ISSN 1410-7333
Jurnal Tanah dan Lingkungan, Vol. 9 No. I, April 2007:20-26
PERMODELAN KESESUAIAN LABAN TANAMAN KUNYIT
Land Suitability Model for Curry
Atang Sutandi dan Baba Barus Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Laban, Faperta, IPB Jln. Meranti Kampus IPB Darmaga, Bogor 16680 Telp.: (0251) 8629360, Fax.: (0251) 8629358
ABSTRACT Agribusiness ofherbal medicine is more important in the future due to raw material pharmaceutical industry tends to use materials naturally produced To develop herbal medicine with high quality requires the criteria of land suitability based on yield quality, which is represented by active compounds. The compounds are resulted from secondary metabolite that is related to environmental conditions. The purpose of this study was to generate the land suitability criteria for curry with curcuma production base. A total of 49 curry plantation sites were sampled for plant age, productivity, and land characteristics, as well as soil and rhizome samples for laboratory analysis. Age-adjusted curcuma production was used as the yield response, which were plotted against land characteristics. Boundary lines confining the resultant scatter ofpoints were then mathematically described. The boundary lines defined curcuma yields that may occur under a given set of conditions and could be used to determine land suitability criteria. The criteria were done by using projection of line intersection between boundary line and yield cut off. Land characteristic and curcuma yield relationships had similar pattern, the scalier data were more skewness with higher yields and the scalier confined by boundary lines. By using the lines, every land characteristics that were studied, could be determine to establish land suitability criteria for curry, except for water availability and aluminum saturation.
Key words: boundary line, Curry, land characteristic, land suitability criteria
PENDAHULUAN Usahatani tanaman obat semakin penting di masa depan dengan kecenderungan pemakaian bahan obat yang kembali ke bahan alami. Agribisnis kunyit adalah salah satunya. Untuk membuat sistim agribisnis tanaman kunyit yang handaL perlu mendapatkan kualitas hasil yang tinggi, dimana sistim pengusahaan tidak saja diarahkan kepada produksi rimpang yang tinggi tapi juga kepada produksi bahan aktif yang tinggi. Telah diketahui bahwa kualitas rimpang ditentukan oleh senyawa bahan aktif yang merupakan hasil metabolit sekunder. Hasil metabolit sekunder sangat ditentukan oleh sifat genetik, teknik budidaya dan faktor lingkungan biofisik dimana tanaman tersebut tumbuh. Dengan demikian evaluasi kesesuaian lahan hendaknya berhubungan dengan korelasi antara sifat-sifat lingkungan dengan produksi bahan aktifyang dibuat secara empiris. Evaluasi kesesuaian lahan berdasarkan faktor pembatas minimum, merupakan sistim penilaian tunggal kualitas lahan, yaitu menyipat kualitas lahan satu persatu tanpa melihat interaksi dari dua atau lebih kualitas ataupun karakteristik lahan. Jika korelasi setiap kualitas atau sifat lahan dengan produksi dibangun dari set percobaan, maka ini akan memakan waktu yang lama dan biaya yang besar, sehingga harns dicari dengan pendekatan yang lebih cepat, murah dan akurat.
20
Tujuan dari penelitian ini adalah mengeksplorasi hubungan kualitas lahan dengan produksi untuk membangun kriteria kesesuaian lahan tanaman kunyit.
BAHAN DAN METODE Kerangka Berpikir Model Kesesuaian Laban Sudah banyak penelitian dilakukan untuk melihat korelasi antara pertumbuhan /produksi dengan babagai faktor. Alasannya adalah jika hubungan yang khas antara satu faktor tumbuh dengan respon tanaman dapat didefmisikan maka pertumbuhanlproduksi maksimum dapat diperoleh dengan mengoptimasikan faktor tumbuh tersebut. Hubungan tersebut seringkali ditetapkan untuk kepeduan berbagai model diagnostik (Escano et al., 1981). Sayangnya hubungan tersebut ditetapkan dibawah kondisi tertentu, dimana hanya salah satu faktor peubah yang divariasikan dan faktor lainnya dikondisikan tetap. Konsekuensinya hubungan tersebut hanya khas dan spesifik pada kondisi dimana percobaan dilakukan. Padahal pengaruh faktor tumbuh akan berubah dengan kondisi yang berubah, akibat dari interaksi dengan faktor lainnya. Dengan demikian model hubungan yang diperoleh menjadi tidak dapat digunakan secara luas. Altematifnya adalah membangun model empirik dimana data dikumpulkan dari lokasi dengan zone tanahiklim yang lebar. Apabila kumpulan data tersebut diplat
Atang Sutandi dan Baba Barus. 2007. Permodelan kesesuaian lahan tanaman kunyit.
J. Tanah Lingk., 9(1):20-26
Jumal Tanah dan Lingkungan, Vol. 9 No.1, April 2007:20-26
dalam suatu hubungan antara salah satu faktor tumbuh dengan produksi atau kualitas hasil, hasilnya adalah produksi rendah akan berada pada selang faktor tumbuh yang lebar, karena semakin banyak faktor pembatas lain yang berpengaruh. Semakin tinggi produksi makin mengerueut bentuk sebaran data, yang menunjukkan semakin sedikit faktor pembatas yang bekerja (Sumner dan Farina, 1986). Pola tersebut mengikuti hukum minimum J.V. Liebig. Pola sebaran data dibungkus oleh garis batas (boundary line), yang memisahkan data yang real dari yang tidak real. Artinya kecil kemungkinan diperolehnya data diluar garis batas tersebut (Walworth and Sumner, 1986). Dari perpotongan garis batas dengan sekat produksi kelas kesesuaian lahan, dan proyeksi titik potong tersebut pada sumbu x (karakteristik lahan) maka dapat diperoleh kriteria klasifikasi kesesuaian lahan. Sekat produksi antara S 1 dan S2, antara S2 dan S3, berturut-turut adalah 80 dan 60 % dari produksi maksimum, sedangkan sekat produksi antara S3 dan N adalah didasarkan kepada titik impas (break event point) dari pengusahaan tanaman tersebut. Metode Penelitian yang dilakukan dengan eara mendatangi areal pertanaman kunyit di kabupaten Banyuwangi, Lamongan Ngawi (Jawa Timur), Karanganyar (Jawa Tengah), kabupaten Bogor, Cianjur, Sukabumi (Jawa Barat), kabupaten Sambas (Kalimantan Barat), kabupaten Lampung Selatan (Lampung), kabupaten Baturaja (Sumatera Selatan) dan kabupaten Simalungun (Sumatera Utara) dari tahun 2004-2006. Seluruh lokasi pertanaman kunyit yang diamati adalah berjumlah 49 sample. Pada setiap lokasi sample dieatat produksi rimpang yang diambil dari 5 sampai 10 rumpun dan dieatat jarak
tanam, umur tanaman dan karakteristik laban, seperti drainase, kedalaman efektif, batuan permukaan, lereng. Setelah diamati diambil sample tanah dari kedalaman 20 em untuk analisis sifat kimia tanah, serta diambil eontoh rimpang minimal 1 kg untuk ditetapkan kadar air dan kandungan kurkumin pada rimpang. Karena di lapangan sangat sulit untuk memperoleh. pada umur yang sama, sehingga umur tanaman pada setiap sample berbeda sedangkan produksi satu sample dan laionya akan diperbandingkan. Dengan demikian pengaruh umur harus dihilangkan yaitu dengan menera produksi terbadap umur dengan persamaan sebagai berikut (Rathfon dan Burger, 1991) Y I = Y i + (Y - Y) Dimana Y I = produksi teraan, Yi = produksi aktual dari pengamatan, Y = rataan umum, dan Y = produksi dugaan tergantung umur; yaitu produksi sebagai fungsi dari umur, Y= f(u) Data produksi yang sudah ditera dengan umur diplot dengan setiap karakteristik lahan dalam suatu diagram sebar dan dibuat garis batas (boundary line). Garis batas dan persamaannya dibuat dari titik-titik terluar sehingga garis tersebut membungkus seluruh data. Model persamaan garis batas dipilih yang paling eoeok (fit) dengan data yang bersangkutan. Sekat produksi yang membatasi kelas S 1 dan S2 adalah 80 % dari produksi maksimum, dan batas kelas S2 dan S3 adalah 60 % dari produksi maksimum. Sedangkan batas produksi kelas S3 dan N adaIah tingkat produksi pada break event point produksi kurkumin yaitu sebesar 23% dari produksi maksmimum. Proyeksi perpotongan garis batas dan sekat produksi pada setiap kelasnya merupakan kriteria klasifikasi kesesuaian lahan pada kelas yang bersangkutan.
HASIL DAN PEMBAHASN Hubungan Produksi dan Umur Karena sampel tanaman di lapang tidak sama umumya maka setiap komponen produksi apakah itu biomasa atau kandungan bahan aktif, maka terlebih dahulu ditera dengan umur (Gambar 1) agar sampel yang satu dengan lainnya dapat diperbandingkan. Untuk produksi teraan kurkumin diperoleh dengan mengkalikan kadar kurkumin dengan produksi rimpang (berat kering), kemudian ditera dengan umumya. Dari gambar tersebut terlihat bahwa produksi kurkumin ataupun produksi rimpang berkaitan dengan umur walaupun nilai koefisien determinasi (R2) sangat keeil. Hal ini disebabkan karena faktor lingkungan dimana tanaman tumbuh sangat bervariasi, sehingga keragaman tidak saja disebabkan oleh umur tanaman. Model Hubungan Karaktristik Lahan dengan Produksi Kurkumin Hubungan kondisi daerah perakaran, drainase, kedalaman efektif, dan tekstur dengan produksi disajikan pada Gambar 2. Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa produksi kurkumin terkait dengan drainase tanah, semakin buruk drainase semakin tidak ditemukan produksi yang tinggi. Namun pada drainase baik diterriukan produksi kurkumin yang rendah, hal ini akibat pengaruh faktor
pembatas lain selain drainase. Dengan memproyeksinya perpotongan sekat produksi dengan garis batas pada sumbu X (kualitas lahan), atau dengan mensubtitusi persamaan garis batas dengan sekat produksi kelas kesusuaian laban, maka kelas S 1 jatuh pada berdrainase baik dan kedalaman efektif> 104 em. Untuk kriteria tekstur dibangun dari model kadar liat dan pasir. Model ini mempunyai dua garis batas sebelah kiri dan kanan. Karena semakin tinggi kadar liat atau pasir produksi meningkat dan menurun kembali semakin tinggi kadar liat atau pasir Dengan eara mensubtitusi sekat produksi terhadap kedua garis batas pada kadar liat dan pasir, maka diperoleh untuk kelas S I kadar liat berkisar dari 40-64 % dan kadar pasir berkisar pada 16-38"0, ataujatuh pada kelas tekstur Hat dan Iiat berdebu. Untuk kelas S2 dengan kadar Hat antara 28 sampai 69% dan kadar pasir 7 sampai 50 % diluar kelas tekstur S I, maka tekstur untuk kelas S2 adalah lempung, lempung berliat, dan lempung liat berdebu. Sementara itu, kelas S3 dengan dengan batas kadar Iiat 15 sampai 86 % dan kadar pasir 2 sampai 82 % diluar kelas tekstur S I dan S2, maka kelas tekstur S3 adalah liat berat, Jempung Iiat, lempung Hat berpasir, debu, lempung berdebu, Jempung berpasir. Sedangkan untuk kelas N kelas tekstur jatuh pada pasir berlempung dan pasir.
21
Pennodelan kesesuaian lahan tanaman kunyit (Atang Sutandi dan Baba Barus)
50
Y = 15.57Ln(x) - 26.108 R2 = 0.2385
'ii' 40
~
CD
! 30
•
Y = 662.02Ln(x) - 954.02 R2 = 0.1509
..-.2000
•
•
nI
i~ 1600
•
• •• ••
c
•
E
a:
i
2400
• •
·e
..
~ 1200 ::J
20
~
::J
i::J
"e 10
800
"e
Q.
Q.
400
0
0 0
10
20
30
10
0
Umur (bulan)
20
30
Umur (bulan)
Gambar I. Hubungan umur tanaman dengan produksi rimpang kunyit (kiri) dan produksi kurkumin (kanan)
Produksi Kurkumin (kglha)
'ii'2000
.eCD
0
y = 469.28x - 79.108
~
RZ = 0.9964
-;;-1600
••
I! III
I- 1200
c
of
::J
800
•
~
i::J
400
"e
Q.
-60
....
•
E ::J
•
0 0
• 2
• 3
~
••
•i
fa
.!! -180
• I
nI..-.
~-240
4
5
y = 4E-05i - 0.1402x + 14.674 RZ = 0.9849
-270
••
-300
..-.2000
y =435.47Ln(x) + 190.86
nI
i-;;- 1600 i
.c
i ~
.
800
E ~::J
400
i::J
=7E+10x-4·2588 R2 =0.8702
I- 1200
R2 =0.9645·
•
-;;- 1600
400
• I· ••
0 100
0
20
6168.9
R2=0.8~43
.:, .. .:.. •
Q.
o
y =-1306.6Ln(
•
• • • •
800
~
"e
•
• •
c 1200
E
•
••• •
"i 510
nI
~ Q.
-150
E
_2000
:2 i::J
-90
ifj-120
Drainase (4=baik, 3=sedang, 2=agak buruk,1=buruk-terhambat)
~
2000
-30
•
nI
•
•
• •
• 40
60
Kadar Pasir (0/0)
Gambar 2. Diagram. sebar hubungan antara kondisi daerah perakaran, Drainase (kiri atas), kedalaman efektif (kanan atas) dan kadar Hat dan pasir (bawah) dengan produksi kurkumin.
22
Jurnal Tanah dan Lingkungan, Vol. 9 No.1, April 2007:20-26 2000
Ii
~e 1600
2400
y = 3806i - 3824.1 x + 1437.4 • ~ = 0.5018
ca
~ 1200 e
'E
:::I
i!: 800 :::I
~
~ 400
:::I 'C
e a..
0 0.00
.e
~2000 e ca
••
I!
I! 1600
~
••
• •
• • •• •• # • • • ~ ..
e
'E
1200
:::I
i!:
~
. ... . ... 1.00
y = ·262.1x 2 + 3707.5x ·11188 R2 = 0.9126
Ii
800
~
-6
• •
2.00
3.00
400
e a..
4.00
4.00
C-organik ("!o)
Ii 2000
.e
y = 1289.2ln(x) - 2004.5
CI
R2 =0.9161
~
••
e 1600 ca
I!
CD
l-
e 1200
'E
..
:::I
.II:
:::I
~
800
'iii
.II:
:::I 'C
e
400
a..
0 0.00
• •• • •• .:
• •
....,.,
• • ••• •• • • •••• 20.00
40.00
..
60.00
80.00
KTK (me/100g)
Gambar 3. Diagram sebar hubungan antara retensi hara, C organik (kiri atas), pH tanah (kanan atas) dan KTK (bawah), dengan produksi kurkumin.
Retensi hara, yaitu C organik, pH tanah dan KTK hubungannya dengan produksi kurkumin disajikan pada Gambar 3. Model garis batas pada hubungan C organik dengan produksi kurkumin sangat tajam, ini menunjukan bahwa produksi rimpang sangat peka dengan kenaikan bahan organik pada tanah-tanah dengan kadar bahan organik rendah. Produksi kurkumin mencapai optimum pada pH agak masam mendekati netral, serta pada tanahtanah dengan KTK sedang. Dengan mensubtitusi sekat produksi terhadap perSamaan garis batas maka diperoleh kriteria kelas S I untuk C organik, pH tanah dan KTK berturut-turut adalah >1.0 %, 5.7-7.3 dan> 14.1 me/lOOg. Kelas S2 jatuh pada C organik 0.9-1.0%, pH tanah 5.3-7.5, dan KTK 10.8-14.1 me/lOOg. Kelas S3 jatuh pada C organik <0.9%, pH tanah 4.7-7.8, dan KTK <10.8 mellOOg, sedangkan kelas N jatuh pada pH <4.7 atau >7.8, dimana untuk kadar C organik dan KTK tidak dipersyaratkan sebagai faktor pembatas untuk kelas tidak sesuai, N. Model hubungan ketersediaan hara, N total, P tersedia dan K dapat dipertukarkan (Kctd) dan kejenuhan Al dengan produksi kurkumin disajikan pada Gambar 4. Walaupun ada keterkaitan semakin tinggi kejenuhan Al diikuti dengan produksi menurun, namun sebaran data kejenuhan Al masih sempit, dimana hubungan produksi kurkumin dengan
tingkat kejenuhan AI tinggi masih sedikit. sehingga model yang ada tidak dapat membangun kriteria tingkat toksisitas. Peningkatan produksi kurkumin relatif lebih tajam dengan perubahan N total tanah dan P tersedia dibandingkan dengan Kctd. Dengan mensubtitusi sekat produksi terhadap persaman garis batas pada setiap kelas kesesuaian lahan, maka kriteria ketersediaan hara untuk S I berada pada N >0.07 %, P >4.2 ppm, dan Kdd > 0.6 me/100g, kelas S2 berada pada N 0.05-0.07 0/0, P tersedia 3.0-4.2 % dan K dd 0.4-0.6 me/100g, sedangkan S3 jatuh pada N total < 0.5 %, P tersedia < 3.0 ppm, dan K dd <0.4 me/lOOg. Hubungan kondisi terrain, kemiringan lereng dan persentase penutupan batuan permukaan, dengan produksi kurkumin disajikan pada idagram sebar pada Gambar 5. Produksi kurkumin menurun tajam dengan semakin miringnya lereng dan semakin tingginya penutupan batuan permukaan. Model garis batas dari kedua kondisi terrain mengikuti pola kuadratik. Dengan mensubtitusi persamaan garis batas dengan sekat produksi untuk setiap kelas kesesuaian lahan, maka diperoleh kriteria untuk kondisi terrain adalah sebagai berikut; Kelas S I jatuh pada lereng <18 % dan penutupan batuan permukaan < 100/0, Kelas S2 jatuh pada lereng 18-30 % dan batuan permukaan 10-16 %, Kelas S3 jatuh pada lereng 31-51 % dan batuan pennukaan 23
Permodelan kesesuaian lahan tanaman kunyit (Atang Sutandi dan Baba Barus)
17-25%, sedangkan Kelas N jatuh pada lereng >51% dan batuan permukaan >25%. Kriteria kondisi terrain didasarkan hanya kepada produksi semata. tanpa memper-
hitungkan peningkatan biaya akibat peningkatan enersi dan kesulitan pengolahan tanah dengan peningkatan kemiringan lereng dan penutupan batuan permukaan.
2000
'ii'
.e
•
~ 1600 c
1\1
~c
1200
..
800
E :::J ~
2000
=
Y 1E+07i"9805 R2 0.8347
.e
=
C
~
• •• •
.
~
• 800
••
:::J
'iii ~
400
:::J
'C
e
~
0
Q,
0.1
0.0
0.3
0.2
0
0.4
0
2400
=
'ii' c
~ 1200 c
•
1200
~
:::J
~:::J 'C
e
2000
1\1
E:::J
:::J
~
20
I!
I-
E
15
i~ 1600
=
c 1\1 ; 1600 c
•
P tersedia (ppm)
Y -1152t + 2999.6x - 35.657 R2 0.7704
~2000
•
10
5
N-total (%)
1\1
•
•• •• •• • • •• •
~
~:::J 400 Q,
1200
c
E :::J
=
•
1\1
•
:::J
~
~ 1600
••
~
5t + 555.19x - 255.38 0.9694
'ii'
~
• t • •: , • • • • •• ••
800
:::J
~ 400
:::J 'C
• ••
Q,
0 0.0
0.5
1.0
1.5
800
~
..
400
• •
2.5
•
30
40
e
•
2.0
•
Q,
0 0
3.0
K dapat ditukar (mel100g)
10
20
50
Kejenuhan AI (%)
Gambar 4. Diagram sebar hubungan antara ketersediaan hara, N total (kiri atas), P tersedia (kanan atas) dan K dapat dipertukarkan (kiri bawah), dan kejenuhan AI (kanan bawah) dengan produksi kurkumin.
i
2000
'~1600 c 1\1
I! CD
~ 1200
E :::J ~
:::J
~
~:::J
'C
e
800
2000 y = -O.0325,(l- 28.821x + 1951.2 ~ =0.9168
•• •• •• • • •
• •
Q,
••• •
0 0
y = -1.2661,(l - 20.553x + 1753.6 ~=0.9668
i~ 1600 C
1\1
I! CD I-
c
1200
's
..
R
.: ••• ••
400
'ii'
• t 20
:::J
t
• 800
~
~:::J
••
~ Q,
•
400
••
0 40
Lereng (%)
60
0
10
•
• • • 20
30
Batuan Permukaan (%)
Gambar 5. Diagram sebar hubungan antara kondisi terrain, kemiringan lereng (kiri) dan penutupan batuan permukaan (kanan) dengan produksi kurkumin. 24
'umal Tanah dan Lingkungan, Vol. 9 No.1, April 2007:20-26 berhasil bagi kondisi iklim, ketersediaan air, dan toksisitas. Penelitian ini masih terus dilakukan untuk mendapatkan sebaran iklim-tanab yang lebih lebar.
Kriteria Kesesuaian Lahan Berdasarkan pengembangan model garis batas pada setiap karakteristik laban, maka dapat dihasilkan kriteria kesesuaian laban untuk tanaman kunyit seperti yang disajikan pada Tabel 1. Pengembangan kriteria belum Tabel 1. Kriteria kesesuaian laban untuk tanaman kunyit SI
S2
S3
N
Drainase
baik
sedang
Agak buruk
Buruk-terhambat
Kedalaman efektif (cm)
>104
89-104
36-88
<36
liat, liat berdebu
lempung, lempung berliat, lempung liat berdebu
lempung liat, lempung liat berpasir, debu, lempung berdebu, lempung berpasi
pasir berlempung dan pasir
C organik (%)
> 1.0
0.9 - 1.0
<0.9
KTK (me/IOOg)
14.1
10.8
6.5
5.7 -7.3
5.3-5.7; 7.3-7.5
4.7-5.3; 7.5-7.8
N
>0.07
0.05-0.07
<0.05
P
>4.2
3.0-4.2
<1.3
K
0.6
0.4
0.2
Daerah perakaran
Tekstur
Retensi Hara
pHtanab
<4.7;>7.8
Ketersediaan Hara
Kondisi Terrain Lereng(%)
<18
18-30
31-51
>51
Batuan Permukaan (%)
<10
10-16
17-25
>25
KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA
Hubungan karakterisk laban dengan produksi kurkumin mengikuti pola yang hampir sama, yaitu semakin mengerucut dengan produksi yang semakin tinggi. Sebaran data hubungan karakteristik lahan dengan prooduksi kurkumin dibatasi oleh garis batas. Melalui substitusi sekat produksi terhadap persamaan garis batas dapat dibuat kriteria kesesuaian laban untuk tanaman kunyit dari seluruh karateristik laban kecuali untuk ketersediaan air dan kejenuhan AI.
Escano, C.R., C.A. Jones, and G uehara, 1981. Nutrient diagnosis in com grown on Hydric Dyatrandepts: I. Optimum nutrient tissue concentrations. Soil Sci. Soc. Am. J. 45: 1135-1139.
UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terimaksih ditujukan yang pertama adalab untuk Badan Pengawasan Obat dan Makanan yang telab membiayai penelitian ini. Yang kedua adalab Pusat Studi Biofarmaka IPB yang telab melibatkan penulis dalam penelitian ini.
Rathfon, R.A. and J.A. Burger, 1991. The diagnosis and recommendation integrated system for Christmas trees. Soil Sci. Soc. Am. J. 55: 1026-1031. Walworth, J.L. and M.E. Sumner, 1986. Use boundary lines in establishing diagnostic norms. Soil Sci. Soc. Am. J. 50:123-128. Sumner, M.E. and P.M.W. Farina, 1986. Phousphorous interactions with nutrients and lime in field cropping systems. In Advance in Soil Sci. V: 201-236. Penelitian Tim Pusat Studi Biofarmaka IPB, 2004. Pemetaan Tllnaman Obat, ketjasama antara Badan POM dengan pusat Studi Biofarmaka LPPM IPB, Bogor.
25
Permodelan kesesuaian lahan tanaman kunyit (Atang Sutandi dan Baba Barus) Tim Pusat Studi Biofarmaka IPB, 2005. Penelitian Pemetaan Tanaman Ohat, kedasama antara Badan POM dengan pusat Studi Biofarmaka LPPM IPB, Bogor.
26
Tim Pusat Studi Biofarmaka IPB, 2006. Penelitian Pemetaan Tanaman Ohat, kerjasama antara Badan POM dengan pusat Studi Biofarmaka LPPM IPB, Bogor.