11

TINJAUAN PUSTAKA

Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman Tebu

Tanaman tebu (Saccharum officinarum L.) termasuk tanaman C4 yang sudah

mengalami adaptasi dari tanaman liar (Saccharrum robustum L.). Dalam proses

pertumbuhan dan perkembangannya dapat dibagi menjadi dua bagian penting, yaitu

secara vegetatif dan reproduktif. Penggolongan ini sangat penting diketahui

mengingat tujuan akhir pengusahaan tanaman tebu adalah hasil gula (sukrosa) yang

merupakan resultan dari hasil batang tebu dan kandungan gula yang dikandungnya.

Faktor yang mempengaruhi hasil tanaman tebu adalah varietas, lingkungan termasuk

tanah, iklim, suplai air, teknik budidaya, dan umur tanaman.

Secara umum tanaman tebu dikembangbiakkan secara vegetatif menggunakan

stek tanaman. Pertumbuhan tebu dibagi menjadi 4 fase, yaitu (1) perkecambahan

sampai dengan tunas muncul di permukan tanah, (2) pembentukan anakan sampai

dengan pembentukan kanopi secara penuh, (3) pembentukan dan pemanjangan

batang, dan (4) pematangan (Wiedenfeld, 2000). Fase petumbuhan tanaman tebu

dan umurnya disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1 Pembagian umur dan fase pertumbuhan tanaman tebu

Umur tanaman (Bulan) Fase pertumbuhan

0 1 Perkecambahan pertumbuhan tunas

1 2 Pembentukan anakan

2 3 Pembentukan anakan

2,5 4 Pertumbuhan anakan - kanopi penuh

4 10 Pertumbuhan puncak (pemanjangan batang)

10 11 Pematangan - awal senesen

11 12 Matang

Daun tumbuh pada buku tanaman dengan susunan filotaksis 180 (daun gasal

akan sebidang dengan daun gasal dan begitu juga daun genap). Daun tanaman tebu

terdiri atas helai daun dan pelepah (sebagai seludang) daun yang membungkus

batang. Pada ujung batang tanaman terdapat titik tumbuh dan ruas yang mampat,

pertumbuhan vegetatif akan berakhir pada saat awal berbunga. Tanaman tebu adalah

12

tanaman berbunga musim, artinya saat berbunga ditentukan oleh musim dan untuk

Indonesia saat berbunga sekitar bulan Maret.

Jika kondisi sesuai untuk pertumbuhan, batang akan memanjang sampai fase

generatif. Namun jika suhu turun terlalu rendah dan hujan atau irigasi kurang,

pertumbuhan terganggu dan akhirnya berhenti. Tanaman akan segera beralih ke fase

reproduktif dengan membentuk sukrosa. Akibat pertumbuhan yang singkat, maka

biomasa yang dihasilkan kurang baik.

Hasil fotosintesis yang berlangsung selama pertumbuhan akan diekspresikan

pada bagian tanaman yang terdapat di atas tanah (tajuk) dan di bawah tanah

(perakaran). Komposisi bagian vegetatif tebu yang matang dengan memisahkan

daun dan pelepah tua (trash) telah banyak diukur. Proporsi dari bagian-bagian

tanaman bervariasi menurut varietas, umur, dan keadaan tempat tumbuh tanaman.

Pada Tabel 2 disajikan proporsi secara umum tiap bagian tanaman (Barnes, 1974).

Tabel 2 Persentase tiap bagian vegetatif tanaman tebu

Bagian Tanaman Bobot kering

(%)

Bagian bawah tanah

Bongkol (stubble) 4,5

Akar 12,7

Bagian atas tanah

Trash (daun dan pelepah kering) 24,6

Batang 49,2

Pucuk 9,0

Dari data pada Tabel 2 tampak bahwa biomasa yang berupa batang dan

dipanen sebagai hasil ekonomi 50% dari total biomasa yang dihasilkan seluruh

tanaman. Beberapa penelitian yang dilakukan di lapangan menunjukkan bahwa

nitrogen memiliki pengaruh terhadap persentase batang yang dapat digiling, karena

proporsi pucuk meningkat. Hasil batang yang layak digiling sebagian berada di

bawah tanah, oleh sebab itu pemanenan yang baik harus mampu mengambil batang

yang ada di bawah permukaan tanah. Bagian-bagian batang tebu ternyata memiliki

komposisi kandungan gula yang tidak seragam. Batang bagian bawah mengandung

gula paling tinggi dan semakin ke atas semakin rendah (Tabel 2). Skema bagian

batang tebu dewasa yang disajikan pada Gambar 2.

13

Tabel 3 Komposisi batang tebu (Staub, 1955 dalam Barnes, 1974)

Komposisi Bagian batang

3 2 1 a b c d

Brix nira (%) 7,54 10,00 11,69 13,64 15,87 17,77 20,75

Sukrosa (% tebu) 2,24 5,02 7,08 9,94 12,93 15,50 19,50

Kemurnian nira (HK) 29,70 50,20 60,60 72,90 81,50 87,20 94,00

Bobot (% total) 12,69 1,27 1,48 1,74 1,99 2,25 78,58

Daun + 1

Titik batas (patah)

No. d No. c No. b No. a 1 2 3

Gambar 2 Bagian batang tebu dewasa

Pertumbuhan tanaman tebu berhubungan dengan status hara yang dikandung

dalam tanaman. Kekurangan hara (kahat) yang terjadi akan sangat berpengaruh

terhadap pertumbuhan dan pembentukan gula. Pada Tabel 4 disajikan status hara

tanaman dalam status kecukupan (Sanchez dalam Jacob, 2001).

Tabel 4 Kecukupan hara berdasarkan analisis tanaman

No Unsur hara Satuan Nilai

1 N % 1,5

2 P % 0,05

3 K % 2,25

4 Ca % 0,15

5 Mg % 0,1

6 S % 0,01

7 Cu ppm 1

8 Fe ppm 5

9 Mn ppm 10

11 Zn ppm 10

14

Proses Pembentukan Gula dan Perimbangan Sink-Source

Bahan penting dari tanaman tebu yang merupakan hasil utama adalah sukrosa

yang merupakan gula disakarida hasil penggabungan antara glukosa dan fruktosa

(Gambar 3). Sukrosa termasuk bukan gula pereduksi berbeda dengan glukosa yang

dapat mereduksi Cu2O4 dalam larutan basa menjadi CuO2 (Lehninger, 1982). Sifat

molekul sukrosa yang khas adalah sangat mudah untuk dikristalkan, sehingga dipilih

sebagai pemanis komersial yang menyuplai 13% dari total energi yang dibutuhkan

oleh manusia. Sukrosa dikenal secara umum sebagai gula tebu meskipun terdapat

juga dalam tanaman sumber pemanis lain yang dikenal, terutama beet gula

(http://encarta.msn.com/encyclopedia_761573894/Sugar).

Gambar 3 Rumus kimia sukrosa

Pada Gambar 4 disajikan lintasan ringkas pembentukan sukrosa pada tanaman.

Sukrosa dibentuk oleh tanaman melalui jalur glukosa-6-fosfat yang berubah menjadi

fruktosa-6-fostat. Dari bentuk ini tampak bahwa unsur P sangat dibutuhkan dalam

reaksi awal pembentukan sukrosa. Pada tahap selanjutnya reaksi penggabungan akan

terjadi dengan aktivator enzim Sukrosa Phosphat Sintetase (SPS). Kerja enzim SPS

sangat dipengaruhi oleh radiasi dan suhu udara. Itulah sebabnya diperlukan bulan

kering nyata pada fase kematangan tanaman tebu agar terbentuk sukrosa (Babb and

Haigler, 2001). Namun kinerja enzim ini tidak sederhana sebab menyangkut proses

pembentukan gula monosakarida, serapan unsur P dan kondisi jaringan tanaman

(Tetlow et al., 2004).

Sesuai dengan letak sukrosa dalam sel (dalam vacuola), maka penumpukan

akan mulai terjadi pada bagian batang yang lebih tua, yaitu pangkal batang (No. d

pada Gambar 2). Kemudian berturut-turut akan tertimbun pada bagian batang yang

Glukosa Fruktosa

ukosa Sukrosa

15

lebih muda (Gambar 2). Hal ini berarti pada saat pembentukan gula monosakarida,

batang berubah fungsi menjadi wadah (sink) sementara daun masih berperan sebagai

sumber (source). Selanjutnya pada saat pembentukan sukrosa, energi yang dihasilkan

melalui respirasi digunakan untuk menggabungkan dua gula monosakarida menjadi

disakarida (Vickery and Vickery, 1981). Itulah sebabnya tidak boleh terjadi

pertumbuhan baru pada saat proses tersebut berlangsung. Pada Gambar 5 disajikan

grafik yang menunjukkan jumlah sukrosa, bobot bahan kering, dan gula pereduksi

(monosakarida) pada posisi bagian batang tebu.

Glukosa 6-fosfat Glukosa 1-fosfat

UDP-glukosa Fruktosa 6-fosfat

ATP

Pi

+

Sukrosa 6-fosfat + UDP

H2O

Sukrosa + Pi

SPS

Gambar 4 Reaksi singkat pembentukan sukrosa pada tebu (Babb and Haigler,

2001)

Bahan kering

Sukrosa

Gula reduksi Nitrogen

0 50 100 150 2000

5

10

15

20

25

30

35

Pe

rse

n

Posisi batang tebu (cm)

Gambar 5 Persentase bahan kering, gula dan nitrogen pada batang tebu (Sudiatso,

1999)

16

Pembentukan sukrosa terus meningkat sejalan dengan umur tanaman, tetapi

setelah mencapai titik maksimum rendemen akan cenderung menurun karena terjadi

pemecahan sukrosa menjadi monosakarida yang dikenal dengan inversi (Gilbert et

al., 2001). Untuk daerah yang musim gilingnya dimulai pada bulan November,

rendemen tertinggi dicapai pada awal Maret (Gambar 6). Sementara itu pengamatan

langsung di lapangan terhadap kandungan gula yang dihitung dengan brix dan pol

pada saat periode giling di Indonesia disajikan pada Gambar 7. Musim giling di

Indonesia rata-rata dimulai pada bulan Mei dan berakhir pada awal September

sehingga rendemen tertinggi dicapai pada bulan Agustus. Rendemen sangat

dipengaruhi oleh kondisi hujan pada saat menjelang panen. Jika hujan turun pada

saat tanaman tebu mulai membutuhkan masa kering yang nyata, proses pematangan

akan terganggu dan rendemen berkurang (Ana, 1999; Wisnusubroto, 2000).

Gambar 6 Perkembangan rendemen sejalan dengan umur tanaman varietas

CP 80-1827 (Gilbert et al. 2001)

1-Okt 1-Nov 2-Des 2-Jan 2-Feb 4-Mar

AWAL TENGAH LAMBAT

(12,66%)

Waktu

Rendemen (%)

9,0

9,5

10,0

10,5

11,0

11,5

12,0

12,5

13,0

13,5

14,0

21-Feb

17

Gambar 7 Persentase brix dan pol per periode analisis (2 minggu) di Indonesia

(Sudiatso, 1999)

Di samping menghasilkan gula sukrosa dan gula monosakarida, hasil

metabolisme tanaman tebu juga menghasilkan senyawa lain berupa jaringan penguat

tanaman (selulosa), protein, mineral, lilin, dan senyawa berlemak. Senyawa selain

gula inilah yang dalam proses pemisahan akan tercermin dalam ampas, meskipun

sebagian lainnya akan terbawa dalam nira. Pada keadaan yang normal tanaman tebu

di Indonesia mengandung 69-82% air, 8-16% bahan serat (sabut), 6-29% sukrosa,

0,5-2,5% gula reduksi, 0,5-1,0% bahan organik bukan gula, dan 0,5-2,0% abu

(Sudiatso, 1999). Neraca bahan yang diperoleh rata-rata dari pabrik gula di Jawa

pada saat ini menunjukkan bahwa kadar nira hanya sebesar 53,16% sementara

ampasnya 32,79% dan sabutnya 14,05 persen. Hal ini menunjukkan bahwa kadar

sabut relatif masih baik, tetapi ampasnya meningkat. Peningkatan ampas ini diduga

disebabkan oleh mutu tebu yang kurang baik. Mutu tebu dipengaruhi oleh kadar

kotoran tebu dan budidaya yang kurang sempurna, terutama pemupukan dan

kecukupan air. Nilai normal kadar nira seharusnya lebih besar dari 60% dengan

persentase gula total (pol) >12. Hasil evaluasi yang dilakukan terhadap pabrik gula

di Jawa diketahui bahwa nilai pol5 nira rata-rata 9,93% dengan kisaran antara 8,30-

11,20 persen.

5 Pol = total gula terlarut dalam nira

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

I II III IV V VI VII VIII IX X

(%)

Periode Analisis

Brix

Pol

18

Komponen hasil tanaman tebu selain rendemen adalah bobot batang. Oleh

sebab itu selain rendemen tinggi, pengusahaan tanaman harus mampu menghasilkan

bobot batang yang baik juga. Tingginya dosis pupuk N yang digunakan saat ini

menyebabkan tanaman hanya mampu menghasilkan bagian biomasa yang pada saat

panen akan menjadi ampas. Itulah sebabnya mutu tebu saat ini memiliki persentase

nira yang rendah.

Dalam menghitung rendemen tebu, angka yang dicari adalah besarnya

persentase gula yang mampu dikristalkan (hanya sukrosa). Perhitungan rendemen

tebu dilakukan dengan rumus sebagai berikut:

{ 0,4 ( )} 100Bobot nira

R pol - brix - pol Bobot tebu

Dari rumus ini terlihat bahwa rendemen tebu sangat dipengaruhi oleh nilai pol

(total gula), nilai brix (total padatan terlarut), dan kadar nira dalam tebu. Semakin

tinggi kandungan pol dalam brix, kemurnian nira semakin tinggi. Hubungan antara

brix dengan pol berdasarkan analisis yang telah dilakukan memiliki korelasi yang

erat dengan persamaan R = -0,0254 + 0,4746 B6. Namun karena rendemen

dipengaruhi oleh kandungan nira tebu, maka tebu dengan pol tinggi belum tentu

rendemennya juga tinggi. Oleh sebab itu untuk mendapatkan rendemen tinggi,

tanaman tebu harus memiliki brix tinggi dengan kemurnian yang baik dan kandungan

nira yang tinggi juga.

Karakteristik Lahan Kering

Lahan kering merupakan hamparan lahan yang tidak pernah digenangi atau

tergenang air pada sebagian besar waktu dalam setahun. Lahan kering merupakan

salah satu ekosistem sumberdaya lahan yang mempunyai potensi besar untuk

pengembangan berbagai komoditi. Pengembangan lahan kering terutama di dataran

rendah merupakan pilihan strategis dalam menghadapi tantangan peningkatan

produksi pertanian, termasuk produksi gula.

Selain masalah air, lahan kering di Indonesia umumnya memiliki kendala

kesuburan tanah rendah, lahan dengan solum dangkal, dan lahan dengan topografi

6 Dilakukan perhitungan langsung di Gula Putih Mataram, pada tahun giling 2000

19

berbukit. Total lahan pertanian di Indonesia 70,20 juta hektar yang terdiri

18,5 juta ha lahan perkebunan, 14,6 juta ha tegalan, 7,9 juta ha lahan sawah, dan 11,3

juta ha lahan tidur. Dari luasan yang dapat digunakan untuk pengembangan tanaman

semusim, luas lahan yang tersedia hanya 12,6 juta hektar sesuai untuk tebu dan

kapas (Mulyani dan Las, 2008). Data luas lahan kering ini belum

mempertimbangkan status kawasan yang berhubungan dengan kawasan hutan.

Dalam memanfaatkan lahan tersebut selain diperlukan persiapan teknologi yang

tepat, baik dari aspek agronomi maupun aspek sumberdaya lahan, juga penyelesaian

masalah sosial yang berbeda di tiap lokasi.

Gupta (1995) memberikan batasan tentang budidaya lahan kering sebagai suatu

sistem produksi tanaman tanpa tambahan irigasi pada daerah semi arid. Sistem

budidaya tanaman lahan kering ditekankan pada konservasi dan pemakaian air yang

tersimpan dalam tanah. Konservasi air difokuskan pada penggunaan secara efisien

air hujan yang tersimpan dalam tanah. Untuk menyikapi kondisi lahan kering

dengan keterbatasan air, dapat ditempuh dua cara, yaitu (1) mengusahakan tanaman

yang mampu berproduksi dengan baik meskipun dalam kondisi mendekati kering

(tanpa tambahan air), atau (2) mengusahakan tanaman yang memiliki efisiensi tinggi

dalam menggunakan air, dengan tambahan air yang tepat. Tanaman tebu dengan

sifat pertumbuhannya merupakan tanaman yang tergolong sangat efisien dalam

penggunaan air. Secara normal untuk membentuk 1 satuan bahan kering tanaman

menurut Barnes (1974) dibutuhkan total air sebanyak 366 satuan dan 219 satuan air

efektif, sedangkan untuk membentuk 1 bagian atas tanaman (batang dan daun)

dibutuhkan total 466 satuan air atau 291 satuan air efektif. Untuk tebu yang tahan

kekeringan untuk membentuk batang diketahui bahwa untuk tiap satuan bahan kering

dibutuhkan 89 satuan air (Shih and Gascho, 1980). Cekaman air yang dialami oleh

tanaman akan berpengaruh terhadap hasil tanaman. Seberapa besar pengaruh

cekaman air terhadap penurunan hasil dipengaruhi oleh fase pertumbuhan dimana

tanaman mengalami cekaman dan berapa lama tanaman mengalami cekaman.

Cekaman yang terjadi pada awal pertumbuhan (fase 1) pengaruhnya tidak sebesar

jika cekaman terjadi pada fase 2. Penurunan hasil tebu akibat cekaman dapat

mencapai 8,3% jika terjadi pada fase 1 dan 15% jika terjadi pada fase 2. Hasil gula

akan menurun 11,7% jika cekaman terjadi pada fase 1 dan 19,1% jika terjadi pada

20

fase 2 (Wiedenfeld, 2000). Fase 1 dan 2 berlangsung selama 3 bulan, sehingga

selama masa inilah tanaman membutuhkan suplisi air. Jumlah air yang dibutuhkan

untuk proses evapotranspirasi sebesar 100-125 mm per bulan (Lisson et al., 2005).

Oleh sebab itu di Indonesia untuk lahan kering umumnya tebu ditanam di awal

musim hujan sehingga tidak mengalami cekaman air di awal pertumbuhan (fase 1

dan 2).

Setelah air, masalah penting di lahan kering adalah kandungan bahan organik

dan ketersediaan unsur hara. Dari proses pembentukan gula dalam tanaman tebu,

unsur hara yang sangat penting adalah P dan K. Dari analisis tanah yang telah

dilakukan pada daerah sentra tebu (Jawa Timur) ternyata rata-rata kandungan P tanah

di lahan kering termasuk rendah, yaitu berkisar antara 7-24 ppm (Tabel 4), padahal

nilai minimum kandungan P2O5 tanah untuk tebu adalah 30 ppm (Depertemen

Pertanian, 1999). Sementara untuk kandungan N termasuk tinggi, namun kenyataan

di lapangan petani umumnya justru memupuk tanamannya dengan Urea dan sedikit

SP-36. Hal ini tentu saja menyebabkan mutu tebu mejadi kurang baik dan

kandungan gula dalam batang tebu (rendemen) rendah. Untuk K2O nilainya

termasuk sedang, sehingga meskipun tanaman diberikan pupuk KCl sedikit bahkan

tidak dipupuk, masih mampu menghasilkan sukrosa jika monosakaridanya terbentuk

dengan baik. Kandungan bahan organik tanah yang dicerminkan oleh kandungan C

organik menunjukkan nilai lebih rendah dari 3% terutama pada jenis tanah Regosol.

Tampaknya untuk lahan kering tingkat kandungan bahan organik ini menjadi

masalah yang serius karena berhubungan dengan kemampuan tanah dalam mengikat

air. Untuk jenis tanah Regosol yang memiliki tekstur kasar dengan kandungan pasir

dominan, fungsi bahan organik sangat penting karena secara langsung akan

mempengaruhi daya ikat air.

Percobaan penanaman tebu di lahan kering bekas hutan di daerah Lamongan

yang diberi kompos memberikan keuntungan paling tinggi dibandingkan tanaman

lainnya. Kesesuaian lahan yang semula klas S3 (faktor pembatas air dan kesuburan

tanah) ternyata dapat ditingkatkan dengan perbaikan lahan dan pemupukan yang

tepat (Siswanto, 1998). Perbaikan yang dilakukan adalah dengan menambahkan

bahan organik dalam bentuk kompos pada saat pengolahan tanah. Bahan organik

yang digunakan berupa kompos yang dibuat dari sisa tanaman dan kotoran ternak.

21

Tabel 5 Hasil analisis tanah di wilayah Jombang dan Kediri

No Jenis

Tanah

Hasil Analisis

pH (H2O) N

(%)

C

(%)

P2O5 (ppm)

K2O

(ppm)

1 I 4,30 0,16 2,29 7 152

2 II 6,14 0,10 1,90 11 207

3 III 6,12 0,10 2,34 24 172

4 IV 5,71 0,09 1,87 12 151

5 V 5,04 0,15 1,44 20 252

6 VI 5,20 0,08 2,10 15 395

Keterangan :

I : Andosol coklat-Andosol Coklat Kekuningan

II : Asosiasi Regosol dan Litosol

III : Asosiasi Mediteran Coklat dan Grumosol Kelabu

IV : Kompleks Mediteran Coklat dan Litosol

V : Regosol Coklat Keabuan

VI : Latosol Coklat Kemerahan

Tanggap Tanaman Tebu terhadap Kekeringan

Cekaman lingkungan memicu berbagai tanggap tanaman, mulai dari perubahan

metabolisme sampai dengan laju pertumbuhan dan produktivitas tanaman. Cekaman

lingkungan yang berpengaruh terhadap tanaman dapat berupa cekaman abiotik atau

biotik, yaitu radiasi, kekeringan, salinitas, dan suhu tinggi. Di antara cekaman

lingkungan, kekeringan adalah salah satu yang sangat berpengaruh terhadap

pertumbuhan dan produktivitas tanaman. Tanggap tanaman terhadap kekeringan

dapat terjadi secara fisiologi, biokimia, dan molekuler (Hong et al., 2008).

Besarnya pengaruh cekaman kekeringan tergantung pada fase pertumbuhan dimana

cekaman terjadi (Ramesh and Mahadevaswamy, 2000).

Tanaman tebu termasuk tanaman yang tahan terhadap kekeringan, tetapi di

awal pertumbuhan tetap memerlukan air untuk pertumbuhannya. Di akhir

pertumbuhan, tebu memerlukan bulan kering untuk proses pembentukan sukrosa dan

pematangan. Berdasarkan sifat tanaman tebu yang memerlukan bulan kering nyata

pada saat pembentukan sukrosa tetapi juga harus memiliki hasil batang tebu yang

tinggi, maka umur tanaman harus mencapai sekitar 10-12 bulan. Secara

konvensional tanaman tebu ditanam pada musim kering dengan tambahan air melalui

irigasi. Namun sejalan dengan pergeseran areal tebu ke lahan kering dan terbatasnya

air irigasi di lahan sawah, tambahan air pada awal tanam menjadi sangat terbatas dan

22

mustahil dilakukan. Untuk mengatasi masalah kekurangan air pada saat tanam, saat

ini dikenal musim tanam B, yaitu awal musim hujan (musim tanam golongan A

antara Mei-Juli). Tanaman yang ditanam pada awal musim hujan akan tumbuh

dengan baik, tetapi karena tebu adalah tanaman berbunga musim maka pada bulan

Maret (yaitu umur 6 bulan) petumbuhan vegetatif akan berhenti (Barnes, 1974).

Tentu saja tebu yang ditanam pada golongan B hasil tebu dan kandungan gulanya

rendah karena masa pertumbuhannya pendek. Untuk menyikapi pendeknya masa

pertumbuhan diusahakan tebu ditanam pada akhir musim kemarau. Hal ini berarti

pada saat tanam lingkungan berada dalam keadaan kering sehingga diperlukan ada

tambahan air di awal pertumbuhan. Sebagai contoh, di Thailand hasil tebu dan gula

tertinggi diperoleh jika tebu ditanam pada bulan November, yaitu akhir musim hujan.

Hal ini karena pada saat panen, yaitu November tahun berikutnya tebu memiliki

umur yang cukup (Jintrawet et al., 2000). Dari data yang ada menunjukkan bahwa

kekeringan pada awal pertumbuhan ternyata berpengaruh nyata terhadap hasil tebu

dibandingkan kekeringan pada akhir pertumbuhan (Gambar 7).

20

40

60

80

100

20 40 60 80 100

(%)

(%)

Nisbah antara aktual dengan yang memberikan hasil maksimum

ET ET

Kekeringan pada akhir pertumbuhan

Kekeringan pada awal pertumbuhan

Hasi

l T

an

aman

Teb

u

Gambar 7 Hubungan antara hasil relatif dengan ET relatif (Robertson et al., 1999)

23

Nilai ET tanaman dapat dihitung dengan berbagai metode dan salah satu

metode yang banyak digunakan adalah dengan menggunakan nilai ET potensial

(ETp) yang dihitung dari nilai Evaporasi panci (Epan), yaitu :

ETp = kp . E pan

dari nilai ETp dihitung nilai ET tan dengan menggunakan koefisen tanaman (kc),

yaitu :

ET tan = kc . ETo

Nilai ET tanaman yang diperoleh adalah jumlah air untuk evapotranspirasi

yang dibutuhkan oleh tanaman agar diperoleh hasil yang maksimum, artinya nilai ini

adalah nilai kebutuhan air bagi tanaman (air konsumtif). Koefisen tanaman memiliki

nilai yang beragam tergantung pada jenis tanaman dan fase pertumbuhan tanaman,

sehingga nilai ET tanaman juga akan berubah sejalan dengan hal tersebut. Pada

Tabel 6 disajikan nilai kc pada tanaman tebu. Inman-Bamber and Smith (2005)

dalam beberapa penelitiannya mendapatkan hubungan antara hasil tebu (Yc) dengan

total air yang digunakan selama siklus pertumbuhan tanaman. Hubungan tersebut

adalah Yc = -2,5 + ( 9,69 ETp.)

Tabel 6 Nilai (kc) tebu berdasarkan fase pertumbuhan (Inman-Bamber and Smith,

2005)

Umur tanaman

(Bulan) Fase pertumbuhan Nilai kc

0 1 Perkecambahan pertumbuhan tunas 0,55

1 2 Pembentukan anakan 0,80

2 3 Pembentukan anakan 0,90

2,5 4 Pertumbuhan anakan - kanopi penuh 1,00

4 10 Pertumbuhan puncak (pemanjangan batang) 1,05

10 11 Pematangan - awal senesen 0,80

11 12 Matang 0,60

Dari kajian di wilayah pabrik gula di Indonesia, ternyata terdapat korelasi

negatif antara jumlah hujan pada bulan November dan Desember musim tanam

dengan rendemen tebu yang akan dicapai. Korelasi antara jumlah hujan November

dan Desember dengan rendemen bernilai negatif, artinya semakin besar curah hujan

rendemen akan berkurang. Keadaan ini sekarang digunakan oleh pabrik gula untuk

24

memprediksi rendemen yang akan dicapai (Wisnusubroto, 2000). Korelasi antara

curah hujan dengan rendemen berkisar antara (0,69-0,89). Tidak salah kiranya jika

pemeliharaan saluran (got) sangat berpengaruh terhadap rendemen. Got yang buruk

akan menyebabkan respirasi akar terganggu sehingga energi untuk penyerapan hara

secara aktif lebih besar. Pada bulan November-Desember adalah fase tanaman

membentuk gula monosakarida, sehingga kondisi respirasi yang buruk akan

mengganggu proses sintesis gula. Di daerah Everglade (Florida) tebu diusahakan

pada tanah organik yang ternyata keberhasilannya sangat ditentukan oleh drainase.

Semakin dangkal muka air tanah semakin rendah produksi gula yang dihasilkan

karena penurunan rendemen. Hasil tertinggi diperoleh pada muka air tanah 61 cm

(Glaz et al., 1980).

Efisiensi penggunaan air (water use efficiency) sering dihitung sebagai nisbah

antara hasil yang diperoleh dengan jumlah air yang digunakan untuk memperoleh

hasil tersebut (ET) (Hatfield et al., 2001). Berdasarkan metode hidrologi neraca air

di tanah dapat dirumuskan dengan persamaan

curah hujan + irigasi = perkolasi + run off + W + ET

dimana W adalah perubahan volume air yang tersimpan di dalam tanah selama

periode tertentu. Dari neraca air dapat diketahui bahwa dapat dilihat bahwa jika

curah hujan berkurang, semua nilai akan berkurang termasuk nilai ET dan kadar air

tanah. Hal ini akan perpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman. Agar tanaman

tetap dapat melakukan kegiatan dengan baik, maka ET harus dkembalikan ke nilai

yang normal. Nisbah relatif yang dihitung berdasarkan ET aktual dan ET yang

mampu memberikan hasil maksimum berhubungan dengan fase pertumbuhan

tanaman. Pengurangan nilai nisbah relatif ini akan tergantung pada fase apa

terjadinya.

Khusus untuk tanaman tebu hubungan antara defisit evapotranspirasi dengan

rendemen gula relatif menurut Doorenbos and Kasam (1987) dalam Irianto et al.

(2000) dapat disajikan sebagai berikut:

1 1Ya ETa

KyYm ETc

, dengan Ya adalah hasil rendemen aktual, Ym adalah

hasil rendemen maksimal, Ky adalah koefisien rendemen, ETa evapotranspirasi

25

aktual dan ETc evapotranspirasi tanaman. Besarnya Ky untuk fase inisiasi dan

vegetatif sebesar 0,75, fase pembentukan gula 0,5 dan fase pematangan sebesar 0,1.

Secara grafik hubungan antara evapotranspirasi relatif terhadap penurunan rendemen

disajikan pada Gambar 8.

1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

(Indeks Kecukupan Air)

(Indeks p

eru

bahan r

endem

en)

1- (ETa/Etc)

1- (Ya/Ym)

ky=0.1

ky=0.5

ky=0.75

Gambar 8 Hubungan antara defisit air dengan rendemen gula relatif (Dorenbos

and Kasam, 1987 dalam Irianto et al., 2000)

Dari grafik terlihat bahwa cekaman air sebesar (1 (ETa/ETc)) = 0,5 akan

berpengaruh terhadap penurunan rendemen sebesar (1 (Ya/Ym)) dengan nilai yang

berbeda pada tiap fase pertumbuhan tanaman tebu.

Kebutuhan air tanaman tebu sangat dipengaruhi oleh sifat tanah. Dari

pengukuran yang dilakukan oleh Van Antwerpen (2000) didapatkan bahwa jumlah

air yang dibutuhkan untuk menghasilkan 90 ton tebu adalah setara dengan 100 mm

curah hujan perbulan. Pada tanah yang kurang subur dengan jumlah air yang sama

hanya menghasilkan tebu sebanyak 50 ton tebu per ha. Dari perbandingan ini terlihat

bahwa efisiensi penggunaan air sangat tergantung pada jenis dan kesuburan tanah.

Data lain disajikan oleh Lisson et al. (2005) yang menunjukkan bahwa tiap meter

kubik air mampu menghasilkan 22 ton tebu atau setara dengan tambahan air 100-300

mm perbulan.

26

Kandungan air tanah sangat berhubungan dengan serapan unsur hara, terutama

unsur nitrogen. Penurunan kadar air tanah dari 100% kapasitas lapang ke 70%

kapasitas lapang menurunkan laju serapan nitrogen. Pada kelembaban tanah yang

semakin rendah ternyata pemberian nitrogen dengan dosis tinggi tidak meningkatkan

bahan kering tanaman (Santoso, 1998).

Pada keadaan tanaman kekurangan air, serapan air secara nyata menurun.

Serapan air sangat erat hubungannya dengan laju transpirasi tanaman. Air

ditranspirasikan melalui stomata, sehingga pada saat stomata menutup dalam usaha

tanaman untuk mengurangi transpirasi, secara langsung laju serapan air oleh akar

juga menurun. Hubungan antara penurunan laju transpirasi dengan penurunan laju

serapan air tidak linear. Hal ini disebabkan banyak faktor yang terlibat dalam proses

yang terjadi (Steudle, 2000). Selanjutnya Steudle (2000) menemukan bahwa proses

selanjutnya dari kondisi defisit air adalah terjadinya perubahan pada sel tanaman.

Dalam kondisi kecukupan air, sel akar berkembang tanpa eksodermis, tetapi pada

kondisi kekurangan air sel-sel akar mulai membentuk eksodermis sebagai usaha

mengurangi kehilangan air dari dalam sel (plasmolisis). Tanaman yang mengalami

kondisi kekurangan air akan mengalokasikan hasil fotosintesis ke akar daripada

untuk membentuk tajuk. Smit and Singels (2006) dalam penelitiannya mendapatkan

bahwa tanaman yang mengalami cekaman air akan berkurang pertumbuhan tajuknya.

Tajuk tanaman yang mengalami cekaman air akan berkurang pada saat indeks luas

daun (LAI) lebih besar dari 2. Tanaman lebih menjaga kondisi akar dibandingkan

tajuk jika kondisinya kekurangan air (Sharp et al., 2004). Penelitian lain yang

dilakukan oleh Smit and Singels (2006) menunjukkan bahwa jika kadar air

diturunkan dari kadar air kapasitas lapang (26%) menjadi 15% selama 38 hari

menyebabkan penurunan jumlah daun dari 10,8 menjadi 5,2. Berkurangnya

perkembangan jaringan sangat dipengaruhi oleh perkembangan sel. Pembesaran sel

hanya akan terjadi jika tekanan turgor lebih besar dari kekuatan dinding sel (Hong

et al., 2008)

Dari uraian tersebut dapat diketahui bahwa air merupakan faktor tumbuh yang

sangat vital bagi tanaman tebu. Pada awal pertumbuhan dibutuhkan air untuk

mendukung pembentukan bagian vegetatif tanaman, tetapi pada akhir pertumbuhan

diinginkan kondisi kering untuk merangsang pembentukan gula.

27

Permasalahannya adalah hasil maksimum akan diperoleh jika umur tanaman saat

panen cukup (antara 10-12 bulan) yang berarti waktu tanam jatuh pada musim

kering. Konsekuensi waktu tanam musim kering adalah harus ada tambahan air.

Dua faktor utama dalam pelaksanaan pemberian air, yaitu jumlah air yang tersedia

dan manajemen pemberiannya. Di lapangan saat ini tambahan air diberikan dengan

beberapa cara yaitu penyiraman dari lebung atau pemberian air dengan membuat

sumur pantek. Mengingat jumlah air yang terbatas dan biaya yang dikeluarkan

cukup besar, maka diperlukan perhitungan yang cermat agar air dapat dihemat tetapi

produktivitas tetap tinggi. Efisiensi penggunaan air menjadi tindakan yang sangat

menentukan dalam budidaya lahan kering. Inman-Bamber (2004) dalam

penelitiannya mendapatkan bahwa tambahan air yang tepat dapat meningkatkan hasil

sukrosa sebesar 3 ton/ha dibandingkan tanaman yang kondisi airnya tidak terkontrol.

Bahan Organik

Bahan organik memiliki kemampuan untuk meningkatkan daya ikat air dan

memperbaiki sifat fisik tanah lainnya yang membantu ketersediaan unsur hara,

terutama pada tanah berpasir atau tanah dengan kadar liat tinggi. Dari pembahasan

dan fakta bahwa kandungan air tanah sangat penting bagi pertumbuhan tanaman,

maka untuk meningkatkan efisiensi air yang ada harus ditempuh berbagai cara.

Selain cara pemberian dan pemanfaatannya yang baik, maka air dalam tanah harus

dalam kondisi yang cukup dan mudah tersedia bagi tanaman. Jika hanya dibahas

dari segi kadar air tanah, semakin tinggi liat kandungan air semakin tinggi, tetapi air

yang tersedia kecil. Oleh sebab itu daya ikat (retensi) air harus ditingkatkan tetapi

ketersediaan harus baik. Pada tanah dengan kandungan liat yang tinggi pemberian

bahan organik akan memperbaiki aerasi dan kapasitas tukar kation tanah. Bahan

organik adalah bahan yang berukuran sangat halus tetapi bukan koloid. Dalam hal

ini bahan organik berperanan dalam konservasi air yang akan digunakan tanaman

pada saat tanaman membutuhkan. Pemberian bahan organik telah dibuktikan oleh

Inman-Bamber and Smith (2005) mampu mendukung pembentukan tajuk tanaman

dan sukrosa dalam batang pada tanaman yang tumbuh pada jenis tanah yang padat.

Akar tanaman keprasan akan berkembang lebih baik jika ditambahkan bahan organik

28

dengan jumlah yang cukup, yaitu sekitar 7,5 ton per ha (Shuka et al., 2008). Bahan

organik yang digunakan oleh Sukha dalam penelitiannya adalah pupuk kandang.

Banyak penelitian yang telah dilakukan sehubungan dengan peningkatan

retensi air akibat pemberian bahan organik, bahkan terhadap variabel lain di tanah.

Salah satu penelitian yang dilakukan oleh Hatfield et al. ( 2001) mendapatkan bahwa

dengan penambahan bahan sisa tanaman gandum ternyata menurunkan laju evaporasi

sebesar 34 50% dan meningkatkan hasil sebesar 393 kg hasil gandum. Penelitian

lain yang dilakukan bahkan mendapatkan suatu hubungan yang nyata antara hasil (Y)

dengan retensi air (WR) dan total C organik (TOC). Persamaan yang didapat

bervariasi antara hasil tahun 1992 dengan tahun 1994, yaitu

Tahun 1992 Y = 183,1 + 2,05 WR + 120,7 TOC (r = 0,51)

Tahun 1994 Y = 362,0 + 4,8 WR + 49,5 TOC (r = 0,59)

Tindakan perbaikan tanah atau penyehatan tanah telah diterapkan secara baik

di areal tebu di Australia. Disadari bahwa selama lebih dari 25 tahun tanah

digunakan untuk penanaman tebu secara monokultur sehingga terus merosot

kesehatannya. Oleh sebab itu Australia mulai mengembangkan sistem pertanian tebu

berkelanjutan dengan menerapkan keseimbangan tingkat kesuburan tanah yang

dilihat secara komprehensif dari sisi fisik, kimia dan biologi (Bell et al., 2007).

Program ini dikenal dengan Sustainable Sugarcane Farming System yang saat ini

terus dikembangkan dengan berbagai penelitian (Garside, 2000).

Beberapa percobaan yang dilakukan oleh Satuan Pengembangan Tebu Dinas

Perkebunan Jawa Timur menunjukkan bahwa dengan pemberian blotong hasil

tanaman tebu meningkat sampai dengan 10% pada lahan kering. Penelitian lainnya

yang dilakukan di wilayah PG Madukismo (Yogyakarta) menunjukkan bahwa

pemberian bahan organik mampu meningkatkan produktivitas hablur tanaman

pertama (PC) tetapi tidak nyata terhadap tanaman keprasan (Arifin dan Prihardini,

2007).

Keberhasilan pengusahaan tebu di Lampung yang diusahakan di tanah dengan

kadar liat tinggi adalah perbaikan sifat tanah (soil building) dengan pemberian bahan

organik, yaitu blotong dan abu boiler (hasil pembakaran bagase). Blotong adalah

hasil samping proses pemurnian nira pada pengolahan tebu (Gambar 9). Produk

29

blotong pada proses pengolahan tebu sekitar 4 persen. Kandungan utama blotong

adalah kalsium, karbohidrat, fosfor dan bahan padatan lainnya.

Tebu (100%)

Ampas (32%)

Nira (68%)

Brix

(Padatan total)

18%)

Air (39%)

Blotong

(Filter cake)

(4%)

Pol

(Gula total)

(12%)

Tetes

(Molases) (4%)

Hablur

(Gula kristal)

(8%)

Gambar 9 Neraca bahan pada proses pengolahan gula tebu (PG Gunung Madu

Plantation, 1999)

Hasil penelitian pemberian blotong segar yang selama ini dilakukan ternyata

baru mampu memperbaiki hasilnya pada musim kedua (tanaman keprasan). Oleh

sebab itu saat dilakukan pengomposan blotong sebelum diaplikasikan ke tanah.

Pemberian kompos blotong dan bagase ternyata mampu memperbaiki serapan hara

dan pertumbuhan tanaman tebu di lahan kering, terutama unsur N dan S. Sementara

untuk unsur P dan K pemberian kompos terlihat pengaruhnya pada akhir

pertumbuhan tanaman (Guntoro et al., 2003). Pada penelitian di lapangan (PG

Tjoekir) musim tanam 2003/2004 yang telah dilakukan dengan dosis kompos blotong

3 ton per hektar ternyata mampu meningkatkan produksi tebu 10- 20% dan rendemen

0,5- 0,7 persen. Hasil analisis kompos blotong disajikan pada Tabel 7.

.

30

Tabel 7 Hasil analisis kompos blotong

No. Hasil Analisis Contoh

Kompos I Kompos II

1 pH (H2O) 7,56 6,74

2 N (%) 0,93 0,81

3 C (%) 12,90 12,12

4 Nisbah C/N 14 15

5 P2O5 (%) 1,60 1,19

6 K2O (%) 1,07 0,93

7 KA (%) 41,12 35,16

Sumber : Litbang PTPN X, 2005

Varietas Tebu untuk Lahan Kering

Kontribusi varietas tebu terhadap peningkatan produktivitas gula cukup nyata,

mengingat produksi tanaman merupakan hasil kerjasama antara sifat genetis

(varietas) dengan faktor lingkungannya. Keunggulan suatu varietas tidak bersifat

mutlak atau terus menerus, tetapi dalam kurun waktu tertentu akan mengalami

penurunan (degradasi). Oleh karena itu penggantian varietas unggul baru merupakan

langkah strategis dalam mengatasi permasalahan produktivitas. Tanaman tebu yang

semula ditanam di lahan sawah kemudian bergeser ke lahan kering tentu saja

memerlukan varietas baru yang sesuai. Perilaku yang berbeda antar varietas perlu

diketahui dan difahami agar sifat unggul tebu dapat berkembang secara maksimal.

Tejera et al. (2007) menjelaskan bahwa tidak mudah mendeskripsikan varietas

unggul tanaman tebu sebab pengusahaan tanaman tebu bukan hanya untuk

menghasilkan batang yang banyak tetapi juga kandungan gula yang tinggi. Dengan

berkembangnya pengusahaan tanaman tebu ke lahan kering, maka variabel verietas

unggul harus ditambah masih berproduksi dengan baik pada kondisi kekurangan air.

Usaha mengatasi cekaman kekeringan terhadap varietas dalam perakitannya

dilakukan dengan menghasilkan varietas tebu yang memiliki bentuk morfologi dan

sifat fisiologi khusus agar mampu mengatasi ancaman kekeringan terhadap

pertumbuhan. Beberapa perubahan morfologi tanaman telah dilakukan dalam

merakit varietas baru yang diharapkan tahan terhadap kekeringan. Tanaman untuk

lahan kering harus memiliki bentuk morfologi yang mampu menekan laju transpirasi,

yaitu memiliki daun yang berukuran sempit tetapi dengan indeks luas daun tidak

31

berkurang, memiliki lapisan lilin pada batangnya dan bulu pada daunnya (Ishaq

et al., 2000).

Lembaga resmi yang diberi mandat untuk mengembangkan varietas tebu oleh

pamerintah ialah P3GI bekerja sama dengan berbagai lembaga penelitian yang ada di

Indonesia dan di negara lain. Plasma nutfah tebu diperoleh dari berbagai negara

antara lain Formosa (kode F), Mauritius (M), Queensland (Q) dan beberapa negara

lainnya yang potensial. Varietas tebu yang unggul diperoleh melalui jalur

(1) introduksi galur dari luar negeri dan diseleksi dengan kondisi alam di suatu

daerah, (2), menyilangkan berbagai galur, baik antar galur lokal ataupun dengan

galur introduksi, (3) cara mutasi untuk mendapatkan keturunan yang diinginkan.

Paradigma keunggulan suatu varietas, sekarang berbeda dengan di waktu lampau.

Dahulu untuk seluruh daerah hanya dikenal satu atau dua varietas unggul (satu untuk

semua daerah), tetapi sekarang varietas unggul yang ada adalah spesifik lokasi

(hanya unggul untuk daerah tertentu). Sebagai contoh dulu dikenal varietas POJ

3016 yang unggul untuk semua daerah, tetapi sekali varietas ini terserang suatu

penyakit akibatnya fatal bagi seluruh daerah.

Selain sifat ketahanan terhadap kekeringan, mengingat tebu harus dipanen

sesuai dengan masa giling yang berlangsung 5-6 bulan sementara masa tanam saat

ini relatif serempak, yaitu awal musim hujan, maka diatur varietas dengan umur

matang yang berbeda. Dengan pengaturan varietas ini diharapkan tanaman sudah

memiliki kandungan gula cukup tinggi pada saat dipanen, terutama untuk awal

musim giling yang jatuh pada bulan Mei-Juni. Umur varietas matang awal adalah 8-

10 bulan, matang tengah 10 - 12 bulan, dan matang lambat >12 bulan.

Penentuan varietas yang sesuai untuk suatu daerah dilakukan evaluasi varietas

dan rating masing-masing. Parameter yang dijadikan kriteria adalah (1) keragaan

tanaman dengan bobot 30%, (2) nilai pabrikasi dengan bobot 30% dan

(3) produktivitas kebun dengan bobot 40%. Peubah yang diamati adalah:

(1) Keragaan tanaman :

a. Kemampuan umum (kanopi, bentuk daun, ketegaran batang, diameter,

kerapatan tanaman, dan kemudahan diklentek)

b. Jumlah batang per meter juringan (alur tanam)

c. Bobot batang per meter

32

d. Lubang dan pada batang (gabus batang)

e. Pertumbuhan sogolan (anakan yang muncul di akhir pertumbuhan)

f. Pertumbuhan siwilan (tunas yang tumbuh dari mata batang)

g. Pembungaan

h. Serangan penggerek pucuk, penggerek batang dan penyakit

(2) Nilai pabrikasi

a. Brix tebu di lapangan, diukur dari contoh batang di kebun

b. Hasil penggilingan dengan gilingan contoh untuk mengetahui (a) Brix,

(b) Pol, dan (3) kadar nira tebu

(3) Produktivitas kebun terdiri dari komponen (a) bobot batang tebu yang layak

panen, (b) rendemen, dan hasil hablur.

Tiap peubah diberikan skor dengan selang 1 3 dengan batasan 1 berarti jelek dan 3

berarti baik. Varietas tebu yang baik harus memiliki total skor tinggi dari semua

nilai yang diamati.