Syukri M Nur
Sangatta, Kutai Timur - Kalimantan Timur
PENGANTAR
Tanaman jagung (Zea mays) merupakan tanaman andalan Indonesia karena selain digunakan sebagai bahan pangan di sebagian wilayah di tanah air ini, juga menjadi bahan utama untuk pakan ternak.
Kendati tanaman jagung dibudidayakan untuk kebutuhan bahan pangan dan pakan, tetapi dalam prespektif energi terbarukan tanaman tersebut juga memiliki potensi sebagai bahan bionergi. Langkah awal menggali prespektif ini dapat dilakukan dengan mengenal karakteristik tanaman jagung. Mulai dari hirarki spesies ini, luas lahan dan distribusinya, produksi dan produktivitasnya, serta komponen-komponen tanaman jagung yang dapat dijadikan bahan baku bioenergi.
Makalah ini berupaya menggali potensi jagung sebagai bahan baku bioenergi, dan tulisan ini juga menjadi mata rantai dari upaya penulisan Bioenergi Utama Indonesia. Tanaman jagung ini memiliki limbah seperti tongkol, batang, dan daun dapat dijadikan bahan baku bioenergi.
KARAKTERISTIK
KLASIFIKASI ILMIAH JAGUNG
Tanaman jagung (Zea mays) merupakan tanaman semusim, dan termasuk dalam Famili Poaceae (lihat Gambar 1). Siklus hidupnya diselesaikan dalam waktu 80-150 hari. Paruh pertama dari siklus merupakan tahap pertumbuhan vegetatif dan paruh kedua untuk tahap pertumbuhan generatif. Penjelasan tentang Jagung dapat ditemui di laman http:// id.wikipedia.org/wiki/Jagung, dan sebagian telah dikutip dalam tulisan ini.
Tinggi tanaman jagung sangat bervariasi. Meskipun tanaman jagung umumnya berketinggian antara 1m sampai 3m, ada varietas yang dapat mencapai tinggi 6m. Bunga betina jagung berupa “tongkol” yang terbungkus oleh semacam pelepah dengan “rambut”. Rambut jagung sebenarnya adalah tangkai putik.
Jagung termasuk tanaman bijinya berkeping tunggal monokotil, jagung tergolong berakar serabut yang dapat mencapai kedalaman 80 cm meskipun sebagian besar berada pada kisaran 20 cm. Pada tanaman yang sudah cukup dewasa muncul akar adventif dari buku-buku batang bagian bawah yang membantu menyangga tegaknya tanaman.
Batang jagung tegak dan mudah terlihat, sebagaimana sorgum dan tebu, namun tidak seperti padi atau gandum. Terdapat mutan yang batangnya tidak tumbuh pesat sehingga tanaman berbentuk roset. Batang beruas-ruas. Ruas terbungkus pelepah daun yang muncul dari buku. Batang jagung cukup kokoh namun tidak banyak mengandung lignin.
Daunjagung adalah daun sempurna. Bentuknya memanjang, antara pelepah dan helai daun terdapat ligula. Tulang daun sejajar dengan ibu tulang daun. Permukaan daun ada yang licin dan ada yang berambut. Stomapada daun jagung berbentuk halter, yang khas dimiliki familia Poaceae. Setiap stoma dikelilingi sel-sel epidermis berbentuk kipas. Struktur ini berperan penting dalam respon tanaman menanggapi deisit air pada sel-sel daun.
Pada umumnya, satu tanaman hanya dapat menghasilkan satu tongkol produktif meskipun memiliki sejumlah bunga betina. Beberapa varietas unggul dapat menghasilkan lebih dari satu tongkol produktif, dan disebut sebagai varietas proliik. Bunga jantan jagung cenderung siap untuk penyerbukan 2-5 hari lebih dini daripada bunga betinanya (protandri).
LUAS PANEN DAN PRODUKSI TANAMAN JAGUNG DI INDONESIA
Kebutuhan sebagai sumber bahan pangan, maka komoditi jagung ditanam di seluruh wilayah di Indonesia. Dalam rentang waktu lima tahun (2009-2013), Luas panen jagung berkisar 4 juta hektar setiap tahun, dengan kisaran produksi antara 17,6 sampai dengan 19,4 juta ton (BPS, 2013).
Jagung
DISTRIBUSI DAN SENTRA TANAMAN JAGUNG DI INDONESIA
Sentra produksi jagung umumnya berada di daerah pertanian padi yang juga mengalami tiga masalah penting yaitu: Pertama, mengalami persaingan penggunaan lahan dengan sektor perumahan dan industri. Kedua, penggarapnya masih dalam skala petani tradisional menjadi bagian yang tidak terpisahkan untuk menjadi alasan luas panen jagung tidak bertambah setiap tahun. Ketiga, persaingan tenaga kerja karena petani berubah menjadi pekerja kasar di kota atau pindah daerah/negeri lain untuk perbaikan kesejahteraannya.
Lahan pertanian jagung berada di pulau Sumatera, Sulawesi, Kalimantan, Jawa dan Bali, serta bagian Timur Indonesia. Pada lima tahun terakhir (2009-2013), pulau Jawa masih menempati posisi terluas lahan panen jagungnya, disusul Sumatera dan Sulawesi seperti yang disajikan pada Gambar 3.
Gambar 3. Perkembangan luas panen (ha) jagung menurut Pulau di Indonesia tahun 2009-2013. Sumber Data:Statistik Pertanian, Departemen Pertanian RI 2014.
Kendati luas dan produksi jagung didominasi oleh pulau Jawa, Sumatera, dan Sulawesi, namun Pulau Nusa Tenggara, terutama Provinsi Nusa Tenggara Timur dan Nusa Tenggara Barat harus menjadi perhatian penting bagi semua pemangku kepentingan untuk mendayagunakannya sebagai sentra jagung. Hal ini didukung dengan peningkatan produksi jagung setiap tahun di dua provinsi tersebut.Gambar 4 menyajikan data luas panen jagung menurut provinsi pada tahun 2013, sedangkan perkembangan data untuk luas panen dan produksi pada lima tahun (2009-2013) disajikan pada Tabel 1 dan 2.
PRODUKTIVITAS TANAMAN JAGUNG DI INDONESIA
Berdasarkan data BPS (2013), produktivitas jagung di Indonesia dalam kurun waktu lima tahun (2009-2013) mencapai rata-rata 4,59 ton/ha, dan mengalami peningkatan mulai dari 4.24 ton/ha pada tahun 2009 menjadi 4.80 ton/ha pada tahun 2013.
Hampir semua pulau di Indonesia memiliki produktivitas di atas 4.0 ton/ha, kecuali bagian Timur Indonesia hanya mengalami peningkatan produktivitas dan mencapai angka 3,47 ton/ha. Perkembangan produktivitas untuk setiap pulau disajikan pada Gambar 5.
urut
Gambar 5. Perkembangan produktivitas jagung (ton/ha) menurut pulau di Indonesia pada tahun 2009-2013.
Sumber Data:Statistik Pertanian, Departemen Pertanian RI 2014.
Jika produktivitas jagung dikaji menurut provinsi seperti yang disajikan pada Tabel 3, maka terdapat sembilan provinsi yang mampu mencapai produktivitas diatas rata-rata nasional setiap tahun untuk lima tahun terakhir (2009-2013). Kesembilan provinsi tersebut adalah Sumatera Utara, Sumatera Barat, Lampung, Jawa Barat, Jawa Tengah, Kalimantan Selatan, Gorontalo, Sulawesi Selatan, dan Sulawesi Barat.
POSISI INDONESIA DI 10 PRODUSEN JAGUNG DUNIA
Berdasarkan data statistik FAO, Indonesia menempati urutan ke 8 dari 10 produsen jagung terbesar di dunia seperti yang disajikan Tabel 4.
Sumber: ^ “FAOSTAT”. (http://faostat.fao.org/site/567/DesktopDefault.
POTENSI BIOENERGI DARI TANAMAN JAGUNG
Tanaman jagung dapat digunakan sebagai bahan baku pangan dan energi. Pemanfaatan jagung sebagai bahan baku pangan dan pakan merupakan prioritas utama kendati komoditi ini masih dapat menghasilkan minyak jagung sebagai biofuel. Pemilihan tersebut juga
Berdasarkan pohon industri tanaman jagung, beragam bagian dari tanaman jagung dapat digunakan sebagai bahan baku bioenergi seperti daun, batang, dan tongkol jagung.
Pada Gambar 6 menjelaskan bahwa setelah panen jagung, kemudian jagung dikeringkan dan dipipil oleh petani atau industri. Pada tahapan ini sudah diperoleh bongkol jagung. Sedangkan dari lahan panen, dapat diperoleh batang dan daun. Bongkol, daun, dan batang daun.
Berdasarkan penjelasan beberapa pustaka, limbah tanaman jagung dapat diestimasi dari produksi dan luas panen jagungnya. Limbah yang dimaksud adalah daun dan batang serta bonggol jagung. Untuk perbandingan berdasarkan produksi, 1 ton jagung menghasilkan 1,5 ton limbah atau 1:1,5. Sedangkan jika berbasis pada luas panen yaitu 1:4 yang berarti setiap satu hektar panen jagung akan menghasilkan 4 ton limbah jagung.
Prasetyo et al, (2002) menyebutkan perbandingan antara luas panen dengan produksi limbah adalah 1:3.46 artinya setiap hektar tanaman jagung akan menghasilkan 3,46 ton limbah kering. Kendati ada perbedaan dari jumlah limbah yang dihasil dari tanaman jagung dengan kisaran 2,5 – 4.0 ton/ha, namun dalam analisis ini digunakan angka 4 ton/ha sebagai patokan hasil limbah. Jenis limbah jagung mencakup tongkol, daun, dan batang jagung.
Berdasarkan patokan hasil limbah sebesar 4 ton/ha, maka dibuat estimasi perkembangan jumlah limbah jagung disetiap pulau dan provinsi di Indonesia dalam kurun waktu lima tahun (2009-2013) seperti yang disajikan pada Gambar 7 berikut ini.
Gambar 7. Estimasi perkembangan potensi limbah tanaman jagung (ton) menurut pulau di Indonesia pada tahun 2009-2013. Sumber Data:Statistik Pertanian, Departemen Pertanian RI 2014.
Jika dikaji lebih mendalam potensi limbah yang dihasilkan dari tanaman jagung pada setiap provinsi di Indonesia pada tahun 2013 seperti yang disajikan pada Gambar 8, maka tampak bahwa provinsi Sumatera Utara dan Lampung dapat mewakili pulau Sumatera sebagai sentra limbah tanaman jagung. Kondisi serupa juga terjadi untuk Jawa Timur, Jawa Tengah, dan Jawa Barat yang mewakili pulau Jawa. Provinsi Sulawesi Selatan, Gorontalo, dan Sulawesi Utara mewakili pualu Sulawesi. Provinsi Nusa Tenggara Timur dan Barat mewakili sentra limbah jagungdi bagian Timur Indonesia. Posisi serupa juga terjadi jika memperhatikan perkembangan estimasi limbah tanaman jagung untuk lima tahun (2009-2013) yang disajikan pada Tabel 5.
PENDAYAGUNAAN LIMBAH TANAMAN JAGUNG
Pemanfaatan limbah tanaman jagung telah banyak diterapkan oleh masyarakat Indonesia, terutama di kalangan petani dan peternak. Bentuk pemanfaatannya adalah sebagai bahan pakan ternak, baik dalam kondisi segar maupun dalam keadaan kering (ROHAENI, et al., 2004 dan 2005).
Limbah jagung dapat dimanfaatkan untuk pembuatan pakan ternak berbentuk biskuit sehingga diharapkan dapat langsung diberikankepada ternak dan dapat mengatasi kelangkaanhijauan pakan ternak domba (Retnani et al., 2011).
Ummiyasih dan Wina (2008) telah merangkum pustaka tentang proporsi limbah dalam kondisi kering (% dari berat kering).
Sumber: Mccutcheon dan Samples (2002); WILSON et al. (2004)dalam Umiyasih, U. dan E. Wina. (2008).
Informasi ini dapat digunakan jika pengolahan limbah tanaman jagung memerlukan kepastian kebutuhan spesiikasi jenis limbah seperti batang, daun, tongkol, dan kulit jagung. Namun demikian, dalam artikel bioenergi ini pemisahan tersebut tidak dilakukan karena kandungan energi jenis limbah tersebut relatif sama.
KARAKTERISTIK BIOENERGI LIMBAH TANAMAN JAGUNG
Tiga kelompok karakteristik utama bahan baku bioenergi yang harus diketahui adalah:
Pertama karakteristik adalah sifat bahan bakar (fuel properties) yang menunjukkan kadar air (moisture content), kandungan abu (ash content), nilai kalori (calorie value), dan kandungan pokok dari biomassa yang terkait sebagai energi atau pembakaran.
Kedua adalah kandungan unsur-unsur utama yang menjadi penyusun utama limbah tanaman jagung seperti karbon (C), Hidrogen (H), Nitrogen (N), Sulphur (S), dan Oksigen (O).
Ketiga adalah komposisi biokimia yang terdiri dari selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Komposisi ini penting dipelajari jika bahan baku biomassa akan digunakan untuk menghasilkan biofuel seperti etanol atau metanol.
Berdasarkan Publikasi pangkalan data digital yang dikembangkan oleh Pusat Penelitian Energi Belanda (Energy research Centre of the Netherlands) yang disampaikan melalui laman https://www.ecn.nl/phyllis2, berhasil diidentiikasi karakteristik komponen tanaman jagung seperti yang disajikan pada Tabel 4 untuk karakteristik bahan bakar dan karakteristik kandungan unsur utamanya.
KARAKTERISTIK SIFAT BAHAN BAKAR (FUEL PROPERTIES)
LIMBAH JAGUNG
a. Nilai Kalori Limbah Jagung
Berdasarkan Gambar 9, disajikan empat jenis limbah jagung berupa tongkol, batang, brangkasan, dan kulit. Kisaran kandungan energi untuk netto (Net Caloriic) berkisar 14.0 sampai dengan 17.4 MJ/kg. Nilai kalori brangkasan jagung sedikit lebih tinggi dari tiga jenis limbah jagung lainnya.
Gambar 9. Nilai kalori empat komponen limbah jagung (MJ/kg) (Sumber data: https://www.ecn.nl/ phyllis2/
b. Kandungan Abu, bahan volatile, dan karbon
c. Kandungan unsur utama dari limbah tanaman jagung
Berdasarkan Gambar 11, disajikan kandungan unsur utama dari empat jenis limbah jagung dimana komponen karbon dan oksigen mendominasi unsur penyusun limbah tersebut, disusul unsur Hidrogen, Nitrogen, dan Sulfur.
d. Komposisi biokimia dari limbah tanaman jagung
Komposisi biokimia pada tiga jenis limbah jagung disajikan pada Gambar 12, kecuali untuk daun jagung karena tidak tersedia data. Masing-masing jenis limbah disusun oleh tiga komponen penting yaitu selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Pada masing-masing jenis limbah, komposisi biokimia terbesar sampai terkecil selalu dimulai dari Selulosa, Hemiselulosa, dan lignin.
Gambar 11. Kandungan unsur utama pada empat jenis limbah tanaman jagung. Sumber: https://www.ecn.nl/ phyllis2/
Gambar 12
PENUTUP
Identiikasi potensi dan karakteristik tanaman jagung sebagai bahan baku bioenergi telah dilaksanakan, namun masih memerlukan langkah lanjutan berupa pemilihan teknologi, memasukkan aspek ekonomi dan kebutuhan pasar, pertimbangan sosial dan lingkungan supaya mencapai kelayakan bisnis.
Langkah-langkah lanjutan itu menjadi bagian dari sebuah rencana besar dalam proyek penyusunan buku Bioenergi Utama Indonesia.
Pembaca yang berminat terlibat dalam penulisan atau ingin memberikan sumbang saran, kami nantikan di [email protected] atau [email protected]
BAHAN BACAAN
Direktur Pakan Ternak, 2011. Pedoman UmumPengembangan Integrasi Ternak SapiTahun 2011. Jakarta. Departemen Pertanian Republik Indonesia.
Prasetyo, T, Joko Handoyo, dan Cahyati Setiani. 2002. Karakteristik SistemUsahatani Jagung-Ternak di Lahan Irigasi. Prosiding Seminar Nasional: InovasiTeknologi Palawija, Buku 2- Hasil Penelitian dan Pengkajian. Pusat Penelitian danPengembangan Sosial Ekonomi Pertanian, Badan Litbang Pertanian, hal. 581-605.
Retnani, Y., I. Wijayanti., and N. R. Kumalasari. 2011. Produksi Biskuit Limbah Tanaman Jagung Sebagai PakanKomersil Ternak Ruminansia. Jurnalllmu Pertanian Indonesia, Vol. 16 No. 1 . April 2011, him. 59-64.
ROHAENI, E. S., N. AMALI, A, DARMAWAN, A.SUBHAN dan SUMANTO. 2004. Pemanfaatan LimbahJagung Sebagai Pakan Lengkap dalam SistemUsaha Ternak Sapi dan Jagung di LahanKering Kalimantan Selatan. Laporan Akhir.BPTP Kalimantan Selatan.
ROHAENI, et al., 2005. Potensi Dan Prospek Penggunaan Limbah JagungSebagai Pakan Ternak Sapi Di Lahan KeringKabupaten Tanah Laut, Kalimantan Selatan. Lokakarya Nasional Tanaman Pakan Ternak. Jakarta.
Sunanto dan Nasrullah. 2012. Kajian Model Pertanian Zero Waste Dengan PendekatanSistem Integrasi Tanaman Jagung – Ternak Sapi di SulawesiSelatan. Prosiding Insinas, 29-30 November 2012. Jakarta.
Surono, U. B. 2010. Peningkatan Kualitas Pembakaran Biomassa Limbah TongkolJagung sebagai Bahan Bakar Alternatif dengan ProsesKarbonisasi dan Pembriketan. Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 4, No. 1.
M. Syukri Nur, lahir di Pare-Pare, 24 September 1966. Ia menyelesaikan pendidikan dasar dan menengah di Samarinda. Lulus SMA Negeri 1 Samarinda pada tahun 1986 dan pada tahun yang sama di terima di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui undangan PMDK (Penelusuran Minat dan Kemampuan) oleh Rektor IPB Prof. Dr. Ir. H. Andi Hakim Nasution karena menjadi juara I Lomba Karya Ilmiah Remaja LIPI Bidang Humaniora di tahun 1986.
Lulus dari program studi Agrometeorologi, IPB tahun 1991, kemudian bekerja di LKBN Antara Biro Samarinda sebagai wartawan selama dua tahun. Akhir September 1993 melanjutkan S2 dan S3 hingga tahun 2003 di IPB dengan pengalaman studi di musim panas, kegiatan penelitian dan pembentukan jaringan akademik di Swiss, Perancis, Jerman, Jepang, dan Austria.
Penelitian tentang model perubahan iklim global di Institut Bioklimatologie, Universitas Geottingen, Jerman selama 2 tahun lebih atas sponsor DAAD dan Proyek STORMA.
Penghargaan yang pernah diperoleh LIPI – UNESCO untuk PIAGAM MAB (Man and Biosphere) tahun 2003 dan sejumlah beasiswa dari START Amerika Serikat, DAAD Jerman, Yayasan Super Semar, Republika dan ICMI, serta KOMPAS selama menempuh pendidikan di IPB.
Penulis pernah tercatat sebagai staf dosen di STIPER Kabupaten Kutai Timur dan Peneliti bidang Agroindustri dan Teknologi Informasi di PT. VISIDATA RISET INDONESIA, serta tahun 2006-2009 menjadi staf Ahli Bupati Kutai Timur bidang pengembangan Agribisnis dan Agroindustri.
Pada tahun 2011-2012, menjadi Wakil Ketua Tim Likuidator PT. Kutai Timur Energi dan pernah menjabat sebagai Direktur HR&GA PT. Kutai Timur Energi. Saat ini menjadi Direktur di PT. Kutai Mitra Energi Baru.
Minat penulis adalah penelitian dan penulisan ilmiah untuk bidang kajian pertanian, teknologi informasi dan lingkungan hidup, serta energi baru dan terbarukan.
AlAMAt leNgkAp:
