TINJAUAN PUSTAKA Pengertian Umum "Energi" Energi b e r a s a l d a r i k a t a Yunani, berarti kerja.
b e r a r t i dalam dan ergon yang
Energi dapat d i d e f i n i s i k a n sebagai kemampuan untuk mern-
b e r i k a n pengaruh atau a k i b a t , b a i k i t u berupa panas yang d i t i m b u l k a n maupun berupa a k i b a t mekanik (Abdullah.
1979).
Dalam pada i t u ,
hukum kon-
s e r v a s i e n e r g i mengatakan bahwa : "Semua e n e r g i yang memasuki organisrne hidup, p o p u l a s i atau ekosistem, dapat dianggap sebagai e n e r g i yang tersimpan atau t e r l e p a s k a n . Energi dapat diubah d a r i s a t u bentuk ke bentuk yang l a i n , t e t a p i t i d a k dapat h i l a n g , dihancurkan atau d i c i p t a k a n " Pada lazirnnya e n e r g i dibedakan antara e n e r g i p r i m e r , y a i t u e n e r g i mat a h a r i dan energi sekunder i a l a h e n e r g i yang d i b e n t u k a t a u b e r a s a l d a r i energi primer. mdssa,
Energi angin, e n e r g i l i s t r i k , e n e r g i manusia,
energi b i o -
e n e r g i hewan, dan e n e r g i f o s i l adalah t e r g o l o n g ke dalam e n e r g i
sekunder. traktor,
Sedangkan i n p u t e n e r g i s e p e r t i pupuk,
herbisida,
insektisida,
dan l a i n n y a dapat digolongkan sebagai e n e r g i t e r s i e r karena se-
bagian besar rnereka d i b u a t a t a u berasal d a r i e n e r g i sekunder y a i t u bahan fosil.
I n p u t e n e r g i i n i j u g a d i s e b u t sebagai i n p u t komersil,
i n p u t e n e r g i s e p e r t i tenaga k e r j a manusia, hewan,
sedangkan
b i b i t , dan sebagainya
merupakan i n p u t e n e r g i n o n - k o m e r s i i l karena t i d a k langsung b e r a s a l atau menggunakan bahan bakar f o s i l . Energi sebagai sumber daya alam, yang t e r p u l i h k a n s e p e r t i rnanusia,
dapatdibedakan a n t a r a sumber e n e r g i
hewan, dan biomassa tanaman,
serta
s~aberenergi yang talc
t e r p u l ihkan y a i t u e n e r g i d a r i bahan bakar f o s i 1.
Metoda Penghitungan I n p u t dan Output Energi I n p u t Energi Tenaqa K e r j a Manusia Beberapa metoda t e l a h digunakan, untuk rnenghitung e n e r g i yang d i p e r lukan dalam k e g i a t a n rnanusia.
Pimentel e t al..
(1973) menggunakan i n p u t
e n e r g i t o t a l yang dimakan seseorang selamabekerjapenuh, rninggurl,
y a i t u 40 jam.
sebagai ukuran e n e r g i yang digunakan untuk tenaga k e r j a p e t a n i .
Sebagai contoh,
pada produksi jagung d i Amerika S e r i k a t dibutuhkan tena-
ga k e r j a 22 jam-ha-',
kemudian i n p u t e n e r g i d i h i t u q g sebagai 22/40 d i k a -
l i k a n dengan e n e r g i yang dikonsumsi y a i t u 224.99 M J (Mega ~ o u l e.minggu-I. ) 1 d i p e r o l e h n i l a i sebesar 50.64 MJ.ha-
.
Abdullah (1979) mengemukakan bahwa d i t i n j a u d a r i segi terrnodinarnika, hewan dan manusia merupakan mesin yang sangat e f i s i e n dalam rnengubah bahan
bakar yang tersimpan dalam tanaman. N i l a i e f i s i e n s i b i s a mencapai
20-30 persen dan b i l a dibandingkan dengan daerah sub t r o p i s , tropis lebih efisien.
Dikemukakan bahwa r a t a a n e n e r g i k e r j a per h a r i
yang dapat d i h a s i l k a n o l e h t e n a g a k e r j a l a k i -1aki. t a r a 20-30 tahun adalah : makanan per h a r i = 12.50
4.64 4.64)
MJ;
energi t o t a l ,
MJ;
sehat dan berumur an-
y a i t u r a t a a n e n e r g i d a r i bahan
untuk i s t i r a h a t = 2.09 MJ;
lain-lain =
sehingga d i p e r o l e h e n e r g i k e r j a p r o d u k t i f = 12.50
= 5.77 Md.
d i daerah
-
(2.09 +
Apa.b,ila s e h a r i b e k e r j a a jam, rnaka e n e r g i k e r j a produk-
t i f adalah sebesar 0.72 MJ per jam.
D a r i jumtah i n i t i d a k sernuanya d i -
gunakan untuk menqhasilkan k e r j a , sebagian digunakan dan h i l a n g dalam bentuk panas.
Metoda l a i n t e l a h dikemukakan o l e h Passmore dan Ournin j d a l a m Revelle, 3976),
y a i t u dengan menghitung e n e r g i m e t a b o l i k yang digunakan
u n w k s e t i a p macam kegiatan,
dengan c a r a mengukur kebutuhan oksigen a t a u
COZ yang dihembuskan d a r i r e s p i r a s i .
Untiik i n i digunakan rumus dengan
f o r m u l a sebagai b e r i k u t :
d i mana :
M = e n e r g i yang digunakan, dalam M J per rnenit; F02 = kandungan oksigen udara yang dihembuskan (persen); V = volume udara yang dihembuskan ( l i t e r p e r m e n i t ) .
Sebagai contoh, dalam usaha p e r t a n i a n d i Eropa Tirnur,
d a r i 19 kelom-
pok tenaga k e r j a l a k i - l a k i dengan r a t a a n b e r a t badan 6 5 k g menghabiskan e n e r g i s e k i t a r 1.151 M J p e r jam p e r orang,
sedangkan untuk tenaga k e r j a
w a n i t a dengan r a t a a n b e r a t badan 55 k g menghabiskan s e k i t a r 1.18 M J per
jam. O i samping i t u ,
Moens (1978) mengemukakan bahwa k a p a s i t a s seseorang
untuk menghasilkan e n e r g i k e r j a p r o d u k t i f adalah berbeda-beda dan t e r g a n t u n g pada : ketrampilan;
( a ) S i f a t p e k e r j a , yang m e l i p u t i umur,
( b ) T i n g k a t konsumsi makanan dan oksigen,
berhubungan dengan b e r a t badan; ja,
kekuatan,
( c ) Macam kegiatan;
dimana makin lama a k a n s e m a k i n t i d a k e f i s i e n ;
kungan, dalam hubungannya d e q a n suhu, Sebagai contoh d a r i f a k t o r - f a k t o r
tingkat
d i mana ha1 i n i
( d ) ~'amanyabeker-
dan (d) K o n d i s i l i n g -
kelembaban udara dan l a i n - l a i n n y a .
d i atas,
R e v e l l e (1976) t e l a h menentu-
kan jumlah e n e r g i yang digunakan o l e h tenaga k e r j a manusia d i daerah pedesaan I n d i a , y a i t u sebesar 1.05 MJ per jam p e r orang untuk l a k i - l a k i dan 0.84 MJ untuk wanita. Energi k e r j a p r o d u k t i f i n i d i h i t u n g d a r i d a t a
10 Passmore dan Durnin, d i k a l i k a n dengan n i l a i 0.7
sebagai f a k t o r k o r e k s i
karena ukuran badan penduduk I n d i a yang r e l a t i f l e b i h k e c i l . I n p u t e n e r g i untuk Pemupukan Perhitungan secara p a s t i terhadap jurnlah e n e r g i yang dibutuhkan unt u k memproduksi 1 kg pupuk mernang
s u l i t dilakukan.
Hal i n i karena ada-
nya perbedaan bentuk d a r i s e t i a p j e n i s pupuk.
Pupuk n i t r o g e n , misalnya,
amoniurn s u l f a t dan urea.
Pupuk f o s f o r b i s a berben-
b i s a berupa amoniak, t u k super f o s f a t ,
t r i p e 1 super f o s f a t dan amoniurn f o s f a t .
Sedangkan pu-
puk k a l i u m b i s a berbentuk KCL, ZK dan bentuk-bentuk yang l a i n . Masalah l a i n i a l a h adanya k e t i d a k p a s t i a n ,
apakah penghitungan hanya ber-
dasarkan konsumsi e n e r g i secara langsung ataukah konsumsi e n e r g i t o t a l termasuk e n e r g i yang digunakan d i dalam pernberian
pupuk kepada tanaman
dan p e r a l atannya. Suatu
p e r k i r a a n yang dianggap p a l i n g mendekati rnenunjukkan bahwa
untuk pembuatan 1 kg N. nyawa,
1 kg P205 dan 1 kg K20
masing-masing mernbutuhkan
len, 1975).
dalam berbagai bentuk se-
e n e r g i sebesar 80,12
dan 8 M J ( S c h u f f e -
Adapun penggunaan energi yang sangat t i n g g i pada pupuk N
t e r s e b u t disebabkan karena pada pupuk i n i e n e r g i f o s i l d i sarnping nakan dalam proses pembuatan pupuk,
digu-
j u g a merupakan bahan baku dalam pem-
buatannya. I n p u t Energi untuk Mengolah Tanah Pengolahan tanah dapat dilakukan, (cangkul),
b a i k dengan tenaga k e r j a manusia
dengan tenaga t e r n a k ( b a j a k ) maupun dengan t r a k t o r .
Masing-
masing akan membutuhkan i n p u t e n e r g i berbeda-beda. dalam hubungannya dengan t e k s t u r ,
struktur,
S i f a t f i s i k tanah
kandungan bahan o r g a n i k dan
kelembaban tanah j u g a menentukan jumlah e n e r g i yang d i p e r l u k a n untuk s u a t u pengolahan tanah. O i samping i t u ,
kedalaman dan c a r a pengolahan
tanah i k u t menentukan i n p u t e n e r g i yang d i p e r l u k a n . dengan s i s t e m
Pengolahan tanah
guludan akan membutuhkan i n p u t e n e r g i l e b i h besar d a r i
pada pengolahan tanah biasa.
Sedangkan pengolahan tanah minimum membu-
tuhkan i n p u t e n e r g i l e b i h k e c i l d a r i pada pengolahan tanah b i a s a . Moens (1978) memberikan
suatu contoh p e r h i t u n g a n i n p u t e n e r g i dan
jam k e r j a yang d i p e r l u k a n untuk pengolahan tanah dengan tenaga manusia dan hewan.
Sebagai contoh,
tenaga manusia,
suatu lahan seluas s a t u h e k t a r d i o l a h dengan
dengan 8 jam k e r j a p e r h a r i dan kebutuhan e n e r g i sebesar
30 j o u l e p e r dm3 s e r t a kedalaman pengolahan 20 cm, maka akan d i p e r l u k a n i n p u t e n e r g i sebesar = 10.000 m2x 0.2 x
lo3
~ . m - ' = 60 MJ. ha-'. tahun-I
I n p u t Energi untuk P e s t i s i d a dan H e r b i s i d a Bahan dasar dalam pembuatan p e s t i s i d a dan h e r b i s i d a sebagian besar b e r a s a l d a r i i n d u s t r i p e t r o k i m i a , d i mana e n e r g i bahaa bakar t e r l i b a t d i dalamnya.
D i samping i t u , i n p u t e n e r g i j u g a d i p e r l u k a n dalam proses
pembuatan produksi a k h i r dan penggunaannya kepada tanaman.
Gambar 1.
menunjukkan h a s i l p e r h i t u n g a n Jones (1975) t e n t a n g i n p u t e n e r g i pada penyemprotan p e s t i s i d a dengan t r a k t o r .
.
Pestisida
7. I? 4I , 262i; Air
Pengemudi
1
Bahan baku Prosesing
y
Makanan
Lain-lain
I
Transportasi
Penyernprotan dengan traktor
I
Traktor Pembuatan Transportasi
103
Pemel iharaan
Bahan bakar
Gambar 1.
Bagan i n p u t e n e r g i yang d i p e r l u k a n pada.penyernprotan p e s t i s i d a dengan t r a k t o r .
dalam MJ. ha-'
(.Jones.
1975)
Cars l a i n dapat d i l a k u k a n berdasarkan kandungan bahan a k t i f yang menyusunnya.
Untuk i n i ,
Leach dan Slessor (dalam Jones,
1975) t e l a h
mempeikirakan i n p u t e n e r g i untuk p e s t i s i d a sebesar 101 MJ. aktif.
kg-'
bahan
Sedangkan menurut Pimentel e t a l . . (1973) untuk h e r b i s i d a b i s a
dianggap sama n i l a i energinya d.engan p e s t i s i d a . Pewasa i n i t e l a h ada program.komputer untuk menghitung i n p u t energ i dalam pembuatan p e s t i s i d a , miawi.
b a i k yang m e l i p u t i d a t a f i s i k maupun k j -
,Pagan c a r a i n i t e l a h t e r c a t a t beberapa n i l a i untuk berbagai
j e n i s h e r b i s i d a dengan k i s a r a n yang cukup besar, kg-'
y a i t u a n t a r a 130 MJ.
behan a k t i f uotuk MCPA sampai dengan 460 MJ. kg-'bahan
paraquat (Green.
a k t i f untuk
1975).
D i samping berbagai komponen d i a t a s , masih t e r d a p a t tambahan i n p u t e n e r g i l a g i y a i t u sehubungan dengan adanya berbagai batian yang digunakan,
13 b a i k sebagai bahan pengepakan.
penyusun produksi a k h i r maupun untuk p r o s e s i n g dan
Akan t e t a p i j a r a n g s e k a l i publikasi'yang memasukkan i n p u t
e n e r g i tambahan i n i ,
karena dianggapnya t e r l a l u k e c i l .
T r a n s p o r t a s i juga dapat d i h i t u n g berdasarkan j a r a k d a r i mana p e s t i sida diperoleh.
Untuk t r a n s p o r l o k a l biasanya dibutuhkan i n p u t e n e r g i
l e b i h t i n g g i untuk s e t i a p k i l o meter akan t e t a p i pada umumnya d i a n g k u t pada j a r a k yang t i d a k b e g i t u jauh. salnya untuk keperluan impor,
Sebaliknya untuk t r a n s p o r jauh,
mi-
akan membutuhkan i n p u t e n e r g i yang r e l a t i f
l e b i h k e c i l untuk s e t i a p satuan b e r a t . daan dalam jumlah yang diangkut.
Hal i n i disebabkan karena perbe-
Pada t r a n s p o r l o k a l biasanya d i a n g k u t
bahan yang jauh l e b i h s e d i k i t dibandingkan dengan t r a n s p o r untuk keperl u a n impor.
Dalam k a i t a n i n i ,
Leah dan Slessor (dalam Jories,
1975) me-
ngemukakan n i l a i i n p u t e n e r g i sebesar 1.5 dan 0.1 M J per t o n per k i l o meter, masing-masing t o n dengan kapal l a u t . masukkan k e dalam
untuk pengangkutan 32 t o n dengan t r u k dan
225.000
B e g i t u k e c i l n y a p r o p o r s i i n i sehingga j a r a n g d i -
perhitungan i n p u t energi t o t a l ,
k e c u a l i dalam bebera-
pa ha1 s e p e r t i j a r a k angkut yang sangat j a u h atau b e g i t u rendahnya kandungan bahan a k t i f . Output Energi Output e n e r g i m e l i p u t i
<emus
produksi bahan k e r i n g tanaman termasuk
umbi, batang dan daun. Pemakaian e n e r g i sebagai parameter pada produksi ubikayu k i r a n y a l e b i h sesuai mengingat sangat rendahnya komposisi senyawa l a i n s e l a i n k a r b o h i d r a t yang i k u t menyusunnya, sehingga f a k t o r k u a l i t a s ( s e p e r t i :
rasa,
aroma, warna dan l a i n - l a i n n y a ) t i d a k banyak berpengaruh. Menurut Kay (1973), komposisi umbi (persen) adalah :
62-65,
k a r b o h i d r a t 32-35,
0.8-1.3.
p r o t e i n 0.7-2.6,
lemak 0-2-0.5
kadar a i r
dan s e r a t
Untuk daun ada s e d i k i t perbedaan dalamhal l e b i h t i n g g i n y a kan-
dungan p r o t e i n .
lemak dan s e r a t y a i t u masing-masing sebesar 8.0,
8.0 persen (Sosrosoedirdjo,
1970).
Namun dernikian,
1 . 2 dan
d i dalam penentuan
kandungan e n e r g i d a r i daun i n i b i s a dianggap sama dengan umbi,
karena
n i l a i e n e r g i d a r i k a r b o h i d r a t dan p r o t e i n adalah sama y a i t u sebesar
71 -15 MJ. kg-'
bahan k e r i n g .
Sedangkan untuk batang,
h a s i 1 penel it i an
menunjukkan bahwa n i l a i e n e r g i batang ubikayu adalah 18.20 han k e r i n g
.(Abdullah,
Sebagai pembanding,
ba-
1979). dapat dikemukakan h a s i l p e r h i t u n g a n kandungan
e n e r g i d a r i dua kelompok tanaman :
rerumputan dan tumbuhan hutan t r o p i s ,
y a i t u untuk rerumputan (tanaman setahun) : j e r a m i 15.9-18.0, 13.4-19.7
MJ. kg-'
dan b i ji 18.4-20.9
MJ. kg-'.
tahunan) adalah : daun 15.9-17.2,
akar
Tumbuhan hutan t r o p i s (tanaman
batang dan akar 16.3-17.6
MJ.
kg-'
(Wiroatmodjo, 1978).
E f i s i e n s i Energi pada Produksi P e r t a n i a n Kegunaan Pendekatan E f i s i e n s i Energi Telah disebutkan bahwa dalam rangka usaha m e l e s t a r i k a n p r o d u k s i pertanian,
p e n e l i t i a n d i bidang agronomi seharusnya I e b i h memandang j a u h
k e depan dengan konsep neraca e n e r g i . i n i memberikan
Menurut Wiroatmodjo(l979),
manfaat antara l a i n dalam bentuk :
konsep
15 1. Mengetahui b e r a p a b e s a r sumbangan i n p u t e n e r g i u n t u k s e t i a p pe-
ubah y a n g d i c o b a k a n t e r h a d a p o u t p u t h a s i l dalam b e n t u k e n e r g i .
2. Menentukan k e b i j a k s a n a a n yang d a p a t d i a m b i l u n t u k d i a r a h k a n pada: ( a ) E f i s i e n s i e n e r g i yang s e b e s a r - b e s a r n y a ;
Bagaimana
(b).
s u b s t i t u s i s u a t u i n p u t t e r h a d a p i n p u t l a i n ; dan ( c ) p u t mana y a n g p a l i n g memperkeci 1 k e h i l a n g a n e n e r g i
Tingkat i n -
.
E f i s i e n s i I n p u t Energi Gambar 2,
menunjukkan d i a g r a m a l i r a n e n e r g i pada p r o s e s p r o d u k s i
p e r t a n i a n m e n u r u t CAST ( 1 9 7 7 ) .
. , Pupuk
. .
-'
Pengol ahan tanah Pemupukan
---,
+ Penanaman
.
P e s t i s i d a dan herbisida
L,
-, P e n g a i r a n
,
- t Penyemprotan
Penyimpanan
-r
Y
Input Gambar 2.
Proses Produksi
'Output
Diagram a l i r a n e n e r g i pada p r o d u k s i p e r t a n i a n . (Cast, 1 9 7 7 )
_
T e r l i h a t pada gambar bahwa ada dua macam sumber e n e r g i p e n t i n g yang digunakan dalarn proses produksi p e r t a n i a n , y a i t u e n e r g i matahari sebagai surnber e n e r g i p r i m e r dan e n e r g i d a r i i n p u t (sarana) p r o d u k s i .
Penelaahan
terhadap e f i s i e n s i penggunaan sumber e n e r g i t e r s e b u t dengan demikian har u s dipisahkan,
karena masing-masing mempunyai aspek yang berbeda.
Oalam k a i t a n n y a dengan e f i s i e n s i
input energi,
Pimentel e t a l . ,
(1973) t e l a h memberikan suatu contoh perhitungan e f i s i e n s i i n p u t pada s e p e r t i t e r l i h a t pada Tabel 1.
produksi jagung d i Amerika S e r i k a t ,
Tabel 1.
-i)
E f i s i e n s i energ fdalam
MJ;
Input
ha
pada produksi jagung d i Amerika S e r i k a t
1964
1970
Tenaga k e r j a Nesin-mesin Bahan bakar Pupuk n i t r o g e n Pupuk f o s f o r Pupuk k a l iurn Benih Irigasi I n s e k t is i d a Herbisida Pengeringan Listrik Transportasi Input t o t a l
23169.42
29937.64
Output e n e r g i ( p r o d u k s i )
70838.35
84380.98
3.06
2.82
E f i s i e n s i (outpuf/input)
Khusus dalam ha1 penggunaan pupuk, S c h u f f e l e n (1975) menyatakan bahwa e f i s i e n s i energi d a r i pupuk d i samping t e r g a n t u n g pada s i f a t - s i f a t pupuk,
t i n g k a t kesuburan tanah dan t i n g k a t t e k n o l o g i yang digunakan,
j u g a tergantung pada macam bahan yang d i h a s i l k a n (Tabel 2 ) . Tabel 2.
Macam produksi
Pertambahan h a s i l p e r k i l o g r a m N, dalam hubungannya dengan e f i s i e n s i e n e r g i d a r i berbagai macam produksi (Schuffelen, 1975)
Pertambahan hasil (kg)
N i l a i energi
E fi s i e n s i
(MJ)
Kayu Gandum ( b i ji ) Padi Jagung ( b i ji ) Kentang (urnbi ) Gul a Rumput
.,
Dalam hubungannya dengan t i n g k a t budidaya p e t a n i ,
Tabel 3 menunjuk-
kan bahwa pada t i n g k a t budidaya yang kurang maju d i mana penggunaan i n p u t - e n e r g i r e l a t i f rendah,
j u s t r u l e b i h e f i s i e n dibandingkan dengan
t i n g k a t budidaya yang sudah maju dengan i n p u t e n e r g i l e b i h besar. Dengan demikian k i t a harus h a t i - h a t i
dalam menelaah e f i s i e n s i ,
karena
pada t i n g k a t budidaya yang belum maju t e r s e b u t biasanya d i i k u t i o l e h produksi p e r satuan l u a s yang masih rendah.
Namun demikian,
e f i s i e n s i yang t i n g g i b i s a t e r j a d i p u l a pada t i n g k a t
sebenarnya
produksi t i n g g i
karena adanya penghematan i n p u t e n e r g i s e r t a peningkatan i n t e n s i t a s konversi
.
Tabel 3.
E f i s i e n s i e n e r g i d a r i berbagai j e n i s tanaman dan t i n g k a t budidaya (Spedding dan Walshingham, 1975)
J e n i s tanaman
T i n g k a t budidaya Belum m a j u
Padi Kentang Tebu Padi gogo Jagung Ubi kayu Pisang
Sudah maju
Jagung Kentang Gandum
Ef i s i e n s i
2.8 1. I 2 -2
E f i s i e n s i Energi Matahari T e l a h d i s e b u t k a n bahwa tanaman merupakan pemakai e n e r g i m a t a h a r i yang t i d a k e f i s i e n ,
karena hanya s e k i t a r 2 persen d a r i e n e r g i m a t a h a r i
yang j a t u h b i s a d i r u b a h menjadi e n e r g i k a r b o h i d r a t . i n i akan menurun pada i n t e n s i t a s r a d i a s i t i n g g i , nya.
E f i s i e n s i konversi
demikian p u l a s e b a l i k -
Dalam keadaan i n t e n s i t a s r a d i a s i rendah, e f i s i e n s i b i s a mencapai
n i l a i t e r t i n g g i y a i t u s e k i t a r 12 persen ( Z e l i t c h ,
1971).
Ada beberapa ha1 yang menyebabkan rendahnya e f i s i e n s i t e r s e b u t . Pertama,
pada awal pertumbuhan biasanya t a j u k tanaman belum menutup
tanah dengan sempurna,
sehingga banyak e n e r g i m a t a h a r i t i d a k b i s a d i t a n g -
kap o l e h permukaan tanaman. buang i n i sangat beragam kita,
Adapun berapa besar jumlah e n e r g i yang t e r -
dan l e b i h banyak t e r g a n t u n g pada c a r a budidaya
terutama dalam ha1 pengaturan j a r a k tanam dan s i s t e m
penanaman.
Sebab kedua, adalah bahwa d a r i r a d i a s i yang j a t u h d i permukaan tanaman
19 hanya s e k i t a r 65 p e r s e n d i s e r a p , tulkan
s i s a n y a k u r a n g l e b i h 20 p e r s e n d i p a n -
k e m b a l i dan 15 p e r s e n d i t e r u s k a n k e bawah t a j u k . P r o p o r s i d a r i
k e t i g a komponen i n i akan berbeda-beda u n t u k s e t i a p j e n i s tanaman dan t e r g a n t u n g pada t i p e tanaman dalam hubungannya dengan i n d e k l u a s daun (LAI),
t e b a l t i p i s n y a daun (SLA),
r a p a t a n daun, rata e t al.
keadaan permukaan daun,
s u d u t daun,
ke-
s t r u k t u r t a j u k dan p a n j a n g gelombang r a d i a s i m a t a h a r i (Mu-
1965;
1968).
Menurut Rosenberg(f974),
p r o p o r s i r a d i a s i matahari yang d i p a n t u l k a n
t e r h a d a p r a d i a s i d a t a n g ( k o e f i s i e n pernantulan) t e r g a n t u n g pada p a n j a n g gelombang,
(1972),
s u d u t d a t a n g dan k e k a s a r a n t a j u k .
Sedangkan m e n u r u t K o n d r a t y e v ,
k o e f i s i e n p e m a n t u l a n pada s a a t t a j u k tanaman sudah menutup t a n a h
s a n g a t t a r g a n t u n g pada j e n i s tanaman.
B i l a j e n i s tanaman sarna, k o e f i s i e n
pemantulan m a s i h s e r i n g beragam yang a n t a r a permukaan tanah,
umur tanaman,
l a i n d i s e b a b k a n o l e h keadan-
warna daun dan k e r a p a t a n tanaman.
P r o p o r s i r a d i a s i r n a t a h a r i yang d i t e r u s k a n t e r h a d a p r a d i a s i d a t a n g ( k o e f i s i e n p e n e r u s a n ) l e b i h banyak d i p e n g a r u h i o l e h LA1 dan b e s a r n y a koef i s i e n pemadaman ( e x t i n c t i o n c o e f f i c i e n t ) dalam hubungannya warna daun d a n keadaan permukaan daun ( M o n t e i t h , Rosenberg,
1975; Tsuno,
dengan SLA, 1979;
1974).
Sebab k e t i g a ,
rendahnya e f i s i e n s i k o n v e r s i a d a l a h bahwa d a r i sejum-
l a h e n e r g i y a n g d i s e r a p o l e h tanaman i t u t i d a k s e l u r u h n y a b i s a d i g u n a k a n untuk proses f o t o s i n t e s a . m e l a l u i proses-proses (Wagoner
et a l . .
Sebagian
d i d i s t r i b u s i k a n k e m b a l i dan d i b u a n g
: e m i s i (pemancaran),
1965).
k o n v e k s i dan t r a n s p i r a s i
S e j d mana penggunaan e n e r g i t e r s e r a p i n i u n t u k
p r o s e s f o t o s i n t e s a d i t e n t u k a n o l e h : ( a ) macam l i n t a s a n k a r b o n dalam proses metabolisme; stomata,
( b ) S i f a t anatomi o r g a n f o t o s i n t e s a ,
j u m l a h s e l m e s o f i l dan o r i e n t a s i k l o r o p l a s ;
hubungannya dengan t r a n s l o k a s i ;
s e p e r t i jumlah
( c ) S i f a t s e l dalam
dan ( d ) L a j u r e s p i r a s i ( R o s a r i o dan
Quintana, 1972).
Usaha-usaha k e a r a h P e n i n q k a t a n E f i s i e n s i Enerqi Brown dan Eckholm ( 1 9 7 7 ) mengemukakan bahwa dengan adanya k e l a n g kaan e n e r g i ,
t e l a h mengharuskan k i t a u n t u k memeriksa Jcembali bagaimana
k i t a menggunakan e n e r g i dewasa i n i .
P r i o r i t a s h a r u s d i t e t a p k a n dengan
j e l a s dan p e m e r i n t a h h a r u s menjamin bahwa p e r s e d i a a n y a n g ada h a r u s ben a r - b e n a r d i g u n a k a n pada b i d a n g - b i d a n g y a n g memerlukan. Kesernuanya i t u h a r u s b e r d a s a r k a n pada h a s i l - h a s i l d a p a t d i p e r t a n g g u n g jawabkan.
p e n e l i t i a n yang
Penelitian h a r u s rnembuat l e b i h e f i s i e n da-
lam penggunaan sumber e n e r g i dan l i n g k u n g a n y a n g add. M e n u r u t L i p t o n (1975),
p e n e l i t i a n dapat dilakukan terhadap
nya d i v e r s i f i k a s i i n p u t energi,
b e r b a g a i kemungkinan ada-
p e m i l i h a n t e r h a d a p macam tanaman dan
v a r i e t a s y a n g d i g u n a k a n dan usaha mernperkecil k e h i l a n g a n e n e r g i selama proses produksi. Diversifikasi Input Usaha i n i dimaksudkan u n t u k mengurangi k e t e r g a n t u n g a n p r o s e s p r o d u k s i p e r t a n i a n kepada bahan f o s i l ,
s e h i n g g a dengan d e m i k i a n i n p u t
.
e n e r g i d a p a t d i k u r a n g i dan k e l e s t a r i a n p r o d u k s i d a p a t d i p e r t a h a n k a n . I n p u t e n e r g i d a p a t d i k u r a n g i dengan m e n g g a n t i k a n t e n a g a m e s i n dengan t e n a g a manusia.
Sebagai c o n t o h ,
pemberantasan gulma dengan h e r b i s i d a .
B i i a menggunakan t r a k t o r membutuhkan i n p u t e n e r g i t o t a l ( t e r m a s u k pembuat a n dan p e r a w a t a n t r a k t o r ) s e k i t a r 186 M J . ha-',
jauh l e b i h besar b i l a
d i b a n d i n g k a n t e n a g a manusia y a i t u s e b e s a r 3 MJ. ha-'
(Pirnentel e t al.,
1973). Penggunaan pupuk o r g a n i k , b a i k s i s a - s i s a h a s i l panen,
i t u pupuk kandang,
pupuk h i j a u rnaupun
d i samping rnenghemat penggunaan pupuk b u a t a n j u g a
memberikan k e u n t u n g a n t e r s e n d i r i pada t a n a h .
Penggunaan pupuk o r g a n i k d a -
p a t m e n i n g k a t k a n k e g i a t a n j a s a d r e n i k dalam t a n a h y a n g b e r a k i b a t d a p a t memperbaiki s t r u k t u r t a n a h , Dengan d e m i k i a n akan tanah.
mengurangi e n e r g i y a n g d i b u t u h k a n u n t u k p e n g o l a h a n
D i samping i t u ,
t a n a h menahan a i r ,
s e h i n g g a akan mempermudah d a l a m p e n g o l a h a n .
u n t u k pupuk o r g a n i k d a p a t m e m p e r b a i k i kemampuan
mengurangi e r o s i ,
t a n a h ( T i s d a l e dan Nelson,
1966).
dan mernperbaiki n i s b a h C/N dalam
Menurut Go ( 1 9 7 7 ) ,
g a n i k pada s i s t e m p e r t a n i a n menetap,
penggunaan pupuk o r -
b a i k i t u u n t u k t a n a h sawah dan t e r -
l e b i h l a g i u n t u k t a n a h t e g a l a d a l a h merupakan s u a t u k e h a r u s a n u n t u k memant a p k a n k e s u b u r a n t a n a h pada t i n g k a t t i n g g i dan s e k a l i g u s menjaga p r o d u k t i v i t a s t a n a h dalan j a n g k a p a n j a n g .
Penggunaan pupuk buatan,
hak, t e l a h t i d a k mampu rnempertahankan k e s u b u r a n tanah, ngandung bahan o r g a n i k .
jukkan MJ. ha-'
di lain pi-
b i l a s e d i k i t me-
H a s i l perhitungan Pimentel e t a l . ,
(1973) menun-
bahwa dengan pupuk o r g n a i k d a p a t menghemat e n e r g i s e b e s r 1 1 297 d i b a n d i n g k a n dengan pupuk b u a t a n .
22 E n e r g i j u g a d a p a t d i h e m a t dengan c a r a p e n g o l a h a n t a n a h minimum a t a u bahkan t a n p a p e n g o l a h a n t a n a h .
T u j u a n n y a a d a l a h sampai b e r a p a j a u h pe-
ngolahan tanah i t u dapat dikurangi,
sehingga kehilangan tanah a k i b a t ero-
s i d a p a t d i p e r k e c i l dan i n p u t e n e r g i u n t u k p e n g o l a h a n t a n a h d a p a t d i h e - mat sedangkan d i l a i n p i h a k p r o d u k s i t i d a k banyak b e r k u r a n g dan bahkan dapat d i l e s t a r i k a n . Pengolahan tanah,
t e r u t a m a dimaksudkan u n t u k memberantas gulma dan
u n t u k mempermudah p e n e t r a s i a k a r tanaman k e d a l a m t a n a h . an u n t u k j e n i s t a n a h t e r t e n t u ,
Dengan d e m i k i -
s e p e r t i t a n a h y a n g b e r s t r u k t u r gembur apa-
l a g i dengan adanya s u d u t k e r n i r i n g a n t a n a h c u k u p b e s a r , maka metoda pengol a h a n t a n a h minimum a t a u t a n p a p e n g o l a h a n t a n a h d a p a t d i l a k u k a n a s a l k a n gulma t i d a k m e n j a d i m a s a l a h ( S o i l C o n s e r v a t i o n S o c i e t y o f America, C o u n c i l f o r A g r i c u l t u r a l S c i e n c e and T e c h n o l o g y (CAST),
1977).
dalam
Tabel
4 menunjukkan b e s a r i n p u t e n e r g i d a p a t d i h e m a t b i l a t a n p a p e n g o l a h a n t a nah T a b e l 4.
E k u i v a l e n e n e r g i bahan b a k a r y a n g d i p e r l u k a n pada p r o d u k s i j a g u n g d i Nebraska, dalam hubungannya dengan p e n g o l a h a n t a n a h (CAST, 1977)
Macam k e g i a t a n
E k u i v a l e n bahan b a k a r y a n g d i b u t u h k a n (liter/ha) Pengolahan t a n a h b i a s a .Tidak d i o l a h
Pembajakan dan tanam Pemupukan Herbisida + insektisida Pengairan Panen Total
630.11
603.94
Tanggap - tanaman t e r h a d a p p e r 1 akuan pengolahan t a n a h y a n g d i u k u r d a r i p r o d u k s i tanaman t i d a k d i j e l a s k a n pada p e r c o b a a n t e r s e b u t s e h i n g g a e f i s i e n s i energinya t i d a k dapat d i h i t u n g . I n p u t e n e r g i j u g a d a p a t d i h e m a t dengan p e r l a k u a n c a r a p e n y i a n g a n . H a s i l p e r c o b a a n N a l e w a j a (dalarn CAST,
1977) pada tanaman jagung,
*
menun-
j u k k a n bahwa k e u n t u n g a n e n e r g i p a l i n g t i n g g i d i p e r o l e h b i l a p e n y i a n g a n d i l a k u k a n dengan t e n a g a m a n u s i a (dzngan t a n g a n ) . r a n d d i samping
Hal i n i disebabkan ka-
i n p u t e n e r g i yang d i b u t u h k a n p a l i n g s e d i k i t j u g a o u t p u t
e n e r g i yang d i h a s i l k a n d a r i b i j i p a l i n g t i n g g i .
Sedangkan dengan h e r b i -
s i d a k e l i h a t a n l e b i h b a i k d a r i pada b i l a p e n y i a n g a n d i l a k u k a n a.eogan c a r a mengolah t a n a h s e k a l i g u s (dengan b a j a k a t a u c a n g k u l ) .
H a l i n i kemung-
k i n a n d i s e b a b k a n k a r e n a tanaman j a g u n g t i d a k b e g i t u mernbutuhkan t a n a h y a n g gembur d i b a n d i n g k a n dengan tanaman urnbi-umbian ( T a b e l 5 ) . T a b e l 5.
P e r h i t u n g a n e n e r g i dalam hubungannya dengan c a r d p e n y i a ngan pada tanarnan jagung, d a r i enarn p e r c o b a a n d i Minnesot a ( N a l e w a j a , d a l a m CAST, 1977)
Cara p e n y i angan Tidak d i s i a n g Dengan p e n g o l a h a n tanah Herbisida Tenaga m a n u s i a (ti angan 1
Input enerpi (MJ. ha- )
Output e n e r g i dari b i j i (MJ. h a )
Keuntungan bersih? MJ.ha- )
Secara umum, CAST ( 1 9 7 7 ) mengemukakan yang d a p a t d i l a k u k a n ka.
Pilihan
petani,
b e r b a g a i kemungkinan p i l i h a n
a p a b i l a e n e r g i t e l a h m u l a i mahal dan
y a n g dimaksud a d a l a h :
( a ) p e t a n i d a p a t mengurangi
naan e n e r g i m a l a l u i pemupukan dan pengolahan tanah;
lang-
penggu-
( b ) mereka d a p a t
menggunakan b e b e r a p a tanaman y a n g s e d i k i t mungkin mernbutuhkan e n e r g i ;
( c ) mereka d a p a t menggunakan t e k n o l o g i a l t e r n a t i f ,
y a i t u dengan menggan-
t i i n p u t e n e r g i y a n g t i d a k t e r g a n t u n g kepada bahan b a k a r f o s i l ,
matahari,
e n e r g i a n g i n dan e n e r g i d a r i biomassa;
seperti
( d ) p e t a n i d a p a t meru-
bah s i s t e m p e r t a n i a n mereka dengan membuat l e b i h e f i s i e n d a l a m memanfaa t k a n l i n g k u n g a n y a n g ada;
dan ( e ) mereka d a p a t m e n g h e n t i k a n sama seka-
l i usaha p e r t a n i a n mereka b i l a p e n d e k a t a n d i a t a s t e l a h b e g i t u s u l i t dan mahal a t a u b i l a p r o d u k s i t e l a h banyak b e r k u r a n g . P e m i l i h a n t e r h a d a p Macam tanaman ASpek e n e r g i pada p r o d u k s i p e r t a n i a n i n i .
j u g a merupakan t u j u a n p e -
n e l i t i a n dan pengembangan d i I n s t i t u t P e r t a n i a n Bogor ( I P B ) dewasa i n i . H a l i n i t e l a h d i s a m p a i k a n o l e h R e k t o r I P B pada P e l a n t i k a n K e t u a - k e t u a Departemen dalam l i n g k u n g a n I P B , p e r i o d e 1979-1980.
Dikemukakan bahwa
p r o s e s p r o d u k s i p e r t a n i a n h a r u s d a p a t d i l a k u k a n l e b i h e f i s i e n pada l a h a n l a h a n yang k u r a n g s u b u r .
Produk p e r t a n i a n y a n g d i h a s i l k a n t i d a k hanya
d i p e r l a k u k a n s e b a g a i sumber pangan,
akan t e t a p i s e b a g i a n
besar j u g a ha-
r u s d a p a t d i g u n a k a n s e b a g a i sumber e n e r g i p e n g g a n t i bahan b a k a r f o s i l . Ditarnbahkan
bahwa k o m o d i t i s e p e r t i u b i k a y u ,
s e r t a e n e r g i yang terkandung
tebu,
k e l a p a s a w i t dan k a r e t
dalam bahan l i m b a h p e r t a n i a n m u n g k i n s e k a l i
s u a t u w a k t u akan d i p e r l u k a n s e b a g a i sumber bahan b a k a r ( N a s o e t i o n ,
1979).
Pernyataan d i a t a s menunjukkan bahwa d i dalam p e m i l i h a n tercakup dua aspekyang p e r l u dipertirnbangkan.
Pertama,
tanaman dan v a r i e t a s yang
d i p i l i h harus mampu tumbuh dan berproduksi b a i k pada k o n d i s i kurang opt i m a l a t a u dengan k a t a l a i n bahwa tanaman harus membutuhkan i n p u t e n e r -
g i yang s e k e c i l - k e c i l n y a dan kedua, produksi yang d i h a s i l k a n harus dap a t digunakan sebagai sumber e n e r g i pengganti bahan bakar f o s i l . Dalam k a i t a n i n i .
Sitompul (1981) t e l a h memberikan berbagai p i l i h a n
tanaman yang cocok dalam s i s t e m p e r t a n i a n e n e r g i ( l a b e l 6 ) .
Tabel 6.
Potensi beberapa tanaman untuk e n e r g i (Sitompul,
Zat o r g a n i k k e r ing ton/ha/tahun Hutan T r o p i k Tanaman A i r Limbah P e r t a n i a n Palma. Sagu Aren N i pah Ubi-ubian. Kentang Ubi j a l a r Talas Ubikayu : Tak Unggul Unggul Muki b a t
Gula dapat dikhamirkan ton/ha/tahun
1981)
Alkohol kl/ha/tahun
D a r i t a b e l t e r s e b u t t e r l i h a t bahwa ada dua j e n i s tanaman yang mempunyai p o t e n s i produksi menyolok, y a i t u n i p a h dan ubikayu s i s t e m Mukibat.
Lebih lanjut,
dikemukakan bahwa kedua tanaman i n i melnpunyai
prospek yang menarik sebagai tanaman energi, meskipun d i a n t a r a keduanya masing-masing mempunyai s e g i kelemahan dan kebaikan d i dalam eksploitasinya.
Usaha Memperkecil Kehilangan Energi Usaha i n i dapat dilakukan,
dengan m e l i h a t f a k t o r - f a k t o r yang ber-
pengaruh terhadap kehilangan e n e r g i selama proses p r o d u k s i d i lapang. Adapun f a k t o r - f a k t o r
t e r s e b u t menurut Koswara (1980). dapat d i p e r i n c i
dalam berbagai aspek.
Pertama, d a r i aspek tanah yang m e l i p u t i :
f i s i k dan k i m i a tanah,
r e a k s i tanah dan t i n g k a t e r o d i b i l i t a s tanah.
*-Kedua
adalah aspek i n p u t i t u s e n d i r i y a i t u :
s i f a t - s i f a t input,
sifat
waktu
dan c a r a pemberian i n p u t dan macam, bentuk s e r t a t i n g k a t i n p u t yang d i gunakan.
K e t i g a , aspek i k l i m yang m e l i p u f i
angi, kelembaban udara dan r a d i a s i matahari. pengelolaan s e p e r t i : tanah yang t e p a t ,
:
curah hujan,
suhu udara.
Keempat, adalah aspek
pemberantasan gullna yang e f i s i e n , c a r d pengolahan
perbaikan bahan tanam dan waktu tanam yang sesuai t e r -
utama dalam hubungannya dengan curah hujan. 01 samping i t u .
Badan P e n e l i t i a n dan Pengembangan P e r t a n i a n (1980)
t e l a h memberikan banyak penjelasan t e n t a n g usaha i n i ,
khususnya mengenai
penggunaan pupuk pada tanaman pangan yang d j k e n a l dengan i s t i l a h " e f i s i e n s i ' penggunaan pupuk. kakan bahwa :
Penjelasan yang dimaksud a n t a r a l a i n mengemu-
( a ) E f i s i e n s i respon penggunaan pupuk dapat d i u k u r d a r i
besarnya o u t p u t berupa h a s i l panen untuk s e t i a p i n p u t unsur h a r a d a r i pupuk-yang d i b e r i k a n .
Dapat p u l a d i a r t i k a n sebagai jumlah kenaikan ha-
s i l panen d a r i suatu pertanaman s e t i a p satuan unsur h a r a yang d i b e r i k a n . E f i s i e n s S respon dapat j u g a dinyatakan sebagai jumlah unsur h a r a m i n i mal yang d i p e r l u k a n o l e h tanaman untuk mencapai t i n g k a t produksi t e r -
(b) Banyak f a k t o r yang berpengaruh terhadap e f i s i e n s i respon
tentu;
pemupukan s e p e r t i yang t e l a h dikemukakan o l e h Koswara d i atas. y a i t u antara l a i n :
s t a t u s h a r a dalam tanah,
hara, air,
s i f a t - s i f a t tanah :
pengendalian hama,
dosis,
fisika,
varietas,
kimia,
biologi,
keseimbangan
musim, masa tanarn,pengelolaan
p e n y a k i t dan gulma,
p e r g i l i r a n tanaman,
sumber,
c a r a dan waktu pemupukan, c a r a bercocok tanarn, pengelolaan tanah
dan keadaan a g r o k l i m a t ;
( c ) Sebagian besar unsur h a r a N d a r i pupuk n i -
t r o g e n yang d i b e r i k a n pada tanaman p a d i h i l a n g karena berbagai sebab, a n t a r a l a i n proses-proses : n i t r i f i k a s i dan d e n i t r i f i k a s i , i m o b i l i s a s i , pencucian dan f i k s a s i amonium. energi i n i .
volatilisasi,
Untuk rnengurangi kehilangan
d a r i h a s i l p e n e l i t i a n yang t e l a h d i l a k u k a n menunjukkan bah-
wa e f i s i e n i pupuk N dapat d i t i n g k a t k a n dengan memberikan pupuk secara t e r p i s a h dan dibenamkan dalam l a p i s a n r e d u k s i ( i n i untuk tanah sawah); . ( d ) Hanya sebagian k e c i l d a r i pupuk f o s f a t (P) yang d i b e r i k a n d i s e r a p o l e h tanaman.
Sebagian besar t e r t i n g g a l sebagi r e s i d u d i dalam tanah.
Dikemukakan bahwa h i n g g a s e k a r a n g m a s i h s e d i k i t s e k a l i p e n e l i t i a n pemanf a a t a n r e s i d u f o s f a t d a l a m t a n a h dan k a i t a n n y a dengan e f i s i e n s i pemupukan fosfat.
D a r i h a s i l p e n e l i t i a n y a n g t e l a h d i l a k u k a n menunjukkan bahwa
k h a s i a t b e r b a g a i sumber f o s f a t b e r b e d a m e n u r u t s i f a t t a n a h dan keadaan i k l i m setempat.
Dikemukakan p u l a bahwa e f i s i e n s i
penggunaan pupuk f o s f a t
j u g a d a p a t d i t i n g k a t k a n dengan c a r a dan w a k t u p e m b e r i a n y a n g t e p a t ; (e)Khusus untuk lahan k e r i n g (tadah hujan),
dikemukakan bahwa adanya cu-
r a h h u j a n y a n g cukup t i n g g i dan c a r a penggunaan pupuk s e r t a p o l a usaha t a n i y a n g k u r a n g t e p a t m e n g a k i b a t k a n e f i s i e n s i penggunaan pupuk m a s i h sangat rendah.
D i j e l a s k a n bahwa dengan menggunakan pupuk y a n g b e r s i f a t
" s l o w r e l e a s e " s e p e r t i f o s f a t a l a m dan " s u l f u r c o a t e d u r e a " ,
diharapkan
d a p a t l e b i h m e n i n g k a t k a n e f i s i e n s i penggunaannya b i l a d i b a n d i n g k a n d e ngan pupuk y a n g c e p a t l a r u t . sangat diperlukan,
D i samping i t u penggunaan pupuk o r g a n i k
b a i k u n t u k l a h a n k e r i n g maupun l a h a n sawah;
( f ) Ke-
cenderungan penggunaan pupuk N dan P y a n g sernakin m e n i n g k a t d a p a t menyebabkan k e b u t u h a n u n s u r h a r a y a n g l a i n j u g a m e n i n g k a t , kalium.
khususnya pupuk
Dikemukakan bahwa e f i s i e n s i penggunaan pupuk k a l i u m i n i d a p a t
d i t i n g k a t k a n dengan w a k t u pernberian y a n g t e p a t .
H a s i l - h a s i l P e n e l i t i a n pada Tanaman Ubikayu
Macam Bahan Tanaman Sistem Mukibat. Mukibat adalah seorang p e t a n i d i desa Ngadiloyo. yang pada tahun 1952 t e l ah
K e d i r i Jawa Timur,
meniperkenal kan suatu s istem penyambungan an-
t a r a k e t e l a k a r e t (Manihot g l a z i o v i i ) sebagi batang atas dengan ubikayu b i a s a (Manihot e s c u l e n t a C r a n t z ) sebagai batang bawah (Koesmadi,
1958).
K e t e l a k a r e t yang d i p a k a i sebagai batang a t a s t e r s e b u t adalah tanaman tahunan yang t i d a k dapat membentuk umbi.
Tanaman i n i mempunyai t a -
j u k l e b i h besar d a r i pada ubikayu b i a s a karena mernpunyai s i s t e m percabangan yang b a i k .
Ada t i g a j e n i s k e t e l a k a r e t yang d i k e n a l , y a i t u :
yang b e r t a n g k a i daun h i j a u ,
kuning dan kehitaman,
jenis
Sedangkan ubikayu b i -
asa yang digunakan sebagai batang bawah b i s a b e r a s a l d a r i berbagai varietas. Berbagai percobaan t e n t a n g daya h a s i l d a r i s i s t e m Mukibat i n i t e l a h banyak dilakukan.
Menurut B r u i j n dan Dharmaputra (1974),
Mukibat dapat d i p e r o l e h produksi sebesar 96 t o n .
ha-'
pada s i s t e m
umbi segar.
Se-
dangkan h a s i l percobaan pada tahun 1978 menunjukkan h a s i l yang l e b i h t i n g g i l a g i y a i t u 120 t o n . ha-' untuk ubikayu b i a s a (Anon.,
umbi segar,
1979b).
dibandingkan dengan 98 tm.ha-
H a s i l yang d i c a p a i pada percobaan
i n i j a u h l e b i h t i n g g i b i l a dibandingkan dengan r a t a a n p r o d u k s i a k t u i l
1
d i p e t a n i Indonesia, y a i t u s e k i t a r 7 t o n . ha-'
umbi segar (Wiroatmodjo
Di I n d i a , j u g a t e l a h diadakan percobaan t e n t a n g p o t e n s i h a s i l yang bisa
d i c a p a i pada s i s t e m Mukibat.
an H r i s h i e t al.. Tabel 7.
Sistem
(1976).
Produksi umbi pada s i s t e m Mukibat dan Biasa pada umur 10 bulan dan j a r a k tanam 90 x90 cm ( H r i s h i e t a1 Produksi umbi segar
Varietas
Muki b a t B i asa
Tabel 7, menunjukkan h a s i l percoba-
H-165 H-226 H-165 H-226
., 1976)
Indek
kg. tanaman-'
ton. ha-'
panen
14.9 10.2
183.95 125.93
0.74 0.70
*
~p
*Indek panen a t a u indek umbi merupakan perbandingan a n t a r a bobot k e r i n g umbi dengan bobot k e r i n g s e l u r u h tanaman. Sistem Masduki H a s i l penel i t i a n ilmiah merigenai p t e n s i hasil pada sistem i n i memang belum ada.
Masduki
P u b l i k a s i yang pertama k a l i memperkenalkan i a l a h
"Penyebar Semangat",
sebuah rnajal ah- populer berbahasa Jawa d i Surabaya.
Menurut Imam (1979),
s i s t e m i n i ditemukan o l e h Masduki seorang Bupati
d i daerah Tuban, Jawa Timur, Masduki.
dan o l e h karena i t u d i k e n a l dengan s i s t e m
Dikemukakan bahwa pada s i s t e m i n i b i s a mencapai h a s i l umbi
20-25 k g p e r tanaman pada umur 6 bulan dan 30-40 k g per tanaman pada umur 10 bulan,
b i l a ditanam dengan s i s t e m guludan dan menggunakan pupuk
I
kandang.
Jarak tanam t i d a k d i j e l a s k a n pada percobaan t e r s e b u t ,
sehingga
t i d a k dapat
d i k e t a h u i p o t e n s i h a s i l per satuan l u a s tanah.
Oleh karena i t u ,
penelitian-penelitian lanjutan p e r l u dilakukan
,
untuk mendukung kebenaran penemuan t e r s e b u t secara i l m i a h . Pengolahan Tanah H a s i l percobaan d i Muneng,
Jawa Timur, menunjukkan bahwa a n t a r a
pengolahan tanah b i a s a ( d i b a j a k ) dengan pembuatan lubang berukuran 100 x 100 x 30 cm dan 100 x 100 x 50 cm t i d a k menunjukkan perbedaan nyata,
b a i k untuk v a r i e t a s Faroka maupun Gading (Anon.,
1975).
Demi-
k i a n p u l a h a s i l percobaan pada tahun 1977 d i Lumajang, Jawa Timur,
ju-
ga t i d a k menunjukkan perbedaan n y a t a a n t a r a pengolahan tanah dengan cara pembuatan lubang,
dengan sistem guludan maupun gundukan (Anon.,
1978).
H a s i l yang sama t e r d a p a t pada percobaan Mohan Kumar dan Mandal
(1971),
y a i t u a n t a r a pengolahan tanah biasa, gundukan, guludan dan
d i l u b a n g untuk kemudian d i b u a t gundukan semuanya t i d a k menunjukkan p e r bedaan nyata.
Percobaan d i B r a z i l dan d i C I A T menunjukkan h a s i l yang
sama, y a i t u t i d a k t e r d a p a t perbedaan n y a t a a n t a r a pengolahan tanah dengan s i s t e m gundukan dan pengolahan tanah b i a s a d a r i keempat v a r i e t a s yang dicoba (Conceicao dan Sampaio,
1975;
Miege,
1957).
D a r i berbagai h a s i l p e n e l i t i a n t e r s e b u t t e r d a p a t p e t u n j u k bahwa pada budidaya u b i k a y u t i d a k memerlukan pengolahan tanah yang i n t e n s i f sepert i banyak d i l a k u k a n p e t a n i y a i t u dengan membuat gundukan, lubangan.
guludan atau
Pertanyaan yang t i m b u l adalah bagaimana b i l a pengolahan tanah
t e r s e b u t l e b i h disederhanakan l a g i , y a i t u dengan pengolahan tanah
m i n i m -atau tanpa pengolahan tanah. a k h i r i n i sangat d i p e r l u k a n ,
Metoda pengol ahan tanah yang t e r -
d i samping dalam k a i t a n n y a dengan penghe-
matan i n p u t e n e r g i j u g a d i p e r l u k a n bagi tanah-tanah marginal yang b e r s t r u k t u r gembur dengan t i n g k a t e r o d i b i l i t a s t i n g g i d i mana tanaman u b i kayu banyak ditanarn. Penyianqan Ketahanan tanarnan ubikayu terhadap persaingan gulma hanya t e r j a d i pada umur-umur tua, y a i t u s e t e l a h t a j u k tanaman menutup sernpurna ( C I A T , 1979).
Persaingan gulma selama 2 bulan pertama s e t e l a h tanam dapat
menurunkan h a s i l
50 persen,
s e b a l i k n y a b i l a tanaman bebas gulma masing-
masing sampai pada umur 2 bulan. 4 b u l a n dan sampai panen akan d i p e r o l e h h a s i l sebesar 76, 80 dan 91 persen d a r i p r o d u k s i maksimum yang d i capai b i ' l a tanaman bebas gulma sampai panen dan penyiangan dengan h e r b i s i d a ( D o l l dan P i e d r a h i t a ,
1977).
H a s i l percobaan l a i n rnenunjukkan
bahwa p e r i o d e k r i t i s tanaman terhadap persaingan gulrna t e r j a d i pada
umur 45-60 h a r i (Anon.,
1979a) dan 3 b u l a n (Onochie,
1975).
Percobaan a n t a r a h e r b i s i d a dan tenaga rnanusia menunjukkan bahwa produksi t e r t i n g g i d i c a p a i b i l a h e r b i s i d a digunakan sebelum dan sesudah penyiangan dengan tenaga manusia,
dibandingkan dengan penyiangan
t i g a k a l i t e r u s rnenerus dengan tenaga manusia a t a u t i g a k a l i dengan h e r b i s i d a ( P i e d r a h i t a e t al.,
1975).
Akan t e t a p i ,
percobaan b e r i k u t n y a
pada tahun 1976 menunjukkan bahwa p r o d u k s i p a l i n g t i n g g i d i p e r o l e h b i l a penyiangan d i l a k u k a n t i g a k a l i dengan tenaga manusia, y a i t u 31 t o n . ha-'
dibandingkan dengan penggunaan h e r b i s i d a yang d i i k u t i dengan .tenaga manus i a sat" k a l i ,
dengan produksi 27 t o n . ha-'
( D o l l dan P i e d r a h i t a ,
1976).
Kerugian l a i n b i l a k i t a menggunakan h e r b i s i d a i a l a h kebutuhan i n p u t e n e r g i yang l e b i h besar,
terutama i n p u t e n e r g i k o m e r s i i l ,
sehingga e f i -
s i e n s i e n e r g i yang d i d a p a t akan l e b i h rendah l a g i . Respon Tanaman Ubikayu terhadap Pupuk Organik Ubikayu merupakan tanaman yang mampu dengan b a i k menggunakan pupuk o r g a n i k sebagai pengganti pupuk buatan. Imam (1979),
Menurut Koesmadi (1957) dan
s i s t e m Mukibat dan Masduki masing-masing mampu berproduksi
sebesar 113 k g dan 40 k g umbi segar p e r tanaman pada umur 11 dan 10 bu-r. lan,
b i l a ditanam dengan menggunakan pupuk o r g a n i k . Peranan pupuk o r g a n i k sangat p e n t i n g a r t i n y a bagi ubikayu karena
d i samping sumbangannya terhadap kebutuhan unsur h a r a tanaman,
juga
pengaruhnya terhadap perbaikan s t r u k t u r tanah yang rnutlak d i p e r l u k a n untuk perkembangan umbi. D i samping i t u ,
Saraswat dan C h a t t i a r (1976) t e l a h mengadakan p e r -
cobaan t e n t a n g pengaruh sumber N o r g a n i k dan anorganik pada ubikayu. H a s i l n y a menunjukkan bahwa b i l a hanya d i b e r i pupuk buatan saja, t i d a k akan meningkat sampai d o s i s 100 kg. ha-'.
Akan t e t a p i ,
produksi
b i l a di-
campur dengan pupuk organik, p r o d u k s i dapat d i t i n g k a t k a n l a g i sampai 1 d o s i s 150 kg. ha-. Percobaan yang l a i n rnenunjukkan bahwa dengan pem'
b e r i a n pupuk buatan N,
P dan K sebanyak 50 kg. ha-'
dan 100 kg.ha-I
dapat rneningkatkan produksi secara nyata, y a i t u sebesar 19.4 dan 21.8
ton.
ha-'
umbi segar,
banyak 12.5 t o n .
ha-'
b i l a pada keduanya ditambahkan pupuk o r g a n i k se(Anon.,
1971).
Sedangkan h a s i l percobaan d i Jawa
Timur menunjukkan bahwa pemberian pupuk o r g a n i k pada sistern Mukibat ber u p a kompos dengan kadar a i r 37.6
persen sebanyak 25 t o n . ha-'
dapat
meningkatkan p r o d u k s i sebesar 20 persen b i l a dibandingkan dengan tanpa pupuk o r g a n i k (Anon.,
1977).
H a s i l yang sama d i p e r o l e h d a r i p e n e l i t i a n
Botton dan Perraud (1977) yang menyatakan bahwa dengan rnenggunakan s i s a s i s a tanaman (mulsa) sebagai pupuk o r g a n i k dapat meningkatkan h a s i l sec a r d n y a t a sebesar 20.8 persen d a r i tanaman k o n t r o l , sedangkan dengan a i r comberan dapat meningkatkan h a s i l sebesar 5-10 persen. Potensi H a s i l Etanol Tanaman Ubikayu Sebagai penghasil e t a n o l untuk menggantikan bahan bakar minyak, ubikayu t e l a h d i k e n a l s e j a k abad ke-19,
y a i t u pada saat-saat berkurang-
nya persediaan e n e r g i d u n i a sebagai a k i b a t adanya perang.
Di B r a z i l ,
pada abad i t u t e l a h menggunakan s e k i t a r 60 j u t a l i t e r e t a n o l p e r tahun sebagai campuran bahan bakar minyak (Menezes,
1978).
Penggunaan tanaman ubikayu sebagai penghasil e t a n o l ,
antara l a i n
disebabkan karena tanaman i n i mempunyai p r o d u k t i v i t a s e t a n o l p e r satuan b e r a t k e r i n g l e b i h t i n g g i dibandingkan dengan tanaman l a i n (Tabel 8 ) .
Tabel 8.
P r o d u k t i v i t a s e t a n o l d a r i berbagai tanaman penghasil k a r b o h i d r a t (Menezes, 1978) Produktivitas-I tanaman ( t o n . h a )
Tebu Ubi kayu Sorghum mani s Ubi j a l a r
Hasil etanol
.
1it e r ton-'
45 12 35 15
*
1it e r . ha-'
3 015
67 180 55 125
2 160 1 925 1 875
*Produksi yang b i s a d i c a p a i d i p a b r i k , d i h i t u n g 80 persen d a r i produks i secara t e o r i t i s . Keuntungan l a i n i a l a h karena l e b i h k e c i l n y a b i a y a yang d i p e r l u k a n untuk menghasilkan s e t i a p l i t e r e t a n o l .
D a r i h a s i l p e n e l i t i a n Fadden
(dalam Boer dan Forno, 1975) menunjukkan bahwa untuk mernproduksi e t a n o l d a r i ubikayu dibutuhkan b i a y a p a l i n g rendah y a i t u sebesar 5.9
cent (do-
l a r A u s t r a l i a ) per l i t e r , dibandingkan dengan tanaman sorghum 13.6, gung 18.4,
gandum 19.1,
u b i j a l a r 15.9,
kentang 28.1,
ja-
g u l a b i t 9.7 dan
batang sorghum manis 8.9 c e n t per l i t e r e t a n o l . Lebih l a n j u t ,
dikemukakan o l e h Boer dan Forno (1957) bahwa ubikayu
merupakan tanaman yang i d e a l sebagai penghasil e t a n o l . ngandung s e k i t a r 30 persen p a t i ,
Umbi segar me-
5 persen g u l a dan 80 persen adalah
berupa bahan yang sangat mudah d i f e r m e n t a s i .
H a s i l p e n e l i t i a n Collens
(1915) menunjukkan bahwa d a r i s a t u t o n umbi k e r i n g dapat d i p e r o l e h e t a n o l sebanyak 370.5
liter.
Sedangkan d a r i h a s i l p e n e l i t i a n K r i s h n a -
m u r t i (1960) d i p e r o l e h h a s i l 177.3 segar.
l i t e r e t a n o l untuk s e t i a p t o n umbi
Di Indonesia,
dengan adanya penemuan s i s t e m Mukibat dapat menghasil-
kan p r o d u k s i umbi segar 96 ton. 1974;
Anon.,
ha-'-
tahun-I
ha-'
a t a u l e b i h ( B r u i j n dan Dharmaputra,
1978) dengan p e r k i r a a n h a s i l e t a n o l sebesar 18 000 l i t e r . (Sitompul e t
dl.,
1979).
Proses Enzimatik dalam Pembuatan E t a n o l P a t i ( s t a r c h ) rnerupakan p o l i s a c h a r i d a yang t e r s u s u n d a r i dua komponen, y a i t u amilosa dan a m i l o p e k t i n .
Amilum t e r d i r i d a r i i k a t a n - i k a t a n
'1.46 yang b e r a n t a i l u r u s , sedangkan pada a m i l o p e k t i n t e r d a p a t i k a t a n 1.6-
yang membentuk
cabang pada r a n t a i l u r u s 7 , 4 d
.
Granula p a t i adalah bahan yang t i d a k l a r u t dalam a i r b i a s a ( d i n g i n ) sampai pada suhu d i bawah 50-68OC 1981).
untuk p a t i d a r i ubikayu (Saraswati,
Pada suhu 50°C granula p a t i m u l a i membengkak yang menuunjukkan
bahwa proses h i d r a s i t e l a h d i m u l a i ,
y a i t u o l e h adanya p e n e t r a s i a i r ke
dalam g r a n u l a untuk kemudian menghidrasi molekul p a t i . but g e l a t i n i s a s i .
Suhu yang d i p e r l u k a n untuk proses g e l a t i n i s a s i i n i
berbeda-beda untuk s e t i a p j e n i s p a t i . ubikayu,
Proses i n i d i s e -
Menurut Baker (19811,
pati dari
kentang dan sagu adalah t e r g o l o n g yang p a l i n g mudah dalam a r t i
suhu yang d i p e r l u k a n . an p a t i akan meningkat,
Selama proses g e l a t i n i s a s i i n i kekentalan c a i r disebabkan o l e h adanya pengaruh desakan d a r i
g r a n u l a - g r a n u l a yang t e l a h membengkak t a d i . A p a b i l a proses g e l a t i n i s a s i i n i d i t i n g k a t k a n , an suhu,
b a i k dengan peningkat-
penggunaan e n e r g i mekanik a t a u penambahan enzim t e r t e n t u , maka
g r a n u l a p a t i yang t e l a h membengkak t a d i akan pecah sehingga s i f a t
37 k e k e n t a l a n n y a akan h i l a n g dan t e r b e n t u k l a h l a r u t a n e n c e r . Ada dua macam e n z i m y a n g b i s a d i g u n a k a n u n t u k merombak p a t i m e n j a d i glukosa,
y a i t u " b a c t e r i a l o( a m i l a s e " dan "amyloglucosidase".
Enzim
P C a m i l a s e s e c a r a acak akan menyerang m o l e k u l - m o l e k u l p a t i i k a t a n
1,4 c%
yang t e r d a p a t pada a m i l o s a , m e n g h a s i l k a n p o l i m e r g l u k o s a y a n g l e b i h p e n dek yang d i s e b u t d e k s t r i n ,
dan k a r e n a n y a k e k e n t a l a n c a i r a n akan b e r k u
P r o s e s i n i s e r i n g d i s e b u t dengan i s t i l a h d e k s t r i n i s a s i .
rang secara t e p a t .
Enzim M a m i l a s e t i d a k b i s a m e n g h i d r o l i s a i k a t a n 1,6= pada a m i l o p e k t i n .
yang t e r d a p a t
Oleh karena i t u digunakan enzim a m i l o g l u k o s i d a s e
( g l u k o a m i l a s e ) y a n g akan memotong i k a t a n - i k a t a n 1,4H dan 1.6d s e h i n g g a akan merubah d e k s t r i n dan a m i l o p e k t i n k e d a l a m b e n t u k g u l a y a n g s i a p difermentasi,
selama p r o s e s y a n g d i s e b u t s a k a r i f i k a s i .
S e l a n j u t n y a , g l u k o s a h a s i l h i d r o l i s a i n i kemudian d i f e r m e n t a s i u n t u k mendapatkan e t a n o l .
Selama b e r l a n g s u n g n y a p r o s e s i n i k a d a r g l u k o s a akan
semakin menurun dan s e b a l i k n y a k a d a r e t a n o l m e n i n g k a t . akan berkembang b i a k ,
Sel-sel
ragi
s e h i n g g a akan mempercepat j a l a n n y a p r o s e s sampai pa-
daakhirnya proses t e r h e n t i karena glukosa h a b i s a t a u meningkatkan kadar e t a n o l pada b a t a s y a n g t i d a k d a p a t d i t o l e r i r o l e h s e l - s e l r a g i i t u sendiri.
Menurut T a y l o r (1959),
pada k a d a r e t a n o l 15 p e r s e n p r o s e s f e r -
m e n t a s i akan t e r h e n t i . Lebih lanjut, t a s i alkohol,
S i t o m p u l ( 1 9 8 1 ) mengemukakan bahwa d i dalam fermen-
g u l a d i u b a h m e n j a d i e t i l a l k o h o l dan k a r b o n d i o k s i d a (ma-
s i n g - m a s i n g 5 1 dan 49 p e r s e n ) y a n g j u g a membebaskan e n e r g i . 2 . 7 Dikemukakan bahwa pada p r o s e s t e r s e b u t ,
persen.
pemadatan e n e r g i t e l a h t e r j a d i
4
dengan k e r u g i a n kehilangan kandungan e n e r g i yang k e c i l . Dalam hubungannya dengan k o n s e n t r a s i bahan, lam Sitompul, -
Rogers dan Pagan (La-
1981) mengemukakan bahwa dengan adanya penemuan baru meng-
gunakan Zymomonas m o b i l i s yang dapat digunakan dan a k t i p pada konsentras i t i n g g i d a r i s u b s t r a t maupun produknya mungkin akan mernbuka e r a baru dalam t e k n o l o g i f e r m e n t a s i i n i . Pada Gambar 3, menyajikan secara skematis proses perubahan d a r i g u l a menjadi e t a n o l menurut Conn dan Stumf ( 1 9 7 2 ) .
pziq
1-
ll~~~~l~~~
H ~ P O ~
Glukosa 1 F o s f a t +
Alkohol dehi-
mutase
N A Asam L a k t a t
Glukos'a 6 A D L A T P osfat
1
A s e t a l Dehida
3,JcLcb
~
?!:vat dekarD Hb o k s i l a s e Asam P i r u v a t
Glukosa
11
~ o s f e o n o lAsam P i r u v a t
F o s f o heksokinase
4 2 0 1I~:;ase
F r u k t o s a 1, 6 D i F o s f a t Dua Fosfo Asam G l i s e r a t IE Fosfo g l i s e r o mutase
JI
F r u k t o s a 1, 6 D i F o s f a t
":1l ~ ~ ~ ~ o e T i g a F o s f o Asam G l i s e r a t
sera-
A1 do1 ase Gl isera1 Dehida osfa t
r c - ' s r
NADH
f o s f a t isomerase
11
D i h i d r o k s i Aseton k o s fa t Gambar 3.
1, 3 Di Fosfo Asam G I is e r a t
NAD+
- 3-Rz3x
Gliserol
Gl is e r o l
P
Skema proses g l i k o l i s a dan fermentasi (Conn dan Stumf, 1972)
Etanol
