5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Industri Kelapa Sawit di IndonesiaSeiring dengan meningkatnya luas areal perkebunan kelapa sawit di Indonesia, maka secara otomatis industri pengolahan kelapa sawit juga akan meningkat. Produksi kelapa sawit merupakan salah satu tanaman perkebunan yang mempunyai peran penting bagi subsektor perkebunan. Pengembangan kelapa sawit antara lain memberi manfaat dalam peningkatan pendapatan petani dan masyarakat, produksi yang menjadi bahan baku industri pengolahan yang menciptakan nilai tambah di dalam negeri, ekspor CPO yang menghasilkan devisa dan menyediakan kesempatan kerja (Fauzi, dkk., 2005).
Berkembangnya pabrik kelapa sawit mampu meningkatkan devisa Negara yaitu minyak nabati yang dihasilkan banyak digunakan sebagai bahan industri pangan, industri sabun, industri baja, industri tekstil, kosmetik dan sebagai bahan bakar alternatif. Namun disisi lain pabrik kelapa sawit juga akan menghasilkan limbah yang cukup banyak, baik berupa limbah padat maupun limbah cair (Sastrosayono, 2009).
2.2 Tanah
Secara umum, tanah adalah bagian dari bumi berupa kerak yang tersusun dari bahan organik dan mineral. Bahan organik yang terkandung dalam tanah merupakan bahan bahan yang berasal dari tumbuhan dan makhluk hidup yang terdekomposisi kembali kedalam tanah. Bersama dengan mineral, bahan organik mengalami proses kimia dan fisika untuk membentuk tanah.
Kandungan bahan organik dalam tanah kemudian mengalami proses biologis membuat unsur - unsur hara dalam tanah yang kemudian dapat digunakan oleh manusia untuk bercocok tanam memenuhi kebutuhan pangan makhluk hidup termasuk manusia.
6
Tanah adalah bagian permukaan kulit bumi yang dijadikan oleh pelapukan kimia dan fisik serta kegiatan berbagai tumbuhan dan hewan (Bremmer, 1958). Pengertian Tanah menurut Jacob S. Joffe adalah benda alam yang tersusun atas horison-horison yang terdiri dari bahan-bahan kimia mineral dan bahan organisk biasayanya tidak padu dan mempunyai tebal yang dapat dibedakan dalam hal morfologi fisik, kimia dan biologinya (Joffe, 1949). Tanah juga dapat diartikan sebagai laboratorium kimia yaitu tanah sebagai tempat proses dekomposisi dan reaksi kimia yang berlangsung secara tersembunyi.
2.2.1 Kimia Tanah
Sifat kimia tanah mempunyai arti penting dalam menentukan dosis pemupukan dan kelas kesuburan tanah. Tanaman kelapa sawit tidak memerlukan tanah dengan sifat kimia yang istimewa sebab kekurangan suatu unsur hara dapat diatasi dengan pemupukan. Walaupun demikian,tanah yang mengandung unsur hara dalam jumlah yang besar sangat baik untuk pertumbuhan vegetatif dan generatif tanaman.
Tanaman kelapa sawit tumbuh baik pada tanah yang memiliki kandungan unsur hara yang tinggi,dengan C/N mendekati 10,dimana C 1% dan N 0,1%. Namun,faktor pengolahan budi daya :
a. Derajat Kemasaman Tanah (pH)
Derajat kemasaman tanah (ph) reaksi tanah yang penting adalah masam, netral atau alkalin. Hal tersebut didasarkan pada jumlah ion H+ dan OH- dalam larutan tanah. Reaksi tanah yang menunjukkan sifat kemasaman atau alkalinitas tanah dinilai berdasarkan konsentrasi H+ dan dinyatakan dengan nilai pH. Bila dalam tanah ditemukan ion H+ lebih banyak dari OH-, maka disebut masam (pH <7). Bila ion H+ sama dengan ion OH- maka disebut netral (pH=7), dan bila ion OH- lebih banyak dari pada ion H+ maka disebut alkalin atau basa (pH >7) (Hakim dkk, 1986). Pengukuran pH tanah dapat memberikan keterangan tentang kebutuhan kapur, respon tanah terhadap pemupukan, proses kimia yang mungkin
7
berlangsung dalam proses pembentukan tanah, dan lain-lain (Hardjowigeno 2003). Nilai pH berkisar dari 0-14 dengan pH 7 disebut netral sedangkan pH kurang dari 7 disebut masam dan pH lebih dari 7 disebut alkalis. Walaupun demikian pH tanah umumnya berkisar dari 3,0-9,0. Di Indonesia pada umumnya tanah bereaksi masam dengan pH berkisar antara 4,0 – 5,5 sehingga tanah dengan pH 6,0 – 6,5 sering telah dikatakan cukup netral meskipun sebenarnya masih agak masam. Di daerah rawa-rawa sering ditemukan tanah-tanah sangat masam dengan pH kurang dari 3,0 yang disebut tanah sangat masam karena banyak mengandung asam sulfat. Menurut Hakim et al. (1986) faktor yang mempengaruhi pH antara lain : Kejenuhan basa, sifat misel (koloid), macam kation yang terserap.
b. Posfor (P)
Posfor bersama-sama dengan nitogen dan kalium, digolongkan sebagai unsur-unsur utama walaupun diabsorpsi dalam jumlah yang lebih kecil dari kedua unsur tersebut. Tanaman biasanya mengabsorpsi P dalam bentuk H2PO4- dan sebagian kecil dalam bentuk sekunder HPO42-. Absorpsi kedua ion itu ol eh tanaman dipengaruhi oleh pH tanah sekitar akar. Pada pH tanah yang rendah, absorpsi bentuk H2PO4- akan meningkat (Leiwakabessy 2003). Sedangkan menurut Hardjowigeno (2003), fosfat paling mudah diserap oleh tanaman pada pH sekitar netral (pH 6-7). Menurut Hardjowigeno (2003), unsur-unsur P di dalam tanah berasal dari bahan organik (pupuk kandang dan sisa-sisa tanaman), pupuk buatan (TSP dan DS) dan mineral-mineral di dalam tanah (apatit). Tanaman dapat juga mengabsorpsi fosfat dalam bentuk P-organik seperti asam nukleik dan phytin. Bentuk-bentuk ini berasal dari dekomposisi bahan organik dan dapat langsung dipakai oleh tanaman. Tetapi karena tidak stabil dalam suasana dimana aktifitas mikroba tinggi, maka peranan mereka sebagai sumber fosfat bagi tanaman di lapangan menjadi kecil (Leiwakabessy 2003). . Sering terjadi kekurangan P di dalam tanah yang disebabkan oleh jumlah P yang sedikit di tanah, sebagian besar terdapat
8
dalam bentuk yang tidak dapat diambil oleh tanaman dan terjadi pengikatan (fiksasi) oleh Al pada tanah masam atau oleh Ca pada tanah alkalis. Gejala-gejala kekurangan P yaitu pertumbuhan terhambat (kerdil) karena pembelahan sel terganggu, daun-daun menjadi ungu atau coklat mulai dari ujung daun, terlihat jelas pada tanaman yang masih muda (Hardjowigeno, 2007).
c. Kalium (K)
Kalium merupakan unsur hara ketiga setelah Nitrogen dan Fosfor yang diserap oleh tanaman dalam bentuk ion K+. Muatan positif dari Kalium akan membantu menetralisir muatan listrik yang disebabkan oleh muatan negatif Nitrat, Fosfat, atau unsur lainnya. Hakim et al. (1986), menyatakan bahwa ketersediaan Kalium merupakan Kalium yang dapat dipertukarkan dan dapat diserap tanaman yang tergantung penambahan dari luar, fiksasi oleh tanahnya sendiri dan adanya penambahan dari kaliumnya sendiri. Ketersediaan hara kalium di dalam tanah dapat dibagi menjadi tiga bentuk yaitu kalium relative tidak tersedia, kalium lambat tersedia, kalium sangat tersedia. Kalium tanah terbentuk dari pelapukan batuan dan mineral-mineral yang mengandung kalium. Melalui proses dekomposisi bahan tanaman dan jasad renik maka kalium akan larut dan kembali ke tanah. Selanjutnya sebagian besar kalium tanah yang larut akan tercuci atau tererosi dan proses kehilangan ini akan dipercepat lagi oleh serapan tanaman dan jasad renik. Beberapa tipe tanah mempunyai kandungan kalium yang melimpah. Kalium dalam tanah ditemukan dalam mineral-mineral yang terlapuk dan melepaskan ion-ion kalium. Ion-ion adsorpsi pada kation tertukar dan cepat tersedia untuk diserap tanaman. Tanah tanah organik mengandung sedikit Kalium (Hakim et al. 1986). Menurut Hardjowigeno (2007), unsur K dalam tanah berasal dari mineral-mineral primer tanah (feldspar, dan mika) dan pupuk buatan (ZK). Kalium diabsorpsi oleh tanaman dalam bentuk K+, dan dijumlahkan dalam berbagai kadar di dalam tanah. Bentuk dapat ditukar atau bentuk yang tersedia bagi tanaman biasanya dalam bentuk pupuk K
9
yang larut dalam air seperti KCl, K2SO4, KNO3, K-Mg-Sulfat-dan pupuk-pupuk majemuk. Kebutuhan tanaman akan kalium cukup tinggi dan akan menunjukkan gejala kekurangan apabila kebutuhannya tidak tercukupi. Dalam keadaan demikian maka terjadi translokasi K dari bagian-bagian yang tua ke bagian-bagian yang muda. Dengan demikian gejalanya mulai terlihat pada bagian bawah dan bergerak ke ujung tanaman. Serapan kalium oleh tanaman dipengaruhi secara antagonis oleh serapan Ca dan Mg (Kasno et al., 2004). Kalium mempunyai peranan yang penting dalam proses-proses fisiolgis seperti :
1) metabolisme karbohidrat, pembentukan, pemecahan dan translokasi pati.
2) metabolisme nitrogen dan sintesa protein.
3) mengawasi dan mengatur aktivitas beragam unsur mineral. 4) netralisasi asam organik yang penting bagi proses fisiologis. 5) Mengaktifkan berbagai enzim.
6) mempercepat pertumbuhan jaringan meristematik
7) mengatur pergerakan stomata dan hal-hal yang berhubungan dengan air .
(Hardjowigeno 2007).
Pengaruh kekurangan kalium secara keseluruhan baik terhadap pertumbuhan maupun terhadap kualitasnya merupakan pengaruhnya terhadap proses-proses fisiologis. Proses fotosintesis dapat berkurang bila kandungan kaliumnya rendah dan pada saat respirasi bertambah besar. Hal ini akan menekan persediaan karbohidrat yang tentu akan mengurangi pertumbuhan tanaman. Peranan kalium dan hubungannya dengan kandungan air dalam tanaman adalah penting dalam mempertahankan turgor tanaman yang sangat diperlukan agar proses-proses fotosintesa dan proses-proses-proses-proses metabolisme lainnya dapat berkurang dengan baik (Leiwakabessy 2003). Di dalam tubuh tanaman kalium bukanlah sebagai penyusun jaringan tanaman, tetapi lebih banyak berperan dalam proses metabolisme tanaman seperti
10
mengaktifkan kerja enzim, membuka dan menutup stomata (dalam pengaturan penguapan dan pernapasan), transportasi hasil-hasil fotosintesis (karbohidrat), meningkatkan daya tahan tanaman terhadap kekeringan dan penyakit tanaman.
d. Bahan Organik
Bahan organik tanah merupakan bahan di dalam atau permukaan tanah yang berasal dari sisa tumbuhan, hewan, dan manusia baik yang telah mengalami dekomposisi lanjut maupun yang sedang megalami proses dekomposisi. secara substansi bahan organik tersusun dari bahan humus dan non humus (Bohn et al., 1979).
Bahan non humus meliputi bahan yang sedang terdekomposisi dan terdekomposisi sebagian. Bahan non humus merupakan sumber energi bagi mikroorganisme tanah serta serta sumber hara bagi tanaman. Melalui proses mineralisasi bahan organik, akan tersedia unsur hara mikro maupun makro. Sedangkan bahan humus mengandung unsur hara seperti NH4, NO3, SO4, S, H2PO4.
Bahan humus merupakan bahan yang telah terdekomposisi dan merupakan lapisan tana h yang paling subur. Humus mempunyai pengaruh memperbaiki struktur tanah, meningkatkan kapasitas pertukaran kation dalam tanah, penyangga pH tanah, dan meningkatkan daya simpan lengas. Selain itu bahan organik juga mempunyai pengaruh yang kuat di dalam agregasi tanah dan pembentukan struktur tanah yang baik untuk pertumbuhan tanaman, sehingga pada gilirannya memperbaiki drainase dan permeabilitas, penetrasi akar dan meningkatkan ketahanan terhadap erosi. Bahan organik tanah berkisar antara 0,5-5% pada tanah-tanah mineral, dan mencapai 98% untuk tanah gambut/organik.Banyak parameter yang dapat digunakan untuk mencirikan kualitas bahan organik diantaranya adalah kandungan karbon dan nitrogen (C/N), kandungan bahan-bahan humus,
11
kandungan lignin, selulosa. Kandungan bahan organik tanah sangat bervariasi, dari yang rendah sampai tinggi/sangat tinggi.
Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya kandungan bahan organik tanah antara lain:
1. Iklim
2. Tipe penggunaan lahan 3. Bentuk lahan
4. Kegiatan manusia.
Iklim berpengaruh pada bahan organik tanah dalam hal memacu atau menghambat laju dekomposisi. Tipe penggunaan lahan berpengaruh dalam penyediaan sumber bahan organik, misal daerah persawahan akan berbeda kandungan bahan organiknya dibanding daerah hutan. Faktor bentuk lahan mempengaruhi pada proses pengumpulan atau pencucian bahan organik. Kegiatan manusia akan menentukan kandungan organik tanah misalnya dengan pemberian pupuk atau drainase yang akan berpengaruh pada kandungan bahan organik tanah. Penentuan bahan organik tanah ada berbagai macam antara lain dengan metode pembakaran, ''Walkey and Black'', destruksi basah, dan lain-lain. Metode pembakaran menggunakan pendekatan gravimetris yaitu selisih berat bahan sebelum dan sesudah pembakaran, cara ini murah dan mudah serta biasa dilakukan di lapangan. Metode Walkey and Black menggunakan tahapan antara, artinya kandungan bahan organik ditentukan oleh besarnya C-organik hasil titrasi kemudian dikalikan dengan konstanta tertentu.
e. Nitrogen
Nitrogen adalah unsur hara makro utama yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang banyak, diserap tanaman dalam bentuk amonium (NH4+) dan nitrat (NO3+). Pada umumnya Nitrogen merupakan faktor pembatas dalam tanaman budidaya. Biomassa tanaman rata-rata
12
mengandung N sebesar 1 sampai 2% dan mungkin sebesar 4 sampai 6%. Dalam hal kuantitas total yang dibutuhkan untuk produksi tanaman budidaya, N termasuk keempat di antara 16 unsur essensial (Gardner et al 1991). Unsur Nitrogen penting bagi tanaman dan dapat disediakan oleh manusia melalui pemupukan. Nitrogen umumnya diserap oleh tanaman dalam bentuk NO3- dan NH4+ walaupun urea (H2NCONH2) dapat juga dimanfaatkan oleh tanaman karena urea secara cepat dapat diserap melalui epidermis daun (Leeiwakabessy 2003). Menurut Hardjowigeno (2003), nitrogen di dalam tanah terdapat dalam berbagai bentuk yaitu protein (bahan organik), senyawa-senyawa amino, amonium (NH4+) dan nitrat (NO3-). Bentuk N yang diabsorpsi oleh tanaman berbeda-beda. Ada tanaman yg lebih baik tumbuh bila diberi NH4+ ada pula tanaman yang lebih baik diberi NO3- dan ada pula tanaman yang tidak terpengaruh oleh bentuk-bentuk N ini (Leiwakabessy 2003). Menurut Leiwakabessy (2003), pemberian N yang banyak akan menyebabkan pertumbuhan vegetatif berlangsung hebat sekali dan warna daun menjadi hiijau tua. Kelebihan N dapat memperpanjang umur tanaman dan memperlambat proses pematangan karena tidak seimbang dengan unsur lainnya seperti P, K dan S. Fungsi N adalah untuk memperbaiki pertumbuhan vegetatif tanaman (tanaman yang tumbuh pada tanah yang cukup N akan berwarna lebih hijau) dan membantu proses pembentukan protein. Kemudian gejala-gejala kebanyakan N lainnya yaitu batang menjadi lemah, mudah roboh dan dapat mengurangi daya tahan tanaman terhadap penyakit (Hardjowigeno 2007). Proses perubahan dari nitrat menjadi nitrit dinamakan nitrifikasi. Secara sederhana perubahan enzimatik dari proses Nitrifikasi adalah sebagai berikut : 2NH4+ + 3O2 2NO2- + 2H2O + 4H+ + energi 2NO2- + O2 2NO3- + energi Sumber lain dari nitrogen di dalam tanah melalui air hujan dan melalui penambahan pupuk buatan seperti urea atau ZA. Sumber N yang berasal dari atmosfer sebagai sumber primer, dan lainnya berasal dari aktifitas di dalam tanah sebagai sumber sekunder (Hasibuan 2006).
13
Hanafiah (2007) dalam bukunya menyatakan bahwa Nitrogen menyusun sekitar 1,5% bobot tanaman dan berfungsi terutama dalam pembentukan protein. Nitrogen anorganik sangat larut dan mudah hilang dalam air drainase atau hilang ke atmosfer. Efek nitrogen terhadap pertumbuhan akan jelas dan cepat hal tersebut menyatakan bahwa nitrogen merupakan unsur yang berdaya besar sehingga tidak saja harus diawetkan tetapi juga perlu diatur pemakaiannya.
2.2.2 Sifat Biologi Tanah
Sifat Biologi Tanah ini dibentuk oleh zat pada tanah yang berupa partikel-partikel tanah, bahan-bahan organik serta organisme tanah. Sifat Biologi Tanah dipengaruhi oleh bebrapa unsur, meliputi :
a. Total Mikroorganisme Tanah
Tanah dihuni oleh bermacam-macam mikroorganisme. Jumlah tiap grup mikroorganisme sangat bervariasi, ada yang terdiri dari beberapa individu, akan tetapi ada pula yang jumlahnya mencapai jutaan per gram tanah. Mikroorganisme tanah itu sendirilah yang bertanggung jawab atas pelapukan bahan organik dan pendauran unsur hara. Dengan demikian mikroorganisme tanah mempunyai pengaruh terhadap sifat fisik dan kimia tanah (Anas 1989). Bakteri merupakan kelompok mikroorganisme yang paling banyak jumlahnya. Dalam tanah subur yang normal, terdapat 10 – 100 juta bakteri di dalam tanah. Angka ini meningkat tergantung dari kandungan bahan organik suatu tanah tertentu (Rao 1994). Selanjutnya Anas (1989), menyatakan bahwa jumlah total mikroorganisme yang terdapat didalam tanah digunakan sebagai indeks kesuburan tanah (fertility indeks), tanpa mempertimbangkan hal-hal lain. Tanah yang subur mengandung sejumlah mikroorganisme, populasi yang tinggi ini menggambarkan adanya suplai makanan atau energi yang cukup ditambah lagi dengan temperatur yang sesuai, ketersediaan air yang cukup, kondisi ekologi lain yang mendukung perkembangan mikroorganisme pada tanah tersebut. Jumlah mikroorganisme sangat berguna dalam menentukan
14
tempat organ isme dalam hubungannya dengan sistem perakaran, sisa bahan organik dan kedalaman profil tanah.
b. Total Respirasi
Tanah Respirasi mikroorganisme tanah mencerminkan tingkat aktivitas mikroorganisme tanah. Pengukuran respirasi (mikroorganisme) tanah merupakan cara yang pertama kali digunakan untuk menentukan tingkat aktifitas mikroorganisme tanah. Pengukuran respirasi telah mempunyai korelasi yang baik dengan parameter lain yang berkaitan dengan aktivitas mikroorganisme tanah seperti bahan organik tanah, transformasi N, hasil antara, pH dan rata-rata jumlah mikroorganisrne (Anas 1989). Penetapan respirasi tanah didasarkan pada penetapan : 1. Jumlah CO2 yang dihasilkan, dan 2. Jumlah O2 yang digunakan oleh
