2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Keadaan Umum MinahasaKabupaten Minahasa merupakan salah satu dari enam kabupaten/kota di Propinsi Sulawesi Utara yang secara geografis terletak antara 0o25’ – 1o58’ LU dan 124o 20’ – 125o20’BT. Berdasarkan hasil pengukuran dari Peta Rupa Bumi Bakorsultanas skala 1 : 50 000 panjang garis pantai Minahasa adalah 552 319 m seperti terlihat pada Gambar 2.
Gambar 2 Peta Minahasa.
Luas wilayah Kabupaten Minahasa adalah 4 168 km2 yang terdiri dari 38 kecamatan dan 528 desa/kelurahan. Luas daratan menurut penggunaannya terdiri dari: lahan pekarangan 10 379 ha, tegal/kebun 96 725 ha, ladang/huma 39 978 ha, padang rumput 2 981 ha, rawa 2 774 ha, tambak 449 ha, kolam/tebat 1 122 ha, sawah 18 759 ha, lahan yang tidak diusahakan 22 223 ha, hutan rakyat 16 784 ha, hutan Negara 41 742 ha, perkebunan 147 385 ha, dan lain-lain 21 040 ha.
Kabupaten Minahasa didominasi oleh kelas ketinggian 101-500 m (44.07%), kemudian diikuti oleh kelas ketinggian 501-1 000 m (35.30%), 0 -100 m (15.95%) sedangkan 1000 m lebih diatas permukaan laut adalah 4.68%.
Sedangkan berdasarkan kemiringan tanah adalah : 0-2o (14.90%), 3-15o (27.34%), 16-40o (41.69%) dan kemiringan 40o (16.07%).
Kondisi geologi sebagian besar adalah wilayah vulkanik muda, sejumlah besar erupsi serta bentuk kerucut gunung berapi aktif yang hampir padam menghiasi Minahasa bagian tengah, yang material-material hasil letusannya berbentuk padat serta lain-lain bahan vulkanik lepas. Semua bahan vulkanik itu membentuk pegunungan (otogenesa) menghasilkan morfologi yang berbukit-bukit dan bergunung dengan perbedaan relief topografik yang cukup besar. Secara umum Kabupaten Minahasa dikelilingi oleh 14 buah gunung yang diantaranya terdapat tiga gunung api aktif yaitu Gunung Soputan (1 780 m), Gunung Lokon (1 580 m) dan Gunung Mahawu (1 371 m), yang merupakan hulu dari 12 sungai besar dengan tujuh danau.
Jenis tanah pada umumnya adalah Aluvial, kemudian Organosea, Regosol, Andosol, Litosol, Mediteran, Podsolik serta Latosol. Kisaran suhu rata-rata adalah 12oC sampai 30oC dengan kelembaban nisbi 86.8%, penyinaran matahari 59.60%, curah hujan rata-rata pada sepuluh tahun terakhir yaitu 3 138.60 mm/tahun (Pemprov. Sulut 2003).
Desa Sumarayar adalah salah satu desa dari tujuh desa yang ada di Kecamatan Langowan Timur Kabupaten Minahasa. Desa Sumarayar memiliki luas wilayah 1.15 ha dengan jumlah penduduk 1 403 orang. Ketinggian wilayah adalah + 728 m diatas permukaan laut. Topografi wilayah Sumarayar adalah dataran dan bukan pesisir (Badan Pusat Statistik 2010).
2.2 Ternak dan Lingkungan
Usaha peternakan dapat memberikan manfaaat yang besar dilihat dari perannya sebagai penyedia protein hewani. Hal ini merupakan titik tolak pengembangan program peternakan, yang tentunya akan diikuti dengan peningkatan jumlah ternak (Tabel 1).
Dari tabel perkembangan jumlah ternak di Indonesia terlihat terjadi peningkatan jumlah ternak, hal ini tentunya akan diikuti dengan peningkatan limbah peternakan. Tidak dapat dipungkiri limbah ternak akan menjadi penyebab timbulnya masalah gangguan ekosistem seperti pencemaran lingkungan.
Tabel 1 Perkembangan jumlah ternak di Indonesia (ribuan ekor)
Jenis Ternak Tahun
2005 2006 2007 Ternak besar 13 445.9 13 808.3 14 421.6 . Sapi perah 361.4 369.0 377.8 . Sapi potong 10 569.3 10 875.1 11 385.9 . Kerbau 2 128.5 2 166.6 2 246.8 . Kuda 386.7 397.6 411.9 Ternak kecil 28 537.0 28 988.0 31 491.7 . Kambing 13 409.3 13 790.0 14 873.5 . Domba 8 327 8 979.8 9 859.7 . Babi 6 800.7 6 218.2 6 758.5
Sumber: Indikator pertanian dalam Booklet BPS edisi Maret 2009.
Undang Undang Lingkungan Hidup No 23 Tahun 1997, pasal 1 ayat 12, menyatakan pencemaran lingkungan adalah masuknya atau dimasukkannya mahluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain kedalam lingkungan hidup oleh kegiatan manusia, sehingga kualitasnya turun sampai ketingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan hidup tidak berfungsi sesuai dengan peruntukkannya.
Mendirikan suatu usaha peternakan perlu perencanaan yang matang, tidak hanya terfokus pada aspek produksi, tetapi harus memperhatikan penanganan hasil sampingan dari ternak yaitu limbah ternak. Limbah ternak ini harus diolah dengan inovasi teknologi, karena limbah ternak ini selain baunya yang tidak sedap, keberadaannya juga mencemari lingkungan, mengganggu pemandangan dan merupakan sumber penyakit. Inovasi penggunaan instalasi biogas merupakan salah satu alternatif dalam penanggulangan limbah ternak. Dengan instalasi biogas akan diperoleh gas sebagai bahan bakar dan pupuk organik dari sisa fermentasi bahan organik dalam digester.
2.3 Pemanfaatan Limbah Ternak Sebagai Biogas dan Pupuk Organik 2.3.1 Limbah Ternak
Secara umum yang disebut limbah adalah bahan sisa yang dihasilkan dari suatu kegiatan dan proses produksi baik pada skala rumah tangga maupun industri, pertambangan, dan lain sebagainya. Limbah dapat juga diartikan
merupakan bahan buangan (terbuang atau dibuang) dari suatu sumber aktivitas manusia maupun proses-proses alam dan tidak atau belum memiliki nilai ekonomi, bahkan dapat memiliki nilai ekonomi yang negatif. Nilai ekonomi yang negatif ini karena pengolahan untuk pembuangan atau pembersihan limbah memerlukan biaya yang cukup besar, disamping dapat mencemari lingkungan (Murtadho dan Sa’id 1988).
Limbah peternakan adalah semua buangan dari usaha peternakan yang berbentuk padatan maupun cairan. Limbah padat adalah semua limbah yang dibuang dalam fase padatan yang berupa kotoran, ternak mati ataupun isi perut dari pemotongan hewan (Soehaji 1992).
Algamar (1986) berpendapat bahwa limbah industri pertanian kebanyakan menghasilkan limbah yang bersifat cair ataupun padat, yang masih kaya dengan bahan organik dan mudah mengalami penguraian. Demikian juga halnya limbah ternak mengandung bahan organik yang berpotensi sebagai bahan pencemar jika tidak dikelola dengan baik.
Sihombing (1997) menyatakan, pemanfaatan limbah peternakan (kotoran ternak) dapat juga digunakan sebagai pupuk. Secara sederhana pupuk dapat dikatakan sebagai bahan-bahan yang diberikan pada lahan agar dapat menambah unsur-unsur hara atau zat-zat makanan yang diperlukan tumbuhan baik secara langsung ataupun tidak langsung.
2.3.2 Pengertian Gasbio
Gasbio adalah kumpulan gas-gas yang timbul dari proses fermentasi bahan-bahan organik yang dapat dicerna oleh mikroorganisme dalam keadaan anaerob. Bahan baku untuk menghasilkan gas bio atau gas metana (CH4) adalah pelbagai limbah pertanian, limbah organik industri, dan kotoran ternak maupun manusia, dengan kata lain semua limbah yang berupa organik (Mahajoeno 2008).
Menurut Hambali et al. (2007) gas bio didefenisikan sebagai gas yang dilepaskan jika bahan-bahan organik (seperti kotoran ternak, kotoran manusia, jerami, sekam dan daun-daun hasil sortiran sayur) difermentasi. Simamora et al. (2006) menyatakan gasbio adalah gas yang dapat dibakar atau sumber energi yang merupakan campuran berbagai gas, dengan gas metana dan gas karbon dioksida merupakan campuran yang dominan.
Tabel 2 Komposisi gas dalam gasbio
Jenis Gas Konsentrasi
Methana (CH4) 50-75% volume
Karbon dioksida (CO2) 25-45% volume
Nitrogen (N2) < 2%volume
Hidrogen (H2) < 1% volume
Oksigen (O2) < 2 %
Air 2-7%volume (20-40oC)
Hidrogen Sulfida (H2S) 20-20 000 ppm Nilai kalori (Kcal/m3)* 4 800-6 700 Sumber: Harahap dkk (1978). *Hambali et al. (2007).
Sihombing (1997) menyatakan prinsip dasar untuk menghasilkan gas bio yaitu kotoran ternak, manusia dan limbah pertanian yang mengandung bahan-bahan organik jika difermentasi dalam keadaan anaerob akan menghasilkan gas-gas berupa metan (CH4), karbon dioksida (CO2), ammonia (NH3), hydrogen (H2) dan sulfide (S) dan salah satu diantaranya yakni gas metan, adalah yang dapat dibakar dan tergolong gas yang bersih dan relatif murah. Kisaran komposisi gas dalam gasbio dapat dilihat pada Tabel 2.
Harahap et al. (1978) menyatakan gasbio merupakan bahan bakar yang dapat diperoleh dengan memproses limbah di dalam alat yang dinamakan penghasil gas bio. Selanjutnya dikatakan bahwa gasbio memiliki nilai kalori cukup tinggi, yaitu dalam kisaran 4 800-6 700 Kcal/m3, dimana gas metana murni (100%) mempunyai nilai kalori 8 900 Kcal/m3. Untuk memproduksi gasbio diperlukan alat atau tabung pencerna yang disebut digester dan tabung pengumpul gas. Tabung pencerna dan tabung pengumpul gas dapat terbuat dari fiberglass, semen, drum, dan plastik.
2.3.3 Prinsip Pembuatan Biogas
Pembentukan gasbio dilakukan oleh mikroba pada kondisi anaerob, yang meliputi tiga tahap, yaitu tahap hidrolisis, tahap asidifikasi, dan tahap metanisasi/fermentasi. Pada tahap hidrolisis terjadi penguraian senyawa rantai panjang (seperti lemak, protein, dan karbohidrat) menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana. Pada tahap asidifikasi terjadi proses pembentukan asam-asam organik dan pertumbuhan atau perkembangan sel bakteri, sedangkan pada tahap metanisasi terjadi perkembangan sel mikroorganisme yang menghasilkan gas metana sebagai komponen utama gasbio.
Gambar 3 Proses pembentukan gas metana (Hambali et al. 2007).
Proses pembentuk biogas dapat dilihat pada Gambar 3. Dalam proses produksi gas bio ada banyak faktor yang dapat mempengaruhi, yaitu kondisi anaerob, bahan baku isian, imbangan C/N, temperatur, dan pH.
1. Kondisi anaerob, instalasi pengolah biogas harus kedap udara (keadaan anaerob).
2. Bahan baku isian berupa bahan organik seperti kotoran ternak, limbah pertanian, sisa dapur dan sampah organik. Bahan baku isian ini harus terhindar dari bahan anorganik seperti pasir, batu, plastik, dan beling. Bahan isian harus mengandung bahan kering sekitar 7-9%. Keadaan ini dicapai melalui pengenceran menggunakan air dengan perbandingan 1:1-4 (bahan baku:air). Hidrolisis Fermentative Bacteria Asam amino gula Asam lemak Pembentukan Asam Fermentative bacteria Asam organic Alkohol Pembentukan Asam asetat Acetogenic bacteria Pembentukan Bakteri Metanogenesis bacteria Metana Hidrogen CO2 Asam acetat Substrat Polimer
3. Imbangan C/N yang terkandung dalam bahan organik sangat menentukan kehidupan dan aktivitas mikroorganisme. Imbangan C (karbon) dan N (nitrogen) yang optimum bagi mikroorganisme perombak adalah 25-30. 4. Derajat Keasaman (pH), berpengaruh terhadap kehidupan
mikroorganisme. Derajat keasaman yang optimum bagi kehidupan mikroorganisme adalah 6.8 – 7.8.
5. Temperatur, pencernaan anaerobik dapat berlangsung pada suhu 5 – 55oC. Temperatur optimum untuk menghasilkan biogas adalah 35oC.
2.3.4 Teknik Pembuatan Biogas
1. Buatlah isian dengan mencampurkan kotoran ternak segar dengan air, perbandingan 1:1-1.5. Aduklah kotoran sampai merata sambil membuang benda-benda keras yang mungkin ikut tercampur.
2. Masukkan isian yang telah siap kedalam tabung pencerna melalui pipa pemasukan isian. Pada pengisian pertama, kran pengeluaran gas yang ada pada alat pencerna sebaiknya tidak disambungkan dulu ke pipa. Kran tersebut dibuka agar udara dalam alat pencerna terdesak keluar sehingga proses pemasukan lumpur kotoran lebih mudah. Pemasukan isian dihentikan setelah tabung pencerna penuh, yang ditandai dengan keluarnya buangan dari pipa buangan. Setelah tabung pencerna penuh, kran pengatur gas yang ada pada tabung pencerna ditutup dan biarkan digester memulai proses fermentasi.
3. Buka kran pengeluaran gas dan hubungkan dengan pipa pemasukan gas tabung pengumpul dengan selang karet atau plastik yang telah disiapkan. 4. Masukkan air kedalam drum besar tabung pengumpul gas sampai
ketinggian sekitar 60 cm.
5. Masukkan pula drum kecil kedalam drum besar yang telah diisi air dan biarkan drum tersebut tenggelam sebagian badannya.
6. Tutup kran pengeluaran gas tabung pengumpul gas.
7. Setelah 3-4 minggu, biasanya gas pertama mulai terbentuk yang ditandai dengan terangkatnya drum kecil tabung pengumpul gas. Gas pertama ini perlu dibuang, dengan membuka kran pengeluaran gas tabung pengumpul, karena gas didominasi oleh gas CO2. Setelah gas pertama terbuang habis
yang ditandaidengan turunnya permukaan drum kecil pengumpul gas ke posisi semula, kran pengeluaran gas ditutup kembali. Beberapa hari kemudian pembentukan gas CH4 semakin meningkat dan CO2 semakin menurun. Pada saat komposisi 54% CH4 dan 27% CO2 maka biogas akan menyala. Selanjutnya biogas yang terbentuk sudah dapat dimanfaatkan untuk menyalakan kompor.
8. Selanjutnya, digester terus diisi dengan lumpur kotoran ternak secara kontinu setiap hari sehingga dihasilkan biogas yang optimal.
2.3.5 Manfaat Biogas
Biogas mempunyai banyak manfaat, dapat digunakan sebagai sumber energi, baik energi listrik, gas untuk memasak, dan pengganti minyak tanah. Sihombing (1997) menyatakan bahwa kotoran ternak selain dijadikan pupuk kandang, kotoran ternak juga dapat digunakan untuk menghasilkan biogas.
Biogas merupakan renewable energy yang dapat dijadikan bahan bakar alternatif untuk menggantikan bahan bakar yang berasal dari fosil seperti minyak tanah dan gas alam (Haryati 2006). Pemanfaatan energi biogas sebagai pengganti bahan bakar, khususnya minyak tanah, dapat digunakan dalam skala rumah tangga untuk memasak. Biogas untuk skala rumah tangga biasanya memiliki komposisi gas seperti pada Tabel 3.
Tabel 3 Komposisi gas yang terdapat dalam gasbio skala rumah tangga
No. Jenis Gas Volume (%)
1. Metana (CH4) 50-60
2. Karbon dioksida (CO2) 30-40
3. Oksigen(O2), H2, dan Hidrogen sulfida (H2S) 1-2 Sumber: Wahyuni 2008
Nilai kalori dari satu meter kubik biogas adalah sekitar 6 000 watt jam yang setara dengan setengah liter minyak disel. Kesetaraan biogas dengan bahan bakar lain, dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4 Perbandingan gas dengan sumber kalor lain
Keterangan Bahan Bakar Lain Elpiji 0.46 kg
Minyak tanah 0.62 liter
1 m3 Biogas Minyak solar 0.52 liter
Bensin 0.80 liter Gas kota 1.50 m3 Kayu bakar 3.50 kg Sumber: Wahyuni 2008
Penggunaan sistem reaktor biogas memiliki keuntungan, antara lain yaitu mengurangi efek gas rumah kaca, mengurangi bau yang tidak sedap, mencegah penyebaran penyakit, panas, daya (mekanis/listrik) dan hasil samping berupa pupuk padat dan cair. Pemanfaatan limbah dengan cara seperti ini secara ekonomi akan sangat kompetitif seiring naiknya harga bahan bakar minyak dan pupuk anorganik. Disamping itu, cara-cara ini merupakan praktek pertanian yang ramah lingkungan dan berkelanjutan (Widodo et al. 2006). Gas bio dapat dipergunakan dengan cara yang sama seperti gas-gas mudah terbakar yang lain.
Pemanfaatan energi biogas yang terbarukan akan mengurangi ketergantungan terhadap pemakaian bahan bakar minyak bumi fosil. Biogas selalu terbarukan mengingat perkembangan populasi ternak yang selalu meningkat setiap tahunnya, seperti diperlihatkan pada Tabel 1.
Berdasarkan hasil estimasi, seekor sapi dalam satu hari dapat menghasilkan kotoran sebanyak 10-30 kg/hari, seekor ayam menghasilkan kotoran 25 g/hari, dan seekor babi dewasa dengan berat 60-120 kg dapat memproduksi kotoran 4.5 – 5.3 kg/hari. Berdasarkan riset yang pernah ada diketahui bahwa setiap 10 kg kotoran ternak sapi berpotensi menghasilkan 360 liter biogas dan 20 kg kotoran babi dewasa bisa menghasilkan 1 379 liter biogas (Hambali et al. 2007).
Nilai manfaat kotoran ternak sebagai pupuk kandang tidak berkurang, bahkan makin meningkat, karena sisa buangan yang berupa lumpur keluaran biogas (sludge) dari digester masih bermanfaat sebagai pupuk organik. Bahkan unsur hara N, P, dan K dalam pupuk organik sudah mengalami perombakan
(fermentasi) dalam digester, sehingga jika digunakan akan mudah terserap tanaman (Simamora et al. 2006). Selama proses perombakan, bakteri-bakteri patogen dalam kotoran, seperti E. coli, terbunuh sehingga dapat menyehatkan lingkungan (Hambali et al. 2007).
2.3.6 Pupuk Organik Sisa Pembuatan Biogas
Pupuk digolongkan dalam anorganik dan organik. Pupuk anorganik umumnya disebut juga pupuk buatan, pupuk industri, pupuk kimia atau pupuk sintesis seperti urea, KCl, NPK dan sebagainya, sedangkan pupuk organik adalah pupuk hijau, pupuk kandang, kompos dan guano (Sihombing 1997).
Pupuk kandang adalah pupuk yang berasal dari kandang ternak baik berupa kotoran padat (feses) yang tercampur sisa makanan maupun air kencing. Adapun kandungan unsur hara kotoran babi (padat) adalah: 2.2% nitrogen, 2.1% fosfor, dan 1% abu, sedangkan unsur hara kotoran babi (cair) 0.6% nitrogen, 0.3% Fosfor, 0.4% abu (NC State University 2012). Seacara teoritis, satu kg kotoran segar ternak babi dapat menghasilkan 200 l gasbio. Selanjutnya sisa kotoran lanjutan setelah pembuatan biogas digunakan untuk pupuk (bahan padat), makanan ternak, ikan dan untuk memproduksi algae (Maramba 1978).
Simamora et al. (2006) menyatakan bahan keluaran dari sisa proses pembuatan biogas dapat dijadikan pupuk organik, walaupun bentuknya berupa lumpur (sludge). Pemanfaatan lumpur keluaran biogas ini sebagai pupuk dapat memberikan keuntungan yang hampir sama dengan penggunaan kompos. Sludge telah mengalami fermentasi anaerob sehingga dapat langsung digunakan untuk memupuk tanaman.
Sludge yang berasal dari biogas sangat baik untuk dijadikan pupuk karena mengandung berbagai mineral yang dibutuhkan oleh tumbuhan seperti fosfor (P), magnesium (Mg), kalsium (Ca), kalium (K), tembaga (Cu), dan seng (Zn) (Zuzuki et al. 2001).
Sisa kotoran dari pembuatan biogas atau dikenal dengan pupuk organik mempunyai beberapa kelebihan yaitu dapat memperbaiki struktur tanah, menaikkan daya serap tanah terhadap air, menaikkan kondisi kehidupan di dalam tanah dan sebagai sumber zat makanan bagi tanaman (Simamora et al. 2006).
Kandungan unsur hara dalam pupuk organik tidak terlalu tinggi, tetapi pupuk organik mempunyai keunggulan lain yaitu dapat memperbaiki sifat fisik tanah (permeabilitas tanah, porositas tanah, struktur tanah, dan daya menahan air, dan kapasitas tukar kation tanah). Selain itu, pupuk organik memiliki fungsi untuk menggemburkan lapisan tanah permukaan (topsoil), meningkatkan jasad renik, serta meningkatkan daya serap dan daya simpan sehingga secara keseluruhan dapat meningkatkan kesuburan tanah (Suriadikarta dan Setyorini 2005; Simamora et al. 2006; Anas 2011).
Pengaplikasian pupuk organik dari hasil buangan biogas umumnya sama dengan pengaplikasian kompos pupuk organik yang berbentuk padatan, biasanya diaplikasikan dengan cara mengubur pupuk tersebut disekitar tanaman. Untuk pupuk organik cair pengaplikasian dapat dilakukan dengan cara penyiraman, langsung ke lahan pertanian, pengaliran air dalam irigasi, dan penyemprotan secara tepat (Wahyuni 2008)
Limbah ternak sebagai pupuk organik berpotensi besar untuk dikembangkan secara meluas ditingkat petani di pedesaan sebagai komponen unggulan dalam sistem usahatani untuk meningkatkan pendapatan rakyat. Jalinan timbal balik antara cabang usaha ternak dan usaha tanaman merupakan rangkaian keterpaduan berbagai kegiatan dan sumber daya dalam suatu sistem usahatani. Hubungan timbal balik langsung terjalin antara usaha ternak dengan tanaman. Ternak menyediakan pupuk dan tanaman menyumbangkan limbahnya sebagai pakan ternak. Hal ini merupakan upaya pelestarian sumber daya alam, lingkungan dan peningkatan pendapatan petani.
2.4 Ubi Jalar
2.4.1 Daerah Asal dan Penyebaran Ubi Jalar
Ubi jalar atau ketela pohon atau ”sweet potato” diduga berasal dari benua Amerika. Para ahli botani dan pertanian memperkirakan daerah asal tanaman ubi jalar adalah Selandia Baru, Polinesia, dan Amerika bagian tengah. Nikolai Ivanovich Vavilov, seorang ahli botani Soviet, memastikan daerah sentrum primer asal tanaman ubi jalar adalah Amerika bagian tengah. Ubi jalar mulai menyebar ke seluruh dunia terutama negara-negara beriklim tropika, diperkirakan pada abad ke-16. Ubi jalar menyebar pertama kali ke Spanyol. Orang-orang Spanyol yang
menyebarkan ubi jalar ke kawasan Asia, terutama Filipina, Jepang, dan Indonesia (Kantor Deputi Menegristek Bidang Pendayagunaan dan Pemasyarakatan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi MIG corp. 2011).
Pada tahun 1960-an ubi jalar sudah meluas hampir di seluruh propinsi di Indonesia. Pada tahun 1968 Indonesia merupakan negara penghasil ubi jalar nomor empat di dunia, karena berbagai daerah di Indonesia menanam ubi jalar. Plasma nutfah (sumber genetik) tanaman ubi jalar yang tumbuh di dunia diperkirakan berjumlah 1000 jenis, namun baru 142 jenis yang diidentifikasi oleh para peneliti. Lembaga penelitian yang menangani ubi jalar, antara lain, adalah International Potato Centre (IPC) dan Centro International de La Papa (CIP). Di Indonesia, penelitian dan pengembangan ubi jalar ditangani oleh Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan atau Balai Penelitian Kacang-kacangan dan umbi-umbian (Balitkabi).
2.4.2 Jenis Tanaman
Ubi jalar merupakan tanaman ubi-ubian dan tergolong tanaman semusim (berumur pendek), yang dapat hidup di berbagai macam kondisi tanah, baik di dataran rendah maupun di dataran tinggi. Hal ini karena ubi jalar dapat beradaptasi baik dengan lingkungan (Susilawati, 1998). Ubi jalar termasuk famili Convolvulaceae, genus Ipomea dan spesies Ipomoea batatas L. Ubi jalar cocok ditanam di daerah dengan ketinggian 500-1 000 meter dpl, suhu 21-27 derajat Celsius, serta mendapat sinar matahari 10-11 jam/hari. Kelembapan udara (RH) 50%-60%, dengan curah hujan 750 – 1 500 mm/tahun.
Ubi jalar ideal ditanam ditanah pasir berlempung, gembur, banyak mengandung bahan organik, dengan pH 5.5 - 7. Tanaman ini hanya satu kali berproduksi dan setelah itu tanaman mati. Tanaman ubi jalar tumbuh menjalar pada permukaan tanah dengan panjang tanaman dapat mencapai tiga meter, tergantung pada varietasnya. Ubi jalar berbatang lunak, tidak berkayu, berbentuk bulat, dan teras bagian tengah bergabus. Batang ubi jalar beruas-ruas, setiap ruas ditumbuhi daun, akar, dan tunas atau cabang. Batang tanaman ubi jalar ada yang berbulu dan ada yang tidak berbulu. Warna batang ubi jalar bervariasi antara hijau dan ungu (Kantor Deputi Menegristek Bidang Pendayagunaan dan Pemasyarakatan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi MIG corp. 2011).
Daun ubi jalar berbentuk bulat hati, bulat lonjong, dan bulat runcing, tergantung pada varietasnya. Daun ubi jalar dalam satu tanaman berjumlah banyak. Daun ubi jalar berwarna hijau tua dan hijau kuning, sedangkan warna tangkai dan tulang daun bervariasi, yakni antara hijau dan ungu sesuai dengan warna batangnya. Bunga tanaman ubi jalar berbentuk terompet. Mahkota bunga berwarna ungu muda. Buah ubi jalar berkotak tiga. Buah akan tumbuh setelah terjadi penyerbukan. Di dalam buah banyak berisi biji yang sangat ringan. Biji-biji tersebut dapat digunakan untuk perbanyakan atau pembiakan tanaman secara generatif untuk menghasilkan varietas ubi jalar baru.
Umbi tanaman ubi jalar (Gambar 4) merupakan bagian yang dimanfaatkan untuk bahan makanan. Umbi tanaman ubi jalar memiliki ukuran, bentuk, warna kulit, dan warna daging bermacam-macam, tergantung varietasnya. Ukuran umbi tanaman ubi jalar bervariasi, ada yang besar, dan ada yang kecil. Bentuk umbi ubi jalar ada yang bulat, bulat lonjong (oval), dan bulat panjang. Kulit umbi ada yang berwarna putih, kuning, ungu, jingga, dan merah. Demikian pula daging umbi ubi jalar, ada yang berwarna putih, kuning, jingga, dan ungu muda. Struktur kulit umbi tanaman ubi jalar juga bervariasi antara tipis sampai tebal dan bergetah.
Gambar 4 Umbi ubi jalar putih varietas lokal.
Umbi ubi jalar memiliki tekstur daging bervariasi, ada yang masir (mempur) dan ada pula yang banyak air. Rasa umbi ada yang manis, kurang manis, dan ada pula yang gurih. Bentuk dan ukuran umbi merupakan salah satu kriteria untuk menentukan harga jual di pasaran. Bentuk umbi yang rata (bulat dan bulat lonjong) dan tidak banyak lekukan termasuk umbi yang berkualitas baik.
Umbi ubi jalar sudah terbentuk pada umur 20-25 hari setelah tanam. Selanjutnya dapat dipanen pada umur 100-120 hari setelah terbentuknya umbi atau pada umur 4-5 bulan.
Teknologi dibidang pemuliaan tanaman ubi jalar telah banyak menemukan varietas-varietas (klon) baru yang lebih unggul daripada generasi sebelumnya. Varietas atau kultivar atau klon ubi jalar yang ditanam di berbagai daerah antara lain; lampengan, sawo, cilembu, rambo, SQ-27, jahe, klenang, tumpuk, georgia, layang-layang, karya, daya, borobudur, prambanan, mendut, dan kalasan (Rukmana 1997). Namun, varietas ubi jalar yang telah ditemukan tersebut masing-masing memiliki sifat yang berbeda-beda. Perbedaan sifat ini terletak pada bentuk umbi, ukuran/berat umbi, warna kulit umbi, warna daging umbi, tekstur daging umbi, rasa umbi, kandungan gizi (terutama pati dan beta karoten), ketahanan terhadap penyakit, produktivitas, dan daya adaptasi terhadap lingkungan.
Varitas ubi jalar yang termasuk varietas unggul adalah yang memiliki syarat-syarat sebagai berikut : 1. produktivitasnya tinggi, dimana memiliki daya hasil diatas 25 ton/hektar; 2. berumur pendek antara 3-4 bulan; 3. tahan terhadap hama penggerek ubi (Cylassp.) dan penyakit kudis oleh cendawan Elsinoe sp.; 4. tekstur umbi masir dan memiliki rasa manis; 5. kandungan serat kasar umbi rendah; dan 6. kandungan gizi umbi tinggi (Juanda dan Cahyono 2000; Rukmana 1997).
2.4.3 Kandungan Gizi Ubi Jalar
Ubi jalar merupakan sumber karbohidrat dan sumber kalori (energi) yang cukup tinggi. Kandungan karbohidrat ubi jalar menduduki peringkat keempat setelah padi, jagung, dan ubi kayu. Ubi jalar merupakan sumber vitamin dan mineral sehingga cukup baik untuk memenuhi gizi dan kesehatan masyarakat. Gizi yang terkandung dalam ubi jalar adalah vitamin A (beta karoten), vitamin C, thiamin (vitamin B1), dan ribovlavin (vitamin B2). Mineral yang terkandung dalam ubi jalar adalah zat besi (Fe), fosfor (P), kalsium (Ca), dan natrium (Na).
Tabel 5 Kandungan gizi dalam tiap 100 gram daun dan ubi jalar segar Kandungan gizi Ubi putih Ubi kuning Daun Banyaknya dalam :
Kalori (kal) 123.00 136.00 47.00 Protein (g) 1.80 1.10 2.80 Lemak (g) 0.70 0.40 0.40 Karbohidrat (g) 27.90 32.30 10.40 Kalsium (mg) 30.00 57.00 79.00 Fosfor (mg) 49.00 52.00 66.00 Fe (mg) 0.70 0.70 10.00 Vitamin A (SI) 60.00 900.00 6.105 Vitamin B1 (mg) 0.90 0.10 0.12 Vitamin B2 (mg) - 0.04 - Vitamin C2 (mg) 22.00 35.00 22.00 Air (g) 68.50 - 84.70
Bagian yang dapat dimakan (%)
86.00 - 73.00
(Sumber: Direktorat Gizi Depkes RI 1981)
Kandungan gizi lain yang terkandung dalam ubi jalar adalah protein, lemak, serat kasar, kalori, dan abu. Jumlah kandungan gizi ubi jalar dalam 100 gram bahan yang dapat dimakan dapat dilihat pada Tabel 5. Dilihat dari kandungan gizinya yang cukup lengkap, ubi jalar dapat memenuhi kebutuhan gizi bagi kesehatan tubuh. Zat-zat yang terkandung didalamnya dapat mencegah berbagai penyakit, membangun sel-sel tubuh, menghasilkan energi, dan meningkatkan proses metabolisme tubuh.
2.4.4 Manfaat dan Kegunaan Ubi Jalar
Ubi jalar memiliki berbagai manfaat, sebagai bahan pangan ubi jalar dapat dimasak dengan cara digoreng, direbus, atau dikukus. Ubi jalar di Jepang dijadikan sebagai makanan tradisional yang setaraf dengan pizza atau humberger. Aneka olahan makanan berbahan baku ubi jalar banyak dijumpai di toko-toko sampai restoran-restoran bertaraf international. Di Amerika Serikat ubi jalar dijadikan sebagai bahan pengganti kentang. Ubi jalar dapat diolah menjadi berbagai macam produk antara lain di buat tepung, permen, kripik, chips, snack,
dan gula fruktosa. Ubi jalar dapat pula digunakan sebagai bahan baku makanan olahan seperti mie dan roti. Ubi jalar juga dapat dikemas dalam bentuk pasta yang dipergunakan sebagai bahan baku industri makanan dan minuman. Ubi jalar diberbagai negara maju digunakan sebagai bahan baku dalam kegiatan bermacam industri seperti tekstil, industri farmasi, industri fermentasi, industri lem, kosmetika, dan pembuatan sirup. Ubi jalar di Amerika Serikat diolah menjadi gula fruktosa yang digunakan sebagai bahan baku industri minuman coca cola. Ubi jalar di dalam negeri digunakan sebagai bahan baku pembuatan saus.
Gambar 5 Daun ubi jalar putih varietas lokal.
Ubi jalar mempunyai limbah yang berupa batang dan daun (Gambar 5), dapat dimanfaatkan sebagai bahan makanan ternak. Pucuk-pucuk daun ubi jalar muda yang masih segar dapat juga dimanfaatkan untuk membuat sayur (Juanda dan Cahyono 2000; Rukmana 1997).
2.5 Peternakan dalam Sistem Usahatani
Usahatani terpadu atau farming system dapat diartikan sebagai suatu sistem usahatani yang terdiri dari beberapa komponen usaha tani yang saling berinteraksi dan terintegrasi satu dengan yang lainnya untuk mencapai tujuan tertentu. Soewardi (1978) mendefinisikan usahatani terpadu sebagai suatu bentuk pemanfaatan sumber daya bertujuan ganda dan berimbang dengan seleksi jenis tanaman maupun ternak didasarkan pada usaha pemenuhan keseluruhan tujuan
dengan memperhatikan skala prioritas. Komponen usahatani yang dipadukan harus saling bersinergis untuk mencapai produksi yang optimal (Direktorat Jendral Peternakan Deptan 2008)
Ranaweera et al. (1993) menyatakan bahwa untuk memperkecil kesenjangan antara pemenuhan kebutuhan hidup dan pertumbuhan penduduk diperlukan suatu teknologi yang dapat menciptakan lingkungan stabil dan dapat menopang meningkatnya kebutuhan manusia. Salah satu teknologi yang dapat digunakan adalah dengan mengkombinasikan antara usahatani tanaman dan usaha ternak atau dikenal dengan sistem integrasi tanaman-ternak.
Keragaman integrasi ternak dalam usahatani perlu mendapat pengkajian lebih dalam yaitu menyangkut analisa kwantitatif yang membahas tentang potensi ternak dalam usahatani untuk setiap tipe daerah atau wilayah (Puslitbangnak, 1980). Hal ini perlu diketahui, mengingat keanekaragaman situasi agroklimat dan juga sosial budaya masyarakat setempat.
Ternak merupakan komponen penting dalam sistem usahatani. Kebutuhan hidup pokok bagi keluarga petani dipenuhi dari tanaman pangan, namun produksi ternak seringkali merupakan suatu yang penting bagi petani memperoleh uang tunai, tabungan, penyediaan pupuk, tenaga kerja ternak serta merupakan bahan makanan berkualitas bagi anggota keluarga (Knipsheer, 1987).
Masalah yang dihadapi dalam usaha pengembangan ternak tradisonal adalah ketepatan pengalokasian sumberdaya. Pengalokasian termasuk jenis ternak pada suatu daerah dan para peternak yang mempunyai kondisi yang sangat beragam. Selama struktur produksi didominasi oleh usaha ternak skala kecil yang berorientasi pada usahatani keluarga, maka program pengembangan ternak tradisional harus didasarkan pada pendekatan sistem pertanian secara menyeruruh. Ini berarti pendekatan ternak harus sejalan dengan pendekatan keilmuan terpadu dan secara daerah spesifik, dimana petani hidup dan bekerja. Melepaskan pengembangan ternak dari total sistem pertanian akan membuat program pengembangan pertanian menjadi tidak seimbang (Sabrani et al. 1981).
Menurut Siregar et al. (1981) dalam pendekatan usahatani sebagai sistem, sedikitnya ada dua hal yang perlu mendapatkan perhatian. Pertama, adalah struktur dari sistem tersebut dan kedua, fungsi dari komponen-komponen
pembentuk sistem itu sendiri. Fungsinya sebagai sistem usahatani, ternak akan berintegrasi dengan lahan, komoditi lain yang diusahakan dan dengan petani sebagai pengelola usahatani.
Interaksi ternak dengan lahan mempunyai tiga aspek sebagai berikut : 1) adaptasi ternak secara biologis, 2) kemampuan lahan menghasilkan makanan ternak atau potensi pakan dari suatu daerah, dan 3) pola pemeliharaan dan daya tampung areal yang tersedia. Interaksi ternak dengan petani, menyangkut empat aspek penting yaitu: 1) keserasian ternak dengan tujuan petani, 2) kesenangan petani dan keterampilan memelihara ternak, 3) kemampuan petani dari segi waktu dan tenaga kerja pemelihara dan 4) keadaan sosial budaya lingkungan setempat (Siregar et al. 1981).
Atmadilaga (1982) mengkaji keterkaitan ternak dan lahan dari segi keterpaduan pembangunan. Kebutuhan pangan dan pembagian sektoral yang berorientasi pada komoditi, mempunyai implikasi penggunaan lahan, dan keterpaduan sektor pertanian tidak langsung secara fungsional. Kecenderungan adalah masing-masing menjadi terbenam dalam kepentingan komoditinya dalam arti sempit. Kebersamaan penggunaan lahan sebagai basis ekosistem pertanian, posisi peternakan sangat dipengaruhi bahkan tergantung pada sisa peluang sub sektor pertanian tanaman pangan. Akhirnya pengusahaan ternak akan mengendalikan ketersedian pakan dari limbah pertanian dan dari lahan yang secara defakto diluar garapan sektor peternakan.
Deskripsi integrasi ternak dan tanaman yang menyangkut pendistribusian pemanfaatan tenaga kerja secara merata sepanjang tahun. Proses produksi berbagai jenis ternak dan tanaman mempunyai aturan dan persyaratan waktu yang khas tersendiri. Proses ini mendorong terciptanya keanekaragaman didalam pertanian. Bila dalam usahatani mampu diciptakan kombinasi tanaman dan ternak secara baik, tidak akan ada tenaga kerja yang menganggur selama periode menunggu pertumbuhan tanaman. Bila suatu tanaman sedang tumbuh dan tidak membutuhkan perawatan, tenaga kerja dapat dicurahkan untuk tanaman lain atau mengusahakan ternak.
Permasalahan dalam usahatani di Indonesia pada umumnya pelaku usahatani adalah petani kecil, dengan kriteria sebagai berikut : (1) Berusahatani
dalam lingkungan tekanan penduduk lokal, (2) Mempunyai sumber daya yang terbatas dan tingkat hidup yang rendah, (3) Produksi usahatani yang bercorak subsisten dan (4) Kurang memperoleh pelayanan kesehatan, pendidikan dan lainnya. Selain itu, lahan yang dimiliki petani sempit dan terbatas.
Pengembangan sistem integrasi tanaman ternak bertujuan untuk : 1) mendukung upaya peningkatan kandungan bahan organik lahan pertanian melalui penyediaan pupuk organik yang memadai, 2) mendukung upaya peningkatan produktivitas tanaman, 3) mendukung upaya peningkatan produksi daging dan populasi ternak, dan 4) meningkatkan pendapatan petani atau pelaku pertanian. Melalui kegiatan ini, produktivitas tanaman maupun ternak menjadi lebih baik sehingga akan meningkatkan pendapatan petani peternak (Kariyasa 2005).
