bunga jantan dan betina terdapat pada satu pohon. Beberapa varietas berbunga secara teratur dan cukup sering, beberapa varietas lain jarang berbunga atau bahkan tidak berbunga sama sekali. Produksi bunga sangat penting untuk pembiakan. Tumbuhnya bunga sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti banyaknya cahaya dan suhu. dihasilkan pada dahan reproduktif.
Bunga ubikayu
Bunga jantan berkembang dekat puncak
rangkaian bunga, sedangkan bunga betina tumbuh dekat dasar rangkaian bunga.
31
Setiap bunga jantan dan betina, mempunyai 5 buah daun bunga terluar berwarna kekuningan atau kemerahan. Bunga jantan mempunyai 10 buah benang sari yang tersusun dalam 2 lingkaran, yang masing-masing berisi 5 benang sari. Tangkai benang sari berdiri bebas dan kepala benang sarinya kecil. Bunga betina mempunyai indung telur berukuran panjang mencapai 1 cm dan mempunyai 3 buah kantung kecil, masing-masing dengan satu sel telur. Bunga betina mekar 1-2 minggu sebelum bunga jantan (protogini). Penyerbukan biasanya dilakukan oleh serangga. Penyerbukan sendiri terjadi jika bunga betina dan bunga jantan yang terletak pada dahan yang berbeda dan pohon yang sama mekar pada waktu yang bersamaan. Setelah penyerbukan dan fertilisasi, indung telur berkembang menjadi buah. Buah matang dalam waktu 70– 90 hari. Buah yang sudah matang berupa kapsul dengan diameter 1–1,5 cm akan pecah secara alamiah ketika kering atau layu. Biji ubi kayu berbentuk oval dengan panjang 0,7–1,0 cm. Biji mempunyai kulit biji(testa) yang rapuh, mudah pecah. Biji berwarna abu-abu kecoklatan atau abu-abu tua dengan bintik-bintik gelap.
Gambar 2.1 ; Bentuk pohon ubi kayu Umbi ubi kayu berwarna putih yang merupakan simpanan cadangan makanan. Umbi ubi kayu bukan batang, tetapi benar-benar akar, sehingga tidak digunakan 32
untuk pertumbuhan vegetative. Umbi yang sudah matang terdiri atas kulit luar (periderm), kulit dalam (cortex) dan daging umbi (parenchyma). Daging umbi terdiri atas xylem yang merupakan matrik dari sel jaringan yang mengandung pati. Kulit dalam umbi ubi kayu 11 – 20 % dari berat umbi, sedangkan kulit luar 3%nya.
Ukuran umbi sangat dipengaruhi oleh kultivar ubi kayu dan kondisi
lingkungannya. Di bawah beberapa contoh karakteristik varietas unggul ubikayu yang dilepas Departemen Pertanian. Tabel 2.1 . Karakteristik beberapa varietas unggul ubikayu No.
Varietas
Karakteristik
1.
Adira-1
2.
Adira-2
3.
Darul Hidayah
Dilepas tahun 1978; umur 7-10 bulan; bentuk daun menjari agak lonjong; warna pucuk daun coklat; warna tangkai daun merah bagian atas dan merah muda bagian bawah; warna batang muda hijau muda; warna batang tua coklat; warna kulit umbi coklat bagian luar dan kuning bagian dalam; warna daging umbi kuning; kualitas rebus baik; rasa enak; kadar tepung/pati 45%; kadar protein 0,5% (basah); kadar HCN 27,5 mg; hasil rata-rata 22 t/ha umbi basah; agak tahan tungau merah (Tetranichus bimaculatus); tahan bakteri hawar daun (Cassava Bacterial Blight, CBB), layuPseudomonas solanacearum, Xanthomonas manihotis. Dilepas tahun 1978; umur 8-12 bulan; bentuk daun menjari agak lonjong dan gemuk; warna pucuk daun ungu; warna tangkai daun merah muda bagian atas dan hijau muda bagian bawah; warna batang muda hijau muda; warna batang tua putih coklat; warna kulit umbi putih coklat bagian luar dan ungu muda bagian dalam; warna daging umbi putih; kualitas rebus baik; rasa agak pahit; kadar tepung/pati 41%; kadar protein 0,7% (basah); kadar HCN 124 mg/kg; hasil rata-rata 22 t/ha umbi basah; cukup tahan tungau merah (Tetranichus bimaculatus); tahan penyakit layu (Pseudomonas solanacearum). Dilepas tahun 1998; Umur 8-12 bulan; Bentuk daun Menjari agak ramping; Warna daun pucuk Hijau agak kekuningan; Warna tungkai daun tua Merah; Warna batang muda Hijau; Warna batang tua Putih; Kulit ari batang Tipis mudah mengelupas (tidak tahan disimpan lama); Warna kulit umbi Bagian luar putih kecoklatan, bagian dalam merah jambu; Warna daging umbi Putih; Tekstur daging umbi Padat; Bentuk umbi Memanjang; Kualitas rebus Baik; Rasa Kenyal seperti ketan; Kadar pati 25,00– 31,52%; Kadar HCN Rendah (<40); Potensi hasil 102,10 t /ha umbi segar; Hama penyakit Agak peka terhadap serangan hama tungau merah (tetranichus sp) dan penyakit busuk jamur.
33
No.
Varietas
Karakteristik
4.
Adira-4
5.
Malang-1
6.
Malang-2
7.
Malang-4
8.
Malang-6
9.
UJ-3
10.
UJ-5
Dilepas tahun 1987; umur 8 bulan; bentuk daun biasa agak lonjong; warna pucuk daun hijau; warna tangkai daun merah kehijauan (muda hijau kemerahan) bagian atas dan hijau kemerahan (hijau muda) bagian bawah; warna batang muda hijau muda; warna batang tua abu-abu; warna kulit umbi coklat bagian luar dan ros bagian dalam; warna daging umbi putih; kualitas rebus bagus tetapi agak pahit; rasa agak pahit; kadar tepung/pati 25-30%; kadar protein 0,8% (basah); kadar HCN 68 mg/100 g; hasil 25-40 t/ha umbi basah; cukup tahan tungau merah (Tetranichus bimaculatus); tahan bakteri hawar daun CBB, layu Pseudomonas solanacearum, Xanthomonas manihotis. Dilepas tahun 1992; umur 9-10 bulan; bentuk daun menjari agak gemuk; warna pucuk daun hijau keunguan; warna tangkai daun tua bagian atas dan bagian bawah hijau kekuning-kuningan dengan bercak merah ungu dibagian pangkal; warna batang muda hijau muda; warna batang tua hijau keabuabuan; warna kulit umbi putih kecoklatan bagian luar dan bagian dalam; warna daging umbi putih kekuningan; kualitas rebus baik; rasa agak pahit; kadar tepung/pati 32-36%; kadar protein 0,5% (basah); kadar HCN <40 mg/kg (metode asam pikrat); hasil rata-rata 36,5 t/ha umbi basah (24,3-48,7 t/ha); toleran tungau merah (Tetranichus bimaculatus); toleran bercak daun (Cercospora sp.). Dilepas tahun 1992; umur 8-10 bulan; bentuk daun menjari dengan cuping sempit; warna pucuk daun hijau muda kekuningan; warna tangkai daun tua bagian atas dan bagian bawah hijau muda kekuningkuningan; warna batang muda hijau muda; warna batang tua coklat kemerahan; warna kulit umbi coklat kemerahan bagian luar dan putih kecoklatan bagian dalam; warna daging umbi kuning muda; kualitas rebus baik; rasa enak (manis); kadar tepung/pati 32-36%; kadar protein 0,5% (basah); kadar HCN <40 mg/kg (metode asam pikrat); hasil rata-rata 31,5 t/ha umbi basah (20-42 t/ha); agak peka tungau merah (Tetranichus bimaculatus); toleran bercak daun (Cercospora sp.) dan hawar daun CBB. Tidak bercabang; agak tahan terhadap hama tungau merah; umur 9 bulan; hasil 39,7 t/ha; warna kulitluar umbi coklat; warna kulit dalam umbi putih; daging umbi putih, rasa pahit (kadar HCN>100 ppm);kadar tepung/pati 25-32%. Bercabang tinggi, agak tahan terhadap hama tungau merah (Tetranichus bimaculatus); umur 9 bulan;hasil 36,5 t/ha; warna kulit umbi putih; warna kulit dalam umbi kekuning-kuningan; daging umbi putih;rasa pahit (kadar HCN >100 ppm); kadar pati 25-32%. Tegak; tidak bercabang; tahan terhadap CBB; umur 8-10 bulan; hasil 35-40 t/ha; warna kulit umbikrem keputihan; warna kulit dalam umbi putih kemerahan; rasa pahit (kadar HCN >100 ppm); kadartepung/pati 25-30% Tidak bercabang; tahan terhadap CBB; umur 9 bulan; hasil 38 t/ha; warna kulit umbi putih; warna kulitdalam umbi keunguan; rasa pahit (kadar HCN >100 ppm); kadar pati 19-30%.
Sumber: Puslitbangtan (1993); Wargiono, dkk. (2006); Balitkabi (2005); Balitkabi (2004).
34
B. Kandungan Kimia Ubi Kayu Menurut penelitian I Wayan Arnata kandungan kimia ubi kayu dalam hal ini jenis ubi kayu varietas DarulHidayah yang diperoleh dari
daerah Sukabumi, Jawa
Barat,adalah sebagai berikut : diperoleh kadar air (8,65 ± 0,10 %), abu (2,55 ± 0,14 %), lemak (6,54 ±0,02 %), protein (1,81 ± 0,03 %), serat kasar (2,69 ± 0,04 %) dan pati (62,535 ±0,00 %). Dari fraksi serat kasar sekitar 69,98 % adalah hemiselulosa dan 13,44 %merupakan selulosa. Padonou et al. (2005) kadar lemak tepung ubi kayu sekitar 0,56 %(bk). Menurut Richana et al. (1990), kadar karbohidrat dalam tepung ubi kayu adalah82,30 ± 0,31 %. Selain itu jenis varietas akan mempengaruhi kandungan kimia yang ada. Biasanya ubi kayu yang berwarna kuning mempunyai kadar serat yang lebih tinggi dibandingkan dengan ubi kayu yang berwarna putih. Semakin tinggi kadar serat dalam bahan baku berarti semakin tinggi kadar selulose dan hemiselulosanya yang menghasilkan glukosa lebih sedikit dibanding dengan pati.
C. Syarat Tumbuh Ubi Kayu Tanaman ubi kayu tumbuh di daerah antara 30 0 lintang selatan dan 300 lintang utara, yaitu daerah dengan suhu rata-rata lebih dari 180C dengan curah hujan di atas 500 mm/tahun. Namun demikian, tanaman ubi kayu dapat tumbuh pada ketinggian 2.000 m dpl atau di daerah sub-tropika dengan suhu rata-rata 160C. Di ketinggian tempat sampai 300 m dpl tanaman ubi kayu dapat menghasilkan umbi dengan baik, tetapi tidak dapat berbunga. Namun, di ketinggian tempat 800 m dpl tanaman ubi kayu dapat menghasilkan bunga dan biji. Curah hujan yang sesuai untuk tanaman ubi kayu antara 1.500 – 2.500 mm/tahun. Kelembaban udara optimal untuk tanaman ubi kayu antara 60-65%, dengan suhu udara minimal bagi tumbuhnya sekitar 10oC. Jika suhunya dibawah 100C, pertumbuhan tanaman akan sedikit terhambat. Selain itu, tanaman menjadi kerdil karena pertumbuhan bunga yang kurang sempurna. Sinar matahari yang dibutuhkan bagi tanaman ubi kayu sekitar 10 jam/hari, terutama untuk kesuburan daun dan perkembangan umbinya.
35
Tanah yang paling sesuai untuk ubi kayu adalah tanah yang berstruktur remah, gembur, tidak terlalu liat dan tidak terlalu poros, serta kaya bahan organik. Tanah dengan struktur remah mempunyai tata udara yang baik, unsur hara lebih mudah tersedia, dan mudah diolah. Jenis tanah yang sesuai untuk tanaman ubi kayu adalah jenis aluvial, latosol, podsolik merah kuning, mediteran, grumosol, dan andosol. Derajat kemasaman (pH) tanah yang sesuai untuk budidaya ubi kayu berkisar antara 4,5 – 8,0 dengan pH ideal 5,8. Umumnya tanah di Indonesia ber-pH rendah (asam), yaitu berkisar 4,0 – 5,5, sehingga seringkali dikatakan cukup netral bagi suburnya tanaman ubi kayu. Ketinggian tempat yang baik dan ideal untuk tanaman ubi kayu antara 10-700 m dpl, sedangkan toleransinya antara 10-1.500 m dpl. Jenis ubi kayu tertentu dapat ditanam pada ketinggian tempat tertentu untuk dapat tumbuh optimal.
LATIHAN DAN SOAL 1. Mengapa ubi kayu lebih sering dipakai sebagai bahan praktek pembuatan bioetanol dari pada bahan lain ? 2. Ubi kayu yang berwarna kuning lebih banyak mengandung selulosa dari pada ubi kayu yang berwarna putih, diskusikan dan jelaskan mana yang lebih praktis ubi kayu tersebut jika akan dijadikan bioetanol !
RANGKUMAN Ubi kayu atau Manihot esculenta termasuk familia Euphorbiaceae, genus Manihot, yang terdiri atas 100 species.Ubi kayu mempunyai banyak ragam kultivar, Bank Plasma Nutfah (Germ Plasm Bank) terbesar untuk ubi kayu adalah Central International Agricuktural Tropical (CIAT) di Cali Colombia dengan perkiraan 4700 kultivar tersimpan. Batang ubi kayu yang sudah tua berkayu, berbentuk silinder, dan bagian tengah terdiri dari gabus. Batang ubi kayu memiliki ruas yang panjangnya antara 10 – 15 cm. Pada tiap batas ruas (buku) terdapat mata calon tunas dan apabila telah tua 36
maka mata tunas membengkak. Susunan daun ubikayu pada batang (phyllotaxis) berbentuk 2/5 spiral. Lima daun berada dalam posisi melingkar membentuk spiral dua kali di sekeliling batang. Daun berikutnya atau daun ke enam terletak persis di atas titik awal spiral tadi. Jadi, setelah dua putaran, daun ke 6 berada tepat di atas daun ke 1, daun ke 7 di atas daun ke 2, dan seterusnya
Ubi kayu bersifat monoecious, yaitu bunga jantan dan betina terdapat pada satu pohon. Beberapa variatas berbunga secara teratur dan cukup sering, beberapa varitas lain jarang berbunga atau bahkan tidak berbunga sama sekali. Kandungan kimia ubi kayu dalam hal ini jenis ubi kayu varietas DarulHidayah yang diperoleh dari
daerah Sukabumi, Jawa Barat,adalah sebagai berikut :
diperoleh kadar air (8,65 ± 0,10 %), abu (2,55 ± 0,14 %), lemak (6,54 ±0,02 %), protein (1,81 ± 0,03 %), serat kasar (2,69 ± 0,04 %) dan pati (62,535 ±0,00 %). Ubi kayu yang berwarna kuning mempunyai kadar serat yang lebih tinggi dibandingkan dengan ubi kayu yang berwarna putih Tanaman ubi kayu tumbuh di daerah antara 30 0 lintang selatan dan 300 lintang utara, yaitu daerah dengan suhu rata-rata lebih dari 180C dengan curah hujan di atas 500 mm/tahun. Namun demikian, tanaman ubi kayu dapat tumbuh pada ketinggian 2.000 m dpl atau di daerah sub-tropika dengan suhu rata-rata 160C. Di ketinggian tempat sampai 300 m dpl tanaman ubi kayu dapat menghasilkan umbi dengan baik, tetapi tidak dapat berbunga. Namun, di ketinggian tempat 800 m dpl tanaman ubi kayu dapat menghasilkan bunga dan biji.
Tanah yang paling sesuai untuk ubi kayu adalah tanah yang berstruktur remah, gembur, tidak terlalu liat dan tidak terlalu poros, serta kaya bahan organik.Derajat kemasaman (pH) tanah yang sesuai untuk budidaya ubi kayu berkisar antara 4,5 – 8,0 dengan pH ideal 5,8. Umumnya tanah di Indonesia ber-pH rendah (asam), yaitu berkisar 4,0 – 5,5, sehingga seringkali dikatakan cukup netral bagi suburnya tanaman ubi kayu.
37
EVALUASI MATERI 1. Mengapa ubi kayu tidak bisa ditanam dengan menggunakan umbinya? 2. Manakah yang lebih banyak kandungan selulosa antara ubi kayu yang berwarna kuning dan ubi kayu yang berwarna putih ? 3. Sebutkan syarat pertumbuhan ubi kayu untuk mengasilkan ubi kayu yang lebih baik?
Kunci Jawaban 1. Karena umbi dari ubi kayu merupakan akar murni yang hanya dipakai tumbuhan itu untuk menyimpan makanan cadangan saja dan akar tidak memiliki mata tunas. 2. Yang lebih banyak mengandung selulosa (serat) adalah ubi kayu yang berwarna kuning. 3. Syarat tumbuh yang ideal bagi ubi kayu supaya menghasilkan hasil yang baik adalah : a. Ditanam di daerah tropis b. Suhu rata-rata lebih dari 180C c. Curah hujan di atas 500 mm/tahun d. Ditanam pada ketinggian tempat sampai 300 m dpl e. Derajat kemasaman (pH) tanah yang sesuai untuk budidaya ubi kayu berkisar antara 4,5 – 8,0 dengan pH ideal 5,8
UMPAN BALIK DAN TINDAK LANJUT Periksalah tingkat penguasaan Anda terhadap materi yang telah Anda terima. Anda dapat menentukan tingkat penguasaan Anda berdasarkan jawaban Anda atas pernyataan-pernyataan yang dikemukakan pada tabel berikut ini. Bubuhkan tanda centang (√) di ruang yang tersedia pada kolom penguasaan yang sesuai dengan kondisi Anda.
38
No.
Kompetensi
Penguasaan Ya Tidak
1. Menjelaskan morfologi tanaman ubi kayu 2. Menjelaskan fisiologis tanaman ubi kayu 3. Menjelaskan habitat dan penyebaran ubi kayu 4. Menjelaskan syarat tumbuh ubi kayu 5. Menjelaskan kandungan kimia ubi kayu Jumlah jawaban
Berdasarkan jumlah centang (√) jawaban tersebut, Anda dapat memperkirakan tingkat penguasaan Anda terhadap materi Sumber-sumber Bahan Bioetanol. Jika Anda memperoleh sedikitnya 4 jumlah centang jawaban “ya” berarti Anda telah menguasai 80 % materi ini, dengan demikian Anda dapat melanjutkan ke materi berikutnya. Jika Anda memperoleh lebih kecil dari 4 jumlah centang jawaban “ya” sebaiknya Anda mengulang lagi mempelajari materi ini dengan memberikan penekanan pada aspek kompetensi yang belum Anda kuasai. Setelah mengukur tingkat penguasaan Anda terhadap materi Mengenal Ubi Kayu, kini saatnya Anda menentukan langkah selanjutnya. Materi Mengenal Ubi Kayu yang Anda pelajari dalam modul ini bersifat umum saja. Masih terdapat banyak aspek lain yang dapat dipelajari terutama pada varietas-varietas tertentu yang memiliki ciri khas tersendiri . Untuk itu silakan mengeksplorasi varietas-varietas lain dari jenis ubi kayu yang memiliki ciri khas tertentu. Bila Anda berhasil menguasai materi dalam modul ini secara mandiri, maka Anda tidak akan mengalami kesulitan dalam mempelajari materi Mengenal Ubi Kayu. Sebaliknya bila Anda belum berhasil menguasai seluruh materi dalam modul ini, maka Anda perlu mengubah strategi pembelajaran Anda.
39
40
Materi Pokok 3
BUDI DAYA UBIKAYU
DESKRIPSI MATERI Bahan pembelajaran ini diharapkan dapat menghantarkan peserta pelatihan untuk menguasai kompetensi teknik budidaya ubi kayu sebagai tanaman sumber bahan bioetanol. Ruang lingkup materi dikembangkan berdasarkan subkompetensi yang meliputi: menyiapkan lahan; memilih dan menyiapkan benih/bibit; melakukan penanaman; serta memelihara tanaman (mengairi, memupuk, dan mengendalikan hama/penyakit tanaman).
INDIKATOR KEBERHASIL AN Materi pokok 3 ini menitikberatkan kepada pengembangan pengetahuan dan keterampilan teknik budidaya ubi kayu. Setelah mempelajari materi pokok 3 ini, Anda diharapkan mampu: (1) memahami tujuan pengolahan lahan; (2) melakukan penyiapan lahan; (3) melakukan pengolahan tanah; (4) memahami bibit yang baik; (5) melakukan penyetekan; (6) memelihara bibit; (7) melakukan penanaman; (8) mengendalikan gulma; (9) melakukan pemupukan; dan (10) mengendalikan hama dan penyakit tanaman
URAIAN MATERI DAN CONTOH Ubikayu dapat ditanam secara monokultur dan tumpangsari. Pola monokultur umumnya dikembangkan dalam usahatani komersial atau usahatani alternatif pada lahan marjinal dimana komoditas lain tidak produktif atau usahatani input minimal bagi petani yang modalnya terbatas. Pola tumpangsari diusahakan oleh petani berlahan sempit, baik secara komersial maupun subsisten.
41
Dibandingkan dengan pola tanam monokultur, pola tumpangsari memiliki kelebihan sebagai berikut: (1) efektif mengendalikan erosi, (2) meningkatkan efisiensi penggunaan lahan, (3) meningkatkan pendapatan bersih/tahun dan terdistribusi secara merata, (4) meningkatkan efisiensi penggunaan hara, (5) memenuhi kebutuhan pangan sesuai dengan angka kecukupan gizi (AKG), dan (6) memperbaiki fisik dan kimia tanah (Tonglum 2001, Wargiono 2004).
Sedangkan
kekurangannya
diantaranya
adalah
(1)
terjadinya
kompetisi
pengambilan hara dan cahaya matahari antartanaman, dan (2) curahan tenaga kerja yang lebih banyak. Pada lahan peka erosi dianjurkan menggunakan pola tumpangsari ubikayu dengan padi gogo dan aneka kacang. Jarak tanam untuk tanaman sela yang efektif mengendalikan erosi dan produktivitasnya tinggi adalah 40 cm antara barisan dan 10-15 cm dalam barisan. Pola tanam ini dapat memperbaiki fisik dan kimia tanah dengan cara limbah panen tanaman sela dikembalikan ke tanah. Pada lahan yang tidak peka erosi, ubikayu dapat ditumpangsarikan dengan jagung
A. Menyiapkan Lahan Tujuan utama pengolahan tanah dalam usaha budidaya pertanian bertujuan untuk: (1) Memperbaiki struktur tanah, Budidaya ubikayu membutuhkan kondisi tanah yang memiliki struktur remah atau gembur yang dapat bertahan sejak fase awal pertumbuhan sampai panen, agar menjamin sirkulasi O2 dan CO2 di dalam tanah. Kondisi ini memungkinkan aktivitas jasad renik dan fungsi akar optimal dalam penyerapan hara. (2) Menekan pertumbuhan gulma, Gulma yang hidup berdampingan dengan tanaman budi daya berpotensi menjadi pengganggu karena bersaing dalam menyerap air, hara tanah, dan pupuk. 42
(3) Menerapkan sistem konservasi tanah untuk memperkecil peluang terjadinya erosi.
Pada lahan miring atau peka erosi, tanah perlu dikeloladengan sistem konservasi, yaitu (1) Tanpa olah tanah; (2) Pengolahanminimal (secara larik atau individual); efektif mengendalikan erosi, tetapi hasil ubikayu seringkali rendah danbiaya pengendalian gulma relatif tinggi. (3) Pengolahan
sempurna
sistem
guludankontur;
didasarkan
kepada
pencapaian hasil yang tinggi, biaya pengolahantanah dan pengendalian gulmanya rendah, dan tingkaterosi minimal. Tanah dibajak dengan traktor 3-7disc (singkal piring) atau hewan tradisional, diikuti oleh pembuatan guludan (ridging). Pada lahan peka erosi,guludan dibuat searah kontur agar berperan sebagai pengendali erosi. Tabel 3.1 memperlihatkan perbandingan efektivitas pengolahan tanah konservasi dan dan produktivitas.
Tabel 3.1 Efektivitas pengolahan tanah konservasi dan produktif Hasil Ubi Segar (Ton/Ha)
Tanah terosi (ton/ha/tahun
Tanpa Olah Tanah (TOT)
15,0
7,6
Cangkul 1 kali
14,3
10,3
Bajak traktor 7 disc 2 kali
19,0
66,8
Bajak traktor 7 disc1 kali + guludan kontur
25,4
30,8
Perlkauan
Sumber: Suparno, et. al, 1990 (dalam Wargiono, 2006)
1. Penyiapan Lahan Tanpa Olah/Pengolahan Minimal Penyiapan lahan dengan tanpa olah artinya bahwa lahan diolah/dicangkul hanya pada bagian yang mau ditanami. Pengolahan ini dilakukan pada lahan yang 43
kemungkinan terjadinya erosi besar (lahan dengan kemiringan >15 %) atau pada lahan –lahan yang baru saja ditanami. Teknik pengolahan tanpa olah/pengolahan minimal adalah: a. Langkah pertama kita menentukan jarak tanam, jarak tanam model barisan yang dianjurkan sebagai berikut: -
Monokultur di tanah subur: 125 cm x 80 cm
-
Monokultur di tanah yang kurang subur: 100 x 66 cm atau 125 x 64 cm
-
Tumpangsari (di tanah subur): 200 x 50 cm atau 250 cm x 50 cm
b. Langkah kedua: membuat lubang tanam, kedalaman lubang adalah 10-15 cm
2. Penyiapan Lahan dengan Traktor Penyiapan lahan meliputi: pembukaanlahan, pengolahan tanah, pembuatan petakan/guludan, pemupukan dasar, pembuatan lubang tanam. a. Pembukaan lahan Pembukaan lahan pada intinya merupakan pembersihan lahan dari segala macam sumber pengganggu pertumbuhan yang meliputi gulma (tumbuhan pengganggu), akar-akar tanaman sebelumnya dan bahan–bahan kontaminan lain yang tidak terlihat mata (mikro organisme pengganggu). Tujuan pembersihan lahan untuk memudahkan perakaran tanaman berkembang dan menghilangkan tumbuhan inang bagi hama dan penyakit yang mungkin ada, serta memberantas/mengendalikan kontaminan mikro organisme (hama dan penyakit yang berada dalam tanah). Untuk areal yang baru dibuka, maka pengolahan tanah dilakukan setelah keadaan tanah bersih dari batang-batang pohon, tunggul-tunggul maupun akar-akar. Pada tanah yang ditumbuhi alang-alang diatas 0,75 mharus dilakukan pemotongan alang-alang dengan slashersebelum ploughing. Bila tanah terlalu keras harus dipecahkan terlebih dahuludengan subsoiler/chisel plough. b. Pengolahan Tanah Pengolahan
tanah
dalam
usaha
budidaya
pertanian
bertujuan
untuk
menciptakan keadaan tanah olah yang siap tanam baik secara fisis, kemis, maupun biologis, sehingga tanaman yang dibudidayakan akan tumbuh dengan
44
baik. Pengolahan tanah terutama akan memperbaiki secara fisis,
perbaikan
kemis dan biologis dapat terjadi secara tidak langsung. Agar lahan siap untuk diolah secara mekanis, terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan, yaitu: 1) Topografi (kenampakan permukaan lahan) Traktor dapat bekerja pada lahan dengan topografi yang terbatas, traktor roda empat sebaiknya jangan melebihi 20°. Lahan yang bergelombang juga akan berpengaruh terhadap hasil pengolahan, sebaiknya lahan yang demikian dibuat berteras sehingga lahan bisa memenuhi syarat untuk diolah secara mekanis. 2) Vegetasi (tanaman yang tumbuh di lahan) Batang tanaman dan sisa tanaman yang cukup besar akan menghambat implemen masuk ke dalam tanah, sehingga hasil pengolahan tidak efektif. Batang tanaman yang lentur tetapi kuat (liat) akan tergulung oleh putaran mesin rotari, sehingga akan menambah beban dan dapat merusak mesin. Akar tanaman yang kuat (liat) dan saling berhubungan akan mengikat tanah sehingga susah untuk diolah.Vegetasi yang sekiranya mengganggu harus dipindakan dari lahan atau dihancurkan. 3) Bebatuan Bebatuan yang besar dan keras, apabila tertabrak oleh implemen, dapat merusak implemen. Mata bajak singkal atau piringan dapat pecah, sedang pisau mesin rotari dapat patah. Batu-batu yang besar harus disingkirkan terlebih dahulu dari lahan sebelum diolah, dengan cara dicongkel dengan linggis atau digali dengan cangkul kemudian diangkat untuk disingkirkan ke tepi lahan. 4) Kadar air tanah Kondisi kadar air tanah akan mempengaruhi sifat dari tanah itu sendiri. a) Pada tanah yang terlalu kering, tanah akan sangat keras dan padat. Apabila diolah, akan memerlukan implemen yang kuat dan daya tarik traktor yang sangat besar sehingga pengolahan akan tidak efisien. Ukuran tanah hasil olahan bervariasi dari bongkahan besar sampai tanah yang hancur dan debu.
45
b) Tanah yang dibasahiakan melunak, ditandai dengan berubahnya warna tanah menjadi lebih gelap. Kondisi tanah yang berbentuk gulungangulungan tidak liat, tidak lengket, dan remah (pecah-pecah), cocok untuk dilakukan
pengolahan
tanah.
Pengolahan
pada
kondisi
ini
sering
dinamakan pengolahan tanah kering. c) Tanah terlalu basah akan liat dan lengket, bila diolah akan lengket pada implemen dan roda traktor. Hasil pengolahan tidak akan sempurna (tidak efektif), sementara putaran roda traktor mudah slip. Tanah dalam kondisi ini, kemampuan menyangganya sangat rendah, sehingga traktor yang memasuki lahan, rodanya akan masuk ke dalam tanah. d) Pada lahan basah (atau apabila tanah dibasahi lagi) tanah akan menjadi lumpur, tidak akan lengket namun dapat mengalir. Kondisi ini cocok untuk dilakukan pengolahan tanah, sering dinamakan pengolahan tanah basah.
Kegiatan pengolahan tanah dibagi ke dalam dua tahap,yaitu: 1. Pengolahan tanah pertama,pembajakan (Plaughing) Tanah dipotong, kemudian dibalik agar sisa tanaman dan gulma yang ada di permukaan tanah terpotong dan terbenam. Kedalaman pemotongan dan pembalikan tanah umumnya antara 15 sampai 20 cm. 2. Pengolahan tanah kedua, penggaruan dan penghalusan (harrowing dan rotavating) Penggaruan bertujuan menghancurkan bongkah tanah hasil pengolahan tanah pertama yang besar menjadi lebih kecil dan sisa tanaman dan gulma yang terbenam dipotong lagi menjadi lebih
halus
sehingga akan
mempercepat proses pembusukan. Penggaruan dapat mensenyawakan zatzat organik dan mencampur adukan dengan tanah. Penghalusan (rotavating) dilakukan apabila diinginkan keadaan tanah hasil cacahannya yang lebih remah/halus lagi, yaitu berupa butiran-butiran halus yang akan mempermudah proses penanaman.
46
Pengolahan tanah secara mekanis memberikan keuntungan teknis, ekonomis, dan efisiensi waktu pengerjaan. (1) Keuntungan teknis, karena pekerjaan pengolahan tanah memerlukan tenaga yang sangat besar, sehingga dibutuhkan banyak tenaga kerja. Peralatan mekanis memiliki tenaga yangbesar sehingga pekerjaan yang beratakanlebih mudahdikerjakan.Lahan
yang
diolah
secaramekanis
akan
memiliki
kedalaman tanah yang dapat ditanami lebih dalam. (2) Keuntungan ekonomis, diperoleh dari perbandingan biaya pengerjaan pengolahan tanah secara mekanis dengan biaya pengerjaan pengolahan tanah oleh tenaga manusia atau hewan. Hal ini dapat dipahami berdasarkan hasil penelitian (terutama di pulau Jawa) bahwa biaya pengolahan tanah per hektar lahan dengan traktor lebih murah dibandingkan dengan menggunakan tenaga manusia maupun hewan. (3) Efisiensi waktu pengerjaan, karena dengankemampuan tenagayang besar, pengolahantanah mempercepat
secara proses
beberapatanaman
mekanis
akan
budidayasecara
yangberumurpendek,sisa
lebih
cepat.
keseluruhan,
Hal
ini
dan
waktuyangtersediaini
akan untuk dapat
digunakanuntukmelakukansiklus budidayaberikutnya.
c. Pembuatan Guludan (ridging) Pembuatan guludan terutama ditujukan untuk kondisi tanah yang drainasenya kurang baik, pada lahan peka erosi, atau untuk penanaman yang dimulai pada musim hujan. Pekerjaan ridging merupakan tahap akhir penyiapan lahan hingga siap tanam, dapat menggunakan traktor dua roda dengan kelengkapan alat pengolah tanahnya yaitu furrower untuk membentuk guludan. Ridging bertujuan agar mudah dalam pengaturan irigasi sehingga tanaman tidak terendam oleh air dan juga lebih mudah dalam pemeliharaan tanaman. 1. Kenongan (Guludan Tunggal) Adalah gulutan yang dibuat melingkar dengan lebar sekitar 1,5m x 1,5m untuk masing-masing Pohon ubi kayu, dilakukan dengan cara manual. Gambar 3.1 memperlihatkan bentuk kenongan.
47
Gambar 3.1 Guludan Tunggal (Kenongan) 2. Bedengan (Guludan Memanjang) Jarak antaralur guludan antara 80 - 130 cm tergantung kondisi tanah. Untuk kondisi tanah kering dan kurang subur, jarak antaralur guludan terbaik adalah 100 cm, dapat diperoleh dengan menyetel jarak antarroda traktor 40 cm, agar roda traktor tidak masuk ke dalam alur guludan yang telah dibuat sebelumnya. Skema pola pembuatan guludan disajikan pada Gambar 3.2. Mulai
Selesaii
a. Proses pembajakan dengan singkal reversible
b. Proses penggaruan
c. Proses pembentukan guludan
Gambar 3.2 Skema pola pembentukan guludan Sumber: Hermawan, et. al., 2009
Bentuk akhir guludan dengan menggunakan metode ini relatif seragam, dengan ukuran mendekati ukuran ideal untuk penanaman ubi kayu. Bentuk dan ukuran guludan disajikan pada gambar 3.3.
48
Jg
Tg
Lg
Ls
Jg =100 cm; Tg = 20 cm; Lg = 60 cm; Ls=40 cm
Bentuk Guludan Memanjang
Gambar 3.3 Ukuran dan Bentuk Guludan
d. Pemupukan Dasar Pemupukan dasar dengan menggunakan pupuk organik (pupuk kandang/kompos) diperlukan karena alasan-alasan sebagai berikut: (1) Sentra-sentra ubi kayu umumnya adalah tanah yang miskin bahan organik (2) Meningkatkan efisiensi pupuk anorganic. Penelitian menunjukkan bahwa pupuk organic mampu meningkatkan efisiensi hingga 20% (3) Mengoptimalkan fungsi mikroba tanah (4) Meningkatkan daya pegang air tanah (5) Meningkatkan kadar N tanah (6) Melepaskan hara P yang terserap.
Kandungan unsur hara pupuk kandang ditentukan oleh makanan hewan tersebut. Pada tabel 3.2 terlihat bahwa pupuk kandang ayam mengandung N lebih besar daripada pupuk kandang lain, pupuk kadang kambing mengandung N dan K dua kali lebih besar daripada pupuk kandang sapi. Penggunaan pupuk kandang kambing perlu perhatian lebih karena banyak mengandung benih gulma seperti teki dan bayam duri.
Tabel 3.2. Kandungan Unsur Hara dalam Pupuk Kandang
49
Sumber Hewan
Kandungan Unsur Hara (%) N Total
P2O5
K2O
Sapi
0,29
0,17
0,35
Kambing
0,55
0,36
1,00
Kuda
0,44
0,25
0,55
Ayam
1,70
1,90
1,50
Sumber: Hardjowigeno. 1987
Pada prinsipnya, semua jenis pupuk kandang sangat baik untuk tanaman, yang penting adalah pupuk tersebut harus benar-benar matang. Pupuk kandang yang tidak matang akan berbahaya bagi tanaman karena akan mengeluarkan gas selama proses pembusukan.Ciri-ciri pupuk kandang yang matang, diantaranya adalah: (1) Pupuk tidak terasa panas bila tangan dimasukan ke tengah-tengah gundukan pupuk tersebut (2)
Pupuk kandang tidak mengeluarkan bau dan wujud fisiknya sudah menyerupai tanah, tetapi warnanya agak kehitaman.
Proses pematangan pupuk kandang dapat dipercepat dengan memanfaatkan bakteri Bacillus subtilus. Bakteri ini akan mampu menguraikan bahan organic pada pupuk kandang atau kompos yang belum matang.
Pupuk kandang diberikan setelah terbentuk guludan/bedengan. Penebaran dilakukan secara merata kira-kira 0,5 -1,0 kg/m2 atau untuk panjang bedengan 12 m diberikan 6-12 kg/bedengan. Setelah penaburan, dilakukan pencangkulan agar kandungan unsur-unsur hara (terutama untuk N) tidak banyak hilang karena penguapan ataupun tercuci air hujan. Setelah itu bedengan diangin-anginkan selama kurang lebih dua minggu untuk memberikan kesempatan terjadinya proses oksidasi (pengubahan) senyawa-senyawa beracun menjadi senyawa yang tidak beracun.
e. Pembuatan Lubang Tanam Pembuatan lubang tanam pada guludan/bedengan sangat bergantung pada 50
kondisi lahan dan varietas yang akan ditanam. 1. Cara tanam sistem mukibat Sistem tanam mukibat adalah penanaman dengan menggunakan kenongan (guludan setiap individu tanaman) dengan jarak antar tanaman 1,5 m x 1,5 m 2. Cara tanam sistem baris ganda (double row) Sistem atau cara tanam double row adalah membuat baris ganda (double row) yakni jarak antar barisan 160 cm dan 80 cm, sedangkan jarak di dalam barisan sama yakni 80 cm. Sehingga jarak tanam ubikayu baris pertama (160 cm x 80 cm) dan baris kedua (80 cm x 80 cm). Penjarangan barisan ini ditujukan agar tanaman lebih banyak mendapatkan sinar matahari untuk proses fotosintesa, sehingga pembentukan zat pati ubikayu di umbi lebih banyak dan ukuran umbi besar-besar. Selain itu, diantara barisan berukuran 160 cm dapat ditanami jagung dan kacang-kacangan untuk meningkatkan pendapatan petani. Keuntungan lain dari sistem tanam ubikayu double row adalah jumlah bibit yang digunakan lebih sedikit yakni 10.200 tanaman dibandingkan dengan sistem tanam petani biasa dengan jumlah bibit 17.800 tanaman. Lubang tanam dibuat (digali) dengan ukuran kedalaman 20 s/d 25 cm, dengan volume kira-kira dapat menampung 2 kg pupuk kandang pada setiap lubang tanam. Isilah asing-masing lubang tanam dengan 2 kg pupuk kandang (bagian dari pemupukan dasar). Biarkan terbuka selama 1 minggu, kemudian tutup dengan tanah, dua hari kemudian lubang tanam siap untuk ditanami.
B. Memilih dan Menyiapkan Bibit Hasil yang tinggi dapat diperoleh bila tanaman tumbuh optimal dan seragam dengan populasi yang penuh. Kondisi tersebut dapat dicapai bila bibit yang digunakan memenuhi kriteria tujuh tepat (tepat varietas, mutu, jumlah, waktu, harga, tempat, dan kontinuitas).
Dalam pembibitan tradisional, dari satu batang bibit ubikayu hanya diperoleh 10-20 stek, sehingga luas areal pembibitanminimal 20% dari luas areal yang akan ditanami ubikayu. Pembibitantradisional tersebut akan menyita banyak tempat dan menghambatpengembangan varietas ungul baru. Salah satu cara untukmengatasi masalah tersebut adalah menggunakan stek pendekdengan dua-tiga mata tunas. 51
Pembibitan dengan cara ini disebutrapid multiplication atau penangkaran bibit secara cepat. Keuntungandari pembibitan stek pendek adalah jumlah bibit yangdapat dihasilkan dari satu batang ubikayu 100-200 kali lebihbanyak dibandingkan dengan pembibitan secara tradisional. Langkah penangkaran bibit secara cepat adalah: (1) penyemaianbibit, (2) pemindahan bibit, (3) pemeliharaan, dan (4) panen.
1.
Penyemaian bibit
Berikut ini langkah-langkah penyemaian bibit untuk penangkaran secara rapid multiplication. a. Potong batang ubi kayu varietas unggul menjadi satu, dua atau tiga mata tunas b. Siapkan media persemaian berupa bak plastic yang diisi air, tanpa diberi pupuk atau bahan kimia lain. Ketinggian air sekitar 0,5 cm dari dasar bak plastik c. Di atas permukaan air, hamparkan kertas koran. disangga dengan
Kertas ini sebaiknya
anyaman bamboo atau penyangga lain agar tidak
tenggelam. Kertas harus dipertahankan dalam keadaan basah selama 7-14 hari. d. Letakan stek yang akan disemai di atas kertas Koran yang basah tersebut dengan posisi vertikal.
Gambar 3.4 Penyemaian Bibit
2.
Pemindahan bibit
Setelah bibit berumur 10-14 hari, bibit dipindah ke lahan pembibitan, pada saat penanaman bibit, tanah harus dalam keadaan kapasitas lapang. Jarak tanam yang dianjurkan adalah 75-80 cm
52
Gambar 3.5 Pemindahan Bibit
3.
Pemeliharaan bibit
Pemeliharaan bibit meliputi pemupukan, pengendalian gulma, serta pengendalian hama dan penyakit tanaman. Pemupukan kebun bibit dianjurkan sejumlah 150200 kg urea + 100 kg SP 36 + 100 kg KCL/ha. Pupuk diberikan secara bertahap, yaitu 50% urea, seluruh SP36 dan KCL pada saat umur bibit 2 minggu dan 50% urea pada saat bibit berumur 12 minggu.
Gambar 3.6 Pemeliharaan Bibit
4.
Pemanenan
Panen stek dapat dilakukan pada umur 8–12 bulan setelah tanam. Apabila stek
53
dipanen pada umur sebelum 8 bulan setelah tanam akan mempengaruhi kualitas stek, stek masih muda sehingga kalau ditanam cepat kering, selain itu stek yang dihasilkan juga masih sedikit (3-4 stek). Demikian juga kalau dipanen pada umur di atas 12 bulan setelah tanam, kualitas stek menurun karena stek terlalu tua, diameter stek > 3 cm. Diameter stek yang terlalu besar, akan mempercepat transpirasi kalau stek ditanam, sehingga mempercepat stek kering. Tanaman ubikayu yang layak untuk diambil steknya apabila diameter batang sudah mencapai 2-3 cm, bagian batang yang layak untuk stek lebih kurang sudah mencapai 1 m. Produksi stek tergantung pada jenis varietas dan jarak tanam yang digunakan. Pada varietas yang mempunyai batang yang tinggi akan menghasilkan stek lebih banyak dibanding varietas dengan batang pendek. Tanaman yang ditanam rapat akan menghasilkan jumlah bibit yang lebih banyak dibanding apabila ditanam pada jarak tanam yang normal.
Potong batang sekitar 10 cm dari pangkal batang kemudian buang batang bagian pucuk yang belum berkayu. Kumpulkan 10-20 batang dan ikatlah ujung bawah dan ujung atasnya, selanjutnya simpan pada tempat yang terlindung.Ikatan hendaknya diletakan tegak lurus dan jangan “ditidurkan” untuk mencegah tunas-tunas tumbuh selama penyimpanan. Bibit yang disimpan sebaiknya sepanjang mungkin (minimal 1,5 m) agar tidak mudah mengering dan ujung-ujung potongan batang diberi ter atau lilin agar tidak cepat kering.
Tabel 3.3. Produksi stek beberapa varietas ubikayu pada kepadatan populasi berbeda Produksi stek/bibit per hektar pada beberapa varietas Populasi Tanaman/ha
MLG UJ-5
Adira-4
Malang-6
Malang-4
Rata-rata
0311 12.500
91.203
123.148
81.944
120.370
104.629
104.259
25.000
183.333
231.944
178.703
218.981
201.851
202.963
40.000
332.870
388.425
278.240
410.648
365.740
355.185
Keterangan: ukuran stek 20-25 cm
54
C. Melakukan Penanaman Stek ditanam di guludan dengan jarak antar barisan tanaman 80-130 cm dan dalam barisan tanaman 60-100 cm untuk sistem monokultur. Sedangkan jarak tanam ubikayu untuk sistem tumpangsari dengan kacang tanah, kedelai, atau kacang hijau adalah 200x100 cm (Hilman, dkk., 2004), dan jarak tanam tanaman sela yang efektif mengendalikan erosi dan produktivitasnya tinggi adalah 40 cm antara barisan dan 10-15 cm dalam barisan.
Penanaman stek ubikayu disarankan pada saat tanah dalam kondisi gembur dan lembab atau ketersediaan air pada lapisan olah sekitar 80% dari kapasitas lapang. Tanah dengan kondisi tersebut akan dapat menjamin kelancaran sirkulasi O2 dan CO2 serta meningkatkan aktivitas mikroba tanah sehingga dapat memacu pertumbuhan daun untuk menghasilkan fotosintat secara maksimal dan ditranslokasikan ke dalam umbi secara maksimal pula. Posisi stek di tanah dan kedalaman tanam dapat mempengaruhi hasil ubikayu. Stek yang ditanam dengan posisi vertikal (tegak) dengan kedalaman sekitar 15 cm memberikan hasil tertinggi baik pada musim hujan maupun musim kemarau. Penanam stek dengan posisi vertikal juga dapat memacu pertumbuhan akar dan menyebar merata di lapisan olah. Stek yang ditanam dengan posisi miring atau horizontal (mendatar), akarnya tidak terdistribusi secara merata seperti stek yang ditanam vertikal pada kedalaman 15 cm dan kepadatannya rendah.
Tabel3.4.Pengaruh cara tanam terhadap hasil ubi kayu. CaraTanamdan MusimHujan Pengolahan Dayatumbuh HasilRelatif( Tanah Relatif(%) %) PosisiStek 100 100 Vertikal 100 96 Miring(45o) 92 69 Horizontal KedalamanTanah 97 87 10 cm 98 90 15 cm Sumber:Tonglum,dkk.(2001).
MusimKemarau Dayatumbuh HasilRelatif( Relatif(%) %) 100 92 71
100 92 58
75 98
74 91
55
Di lahan yang peka erosi dianjurkan menerapkan pola tumpangsari dengan padi gogo dan aneka kacang. Jarak tanam tanaman sela yang efektif mengendalikan erosi dan dapat berproduksi optimal adalah 10 cm antara barisan dan 10-15 cm dalam. Anjuran populasi optimal ubi kayu pada pola tumpang sari adalah 10.000 tanaman/ha. Jika dalam pelaksanaan tumpang sari akan di tanam tanaman sela lebih dari satu kali dalam setahun, misalnya ubi kayu + padi + jagung + kacangkacangan, dianjurkan jarak antar barisan ubi kayu diperlebar hingga 200-250 cm dan jarak dalam barisan diperapat hingga 0,5 m. Namun bila hanya satu kali tanaman sela, jarak tanam ubi kayu cukup 125 x 80 cm.
Tabel 3.5. Hasil panen usaha ubi kayu monokultur dibandingkan dengan tumpangsari No 1 2 3 4
Uraian Hasil panen (ton/ha) Penerimaan (Rp/ha) Biaya (Rp/ha) Keuntungan (Rp/ha)
Ubi Kayu
Ubi Kayu+jagung
Ubi Kayu+Jagung + Kacang Tanah
Monokultur 35.475
42.458
39.475
9.223.500
12.603.550
14.706.000
2.934.000
5.101.345
6.895.500
6.289.500
7.502.205
7.810.500
Waktu tanam ubi kayu pada lahan kering sebaiknya pada awal musim penghujan atau akhir musim hujan (November-Desember dan Juni-Juli). Di lahan sawah, penanaman dilakukan setelah panen padi. Di daerah-daerah yang curah hujannya cukup tinggi dan merata sepanjang tahun, ubi kayu dapat ditanam setiap waktu.
Populasi tanaman ditentukan oleh tingkat kesuburan. Pada tanah subur populasi 10.000 batang per ha (baik untuk varietas bercabang maupun yang tidak bercabang); sedangkan untuk tanah kurus 15.000 batang per hektar.Waktu penyulaman dilakukan saat ubi kayu mulai umur 1-3 minggu. Bila penyulaman lebih dari 3 minggu, tanaman sulam akan tumbuh tidak sempurna karena ternaungi tanaman sekitarnya. Sediakan bibit khusus untuk sulam yang ditanam di pinggir atau tepi kebun.
56
D. Memelihara Tanaman Kegiatan dalam pemeliharaan tanaman adalah menyulam, menyiang, memupuk, membumbun, mengairi dan mengendalikan hama serta penyakit. Secara rinci kegiatan pemeliharaan adalah sebagai berikut : 1. Penyulaman Penyulaman segera dilakukan pada umur 2 minggu setelah tanam. Apabila bibit yang digunakan cukup baik, tanaman yang perlu disulam relatif sedikit, kurang dari 5%. Adanya penyulaman yang tepat, akan memberikan pertumbuhan tanaman yang lebih serempak/seragam. 2. Penyiangan dan pengendalian gulma Penyiangan paling banyak dilakukan cukup 2 kali, terutama pada saat tajuk dari tanaman belum saling menutup. Penyiangan pertama dilakukan pada umur kurang lebih sebulan setelah tanam, dan penyiangan kedua dilakukan dua bulan kemudian.
Kelemahan ubikayu pada fase pertumbuhan awal adalah tidak mampu berkompetisi dengan gulma. Periode kritis atau periode tanaman harus bebas gangguan gulma adalah antara 5-10 minggu setelah tanam. Bila pengendalian gulma tidak dilakukan selama periode kritis tersebut, produktivitas dapat turun sampai 75% dibandingkan kondisi bebas gulma. Untuk itu, penyiangan diperlukan hingga tanaman bebas dari gulma sampai berumur sekitar 3 bulan.
Gulma merupakan pesaing bagi ubi kayu untuk mengambil hara, pupuk dan air. Penelitian menunjukkan kompetisi dengan gulma menurunkan produktivitas ubi kayu hingga 7,5%. Secara umum gulma dapat didefinisikan sebagai kelompok jenis tumbuhan yang hidupnya atau tumbuhnya tidak dikehendaki oleh manusia karena dianggap mengganggu dan bisa merugikan hasil tanaman yang dibudidayakan. Kerugian yang ditimbulkan oleh gulma tersebut dapat bersifat kuantitatif (kerugian dalam bentuk jumlah atau dapat diwujudkan dengan angka) dan bersifat kualitatif (kerugian dalam bentuk kualitas hasil pertanian yang tidak dapat diwujudkan dengan angka). Pengaruh yang merugikan dengan adanya gulma pada lahan pertanian ada beberapa hal, antara lain : 57
1) Mempunyai pengaruh persaingan/kompetisi yang tinggi dengan tanaman budidaya 2) Adanya
gulma
di
lahan
pertanian
mempunyai
pengaruh
persaingan/kompetisi yang tinggi sehingga dapat menurunkan hasil panen. Persaingan/kompetisi ini dapat berupa kompetisisi akan ruang, air, unsur hara maupun sinar matahari. 3) Sebagai rumah inang sementara dari hama dan patogen penyebab penyakit tanaman budidaya. Banyak hama dan patogen penyebab penyakit pada tanaman budidaya yang tidak hanya hidup pada tanaman yang dibudidayakan tetapi juga pada gulma khususnya yang secara taksonomi erat kaitannya dengan tanaman tersebut. 4) Mengurangi mutu hasil panen tanaman budidaya. Beberapa bagian dari gulma yang ikut terpanen akan memberikan pengaruh negatif terhadap hasil panenan. Misalnya dapat meracuni, mengotori, menurunkan pemurnian, ataupun memberikan rasa dan bau yang tidak asli. 5) Menghambat kelancaran aktivitas pertanian Adanya gulma dalam jumlah populasi yang tinggi akan menyebabkan kesulitan dalam melakukan kegiatan pertanian misalnya pemupukan, pemanenan dengan alat-alat mekanis, pengairan, dan lain-lain.
Waktu yang paling tepat dalam pengendalian adalah tiga bulan pertama, hal ini disebabkan pertumbuhan gulma yang lebat, karena tanah di antara tanaman belum tertutup sempurna oleh kanopi. Cara pengendalian gulma diuraikan sebagai berikut: 1) Pada tiga bulan pertama, pengendalian gulma dilakukan secara manual. Selain bertujuan untuk memperbaiki struktur tanah, cara tersebut memiliki keuntungan lain sebagai berikut: o Murah, karena gulma masih mudah dicabut sehingga memerlukan tenaga kerja yang relative sedikit o Tidak selektif hanya pada kelompok gulma tertentu o Tidak mencemari lingkungan
58
2) Menjelang panen, dalam skala usaha tani komersial, pengendalian gulma dilakukan secara kimiawi dengan herbisida, yakni 2-3 minggu sebelum panen.
Gulma dapat dikelompokkan berdasarkan beberapa hal antara lain siklus hidupnya, habitatnya (tempat di mana gulma tumbuh), dan morfologinya. Pengelompokkan gulma yang dominan terdapat di lahan pertanian secara umum dilihat dari morfologinya dapat dibedakan menjadi 3 kelompok/golongan, yaitu :
a. Gulma golongan rumput (grasses : Famili Graminae) Gulma golongan ini mempunyai batang bulat atau tegak pipih dan berongga. Daun soliter pada buku - buku, tersusun dalam dua deretan, berbentuk pita, tepi daun rata, dan terdiri dari dua bagian yaitu helai daun dan pelepah daun dengan lidah daun di antara dua bagian tersebut. Karangan bunganya dalam bentuk anak bulir, dapat bertangkai atau tidak dengan tiap anak bulir terdiri atas satu atau lebih bunga kecil. Setiap bunga kecil tersebut biasanya dikelilingi oleh sepasang daun pelindung yang tidak sama besarnya, yang besar disebut lemna dan yang kecil disebut palea. Buahnya disebut buah karyopsis dengan bentuk memanjang seperti perahu, bulat telur atau datar ramping.
b. Gulma golongan teki (sedges : Famili Cyperaceae) Gulma golongan ini batangnya berbentuk segitiga, kadang-kadang bulat dan tidak berongga. Daunnya tersusun dalam tiga deretan tanpa lidah daun pada pertemuan pelepah dan helai daun. Bunganya sering dalam bentuk bulir atau anak bulir yang dilindungi oleh satu daun pelindung dengan buah pipih atau berbentuk segitiga.
c. Gulma golongan berdaun lebar (broadleaves)
59
Gulma dari golongan ini pada umumnya tergolong tumbuhan dengan biji berkeping dua (Dicotyledoneae) atau paku-pakuan (Pteridophyta). Gulma golongan ini secara umum mempunyai daun lebar dengan tulang daun berbentuk jaringan, menyirip atau menjari. Gulma ini biasanya berbatang basah (herbaceous) seperti bayam duri (Amaranthusviridis) dan krokot (Portulacaoleracea) atau berbatang kayu (lignosus), seperti pada Lantana camara. Batangnya berbeda dengan gulma golongan rumput dan teki, gulma golongan ini batangnya bercabang dengan bunganya dapat berupa bunga tunggal atau bunga majemuk yang biasanya termasuk bunga sempurna. Akar gulma golongan ini termasuk dalam sistem akar tunggang yang berupa akar yang berkayu ataupun tidak. Gulma mempunyai kemampuan untuk berkembangbiak baik secara generatif dengan menghasilkan biji maupun secara vegetatif dengan membentuk organ perkembangbiakan vegetatif seperti umbi daun, umbi akar, stolon, rhizoma, umbi batang, dan rootstock. Siklus hidup gulma dapat dibedakan menjadi gulma semusim atau setahun (annual), gulma tahunan (perenial), dan gulma dua tahunan (biennial). Menurut Wargiono, dkk. (2006), pada bulan ke-4 kanopi ubikayu mulai menutup permukaan tanah sehingga pertumbuhan gulma mulai tertekan karena kecilnya penetrasi sinar matahari di antara ubikayu. Oleh karena itu, kondisi bebas gulma atau penyiangan pada bulan ke-4 tidak diperlukan karena tidak lagi mempengaruhi hasil (Tabel 3.6). Pada saat penyiangan, juga dilakukan pembumbunan, yaitu umur 2-3 bulan. Tabel3.6.Pengaruh waktu bebas gulma terhadap hasil ubi kayu.
Hasil(t/ha)
Jumlah bulan bebas gulma 0bulan(kontrol) 2bulan 3bulan 4bulan Petani Sumber:Tonglum,dkk.(2001).
AwalMH 5,83 24,34 24,28 22,59 20,23
AkhirMH 9,56 20,98 22,61 21,25 19,89
3. Pemupukan Pemupukan diberikan setelah tanam, pemupukan pertama dilakukan setelah penyiangan pertama bersama dengan mengadakan pembumbunan. Pemupukan kedua dilakukan pada waktu setelah penyiangan kedua, yang juga terus diikuti dengan pembumbunan.
60
Setiap tanaman dalam pertumbuhan dan perkembangannya membutuhkan unsur hara makro maupun mikro, sehingga apabila tanaman kekurangan unsur hara, maka pertumbuhannya terhambat. Tanaman ubi kayu dikenal dengan tanaman yang rakus menyerap unsur hara, sebetulnya tidak karena ubi kayu mempunyai kemampuan menghasilkan umbi tinggi sehingga hara yang diserap oleh ubi kayu per satuan waktu dan luas lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman pangan lainnya. Penelitian menunjukkan bahwa hara terbawa panen untuk setiap ton umbi segar adalah 6,54 kg N, 2,24 kg P2O5 dan 9,32 kg K2O/ha/musim. Hara tersebut harus diganti melalui pemupukan setiap musim. Tanpa pemupukan akan terjadi pengurasan hara, sehingga kesuburan tanah menurun dan produksi ubi kayu merosot. Tabel 3.7 Kebutuhan N, P, dan K tanaman ubi kayu dibandingkan dengan komoditas lain Kebutuhan Hara (kg/Ha)
Purata Hasil Nasional (Ton/Ha)
N
P
K
Ubi kayu
15,5
62,0
20,7
96,1
Padi sawah
4,7
104,6
14,9
123,7
Jagung
3,3
90,3
16,0
60,8
Kedelai
1,3
63,7
9,1
27,3
Jenis Tanaman
Sumber: Subandi dkk, 2006 Pemupukan yang baik dan benar harus memperhatikan beberapa faktor sebelum melakukan pemupukan, seperti jenis pupuk, dosis pupuk, waktu pemupukan dan cara pemberian pupuk. Pada prinsipnya pupuk yang sering digunakan dalam kegiatan budi daya tanaman dapat dibedakan menjadi dua jenis yakni pupuk organik atau pupuk alam dan pupuk anorganik atau yang lebih dikenal dengan pupuk buatan. Pupuk buatan yang mengandung unsur hara N adalah ; pupuk Urea, ZA, NPK dan pupuk majemuk; pupuk yang mengandung hara P adalah: pupuk SP36, NPK, dan pupuk majemuk; pupuk yang mengandung K adalah: pupuk KCL, ZK, NPK dan pupuk majemuk. Rekomendasi dosis pemupukan adalah: (3) (4) (5) (6)
Pupuk organik: 5-10 ton/ha setiap musim tanam Urea: 150-200 kg/ha SP36: 100kg/ha KCL: 100-150 kg/ha 61
Beberapa tip tentang pemupukan 1) Dosis pupuk sangat tergantung pada jenis tanah, khususnya kesuburan tanah 2) Oleh karena itu sebaiknya perlu dilakukan analisis tanah untuk menetapkan dosis pupuk yang tepat 3) Untuk tanah yang masam, pupuk N yang digunakan sebaiknya Urea yaitu 200 kg/ha 4) Jika kandungan bahan organik rendah (,1,5%), gunakan dosis pupuk SP-36 sejumlah 100 kg/ha. Jika bahan organi tinggi>2%, penggunaan pupuk SP36 sebanyak 50 kg/ha sudah cukup 5) Berdasarkan penelitian Balitkabi, di tanah Jawa berjenis regosol atau aifisol, pupuk KCL tidak mutlak dibutuhkan. Namun untuk tanah-tanah di Sumatera khususnya ultisol, pupuk KCL mutlak diperlukan dengan dosis 100-150 kg/ha 6) Aplikasi bahan organik harus dilakukan setiap kali musim tanam, terutama bila biomasa tanaman (limbah panen) tidak dikembalikan lagi ke tanah
Cara pemberian pupuk 1) Pupuk organic + 1/3 Urea + 1/3 KCL diberikan pada saat pembuatan guludan yaitu dengan ditebarkan pada guludan, kemudian diaduk sampai rata dengan tanah. 2) Sisa dosis pupuk diberikan pada bulan ketiga atau keempat yaitu dibenamkan sekitar tanaman secara larikan atau melingkar
4. Pengairan Mengingat ubi kayu ditanam di lahan kering, pada umumnya pengairan hanya mengandalkan dari curah hujan, hanya kadang-kadang apabila setelah terjadi hujan yang cukup deras, perlu memperhatikan drainasenya.
5. Pengendalian hama dan penyakit Sampai dengan saat ini khusus pada tanaman ubi kayu belum terjadi adanya serangan hama dan penyakit yang serius, sehingga dapat dikatakan tidak diperlukan pemberantasan hama dan penyakit.Bila di lapangan diperlukan pengendalian hama penyakit, maka tindakan yang dilakukan sebagai berikut: 62
1) Tungau/kutu merah (Tetranychusbimaculatus)
dikendalikan
secara
mekanik dengan memetik daun sakit pada pagi hari dan kemudian dibakar. Pengendalian secara kimiawi menggunakan akarisida. 2) Kutu
sisik
hitam
(Parasaissetianigra)
dan
kutu
sisik
putih
(Anoidomytilusalbus) dikendalikan secara mekanis dengan mencabut dan membatasi tanaman sakit menggunakan bibit sehat. Pengendalian secara kimiawi menggunakan perlakuan stek insektisida seperti tiodicarb dan oxydemetonmethil. 3) Penyakit bakteri B. manihotis dan X. manihotis menyerang daun muda dan P. solanacearum menyerang bagian akar tanaman sehingga tanaman layu dan
mati.
Pengendalian
dapat
dilakukan
menggunakan
varietas
tahan/agak tahan. 4) Cendawan karat daun (Cercosporasp.), perusak batang (Glomerell sp.), dan perusak umbi (Fusarium sp.). Pengendalian dianjurkan menggunakan larutan belerang 5%. 5) Penyakit virus mosaik (daun mengering) belum ada rekomendasi pengendaliannya. Pemeliharaan selanjutnya yang perlu diperhatikan adalah pembatasan tunas. Pada saat tanaman berumur 1 bulan dilakukan pemilihan tunas terbaik, tunas yang jelek dibuang sehingga tersisa dua tunas yang paling baik. LATIHAN SOAL DAN PENUGASAN TesFormatif 1. Jelaskan tahap-tahap penyiapan lahan dengan menggunakan traktor ! 2. Jelaskan keunggulan pengolahan minimum dan pengolahan dengan mekanis ! 3. Jelaskan keunggulan teknik pembibitan secara rapid multiplication ! 4. Jelaskan keunggulan varietas unggul Adira, Malang -6 dan UJ-3 ! 5. Jelaskan criteria bibit yang baik ! 6. Jelaskan keuntungan penanaman ubi kayu dengan system tumpang sari 7. Jelaskan bentuk persaingan gulma dengan tanaman budidaya dalam hal persaingan air dan sinar matahari ! 63
8. Sebutkan pengaruh yang merugikan dengan adanya gulma pada lahan pertanian ! 9. Jelaskan fungsi/manfaat pupuk organic bagi tanaman ! 10. Jelaskan fungsi unsure hara N, P dan K !
Kunci Jawaban 1. Tahapan penyiapan menggunakan traktor Pembukaan/pembersihan lahan Pembajakan/pembalikan tanah Rotary/penggemburan Pembuatan bedengan Pemupukan dasar
2. Keunggulan pengolahan minimal adalah mencegah terjadinya erosi Keuntungan pengolahan dengan mekanis adalah: a) KeuntunganTeknis Pekerjaan pengolahan tanah memerlukan tenaga yang sangat besar, sehingga dibutuhkan banyak tenaga kerja. Dengan tenaga yang besar, yang dimiliki peralatan mekanis, pekerjaan yang berantakan dengan mudah dikerjakan.Hasil pengolahan tanah secara mekanis dapat lebih dalam. b) Keuntungan Ekonomis Berdasarkan hasil penelitian (di PulauJawa), biaya pengolahan tanah per hektar dengan traktor akan lebih murah dibandingkan dengan menggunakan tenaga
manusia maupun hewan. Penurunan biaya pengolahan tanah ini
tentunya akan meningkatkan keuntungan para petani. c) Keuntungan Waktu
64
Dengan tenaga yang cukup besar, tentunya pengolahan tanah yang dilakukan secara mekanis akan lebih cepat. Dengan cepatnya waktu pengolahan tanah, akan mempercepat pula proses budidaya secara keseluruhan.Untuk beberapa tanaman yang berumur pendek,sisa waktu yang tersedia ini dapat digunakan untuk melakukan budidaya lagi. 3. Keuntungan
pembibitan
dengan
system
rapid
multiplication
adalah
mendapatkan calon bibit yang lebih banyak dimana 100-200 stek
4. Keunggulan varietas unggul adalah: Daun tidak mudah rontok Adaptif di tanah ber ph tinggi dan rendah Adaptif pada kondisi populasi tinggi Dapat dikembangkan dalam system tumpangsari Tahap terhadap serangan tungau merah dan penyakit layu bakteri
5. Kriteria bibit yang baik adalah: Stek berasal dari batang bagian tengah yang sudah berkayu Panjang 15-20 cm Diameter 2-3 cm Tanpa penyimpanan
6. Keuntungan penanaman system tumpang sari Efektif untuk mengendalikan erosi Meningkatkan efisiensi penggunaan lahan Memperkecil resiko kegagalan Meningkatkan pendapatan bersih per tahun dan terdistribusi secara merata Meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk Memenuhi kebutuhan pangan
65
Memperbaiki sifat fisika dan kimia tanah karena dapat diperoleh seresah atau limbah panen dari tanaman sela yang dikembalikan ke tanah.
7. Bentuk persaingan gulma dengan tanaman budidaya dalam hal : Persaingan air Air juga merupakan salah satu unsur penting untuk mendukung proses fotosintesis tanaman. Selain itu air juga diperlukan tanaman untuk pelarit dalam sel tanaman dan sebagai media pengangkutan unsur hara dari dalam tanah ke tanaman. Persaingan air antara gulma dengan tanaman budidaya yang
mengakibatkan
menyebabkan
defisiensi/kekurangan
terhambatnya
atau
air
terhentinya
yang
terus-menerus
pertumbuhan
tanaman
budidaya serta menyebabkan perubahan-perubahan dalam tanaman yang tidak dapat balik (irreversible). Persaingan sinar matahari Sinar matahari merupakan unsur penting yang menunjang terjadinya proses fotosintesis pada tanaman. Adanya gulma pada lahan pertanian akan menimbulkan persaingan untuk mendapatkan sinar matahari terutama dari pengaruh kanopi/tajuk tanaman atau gulma yang saling menaungi. Akibatnya tanaman budidaya tidak dapat memperoleh intensitas sinar matahari yang optimal
untuk
mendukung
proses
fotosintesisnya
sehingga
laju
fotosintesisnya akan kurang optimal pula. Kurang optimalnya fotosintesis tanaman budidaya tersebut tentunya akan berpengaruh pula pada laju pertumbuhan tanamannya. 8. Pengaruh yang merugikan dengan adanya gulma pada lahan pertanian ada beberapa hal, antara lain : Mempunyai pengaruh persaingan/kompetisi yang tinggi dengan tanaman budidaya Sebagai rumah inang sementara dari hama dan patogen penyebab penyakit tanaman budidaya Mengurangi mutu hasil panen tanaman budidaya 66
Menghambat kelancaran aktivitas pertanian
9. Manfaat pupuk organik Meningkatkan efisiensi pupuk organic Mengoptimalkan fungsi mikroba tanah Meningkatkan daya pegang air tanah Meninkatkan kadar N tanah Melepaskan hara P yang terjerab
10. Fungsi hara N, P dan K Nitrogen ( N ) Sumber nitrogen
yang
terbesar
adalah
udara
yang sampai ke tanah
melalui air hujan atau udara yang diikat oleh bakteri pengikat nitrogen seperti Rhizobium sp. Menambah kandungan protein tanaman Mempercepat pertumbuhan vegetatif tanaman Sebagai senyawa penting untuk membentuk klorofil, asam nukleat, enzim Sebagai senyawa penting untuk membentuk asam-asam amino yang akan dirubah menjadi protein.
Phosphor ( P ) Beberpa peranan/ fungsi fosfor bagi tanaman antara lain : Membentuk asam nukleat ( DNA dan RNA ) Memacu pertumbuhan akar dan membentuk sistem perakaran yang baik sehingga tanaman dapat mengambil unsur hara lebih banyak.
67
Menyimpan serta memindahkan energi Arlenusin Tri phosphat dan Adonosin Phosphat. Menambah daya tahan tanaman terhadap serangana ham dan penyakit menukar. Merangsang pembelahan sel. Membantu
proses
asimilasi
dan
respirasi
sekaligus
mempercepat
pembungaan dan pemasakan biji.
Kalium ( K ) Beberapa peranan/ fungsi kalium bagi pertumbuhan tanaman antara lain : Translokasi gula pada pembentukan pati dan protein Efisiensi penggunaan air ( tahan terhadap kekeringan ) Memacu pertumbuhan tanaman pada tingkat permulaan Meningkatkan ketahanan tanaman terhadap serangan hama dan penyakit Memperkuat ketegaran tanaman sehingga daun, bunga, buah dan batang tidak mudah rontok dan rebah
Tugas 1. Amati penyiapan lahan penanaman ubi kayu di daerah Anda, untuk luas (a) >1 ha dan (b) <1 ha bandingkan pekerjaan-pekerjaan yang dilakukan petani. 2. Amati varietas-varietas yang digunakan petani di daerah Anda, sesuaikah dengan kondisi lahan? Apakah petani sudah melakukan pemilihan varietas sesuai dengan kondisi lahan yang mereka miliki? 3. Untuk memperluas pemahaman Anda tentang materi mengidentifikasi gulma, ada
beberapa tugas
yang
dapat membantu meningkatkan penguasaan
materi ini yaitu : a) Buatlah resume informasi yang Anda peroleh tentang mengidentifikasi gulma menurut pemahaman Anda!
68
b) Lakukan observasi pada lahan petani/TPU sekolah cari informasi tentang 1) Macam-macam gulma yang dominan 2) Morfologi gulmanya 3) Cara perkembangbiakan gulmanya 4) Sklus hidup gulmanya 5) Bentuk persaingan gulmanya 6) Kerugian yang ditimbulkannya c) Catat hasil observasi tersebut, buat kesimpulan dan diskusikan dengan teman Anda dan guru pembimbing Anda! d) Hasil diskusi selanjutnya dikumpulkan dalam ordner portfolio hasil belajar Anda.
EVALUASI MATERI POKOK Periksalah tingkat penguasaan Anda terhadap materi yang telah Anda terima. Anda dapat menentukan tingkat penguasaan Anda berdasarkan jawaban Anda atas pernyataan-pernyataan yang dikemukakan pada tabel berikut ini. Bubuhkan tanda centang di ruang yang tersedia pada kolom penguasaan yang sesuai dengan kondisi Anda. No.
Kompetensi
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.
Menyiapkan lahan tanpa olah (pengolahan minimal) Membuka lahan (dengan traktor) Mengolah tanah tahap pertama: pembajakan (ploughing) Mengolah tanah tahap kedua: menggaru dan menghaluskan Membuat guludan tunggal Membuat guludan memanjang Melakukan pemupukan dasar Membuat lubang tanam sistem Mukibat Membuat lubang tanam sistem baris ganda Menyemai bibit Memindahkan bibit Memelihara bibit Memanen bibit Menanam stek Melakukan penyulaman tanaman Melakukan penyiangan dan mengendalikan gulma Melakukan pemupukan
Penguasaan Ya Tidak
69
No.
Kompetensi
Penguasaan Ya Tidak
15. Mengendalikan hama dan penyakit Jumlah jawaban
Jumlahkan centang jawaban “ya” dan “tidak” Anda atas evaluasi penguasaan materi di atas. Berdasarkan jumlah centang jawaban tersebut, Anda dapat memperkirakan tingkat penguasaan Anda terhadap materi
Budidaya Ubikayu.
Jika Anda memperoleh sedikitnya 12 jumlah centang jawaban “ya” berarti Anda telah menguasai 80% materi ini, dengan demikian Anda dapat melanjutkan ke materi berikutnya. Jika Anda memperoleh lebih kecil dari 12 jumlah centang jawaban “ya” sebaiknya Anda mengulang lagi mempelajari materi ini dengan memberikan penekanan pada aspek kompetensi yang belum Anda kuasai. UMPAN BALIK DAN TINDAK LANJUT Setelah mengukur tingkat penguasaan Anda terhadap materi Budi Daya Ubikayu, kini saatnya Anda menentukan langkah selanjutnya. Materi Budi Daya Ubikayu yang Anda pelajari dalam modul ini merupakan langkah-langkah dasar/esensial yang terdapat dalam keseluruhan budi daya tanaman penghasil bioethanol. Masih terdapat banyak tata cara budi daya tanaman tingkat lanjut. Untuk itu silakan mengeksplorasi tata cara budi daya tanaman penghasil bioethanol lain selain yang diperkenalkan dalam modul ini. Bila Anda berhasil menguasai materi dalam modul ini secara mandiri, maka Anda tidak akan mengalami kesulitan dalam mempelajari tata cara budi daya tanaman penghasil bioethanol yang lain. Sebaliknya bila Anda belum berhasil menguasai seluruh materi dalam modul ini, maka Anda perlu mengubah strategi pembelajaran Anda.
70
Materi Pokok 4
PANEN DAN PENANGANAN PASCA PANEN DESKRIPSI MATERI Bahan pembelajaran ini diharapkan dapat menghantarkan peserta pelatihan untuk menguasai kompetensi teknik pemanenan dan penangan pasca panen ubi kayu sebagai tanaman sumber bahan bioetanol. Ruang lingkup materi dikembangkan berdasarkan subkompetensi yang meliputi: melakukan pemanenan, dan melakukan penanganan pasca panen
INDIKATOR KEBERHASIL AN Materi pokok 4 ini menitikberatkan kepada pengembangan pengetahuan dan keterampilan teknik pemanenan dan penanganan pasca panen ubi kayu. Setelah mempelajari materi pokok 4 ini, Anda diharapkan mampu: (1) memahami tujuan pengaturan waktu panen; (2) melakukan pemanenan; (3) mengolah ubi kayu menjadi bahan baku bioethanol; (4) menyimpan hasil panen.
URAIAN MATERI DAN CONTOH A.
Memanen Ubi Kayu
Waktu panen yang paling baik adalah pada saat kadar karbohidrat mencapaitingkat maksimal. Bobot umbi meningkat dengan bertambahnya umur panen, sedangkan kadar pati cenderung stabil pada umur 7-9 bulan. Hal ini menunjukan bahwa umur panen ubikayu fleksibel. Panen dianjurkan pada saat tanaman berumur 8-10 bulan dan dapat ditunda hingga berumur 12 bulan. Fleksibelitas umur panen tersebut memberi peluang petani melakukan pemanenan pada saat harga jual tinggi. Dalam kurun waktu 5 bulan tersebut (panen 8-12 bulan) dapat dilakukan pemanenan bila harga jual ubikayu naik karena tidak mungkin melakukan penyimpanan ubikayu di gudang penyimpanan seperti halnya tanaman pangan lainnya. Selain itu, pembeli biasanya akan membeli ubikayu dalam bentuk segar yang umurnya tidak lebihdari 2x24 jam dari saat panen.
71
Berdasarkan umur panen tanaman, varietas ubi kayu dikelompokan menjadi tiga, yaitu genjah (7-9 bulan), sedang (8-11 bulan), dan dalam (10-12 bulan). Krieria tanaman siap panen adalah pertumbuhan daun mulai berkurang, warna daun mulai agak menguning, dan banyak daun yang rontok. Menurut Wargiono (2006) kadar pati ubi kayu tidak menurun meski panen ditunda beberapa bulan setelah fase kadar pati optimal, bahkan hasil pati meningkat karena bobot ubi cenderung meningkat dengan bertambahnya umur tanaman. Produksi/hasil pertanian yang dipetik sebelum matang, kualitasnya akan menurun karena setelah disimpan agak lama akan menjadi kisut dan berpenampilan tidak menarik baik dari segi bentuk maupun warnanya, belum lagi bila produk pertanian tersebut bergetah maka akan berpengaruh pula terhadap cita rasa dan proses pemasakan hasil panenan yang tidak wajar serta membutuhkan waktu yang relatif lebih lama akan berakibat membusuknya hasil pertanian yang kita panen tersebut.
Cara panen Pemanenan ubi kayu dilakukan dengan tahapan: (7) Buanglah batang-batang ubi kayu terlebih dahulu (8) Tinggalkan pangkal batang kurang lebih 10 cm untuk mudah pencabutan. (9) Cabutlah tanaman dengan tangan menggunakan tenaga dari seluruh tubuh, sehingga umbinya dapat diangkat keluar dari tanah (10)
Pada tanah berat (kandungan liat tinggi) pakailah alat pengungkit berupa
sepotong bambu atau kayu. Ikat pangkal batang dengan kayu, ujung pengungkit diletakkan di atas bahu, kemudian angkatlah perlahan-lahan ke atas. (11)
Apabila akan terus diproses maka umbi dipisahkan dari batangnya dengan
pisau tetapi bila tidak langsung diproses pada hari itu maka lebih baik pemisahan ditangguhkan
B.
Penanganan Pasca Panen Ubi Kayu
Pemetikan produk/hasil pertanian adalah mengambil sebagian atau seluruh bagian dari tanaman sehingga terjadi proses pemisahan bagian tanaman atau pemisahan tanaman dari media tanamnya, dengan demikian terputus pula mekanisme penyerapan unsur hara tetapi pada komoditas yang dipetik masih melangsungkan kehidupannya berupa pernafasan dan respirasi.
Pernafasan dan respirasi
memerlukan energi untuk mencegah agar hasil yang dipetik tidak cepat membusuk, proses respirasi dan pernafasan setelah panen harus ditekan, selain itu hasil panen
72
juga harus dilindungi dari keadaan lingkungan yang merusakkan seperti matahari, suhu dan kelembaban yang tinggi serta serangan mikroba perusak.
Umbi kayu cepat mengalami penurunan mutu bila tidak segera diolah setelah panen. Daya tahan ubi kayu hanya tiga (3) hari. Penanganan pascapanen ubikayu dapat dikelompokan menjadi 3 kelompok yaitu pemanenan dan perawatan umbi segar, Pengolahan setengah jadi, dan Pengolahan bahan jadi.
1. Pemanenan dan perawatan umbi segar Pada produksi bioethanol dari ubi kayu dalam kondisi segar,ubi kayu sebagai bahan baku bioetanol memilki nilai konversi menjadi etanol menunjukkan tingkat efisiensi tinggi setelah jagung dan tetes tebu. Untuk menghasilkan 1 liter bioetanol dibutuhkan ubi kayu sebanyak 6.5 kg bahan, sementara untuk jagung dan tetes tebu membutuhkan 2.5 kg dan 4 kg.
Tingkat kerusakan ubi kayu setelah dipanen sangat tinggi. Ubi kayu yang sudah dipanen tidak bisa tahan lama tanpa perlakukan khusus terlebih dahulu. .Biasanya Ubi kayu hanya tahan disimpan dalam waktu 24 jam saja dan itupun sudah menurunkan mutunya apalagi pada saat panen ubi kayu, umbinya banyak yang terluka atau lecet. Dengan teknik penyimpanan yang sederhana dan bahan mudah diperoleh kita dapat memperpanjang daya tahan ubi kayu dalam bentuk yang utuh serta memiliki daya tahan hingga 1 sampai 2 bulan. Terdapat beberapa teknik penyimpanan sederhana yang sering dilakukan oleh petani, yaitu: a) Menyimpan ubi kayu didalam tanah Pengambilan ubi kayu pada saat panen harus utuh dengan penyertaan sedikit batangnya. Selain itu usahakan jangan terkena sinar matahari langsung agar tidak kering sehingga disarankan untuk panen ubi kayu sebaiknya dilakukan pada pagi atau sore hari. Setelah ubi kayu dicabut, umbi dipetik atau dipotong pangkalnya dengan pisau dan jangan sampai terluka. Tahap selanjutnya adalah penyediaan lubang sesuai dengan jumlah ubi kayu yang akan disimpan. Dalam hal ini lubang tidak perlu terlalu dalam. Tahap
73
terakhir adalah menyimpan ubi kayu dalam lubang bisa dengan cara horizontal atau vertikal.
Secara horizontal Setelah lubang siap dalam kondisi becek, ubi kayu disusun dengan posisi horizontal (memanjang) sehingga seluruh dasar lubang terisi. Setelah tersusun rapi lalu ditimbun tanah sekaligus disiram dengan air secukupnya. Diatas lapisan pertama ini disusun lagi ubi kayu dengan posisi semula lalu ditimbun tanah dan disiram. Demikian seterusnya sampai lubang penuh atau rata dengan permukaan tanah. Secara vertikal Pada lubang yang telah disediakan, ubi kayu disusun dengan posisi berdiri. Setelah lubang terisi, ditimbun dengan tanah diikuti dengan penyiraman. Diatas susunan pertama disusun lagi ubi kayu dengan posisi serupa yang diikuti dengan penimbunan. b) Menyimpan ubi kayu dalam sekam lembab -
Menyiapkan kotak kerangka kayu dengan alas dan dinding yang terbuat dari belahan kayu. Sisi bagian dalam kotak dilapisi lembaran plastik, tiap sisi diberi dua buah lubang dengan garis tengah dan jarak antar lubang 15 cm. Lubang ini untuk mengeluarkan panas.
-
Merendam sekam padi kering dengan air sumur / air bersih semalam. Jumlah sekam kering yang diperlukan sebanyak 15-25 % dari bobot ubi kayu yang akan disimpan.
-
Setelah direndam, sekam diletakkan diatas bilik bambu , lalu dianginanginkan ditempat yang teduh selama 3-4 jam. Selesai tahap ini diharapkan kadar air sekam tinggal 50-55 %.
-
Alas kotak diberi sekam lembab setebal 3 cm, lalu ubi kayu disusun berderet secara rapat diatasnya. Diatas ubi kayu ini diberi lagi sekam secara merata setebal 2 cm lalu ubi kayu disusun kembali, begitu seterusnya hingga kotak penuh. Lalu kotak ditutup dengan plastik, agar plastik tidak mudah terbuka maka bagian pinggirnya dimasukkan pada sela-sela dinding sekeliling kotak. 74
-
Disimpan dalam gudang atau ruangan yang cukup pertukaran udaranya.
c) Menyimpan ubi kayu didalam bak batubata Persiapan pembuatan Bak batu bata. -
Lokasi atau tempat pembuatan bak batu bata harus ditempat yang aman dan bebas dari genangan air.
-
Bak batu bata dibuat dengan cara menyusun batu bata tanpa menggunakan semen.
-
Bak dibuat dengan ukuran tinggi 1 meter , panjang 1 meter dan lebar 1 meter (1 m x 1m x 1 m)
-
Dasar bak ditaburi dengan pasir kering setebal 15 cm.
-
Bak siap untuk dimanfaatkan.
Cara penyimpanan dalam bak batu bata : - Ubi kayu setelah dipanen segera dipotong dari tangkainya kurang lebih sekitar 5 cm. -
Ubi kayu tersebut kemudian dikering anginkan agar getahnya kering.
-
Susun ubi kayu dengan cara menjejerkan ubi kayu secara teratur dan rapat dalam bak.
-
Kemudian menutup jejeran ubi kayu dengan pasir kering setebal 5 cm, begitu seterusnya hingga lapisan pasir terakhir berjarak 10 cm dari tepi bak.
-
Terakhir, diatas pasir ditutup lagi dengan batu bata dan seng.
-
Dengan cara ini daya tahan umbi segar dapat mencapai 1 - 2 bulan.
Pengolahan setengah jadi Produk olahan setengah jadi dari ubi kayu berupa berupa gaplek dan chips, pellet, dan tepung tapioka dilakukan melalui proses pengeringan. Gaplek atau chips dibuat dengan proses pengupasan, pencucian, dan pemotongan serta pembelahan.
Penjemuran Gaplek/chips. 75
Chips dan gaplek dibedakan menurut tebal/tipisnya pengirisan. Pengirisan untuk gaplek lebih tebal dibandingkan chips. Pemotongan dan pengirisan untuk pembuatan gaplek bisa dilakukan dengan menggunakan pisau yang besar dan tajam. Untuk pembuatan chips pemotongan bisa dilakukan dengan mesin pemotong sederhana (tebalnya 12-13 mm). Penggunaan mesin akan lebih menjamin keseragaman produk. Pengeringan bisa dilakukan secara alami dengan menggunakan sinar matahari atau dengan menggunakan pengeringan buatan. a) Pengeringan alami Pengeringan alami adalah pengeringan dengan menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi. Pengeringan alami dilakukan dengan menggunakan alas atau dengan menggunakan lantai jemur yang terbuat dari semen/beton. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kualitas produk yang dihasilkan dalam pengeringan alami adalah ukuran dan bentuk chips, tebalnya irisan, kondisi iklim dan cuaca, kandungan air ubi kayu. b) Pengeringan buatan Cara ini belum banyak dilakukan di kalangan petani terutama karena biaya operasionalnya sangat mahal. Alat-alat pengering yang bisa digunakan adalah 1) Static bed dryer Bahan yang akan dikeringkan dimasukkan ke dalam suatu ruangan (bins/trays). Uap panas dari brander ditiupkan ke dalam ruangan memakai kipas. Cara ini kurang efisien karena kekeringan produk yang dihasilkan kurang seragam. 2) Moving bed dryers Bahan yang akan dikeringkan dimasukkan ke dalam ruangan memakai alat yang bergerak dari ujung ruangan yang satu ke ujung ruangan yang lain. Alat pengangkut bahan dapat berupa ban berjalan, atau lori yang berlubang-lubang dindingnya. Metode ini menghasilkan produk dengan kekeringan yang lebih seragam. Suhu dan kelembaban ruangan dalam metode ini lebih mudah terkontrol dan efisiensi panasnya juga lebih tinggi. 3) Rotary dryers
76
Bahan dimasukkan dari ujung yang satu dari suatu drum yang berputar dan keluar dari ujung yang lain. Pada saat drum berputar, bahan juga turut berputar, tetapi ketika sampai di atas, bahan akan tersebar turun karena pengaruh gaya berat. Udara panas ditiupkan ke dalam drum lewat salah satu ujungnya
2. Pengolahan bahan jadi Gaplek atau chips dapat diolah lanjut menjadi pellet. Tujuannya adalah untuk meringkas volume bahan sehingga mudah dipindahkan ke tempat lain dengan biaya pengangkutan yang lebih murah. Pada umumnya pellet dibuat untuk makanan ternak. Standar mutu pellet internasional adalah sebagai berikut : Kandungan pati minimum 62%, Kandungan selulosa maksimum 7%, Kandungan tanah/pasir maksimum 3%, Kadar air maksimum 14%, Ragi, kapang, bakteri 0%. Proses pengolahan pelet meliputi : 1) Pengolahan pendahuluan (pencacahan, pengeringan, penepungan) 2) Pembuatan menjadi pellet (pembuatan adonan, pencetakan, pendinginan, pengeringan) 3) Perlakuan akhir (sortasi, pengepakan, penyimpanan) Produk olahan lain dari ubi kayu adalah tepung tapioka. Terdapat tiga tahap utama pengolahan tepung tapioka yaitu pengolahan pendahuluan ( pencucian,
pengupasan,
pemarutan),
ekstraksi
pati
(penyaringan,
pengendapan dan pemurnian) dan tahap penyelesaian (pengeringan dan pengemasan).
Pengupasan
dapat
dilakukan
secara
manual
dengan
menggunakan pisau. Namun jika ubi kayu ada dalam jumlah yang besar maka pengupasan dapat dilakukan dengan pengupas sederhana yang digerakkan oleh motor atau pedal. Umbi yang telah dikupas dimasukkan dalam mesin pemarut agar hancur. Bubur umbi/pulp dari alat pemarut kemudian dimasukkan ke dalam alat penyaring. Penyaringan dapat dilakukan dengan tangan atau dengan alat penyaring yang menggunakan tenaga mesin. Hasil dari penyaringan adalah bubur pati yang kemudian dimasukkan 77
dalam bak pengendapan. Pati dibiarkan mengendap selama beberapa hari hingga cairan menjadi jernih. Air kemudian dibuang dan pati yang mengendap selanjutnya dijemur sampai kering dan siap dipasarkan sebagai tepung tapioka. Lama pengeringan kurang lebih 24-120 jam. Pengeringan buatan dengan suhu 50ºC dapat dilakukan selama 6 jam dan menghasilkan produk yang lebih hiegienis dengan kekeringan yang lebih seragam. Tepung yang kering selanjutnya dikemas dalam kantong blacu untuk dipasarkan. LATIHAN SOAL DAN PENUGASAN
Tes Formatif 1. Jelaskan
beberapa
menentukan/menetapkan
factor
yang
harus
index panen/tingkat
diperhatikan
dalam
ketuaan/kematangan ubi
kayu ! 2. Jelaskan langkah pemanenan! 3. Jelaskan usaha untuk mempertahankan hasil ubi kayu tidak cepat rusak!
Kunci Jawab 1. Beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam menentukan/menetapkan index panen/tingkat ketuaan/kematangan ubi kayu adalah :
Umur tanaman dihitung dari saat tanam yaitu untuk jenis genjah umur 9 bulan, sedang umur 11 bulan dan dalam 12 bulan.
Keadaan fisik/morfologi
Pertumbuhan daun mulai berkurang, warna daun mulai menguning dan daun sudah banyak yang rontok. 2. Langkah pemanenan a) Buanglah batang-batang ubi kayu terlebih dahulu b) Tinggalkan pangkal batang kurang lebih 10 cm untuk mudah pencabutan. c) Cabutlah tanaman dengan tangan menggunakan tenaga dari seluruh tubuh, sehingga umbinya dapat diangkat keluar dari tanah d) Pada tanah berat (kandungan liat tinggi) pakailah alat pengungkit berupa sepotong bambu atau kayu. Ikat pangkal batang dengan kayu, ujung pengungkit diletakkan di atas bahu, kemudian angkatlah perlahan-lahan ke atas. 78
e) Apabila akan terus diproses maka umbi dipisahkan dari batangnya dengan pisau tetapi bila tidak langsung diproses pada hari itu maka lebih baik pemisahan ditangguhkan 3. Usaha mempertahankan mutu hasil adalah membuat umbi menjadi bahan setengan jadi misalnya tepung atau gaplek.
EVALUASI MATERI POKOK Periksalah tingkat penguasaan Anda terhadap materi yang telah Anda terima. Anda dapat menentukan tingkat penguasaan Anda berdasarkan jawaban Anda atas pernyataan-pernyataan yang dikemukakan pada tabel berikut ini. Bubuhkan tanda centang di ruang yang tersedia pada kolom penguasaan yang sesuai dengan kondisi Anda.
No.
Kompetensi
Penguasaan Ya Tidak
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Menentukan umur panen ubikayu Melakukan pemanenan ubikayu Merawat umbi segar dengan penyimpanan dalam tanah Merawat umbi segar dengan penyimpanan dalam sekam lembab Merawat umbi segar dengan penyimpanan dalam bak batubata Mengolah ubikayu menjadi bahan setengah jadi, membuat gaplek/ chips 7. Mengolah ubikayu menjadi bahan jadi, membuat pellet 8. Mengolah ubikayu menjadi bahan jadi, membuat tepung tapioka Jumlah jawaban
Jumlahkan centang jawaban “ya” dan “tidak” Anda atas evaluasi penguasaan materi di atas. Berdasarkan jumlah centang jawaban tersebut, Anda dapat memperkirakan tingkat penguasaan Anda terhadap materi Pemanenan dan Penanganan Pasca Panen Ubikayu. Jika Anda memperoleh sedikitnya 6 jumlah centang jawaban “ya” berarti Anda telah menguasai 75% materi ini, dengan demikian Anda dapat melanjutkan ke materi berikutnya. Jika Anda memperoleh lebih kecil dari 6 jumlah centang jawaban “ya” sebaiknya Anda mengulang lagi mempelajari materi ini dengan memberikan penekanan pada aspek kompetensi yang belum Anda kuasai.
UMPAN BALIK DAN TINDAK LANJUT
79
Setelah mengukur tingkat penguasaan Anda terhadap materi Pemanenan dan Penanganan Pasca Panen Ubikayu, kini saatnya Anda menentukan langkah selanjutnya. Materi Pemanenan dan Penanganan Pasca Panen Ubikayu yang Anda pelajari dalam modul ini merupakan langkah-langkah mempersiapkan bahan untuk pembuatan bioethanol. Bila Anda berhasil menguasai materi dalam modul ini secara mandiri, maka Anda tidak akan mengalami kesulitan dalam mempelajari bahan-bahan dalam pembuatan bioethanol yang lain. Sebaliknya bila Anda belum berhasil menguasai seluruh materi dalam modul ini, maka Anda perlu mengubah strategi pembelajaran Anda.
DAFTAR PUSTAKA
___________ (2013), Sorgum sebagai Bahan abaku Bioetanol, (.online). Tersedia : http://www.batan.go.id/patir/_berita/pert/sorgum/sorgum_etanol.html 1 Oktober 2013 Agustin Widi, Dr. Ir. (2013). Budidaya Tanaman Bioetanol. Modul. PPPPTK BMTI Bandung. Cimahi. Tidak diterbitkan Arnata I Wayan,dkk. Produksi Bioetanol dari Ubi Kayu melalui Proses Sakarifikasi Fermentasi Simultan Menggunakan Kultur Campuran Trichodermaviride, Aspergillusniger, dan Sacharomicescereviseae (Jurnal). Institut Pertanian Bogor. Tidak diterbitkan Energi Biofeul, Tebu Diolah Jadi Bahan Bakar Minyak (online). Tersedia : http://www.alpensteel.com/article. 6 Oktober 2013. Hoeman S. (2013), Prospek dan Potensi Sorgum Sebagai Bahan Baku Bioetanol, (on line). Tersedia : http://www.bsl-online.com/energi/archive/1.html. 1 Oktober 2013. Industrial Profile (on line). Tersedia : http://www.kppbumn.depkeu.go.id/ 6 Oktober 2013 Roja Atman, (2009). Ubi Kayu : Varietas dan Teknologi Budidaya (makalah).Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) Sumatera Barat Santoso Hendro, (2013). Bioetanol dari Tetes Tebu, Jakarta : Nulisbuku.
80
SusmiatiYuana, (2011), DetoksifikasiHidrolisat Asam dari Ubi Kayu Untuk Produksi Bioetanol ( Jurnal). Politeknik Negeri Jember.Tidak diterbitkan Talanca Haris (2011). Status Sorgum Sebagai Bahan Baku Bioetanol (makalah).Balai Penelitian Tanaman Serealia Tanaman Tebu (on line). Tersedia : http://www.anneahira.com 6 Oktober 2013
81
