MODUL KULIAH
PENGANTAR ILMU PERTANIAN
OLEH LUKMAN HAKIM, SP. MP.
JURUSAN SOSIAL EKONOMI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SYIAH KUALA DARUSSALAM – BANDA ACEH
2010
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan modul kuliah dengan judul Pengantar Ilmu Pertanian. Tujuan penulisan semata-mata untuk memberikan arahan utama bagi pembaca khususnya mahasiswa yang ingin mengenal pertanian sebagai suatu disiplin ilmu dan profesi. Terutama bagi mahasiswa yang baru memasuki arena yang berkaitan dengan ilmu pertanian, perlu mengenal secara luas cakrawala pertanian sebelum lebih jauh mendalami ilmu pertanian sebagai suatu bidang studi. Modul ini dibuat berdasarkan kebutuhan belajar dan mengajar di Fakultas Pertanian Universitas Syiah Kuala dan sebagai salah satu upaya untuk memperkaya khasanah pengetahuan dan bahan bacaan bagi mahasiswa, baik yang bersifat teoritis maupun yang mengarah kepada aplikatif. Penyusunan modul ini bersumber dari menggali dan menggabungkan beberapa referensi yang terkait dan himpunan dari makalah-makalah yang telah diseminarkan. Diharapkan bahwa modul ini dapat bermanfaat bagi mahasiswa Fakultas Pertanian dan bagi pencinta ilmu-ilmu pertanian, termasuk penulis sendiri. Modul ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan saran dan perbaikan guna kemajuan kita bersama. Akhirnya, penulis mengucapkan selamat membaca dan mempelajari semoga dengan rahmat Allah bisa dipahami dan ada manfaatnya.
Darussalam, 12 Januari 2010
Penulis
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. i DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR...... i
DAFTAR ISI ...... ii
BAB I SAINS DAN PERTANIAN...... 1
BAB II APAKAH PERTANIAN ITU ? ...... 5
BAB III PERTANIAN USAHA ...... 10
BAB IV ENERGI BAGI MANUSIA...... 21
BAB V BAHAN PANGAN MANUSIA ...... 27
BAB VI MASALAH GIZI MANUSIA ...... 36
BAB VII DAUR HARA KEHIDUPAN (1)...... 44
BAB VIII DAUR HARA KEHIDUPAN (2) ...... 53
BAB IX DAUR HARA KEHIDUPAN (3)...... 62
BAB X TEKNOLOGI PASCAPANEN...... 69
KEPUSTAKAAN...... 75
Modul Pengantar Ilmu Pertanian ii Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 1
BAB I SAINS DAN PERTANIAN
1. Bilamana Pengetahuan Berubah menjadi Sains? Setelah merenungkan bagaimana secara tidak sengaja manusia mendapatkan pengetahuan dari pengalaman, kita dapat bertanya-tanya apakah pengetahuan itu sama dengan ilmu. Kalau pengetahuan tidak sama dengan ilmu, kita pun dapat bertanya-tanya bilamana pengetahuan itu berubah menjadi ilmu. Karena sering juga kita mendengar orang berbicara mengenai sains, kita pun dapat bertanya-tanya apa perbedaan antara ilmu dan sains. Kata sains berasal dari kata Inggris science. Kata ini pun diturunkan dari kata Yunani scire yang makna harfiahnya ialah mengetahui. Karena itu sains sebagai suatu kegiatan dapat diartikan sebagai cara-cara untuk mengetahui. Selain itu sains juga dapat diartikan sebagai kumpulan pengetahuan yang telah mengalami pemberian, penggolongan, dan pendefinisian untuk menemukan berbagai keteraturan hubungan di antara berbagai butir pengetahuan di dalamnya yang berlaku secara umum. Dalam makna seperti ini sains sudah biasa kita sebut ilmu pengetahuan, walaupun makna asli ilmu di dalam bahasa Arab sebenarnya sama saja dengan pengetahuan.
2. Pengetahuan dan Sains Manusia dilahirkan ke dunia dengan dilengkapi otak sebagai alat untuk berfikir dan bernalar. Itulah ciri yang membedakannya dari makhluk hidup yang lain. Walaupun misalnya harimau juga mempunyai otak, otak itu hanya dapat digunakannya untuk mengingat apa yang telah terjadi. Ingatan itu kemudian disimpan sebagai pengalaman. Kalau hal serupa terjadi lagi harimau dapat menggunakan pengalaman itu untuk memberikan tanggapan. Lain halnya dengan manusia karena pengalamannya itu kemudian dapat dirangkai-rangkaikan untuk dijadikan suatu kumpulan pengetahuan yang saling kait-mengait. Kumpulan pengetahuan ini yang kemudian dapat pula digunakan mengembangkan pengetahuan baru berkat daya- ramalnya dinamakan sains atau ilmu pengetahuan.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 2
3. Ilmu-ilmu Pertanian Sebagai Ilmu Empirik Dalam usaha bercocoktanam dan pemeliharaan hewan pun manusia mengumpulkan pengalaman. Salah satu pengalaman pertama manusia mengenai bercocoktanam yang tercatat dalam sejarah ialah mengenai ditemukannya pengetahuan tentang perkembangbiakan pohon kurma yang terjadi secara seksual. Pada zaman peradaban Babilonia telah diketahui bahwa satu pohon kurma tidak dapat berkembangbiak tanpa adanya pohon kurma yang lain yang belainan jenis kelaminnya. Bagaimana caranya mereka mengetahui hal itu? Mungkin sekali dari pengalaman para petani menyingkirkan semua pohon kurma yang mandul dan tidak menghasilkan kurma, karena dianggap mubazir untuk dipelihara. Ternyata setelah semua pohon itu disingkirkan, pohon lainnya pun tidak mampu berproduksi, karena pohon yang tadinya menghasilkan kurma itu adalah pohon betina dan pohon yang disingkirkan itu adalah pohon jantan. Peristiwa tersebut tercatat dalam sejarah terjadi pada zaman Babilonia (Ronan, 1982). Tampaklah bahwa pengetahuan muncul karena pengalaman. Bahwa dalam pengembangan pengetahuan pengalaman itu diperlukan untuk mendukung atau menolak kebenaran suatu pendapat tercatat dalam sejarah dalam bentuk suatu hadis yang sahih (Muslim, Kitab 43 Bab 38, Hadis 140-141): Melihat orang-orang yang sedang menyerbuki bunga kurma, Nabi bertanya: ”Apa yang sedang kamu perbuat?” Setelah diberitahu apa yang mereka kerjakan, Nabi berkata lagi: ”Barangkali lebih baik jika tidak kamu lakukan itu.” Setelah tenyata kemudian buah kurma itu berguguran dan Nabi diberitahu, Nabi berkata: ”Aku hanya seorang manusia, jika perintahku mengenai agama, ikutilah. Kalau yang kuperintahkan mengenai sesuatu itu dari pendapatku sendiri, aku hanya seorang manusia juga.” Dalam peristiwa yang sama tetapi sedikit berbeda redaksinya, Nabi berkata (Ibnu Majah IV:1259, Hadis 5830-5832): ”Kamu lebih mengetahui soal duniamu.” Hikmah yang dapat diperoleh dari kedua hadis ini ialah bahwa pendapat seseorang itu gugur kalau kenyataan yang diamati tidak sesuai dengan pendapat tersebut. Dari pola berpikir ini muncullah ilmu pengetahuan yang berdasarkan pengalaman atau empirisme (Yunani: empeira – pengalaman). Ilmu pengetahuan empirik ini pada mulanya adalah buah pikiran Ibnu Khaldun dan kemudian diserap menjadi milik orang Eropa dalam Zaman Kebangkitan Eropa serta dikembangkan menjadi tulang punggung sains modern oleh Francis Bacon.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 3
Dalam bidang kegiatan pertanian juga banyak sekali pengetahuan yang telah dikumpulkan berdasarkan pengalaman dalam perjalanan sejarah. Pengalaman-pengalaman itu kemudian dihimpun menjadi sekumpulan ilmu terapan yang dinamakan ilmu-ilmu pertanian. Salah satu ciri ilmu terapan ialah bahwa semua yang terdapat dalam ilmu itu akhirnya dapat diterangkan dengan menggunakan ilmu dasar. Dalam hal ilmu-ilmu pertanian, semua peristiwa yang menyangkut pengetahuan tentang alam dapat diterangkan oleh biologi, dan semua peristiwa biologi dapat diterangkan oleh ilmu kimia yang akhirnya dapat pula diterangkan dengan menggunakan ilmu fisika. Dalam hal ilmu pertanian yang berkaitan dengan perilaku manusia, semuanya dapat diterangkan oleh ilmu ekonomi dan ilmu sosial.
4. Apa yang Dihadapi dalam Kegiatan Pertanian? Usaha pertanian pada dasarnya bersandar pada kegiatan menyadap energi surya agar menjadi energi kimia melalui peristiwa fotosintesis. Hasil fotosintesis ini kemudian menjadi bagian tumbuhan dan hewan yang dapat dijadikan manusia sebagai bahan makanan, bahan sandang dan papan, sumber energi, dan bahan baku industri. Untuk dapat menghasilkan bahan-bahan organik itu tumbuhan dan hewan harus dapat hidup di dalam suatu lingkungan yang terdiri atas tanah, air, dan udara pada suatu iklim yang sesuai. Karena itu ilmu-ilmu pertanian mencakup ilmu tanah, ilmu tataair, dan ilmu cuaca dan iklim yang tergolong ke dalam kelompok ilmu-ilmu lingkungan kehidupan dan budidaya. Tumbuhan yang dipelihara manusia dengan sengaja agar dapat memberikan manfaat kita namakan tanaman, sedangkan hewan yang dipelihara untuk hal yang sama kita sebut ternak. Setelah lingkungan kehidupan dan budidaya yang sesuai untuk tanaman dan ternak tersedia, segala usaha pertanian belum dapat berjalan dengan baik tanpa adanya ilmu-ilmu yang memecahkan persoalan pembudidayaannya. Ilmu-ilmu yang termasuk dalam kelompok budidaya ini ialah ilmu budidaya tanaman atau agronomi, hortikultura yang menyangkut budidaya sayuran, buah-buahan, dan tanaman-hias, budidaya hutan, ilmu budidaya ternak, ilmu budidaya perairan, proteksi tanaman, kedokteran hewan, keteknikan kelautan dan keteknikan pertanian. Sebagian hasil usaha pertanian digunakan langsung sebagai makanan manusia atau pangan dan makanan ternak atau pakan. Penggunaannya sudah tentu haruslah dengan menganut azas manfaat. Karena itu dipandang dari segi kepentingan manusia harus diketahui
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 4 cara menyajikan makanan yang baik dari segi kebersihan, kesehatan, dan daya beli masyarakat. Itulah sebabnya ilmu-ilmu pertanian juga mencakup ilmu gizi masyarakat dan sumberdaya keluarga, sedangkan untuk permasalahan pakan diperlukan juga suatu ilmu yang berkenaan dengan hal itu dan disebut ilmu makanan ternak atau ilmu pakan. Hasil usaha pertanian itu sebagian juga tidak digunakan secara langsung tetapi diubah bentuknya sehingga lebih tahan lama atau lebih mudah dicerna. Untuk hal itu ilmu-ilmu pertanian juga mencakup teknologi pangan dan gizi, serta bioteknologi. Bioteknologi ini dapat dipelajari sebagai bagian teknologi pangan dan gizi atau juga sebagai bagian dari biologi, yaitu di dalam mikrobiologi. Penggerak usaha pertanian adalah manusia. Karena itu kelancaran usaha pertanian sangat bergantung pada sikap dan perilaku manusia penggeraknya. Perilaku dan sikap manusia ini ditentukan oleh sikapnya dalam mencari nafkah bagi kehidupannya yang dibahas dalam ilmu ekonomi pertanian. Selain itu sikap hidup ini juga tergantung sekali pada caranya bermasyarakat. Oleh karena itu ilmu-ilmu pertanian juga mencakup sosiologi pedesaan. Permasalahan penting yang mencakup sikap hidup manusia penggerak usaha pertanian ini adalah juga bagaimana caranya mereka itu dapat dengan segera memahami perkembangan baru dalam berbagai teknik budidaya dan pemasaran. Untuk itu ilmu komunikasi pertanian adalah faktor kunci yang penting yang menjembatani hasil penelitian pertanian dengan pengusaha pertanian sebagai manusia penggerak usaha pertanian.
5. Sains Pertanian Bertumpu pada Ilmu-ilmu Dasar Semua ilmu dan teknologi yang mencakup ilmu-ilmu pertanian yang telah disebutkan tadi bertumpu pada ilmu-ilmu dasar fisika, kimia, dan biologi. Selain itu ilmu-ilmu ini sangat tergantung pada matematika dan statistika sebagai bahasa komunikasi ilmiah. Karena itu kesemua ilmu dasar ini dapat dianggap sebagai ilmu-ilmu penunjang dalam ilmu-ilmu pertanian.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 5
BAB II APAKAH PERTANIAN ITU?
1. Asal Mula Pertanian Mungkin sekali secara kebetulan beberapa biji-bijian yang terbuang sewaktu kaum ibu menyiapkan makanan mengecambah dan tumbuh menjadi tanaman yang menghasilkan. Kejadian seperti itu menimbulkan keinginan pada kaum ibu untuk menanam kembali sebagian bebijian yang mereka kumpulkan dari lapangan dan muncullah usaha bercocoktanam sebagai salah satu kegiatan pertama pertanian. Demikian pula sebagian hewan yang tertangkap sebagai hasil perburuan mungkin sekali tidak dibunuh untuk dimakan karena ada anggota keluarga yang menggunakannya sebagai permainan. Akhirnya hewan yang dipelihara itu berkembangbiak dan lahirlah usaha peternakan yang pertama sebagai imbangan bercocoktanam dalam kegiatan pertanian. Di dalam kepustakaan kuno terdapat cerita bahwa penemu kegiatan pertanian ialah Kaisar Cina Shen Nung. Ketika ia melihat rakyatnya senang makan daging sapi dan ayam, ia mencetuskan gagasan membuat suatu alat pengolah tanah dari sebilah kayu yang ditajamkan dan ditempelkan pada suatu tongkat. Itulah model bajak yang pertama dan dengan bajak itu ia menyuruh rakyatnya mengolah tanah dan bertanam jawawut. Jawawut itu tidak hanya digunakan langsung sebagai makanan rakyatnya tetapi juga dapat digunakan untuk makanan sapi dan ayam. Dari berbagai penggalian kepurbakalaan terungkapkan bahwa rakyat Kaisar Shen Nung yang hidup 100 abad yang lalu di lembah sungai Kuning, pada mulanya hidup dari berburu hewan dan mengumpulkan buah-buahan, bebijian, dan kekacangan. Akan tetapi setelah rakyatnya bertambah banyak, lingkungannya tidak dapat memberikan hasil alam yang cukup untuk mendukung kehidupan sehingga terjadilah kelaparan. Menurut cerita, Kaisar Chen Ning kemudian menciptakan bajak dari kayu yang pipih untuk mengolah tanah dan rakyatnya disuruhnya menanam jawawut. Itulah katanya permulaan adanya pertanian, dan beralihlah kebudayaan dari Zaman Batu Lama atau Paleolitikum ke Zaman Batu Baru atau Neolitikum yang ditandai oleh adanya pertanian yang menetap. Dimana-mana di seluruh dunia pada suatu tahap dalam peradaban kuno orang akan beralih dari usaha berburu dan mengumpulkan hasil alam ke usaha bercocoktanam. Dengan
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 6 usaha bercocoktanam ini keperluan akan bahan makanan dapat diperoleh sewaktu-waktu dari tempat yang letaknya dekat ke tempat bermukim, sedangkan sebagai akibatnya juga setiap hari selama keadaan cuaca mengizinkan, tersedia bahan makanan segar yang tidak perlu diawetkan. Apalagi ketika itu cara-cara mengawetkan makanan belum banyak diketahui orang selain barangkali cara-cara mengeringkan dan mengasap makanan. Akan tetapi, atas dasar berbagai pengamatan kepurbakalaan, keras dugaan orang bahwa usaha pertanian itu di berbagai masyarakat primitif diprakarsai oleh kaum wanita dengan maksud untuk lebih mudah menyediakan makanan bagi keluarganya. Karena itu pertanian dapat dianggap sebagai suatu usaha untuk mengadakan suatu ekosistem buatan yang bertugas menyediakan bahan makanan bagi manusia.
2. Pertanian Ladang Menuju Ekosistem Lalang Apabila manusia mengadakan usaha pertanian, maka ia memerlukan lahan usaha yang biasanya diambil dari suatu ekosistem alam yang sudah ada dalam kesetimbangan. Kalau lahan itu diambil dari hutan, maka yang dilakukannya ialah menebang pepohonan dari hutan itu dan kemudian menanami lahan yang terbuka itu dengan bebijian, misalnya padi. Terjadilah ladang padi. Seluruh permukaan lahan akan ditumbuhi padi dan padi itu akan menghasilkan gabah. Mula-mula produksinya tinggi, akan tetapi setelah usaha yang kedua dan seterusnya hasil padi akan sangat menurun karena persediaan hara tanah yang tadinya berasal dari serasah hutan yang membawa mineral dari lapisan bawah tanah ke lapisan atas mulai habis diserap oleh tanaman padi. Lagi pula hama dan penyakit tanaman padi semakin banyak saja mengganggu padi ladang itu sehingga akhirnya padi tidak dapat tumbuh lagi di ladang itu. Petani primitif zaman dahulu akan meninggalkan ladang itu dan membuka kembali hutan baru untuk mendapatkan lahan yang dapat diladangkan kembali selama dua musim tanam. Lahan ladang yang lama ditinggalkannya untuk diperbaiki sendiri oleh alam. Kalau ladang yang sudah tandus itu dibiarkan selama delapan hingga sepuluh tahun maka pada lahan tadi akan tumbuh kembali hutan baru yang disebut hutan sekunder yang sudah cukup matang untuk diladangkan kembali. Akan tetapi dengan bertambahnya penduduk, lahan yang tersedia menjadi berkurang dan orang terpaksa datang kembali ke bekas ladangnya yang lama dalam waktu yang lebih cepat, sehingga sebelum tanah hutan itu sempat mengalami kesetimbangan, sudah mulai
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 7 kembali digarap sebagai lahan untuk bercocoktanam. Inilah yang menimbulkan malapetaka karena di atas lahan itu tidak akan dapat ditumbuhkan padi untuk menghasilkan gabah. Yang tumbuh malah tumbuhan lain yang lebih dapat bersaing tumbuh di lahan yang sangat miskin. Tumbuhan itu adalah alang-alang atau lalang (imperata cylindrica) yang kemudian lebih merusak tanah lagi. Inilah yang terjadi di seluruh Indonesia. Kalau kita misalnya menempuh jalan lintas Sumatera dari arah Sumatera Barat ke Sumatera Utara, maka selepas Rimbo Panti menjelang masuk ke perbatasan Sumatera Utara akan dapat kita amati di sebelah kiri kita bukit-bukit di dataran tinggi Pakantan yang sudah tidak lagi tertutup hutan melainkan tertutup alang-alang. Keadaan yang serupa juga dapat kita amati di pulau-pulau yang lain. Oleh karena itu bercocoktanam sistem ladang yang menggunakan prinsip Pertanian Bergeser itu tidak dapat dipertanggungjawabkan karena hanya akan menciptakan ekosistem padang lalang.
3. Pertanian Menetap Di Indonesia salah satu cara untuk dapat menciptakan usaha pertanian menetap yang lestari ialah dengan mengubah lahan itu menjadi sawah. Diharapkan bahwa dengan membuat piringan-piringan yang datar tanah yang dijadikan lahan akan terhindar dari erosi sedangkan air irigasi yang masuk akan mengembalikan mineral hara yang hilang diresap tanaman melalui garam-garam yang terlarut di dalam air irigasi itu. Pada tahap kemajuan teknologi berikutnya, pupuk buatan menjadi salah satu sarana produksi yang dapat mengembalikan kesuburan lahan pertanian. Pada umumnya ada dua cara utama pengusahaan lahan pertanian. Usaha pertama ialah bercocoktanam, sedangkan usaha kedua ialah usaha peternakan. Akan tetapi usaha yang terbaik kiranya ialah campuran kedua kegiatan itu yang berimbang dan dinamakan pertanian campuran. Dalam sistem pertanian campuran ini sebagian hasil bercocoktanam diberikan sebagai makanan ternak atau pakan kepada ternak untuk menghasilkan protein hewani. Sebagian pakan itu akan tidak tercernakan dan sebagai pupuk kandang akan memperkaya kembali lahan pertanian dengan mineral hara dan bahan organik yang menggemburkan tanah. Selain itu tenaga hewan yang dipelihara pun dapat dimanfaatkan pada pengolahan tanah atau usaha pengangkutan hasil pertanian ke pasar.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 8
4. Usahatani Gurem Usahatani gurem bertujuan menghasilkan hasil pertanian untuk keperluan sendiri. Salah satu usahatani gurem yang sudah dibahas ialah sistem berladang. Jenis usahatani gurem kedua yang juga penting di negara kita ialah sistem bercocoktanam di atas lahan sawah, yaitu lahan yang diberi lapisan air yang mengalir pada sawah yang diairi, dan lahan yang diberi lapisan air tergenang, seperti pada sawah tadah-hujan. Tanaman yang dipelihara sudah tentu ialah padi yang menghasilkan beras sebagai sumber karbohidrat yang menghasilkan kalori di dalam menu makanan kita. Selain memiliki sawah itu, petani gurem biasanya memelihara berbagai macam tanaman keperluan sehari-hari di pekarangan rumahnya. Pekarangan ini adalah lahan kering di sekitar rumah yang ditanami. Bagian lahan di sekitar rumah yang tidak ditanami dan dibiarkan bera dinamakan halaman dan gunanya ialah untuk tempat pertemuan, tempat pengolahan pascapanen, lantai-jemur, dan tempat bermain anak-anak. Budidaya sawah mungkin sekali dikembangkan pada mulanya di India di sepanjang daerah pasang-surut tepi sungai-sungai besar seperti sekarang juga masih dapat dilihat di Muang Thai, Sumatera Selatan, dan Kalimantan Selatan dengan padi mengambangnya. Padi mengambang ini berkembang sebagai suatu penyesuaian di daerah pasang-surut seperti ini sebagai penyesuaian terhadap keadaan lingkungan. Dalam satu hari padi seperti ini batangnya mampu tumbuh satu sampai dua jengkal untuk mengimbangi naiknya air pasang. Kemudian, kepandaian bersawah itu menyebar ke Asia Tenggara dan di daerah yang berbukit-bukit dikembangkan menjadi pertanian sawah berteras yang sangat jelas dapat dilihat disekitar Garut, Bali, dan di luar negeri di Filipina. Pertanian padi sawah di Asia Tenggara pada mulanya adalah suatu sistem bercocoktanam yang padat karya akan tetapi tipis modal. Lahan diolah di dalam piringan sawah yang telah digenangi sehingga berbentuk lumpur. Air penggenang dapat berasal dari air hujan yang ditadah dari langit dan sawah seperti itu disebut sawah tadah-hujan. Air juga dapat berasal dari sungai dan sawah demikian disebut sawah irigasi. Penggenangan tanah dan pengubahan bentuk tanah menjadi lumpur adalah suatu usaha meniru kembali ekosistem mantap di daerah rawa di tepi sungai. Air sungai itu menjadi sumber hara mineral bagi tanaman padi yang dengan akarnya yang mencengkeram tanah juga meresap hara dari lumpur itu. Sama sekali tidak ada usaha mengadakan pemupukan tambahan. Selama pertumbuhan tanaman padi itu, semua gulma yang tumbuh di sekitar tanaman padi dan hama serta penyakit yang menganggu tanaman diberantas satu demi satu dengan
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 9 tangan. Yang dimaksudkan dengan hama ialah semua jenis hewan yang menganggu suatu pertanaman, seperti serangga, tikus dan babi, sedangkan yang dimaksudkan dengan penyakit ialah semua jenis tumbuhan yang menganggu pertanaman, seperti cendawan karat atau virus kerdil-rumput pada padi. Pemanenan padi di beberapa daerah dilakukan dengan memotong satu demi satu malai-malai yang sudah masak dengan pisau ketam yang dinamakan juga ani-ani. Dengan cara ini juga benih padi untuk pertanaman berikutnya dipilih dari malai-malai yang bernas yang tumbuh pada batang yang kekar dan tingginya sebatas pinggang para penuai padi itu. Lama-kelamaan terbentuklah jenis padi yang rasanya sesuai dengan kesukaan lidah setempat dan bentuknya juga cocok dengan kebiasaan bercocoktanam dan menuai para petani di tempat itu. Secara tidak sengaja para petani zaman dahulu telah melakukan apa yang disebut seleksi massa terhadap tanaman padinya sehingga terbentuklah jenis padi yang rasanya enak, bentuknya mudah dituai, tidak mudah rontok, dan dapat tumbuh dalam keadaan lingkungan yang tidak perlu diberi pemupukan tambahan. Padi seperti itu memang sangat cocok bagi petani yang bercocoktanam padi dengan maksud terutama menghasilkan padi untuk dimakan sendiri beserta keluarganya. Akan tetapi apabila pertanian dilakukan dengan cara ini, yaitu dengan maksud terutama menghasilkan hasil pertanian untuk keperluan sendiri saja, maka lahan yang diperlukan untuk mengusahakan hasil pertanian yang mencukupi bagi seluruh penduduk dunia ini menjadi sangat luas dan sama sekali tidak tersedia. Oleh karena itu sistem pertanian yang mantap dipandang dari segi kehidupan umat manusia secara keseluruhan seharusnya bukanlah sistem pertanian gurem dengan tujuan utama menghasilkan untuk keperluan sendiri melainkan sistem pertanian yang ditujukan untuk menghasilkan komoditi niaga. Dengan cara ini, sistem bercocoktanam dapat dilakukan dengan efisiensi penggunaan lahan dan tenaga yang sangat tinggi. Kalau petani gurem hanya dapat menghasilkan pangan bagi keperluan dirinya dan keluarga terdekatnya saja, maka petani pengusaha dengan cara berusahatani yang bersifat bisnis akan dapat menutupi permintaan bahan makanan bagi ratusan orang.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 10
BAB III PERTANIAN USAHA
1. Petani Gurem Pada mulanya pertanian di tanah air kita ini dilaksanakan sebagai usaha menghasilkan keperluan sehari-hari petani dari tanah tempatnya berpijak. Ketika itu setiap manusia pada dasarnya juga adalah petani yang besama-sama dengan orang tuanya, anaknya, dan pasangan hidupnya, mengelola tanah untuk mendapatkan bahan makanan nabati maupun hewani, serta keperluan hidup lain seperti bahan membuat rumah dan pakaian. Petani seperti itu kita tahu adalah petani gurem dan hidup dalam suatu sistem perekonomian tertutup. Lama-kelamaan keadaan seperti itu menekan berat di atas kehidupan mereka, karena apabila lingkungannya sudah berkembang, akan banyak hal-hal yang tadinya tidak dianggap keperluan hidup berubah menjadi keperluan hidup yang tidak dapat dihasilkan sendiri. Di dalam keadaan seperti itu petani gurem mencoba menyesuaikan diri dengan peralihan suasana. Ia mulai melihat bahwa ada apa-apa yang dihasilkan olehnya yang agaknya dapat dijual untuk dijadikan uang. Termasuk juga tenaganya yang pada masa-masa tidak ada kegiatan di ladang atau sawah dapat ditawarkannya untuk melakukan pekerjaan kasar di daerah perkotaan.
2. Rumah dan Halaman Pola pemukiman pada ketika itu terdiri atas kumpulan rumah yang didirikan berdekatan dan membentuk suatu kampung yang biasanya dikelilingi oleh batas berupa pagar hidup rumpun bambu. Di dalam kampung ini didirikan rumah-rumah yang masing-masing mempunyai halaman tempat bermain dan mengerjakan pekerjaan sehari-hari yang berkenaan dengan pengolahan lanjutan hasil pertanian, seperti menjemur padi dan kayu bakar serta menumbuk padi. Halaman itu kemudian dikitari oleh pekarangan.
3. Pekarangan Pekarangan disekitar rumah dan halaman ditanami dengan sangat tepat guna. Tanaman yang besar terdiri atas pohon buah-buahan seperti manggis (Garcinia mangostana), rambutan (Nephelium lappaceum), duku (Lansium domesticum), durian (Durio zibethinus), bisbul
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 11
(Diospyros discolor), gandaria (Bouca macrophylla), gowok (Eugenia polycephala), kecapi (Sandorium koetjape), lobi-lobi (Flacourtia inermis), serta pohon lain yang dapat dijadikan sumber sayuran teman nasi seperti nangka (Artocarpus integra), kelewih (Artocarpus communis), dan melinjo (Gnetum gnemon). Dapat pula ditanam pepohonan yang menghasilkan rempah-rempah seperti pala (Myristica fragrans) dan cengkeh (Eugenia aromatica). Di bawah tajuk pepohonan ini ditanam pepohonan dan perdu yang lebih kecil yang dapat menghasilkan buah seperti berbagai jenis jeruk (Citrus sp.), berbagai jenis jambu (Eugenia sp.), namnam (Cynometra cauliflora), dan salak (Salacca edulis); ramuan rempah- rempah untuk memasak seperti jahe (Zinger officinalis), lengkuas (Alpinia galanga), dan lada (Piper nigrum). Sebagian rempah-rempah ini juga berperan sebagai bahan obat-obatan sehingga pekarangan yang ditanami tanaman berkhasiat obat disebut juga apotek hidup. Sebagai tanaman di lapisan terendah dapat juga ditanam bahan sayuran seperti pepaya (Carica papaya), cabai (Capsicum sp.), bayam merah (Alternanthera amoena), bayam (Amaranthus sp.) dan kangkung darat (Ipomoea reptans). Bagaimana susunan jenis tumbuhan yang ditanam tentu saja berbeda-beda untuk setiap tempat bergantung pada keadaan iklim dan tanahnya. Tanaman pekarangan semacam yang disebutkan di atas itulah yang menjadi jembatan bagi petani gurem untuk beralih menjadi petani usaha. Apa yang dihasilkannya di sawah sebagian besar diperlukannya untuk keperluan hidupnya sendiri, akan tetapi apa yang dihasilkannya dari pekarangan akhirnya menjadi sumber penghasil uang tunai. Apalagi kalau tempat kediamannya dekat dengan kota. Dengan cara demikianlah kemudian orang mengenal apa yang disebut duku Condet, rambutan Binjai dan Stabat, durian Rancamaya, serta apel Malang. Kalau kita berjalan-jalan di Batu misalnya, boleh dikatakan setiap jengkal tanah dipekarangan rumah yang sempit sudah ditanami dengan dua tiga batang apel yang berbuah dengan lebat.
4. Pekarangan Tempat Menjinakkan Tumbuhan dan Hewan Semua tanaman yang ditanam di pekarangan itu asalnya tentu saja dari hutan dan kemudian dijadikan tanaman peliharaan. Demikian pula halnya dengan hewan yang dijadikan hewan piara dan dikandangkan di pekarangan, seperti kerbau, domba, dan kambing. Di tempat-tempat yang mudah mendapatkan air mengalir, di antara halaman dan pekarangan biasanya dibuat juga kolam tempat pemeliharaan ikan. Kalau di pekarangan kotoran kandang
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 12 ternak dijadikan pupuk penyubur tanaman pekarangan, maka ikan di kolam mendapatkan sisa- sisa makanan manusia yang dibuang ke dalam kolam. Satu hal yang dapat diamati dengan jelas ialah bahwa tanaman pangan seperti padi dan jagung tidak pernah di tanam di pekarangan. Tempatnya ialah di sawah atau tegalan di luar lingkungan pemukiman. Hanya di daerah transmigrasi baru saja hal itu dilanggar karena misalnya di daerah Sitiung dan Subulussalam padi, jagung, dan ubi kayu justru ditanam di pekarangan. Bahkan hampir tidak ada tersisa lahan untuk dijadikan halaman untuk melakukan kegiatan pascapanen seperti menjemur hasil pertanian dan menumbuk padi, serta mengadakan pertemuan bagi kegiatan ketetanggaan bagi orang dewasa dan kegiatan bermain bagi anak- anak. Alasannya mudah sekali karena dengan menanam padi dan tanaman pangan lainnya di sekitar rumah tugas menyelamatkannya dari hama babi menjadi lebih ringan.
5. Rempah-rempah Awal Mula Pertanian Usaha Beberapa dari antara tanaman pekarangan itu dahulu kala menjadi perhatian orang Eropa, seperti misalnya buah pala dan bunga cengkeh. Bahwa Columbus pada suatu ketika berani menentang arus pendapat bahwa dunia ini datar dan berlayar ke arah barat untuk mencari jalan lain ke nusa rempah-rempah berlandaskan perkiraan bahwa dunia ini bulat adalah berkat adanya rempah-rempah yang dihasilkan kepulauan Maluku. Untung saja setelah ia bertolak dari Palos di Spanyol pada tanggal 3 Agustus 1492 melalui kepulauan Canary, ia terdampar di pulau Karang Samana, di tenggara San Salvador dan di sebelah timur Kuba. Untunglah ia tersesat dan menemukan Amerika Serikat. Kalau saja tidak demikian halnya, Amerika Serikat mungkin ada di Indonesia, dan kita atau mungkin sekali hanya sebagian dari kita sekarang ini bermukim di cagar-cagar budaya Indian. Adanya rempah-rempah ini yang menjadi alasan untuk orang Belanda mendirikan Serikat Hindia Timur (Vereenigde Oost Indische Compagnie atau VOC) yang maksudnya berdagang akan tetapi akhirnya berkat kekuatan armadanya dan berkat tiadanya rasa persatuan di kalangan suku-suku bangsa di Indonesia ketika itu, menjadi penguasa mutlak untuk beberapa lamanya di kepulauan nusantara. Dari serikat dagang ini kemudian berkembang pemerintahan jajahan yang mengubah Nusantara ini menjadi Hindia Belanda yang menginduk ke negeri Belanda. Keuntungan dari perdagangan rempah-rempah itu pula yang membuka
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 13 kesempatan bagi Negeri Belanda untuk memupuk modal bagi pembangunan kerajaannya. Hal yang sama juga terjadi dengan Inggris yang mempunyai Serikat Hindia Inggris.
6. Tanaman Industri Dalam rangka mendukung program kolonialisme ini untuk menyediakan sumber bahan mentah bagi perindustrian di negeri Belanda didirikanlah perusahaan-perusahaan pertanian di seluruh wilayah Indonesia, terutama di Jawa dan Sumatra. Bibit teh telah dimasukkan ke Jawa sebelum tahun 1700 oleh Gubernur Jenderal Camphuys hanya sebagai pekerjaan iseng-iseng saja. Kemudian barulah dimasukkan bibit teh dari Jepang pada akhir abad ke-18 dan dalam awal abad ke-19. akan tetapi percobaan baru berhasil setelah didatangkan bibit teh yang berasal dari India, yaitu dari daerah Assam, pada tahun 1878. Inilah boleh dikatakan sumber semua perkebunan teh di Jawa, dan kemudian juga di Sumatera. Dataran rendah Jawa Barat terkenal sebagai tempat perkebunan karet, sedangkan bagiannya yang lebih tinggi dijadikan perkebunan teh dan ditempat yang lebih tinggi lagi selain teh juga ditanam kopi dan kina. Bahkan kina merupakan monopoli. Sampai sekarang salah satu wilayah perkebunan teh yang terbaik letaknya di dataran tinggi pengalengan. Di daerah ini pula hingga sekarang masih ditemukan perkebunan kina. Selain di Jawa Barat perkebunan teh juga dikembangkan di Jawa Tengah (Pekalongan, Semarang, Banyumas, Kedu, dan Surakarta), serta di Jawa Timur (Madiun, Kediri, Malang, dan Besuki). Sekarang sebagian besar perkebunan teh yang dapat bertahan hanyalah yang ada di dataran tinggi, karena semakin tinggi letak perkebunan teh itu semakin baik mutunya walaupun produksinya akan berkurang. Lagi pula sejak penyakit cacar teh (Exobasidium vexans) masuk ke Indonesia pada awal tahun limapuluhan, bercocoktanam teh di dataran tinggi yang agak rendah tidak menguntungkan lagi. Di Sumatera perkebunan teh masih bertahan di Sumatera Utara di sekitar Pematang Siantar, di Sumatera Barat, dan di Bengkulu serta Jambi (Kerinci). Perkebunan lain yang penting ialah perkebunan kelapa sawit, kopi, tembakau, dan tebu. Perkebunan kelapa sawit pusatnya di Sumatera Utara dan kini dikembangkan sampai ke Kalimantan Barat, sedangkan perkebunan kopi yang penting di Jawa terutama ada di sekitar Jember di Jawa Timur. Kopi juga dihasilkan oleh pengusaha swasta di Timor Timur, Sumatera, Bali dan Tana Toraja. Pada umumnya ada dua jenis kopi yang penting. Kopi
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 14 arabica ditanam di tempat-tempat yang di atas 1000 m dari permukaan laut sedangkan kopi robusta dapat ditanam di bawah ketinggian itu. Semakin tinggi tempat kopi arabica ditanam, semakin baik mutunya. Dahulu kopi arabica juga ditanam di tempat-tempat di bawah 1000 m dari permukaan laut. Dengan datangnya penyakit daun kopi Hemileia vastatrix yang terbawa dari daerah asal kopi di Amerika Selatan, kopi arabica tidak dapat lagi ditanam di bawah 1000 m dari permukaan laut. Daerah kopi arabica yang penting diantaranya adalah dataran tinggi Sidikalang dan Pakantan di Sumatera Utara, dataran tinggi Gayo di Nanggroe Aceh Darussalam, dan Tana Toraja. Kopi arabica yang berasal dari dataran tinggi Pakantan dikenal di luar negeri sebagai Mandheling coffee akan tetapi sekarang ada dalam keadaan yang merana karena di kampung itu penduduknya sebagian besar adalah orang yang berusia lanjut dan tidak sanggup lagi mendaki ke kebun-kebun di ketinggian di atas 1000 m. Karena itu mereka bertanam kopi di lahan yang dekat ke rumah, yaitu masih di dalam batas perkampungan pada ketinggian 900 m. Karena itu yang ditanam pun adalah kopi robusta. Lampung dan Bali adalah penghasil kopi robusta yang penting. Kopi jenis mana yang dianggap enak tergantung pada cara kita hendak meminumnya. Kopi arabica sangat baik untuk keperluan pembuatan kopi tersaring yang dibubuhi susu, sedangkan kopi robusta sangat cocok untuk diminum sebagai kopi tubruk. Penjual kopi tertentu mempunyai rumus campuran masing-masing bagi kopi yang mereka jual. Di Timor Timur dari kopi arabica dan robusta telah terjadi persilangan yang kemudian dikenal sebagai kopi arabusta. Di pasaran juga dikenal kopi yang diberi nama kopi luak. Pada mulanya kopi luak berasal dari biji kopi yang dikeluarkan kembali dari sistem pencernaan luak pemakan kopi. Karena luak hanya mau makan buah kopi yang sudah masak, dengan sendirinya biji kopi yang keluar lagi dari sistem pencernaannya terdiri atas biji yang berasal dari buah masak yang terpilih. Pemilihannya jauh lebih baik daripada pemilihan yang dapat dilakukan oleh para pemetik buah kopi. Tembakau pada mulanya merupakan komoditi sangat penting yang berasal dari Indonesia. Tembakau Deli misalnya tadinya adalah bahan penyalut luar serutu yang terbaik di dunia karena tipisnya dan kuatnya digulung tanpa mengalami keretakan. Tembakau daerah kesultanan atau Vorstenland digunakan sebagai lapisan pembungkus di bawah lapisan pembungkus luar, sedangkan tembakau Besuki terdiri atas dua macam. Tembakau yang di panen pada musim kemarau dinamakan tembakau panen-awal (Voor-oogst) yang
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 15 diselenggarakan oleh penduduk dan hasilnya terutama digunakan untuk membuat Cigaret. Jenis kedua adalah tembakau panen-akhir atau Naa-oogst yang diselenggarakan oleh perkebunan dan yang hasilnya sangat baik untuk membuat cerutu. Dahulu kala penanaman tembakau Deli dilakukan pada lahan yang setelah dipanen diberakan untuk menjadi hutan kembali selama delapan tahun. Setelah jangka waktu selama itu barulah lahan boleh dibuka kembali untuk ditanami tembakau. Dengan cara ini kualitas tembakau Deli dapat dipertahankan. Akan tetapi lama-kelamaan dengan pesatnya pertambahan penduduk cara bercocoktanam seperti itu tidak dapat dipertahankan lagi dan pendaur-ulangan lahan dipersingkat dengan akibat menurunnya kualitas tembakau. Sementara itu dengan teknologi pasca-panen daun tembakau dapat dibuat menjadi tipis dan kenyal sehingga dengan teknologi dapat diperoleh daun tembakau yang hampir sama mutunya dengan daun tembakau Deli. Dengan demikian ada pihak-pihak yang sudah dapat membuat daun tembakau salut-luar cerutu dengan proses yang lebih murah sehingga pengusahaan tembakau salut-luar cerutu di Deli mendapat saingan yang sangat berat. Karena itu sekurang ini banyak areal yang tadinya ditanami tembakau di Sumatera Timur diubah menjadi perkebunan sawit. Perluasan tanaman sawit di Indonesia sekarang dilakukan secara besar-besaran menggunakan teknologi canggih, yaitu teknik kultur jaringan. Dari meristem daun atau akar yang belum di diferensiasi, dengan menggunakan larutan hara tertentu dibiakkan jaringan callus, yaitu jaringan seperti yang terbentuk pada tepi kulit batang. Jaringan ini kemudian dipelihara dalam larutan hara lain untuk menumbuhkan pucuk. Setelah pucuk tumbuh jaringan kemudian dipelihara dalam larutan hara lain untuk menumbuhkan akar. Semuanya ini dilakukan dalam tabung-tabung yang ditempatkan dalam lemari-lemari yang dipanasi secara buatan dan diberi cahaya matahari buatan. Dengan cara ini dapat diperoleh bibit sawit dalam jumlah yang sangat besar dalam waktu yang singkat. Akan tetapi akhir-akhir ini di beberapa pertanaman ternyata muncul pohon-pohon yang menghasilkan tandan-tandan bunga yang hermafrodit. Seharusnya tandan bunga itu atau jantan atau betina. Dengan munculnya tandan hermafrodit, daya hasilnya menjadi sangat berkurang. Apa yang menyebabkan terjadinya perubahan seperti ini masih menjadi pertanyaan. Akan tetapi hal ini adalah suatu teladan tentang teknologi yang berkembang jauh lebih cepat daripada sains yang mendukungnya. Dalam hal teknik kultur jaringan ini agaknya para peneliti lebih terpesona untuk menemukan
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 16 cara-cara mendapatkan bibit dari meristem yang belum berdiferensiasi, tanpa mencoba memahami apakah dengan cara itu tidak akan muncul penyimpangan-penyimpangan yang disebabkan oleh adanya mutasi genetik di dalam sel-sel callus. Di Indonesia gula dihasilkan dari tebu sedangkan di Eropa dihasilkan dari bit. Budidaya tebu di Indonesia mula-mula diadakan di Jawa di dataran rendah yang mudah diairi. Bahkan sistem pengairan yang baik yang terdapat di daerah persawahan di Jawa dahulu dibuat oleh Pemerintah Hindia Belanda terutama untuk mendukung perusahaan perkebunan tebu yang menyewa sawah-sawah terbaik selama 18 bulan untuk bercocoktanam tebu. Perkebunan itu sendiri tidak memiliki lahan melainkan hanya bermodalkan emplasemen yang menjadi tempat kegiatan penggilingan tebu untuk mendapatkan niranya dan kemudian pembuatan gula dari nira tersebut. Pengolahan tanah untuk ditanami tebu sangat bersifat padat karya karena di petak- petak sawah dibuat alur-alur tempat stek batang tebu ditanamkan. Setelah tumbuh pada suatu ketika alur itu ditutup dan dibumbun menjadi guludan. Setelah 18 bulan tebu itu ditebas semuanya pada suatu saat ketika kadar niranya mencapai suatu maksimum dan kemudian segera digiling dan diolah. Cara budidaya ini dinamakan sistem Reynoso dan sangat berbeda dengan cara budidaya tebu yang dilakukan di Kuba dan di Hawaii. Di kedua tempat itu tebu setelah ditebas dibiarkan tumbuh kembali tunas atau ratoonnya untuk ditebas kembali setelah cukup besar. Hal ini dilakukan berkali-kali sampai produksinya mulai menurun. Baru diadakan pembongkaran dan penanaman kembali. Metode ini dinamakan sistem ratooning dan tidak terlalu banyak memerlukan tenaga kerja. Kekurangannya ialah bahwa produksinya memang tidak mencapai produksi setinggi yang dapat dicapai dengan metode Reynoso. Sistem pengusahaan perkebunan tebu seperti yang diwariskan oleh Belanda itu mempunyai segi negatif karena terlalu berpihak pada pengusaha dengan merugikan petani pemilik lahan. Karena itu sekarang ada pengaturan baru yang dikenal dengan metode TRI (Tebu Rakyat Intensifikasi). Dengan cara ini rakyat sendiri bercocoktanam tebu di atas lahannya sendiri dan kemudian menjualnya ke penggilingan tebu. Akan tetapi karena hasil akhir sangat ditentukan oleh kadar nira tebu sewaktu ditebas dan oleh kecepatan mengolah tebu itu di pabrik sebelum kadar nira turun karena fermentasi. Tebu rakyat intensifikasi ini banyak mengalami kerugian hasil yang disebabkan karena tidak dapat memanfaatkan saat panen dan giling yang tepat.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 17
Dari apa yang telah dibahas dapat kita simpulkan bahwa perusahaan pertanian perkebunan yang bentuknya sebenarnya telah dimantapkan sejak lama, pada saat ini dan dimasa depan tetap harus mengalami peninjauan dan penyesuaian terhadap keadaan lingkungan sosial dan keadaan pasar. Perkebunan tebu misalnya sekarang ini sedang diusahakan untuk dialihkan ke lahan-lahan di luar Jawa dengan menggunakan sistem anakan atau ratooning.
7. Pengalihan Pertanian Gurem Menjadi Usahatani Penghasilan hasil pertanian untuk bahan pangan seperti padi-padian sampai beberapa waktu yang lalu lebih bersifat usaha untuk memenuhi keperluan sendiri yang dapat kita juluki pertanian gurem. Dengan meningkatnya penduduk dunia cara menghasilkan bahan pangan seperti ini tentu saja menimbulkan masalah kurang gizi karena munculnya kelaparan dimana- mana. Sebenarnya di Indonesia sejak tahun tiga puluhan telah diadakan usaha memperbaiki jenis padi sehingga dapat memberikan hasil yang lebih tinggi. Usaha ini dilakukan di kebun percobaan padi di Bogor oleh Van der Meulen dan Hadrian Siregar. Pemulia-pemulia padi yang sekarang bekerja di Bogor sebagian besar adalah didikan Hadrian Siregar yang karena ketekunannya menemukan padi unggul baru dianugerahi Bintang Mahaputera oleh Pemerintah dan Doctor Honoris Causa oleh Institut Pertanian Bogor, dan oleh International Rice Research Institute (IRRI) diberi Piagam Penghargaan selaku Peneliti Padi Utama secara anumerta. Filsafat pemuliaan tanaman yang mula-mula dianut oleh Van der Meulen dan Siregar ialah menemukan jenis unggul baru yang dapat menghasilkan tinggi pada lingkungan yang tidak perlu dipupuk. Filsafat ini diikuti dengan anggapan bahwa para petani tidak mampu membeli pupuk untuk pemeliharaan sawah mereka. Filsafat ini masih menggunakan pemikiran bahwa petani itu bukan usahawan. Akan tetapi di seberang lautan, di Meksiko suatu satuan tugas pemulia tanaman yang berasal dari 17 bangsa di bawah pimpinan ahli agronomi Amerika Serikat Norman Borlaug menggunakan suatu filsafat yang lain untuk mengembangkan gandum dan jagung yang mampu menghasilkan tinggi dan tahan serangan penyakit. Filsafat ini kemudian dikembangkan pula untuk padi dengan didirikannya Lembaga Penelitian Padi Internasional di Los Banos, Filipina. Lembaga ini dikenal dengan nama International Rice Research Institute atau IRRI. Semuanya ini mendapat dukungan dana mula- mula dari Yayasan Rockefeller, dan kemudian juga dari sumber-sumber lain. Sebenarnya IRRI
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 18 tadinya dipertimbangkan untuk ditempatkan di Bogor, akan tetapi karena keadaan politik ketika itu tidak menentu di Indonesia, akhirnya Filipina-lah yang beruntung menjadi tuan rumah bagi IRRI. Adanya IRRI di Los Banos adalah juga suatu keuntungan besar bagi perkembangan ilmu-ilmu pertanian di Universitas Filipina Los Banos yang perhatian utamanya adalah ilmu-ilmu pertanian. Filsafat pembuatan jenis unggul baru yang diikuti oleh mazhab pemulia tanaman Norman Borlaug ialah mencari jenis tanaman yang bentuknya cocok untuk dapat menangkap dan mengubah energi surya menjadi karbohidrat, pada keadaan tanah yang dibuat sesubur- suburnya, dan tahan akan serangan hama dan penyakit. Umurnya pun harus dipersingkat sehingga dalam setahun petani dapat memanen lebih dari sekali. Dalam hal padi telah dikembangkan jenis padi yang dapat ditanam tiga kali dalam setahun asal saja keadaan pengairan terjamin. Hasil pemikiran Borlaug inilah yang mencetuskan apa yang dikenal sebagai Revolusi Hijau yang dalam kurun waktu 1950-1980 membuat banyak negara dunia ketiga mampu berusaha menjadi berswasembada pangan, termasuk Indonesia. Untuk itu Norman Borlaug menjadi penerima anugerah Nobel pada tahun 1970. Dengan adanya jenis unggul baru ini sistem budidaya pertanian berkembang sehingga petani bukan saja dapat memenuhi keperluan dirinya sendiri akan tetapi juga mendapat tambahan penghasilan yang dapat dipakai untuk pembentukan modal dan perbaikan mutu kehidupan. Sudah tentu ada kekurangan-kekurangan yang terjadi karena misalnya petani yang sangat gurem karena pemilikan lahannya sangat kecil. Walaupun hasil pertaniannya sudah meningkat, masih saja belum dapat mencukupi keperluan hidupnya sehari-hari. Sedangkan petani kaya sebagai akibatnya menjadi lebih kaya lagi. Dengan perkataan lain, memang terjadi kenaikan hasil padi per satuan luas, akan tetapi tidak terjadi kenaikan produktivitas diukur per satuan tenaga kerja. Hal ini termasuk gejala yang disebut involusi pertanian oleh Clifford Geertz.
8. Hortikultura Jauh sebelum para petani padi di Indonesia mengenal sarana produksi pertanian seperti pupuk dan obat pemberantas hama dan penyakit. Para petani sayuran dan buah-buahan sebenarnya sudah lebih dahulu menggunakan sarana produksi seperti itu. Petani sayuran dan
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 19 buah-buahan pada mulanya hanya dapat berkembang usahanya di dekat kota-kota besar yang padat penduduknya, karena untuk pemasaran sayuran dan buah-buahan itu diperlukan pasar yang dekat. Hal itu disebabkan karena sayuran dan buah-buahan tidak tahan lama. Sekarang ini pola itu mulai berubah karena teknologi pascapanen sudah mulai berkembang sehingga cara mengemas dan cara menyimpan bahan kemasan di dalam ruang yang disejukkan sangat membantu para petani sayuran dan buah-buahan untuk memasarkan hasil pertaniannya ke tempat yang lebih jauh. Daerah produksi sayuran dan buah-buahan penting di Indonesia ialah misalnya Tanah Karo untuk daerah pemasaran Medan dan Singapura, Bukit Tinggi untuk Padang, Pengalengan untuk Bandung, Bogor, dan Jakarta, Puncak/Sindanglaya untuk Bogor dan Jakarta, Batu untuk Malang dan Surabaya. Salah satu kelemahan dalam peningkatan mutu hasil pertanian sayuran dan buah- buahan atau hortikultura ialah bahwa jenis-jenis unggul baru belum cepat dapat dimanfaatkan oleh para petani karena belum banyak pengusaha yang berani menanamkan modalnya dalam bidang penangkaran bibit unggul tanaman buah-buahan. Memang untuk buah-buahan diperlukan waktu yang lebih lama untuk menemukan bibit unggul baru dan diperlukan waktu yang lebih lama lagi untuk memperbanyak bibit unggul itu karena sifat tanaman yang umurnya lebih dari setahun. Hal ini menjadi tantangan bagi kita, apalagi karena di Muang Thai pihak swastalah yang berperan mengembangkan pertanaman sayuran dan buah-buahan. Anggur hijau yang dihasilkan oleh Muang Thai misalnya tidak kalah mutunya dengan yang dihasilkan di Eropa atau Australia. Kuncinya ialah penemuan bibit yang baik dan cara penggunaan sarana produksi pertanian yang tepat. Bukan saja anggur yang telah mereka kembangkan dengan baik. Buah-buahan asli Indonesia telah mereka perbaiki sehingga kita sekarang tergila-gila akan durian Bangkok dan jambu Bangkok. Kalau kita disini menggunakan kata Bangkok sebagai penunjuk mutu buah yang baik, di Bangkok kebalikannya mereka menggunakan kata ”Jawa” untuk menunjukkan suatu gulma yang membuat kepala mereka pusing, yaitu Eceng gondok (Eichornia crassipes), yang memperdangkal saluran air di seluruh kota Bangkok. Padahal yang membawa eceng gondok itu kesana pada tahun tigapuluhan dari Kebun Raya Bogor adalah Raja Rama V yang terpesona akan bunganya yang berwarna ungu kebiru-biruan. Boleh juga kita ketahui bahwa mangga Filipina yang sekarang menjadi komoditi ekspor telah berhasil diatur pembungaannya sehingga musim mangga sekarang diadakan
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 20 bergiliran untuk berbagai provinsi. Dengan cara itu persediaan mangga untuk ekspor selalu ada. Mangga Filipina ini sebenarnya dimasukkan ke Filipina oleh ahli botani Filipina Dr. Valmayor pada tahun 1938 dari Jawa Timur. Di tempat aslinya ini mangga tersebut dikenal dengan nama ”Si Manalagi”. Kalau kita mempunyai kesempatan berjalan-jalan di dataran tinggi Atherton di Queensland Utara, Australia, kita akan terpesona melihat begitu banyaknya pohon mangga yang mereka tanam dan sudah menjadi komoditi ekspor. Pagar rumah pun ditumbuhi pohon markisa (Passiflora sp.), sehingga pada suatu ketika kalau kita tidak hati-hati, bukanlah suatu kemustahilan kalau kita di Ujung Pandang atau Medan terpaksa minum sirup yang di impor dari Australia. Mengapa? Karena markisa telah punah di Indonesia sebab tidak dipelihara. Bagi orang Australia hal itu bukan suatu kemustahilan, karena mereka sudah mengirim kerbau ke Indonesia, mengekspor bir kembali ke Jerman, dan memasok unta bagi Saudi Arabia. Apakah kita akan membiarkan kekayaan alam kita punah di Indonesia tetapi berkembang di negara lain?
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 21
BAB IV ENERGI BAGI MANUSIA
1. Fotosintesis Dalam peristiwa fotosintesis, klorofil dalam tumbuhan hijau mengikat energi surya yang sebenarnya adalah energi elektromagnetik melalui pembentukan karbohidrat dari karbondioksida dan air. Karbohidrat ini menjadi dasar pembentukan bahan organik lainnya, yang kemudian dapat dimanfaatkan manusia. Akan tetapi juga bahan organik ini dapat berubah menjadi bahan organik fosil dan tersimpan beribu-ribu tahun lamanya serta berubah menjadi minyak bumi, gas alam, dan batubara. Ketiga jenis bahan organik fosil ini dihasilkan tumbuhan hijau dan hewan yang hidup dari tumbuhan hijau itu secara langsung atau tak langsung berjuta-juta tahun yang lalu dan sekarang juga menjadi sumber energi yang diperebutkan oleh manusia di dunia ini (minyak bumi). Energi kimia yang diikat tumbuhan hijau melalui fotosintesis dalam bentuk karbohidrat itu adalah sumber energi kehidupan makhluk hidup seperti manusia dan hewan. Akan tetapi energi kimia yang tersimpan sebagai hasil fotosintesis dalam bentuk bahan bakar fosil sampai saat ini adalah penggerak utama berbagai bentuk kerja yang dilakukan di bumi ini. Minyak bumi yang diubah menjadi bensin, minyak tanah, dan solar misalnya digunakan sebagai bahan bakar penggerak kendaraan bermotor di darat, laut, maupun udara. Solar juga dapat digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik. Tenaga listrik ini dapat dijadikan penggerak mesin-mesin industri dan mesin-mesin peralatan perkantoran dan rumah tangga. Semuanya ini tidak langsung berasal dari energi surya.
2. Energi Surya Sebagai Sumber Energi Mekanik Matahari juga dapat menghasilkan energi untuk kepentingan manusia melalui perubahan bentuk energi elektromagnetiknya menjadi energi fisik yang bersifat mekanik. Hal itu dapat terjadi karena panas matahari dapat menggerakkan massa udara dan air. Pergerakan massa udara terjadi dengan munculnya angin. Angin muncul karena dipermukaan bumi terjadi perbedaan tekanan udara. Seperti kita ketahui hal itu terjadi karena daratan pada siang hari menjadi lebih cepat panas daripada perairan dan pada malam hari lebih cepat mendingin
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 22 daripada perairan. Perbedaan suhu di atas dua macam permukaan bumi ini menimbulkan perbedaan tekanan udara yang menimbulkan angin sebagai gerakan udara. Energi kinetik angin ini dapat ditampung melalui baling-baling yang dihubungkan ke suatu generator listrik untuk membangkitkan listrik. Dapat pula baling-baling itu menimbulkan energi mekanik seperti misalnya pada kincir angin yang memompa air atau menggiling gandum. Hal yang sama juga dapat terjadi di lautan dan perpindahan massa air karena perpindahan massa udara dipermukaannya menimbulkan gelombang yang mengandung energi kinetik. Sekarang ini telah diciptakan turbin-turbin yang dapat menyadap energi gelombang menjadi energi listrik. Dengan demikian energi surya pun telah dapat disadap melalui perubahan menjadi energi kinetik berupa arus gelombang laut. Sinar matahari juga bekerja menguapkan air dari permukaan bumi yang kemudian dikumpulkan menjadi awan. Awan ini dibawa angin naik menuju puncak gunung dan dalam proses pengangkutan itu mengalami pendinginan dan pengembunan. Terjadilah hujan. Dengan demikian sebagian air dari laut dipindahkan ke pegunungan sehingga energi surya itu telah berubah menjadi energi potensial melalui air yang mengalir kembali ke laut dan sebelum sampai di laut ditampung dahulu di danau-danau buatan yang telah dilengkapi dengan turbin penggerak air. Turbin ini kemudian membangkitkan energi listrik. Hal seperti itu kita lihat misalnya di Jatiluhur, Asahan, Karang Kates, dan Cirata.
3. Energi Panas Matahari Energi elektromagnetik matahari dapat pula diubah menjadi energi termal. Hal itu misalnya terjadi dengan usaha-usaha pengeringan hasil panen langsung di bawah sinar matahari atau di dalam kotak-kotak hitam yang disuruh menyerap energi surya untuk membangkitkan panas. Energi panas yang dapat dibangkitkan oleh matahari ini juga dapat memanaskan permukaan lautan sehingga lapisan air laut di atas menjadi lebih panas daripada lapisan di bawahnya. Dengan kata lain, ada suatu gradien termal antara lapisan air laut di permukaan dengan lapisan air di bagian dalam laut. Lapisan air laut yang panas itu dapat dipakai untuk menguapkan suatu cairan yang mudah menguap, misalnya amoniak. Sewaktu menguap amoniak ini disalurkan melalui suatu turbin untuk menggerakkan turbin itu. Setelah selesai menggerakkan turbin itu uap ammoniak itu dicairkan kembali melalui pendinginan dengan air laut dingin yang dipompakan ke permukaan laut dari bagian laut yang dalam.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 23
Turbin yang digerakkan oleh adanya gradien termal antara lapisan air laut di permukaan dan di kedalaman menjadi perantara mengubah energi surya yang telah disimpan sebagai gradien termal di dalam air laut menjadi energi listrik. Karena pengubahan energi termal lautan memerlukan perbedaan suhu kira-kira 20oC, penyadapan energi termal lautan ini hanya dapat dilakukan di sekitar katulistiwa, termasuk di wilayah Nusantara ini.
4. Energi Geotermal atau Energi Panas Bumi Selain melalui energi surya, kita dapat pula menyadap energi dari dalam bumi. Energi geotermal ini membangkitkan panas yang memanaskan air dan batuan di dalam tubuh bumi. Air yang panas ini kemudian dapat menimbulkan mata air panas yang energinya dapat disadap melalui pembangkit listrik tenaga uap. Salah satu negara yang banyak menggunakan energi termal seperti ini adalah Selandia Baru. Kita pun sudah mulai merintis penggunaannya. Salah satu tempat yang memberi harapan adalah daerah sekitar Gunung Salak.
5. Energi Gravitasi Adanya dua massa yang besar akan menimbulkan saling tarik-menarik. Energi gravitasi seperti ini menimbulkan peristiwa pasang-surut yang adalah suatu gerakan massa air. Gerakan massa air ini adalah energi mekanik kinetik dan potensial yang dapat diubah melalui suatu turbin menjadi energi listrik. Usaha pertama mengubah energi gelombang pasang-surut ini telah dilakukan di Perancis pada tahun-tahun enampuluhan. Pembangkit listrik tenaga gelombang pasang di St. Malo, Perancis ini menghasilkan listrik 500 MW setahunnya. Tentu saja muncul persoalan pelestarian lingkungan hidup, karena pembangkit listrik itu dibangun di sekitar muara sungai tempat bertelur dan menetasnya berbagai jenis makhluk hidup. Hal ini adalah suatu contoh masalah terganggunya kesetimbangan lingkungan karena masuknya suatu teknologi baru.
6. Energi Nuklir Bentuk energi lain yang dapat dimanfaatkan ialah energi nuklir atau energi inti yang berasal dari energi yang terkandung dalam atom itu sendiri. Kita tahu bahwa suatu atom tersusun atas suatu inti yang dikitari oleh elektron-elektron bermuatan negatif. Inti itu terjadi atas perpaduan erat proton-proton bermuatan positif dengan neutron-neutron yang tidak bermuatan. Muatan negatif elektron suatu atom biasa diimbangi oleh muatan positif intinya
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 24 sehingga atom itu sendiri bersifat netral. Sewaktu inti terbentuk dari kedua jenis zarrah pembentuk inti atau nukleon ini, haruslah sebagian kecil sekali dari massanya dihilangkan yaitu di sekitar beberapa peroktiliun (10-27) gram, yang diubah menjadi energi. Energi ini setara dengan jumlah energi yang diperlukan untuk mengikat nukleon-nukleon itu menjadi satu dalam bentuk inti, dan disebut energi pengikat. Energi pengikat nukleon ini terkecil untuk atom yang ringan dan meningkat dengan bertambahnya ukuran inti. Besarnya energi pengikat ini meningkat sampai mencapai ukuran inti besi yang mengandung 56 zarrah di dalam intinya. Setelah itu energi pengikat itu menurun lagi perlahan-lahan untuk atom-atom yang lebih berat. Demikianlah energi pengikat zarrah-zarrah di dalam inti Uranium 235 lebih rendah daripada energi pengikat unsur-unsur lain yang lebih ringan seperti besi dan timah. Kalau suatu nukleus berat seperti Uranium 235 dipisah, akan terjadi dua buah inti baru yang lebih kecil, akan tetapi yang masing-masing mempunyai energi pengikat yang lebih besar daripada energi pengikat atom uranium yang semula. Oleh karena itu harus terjadi pengubahan sedikit massa menjadi energi. Energi yang dilepaskan inilah yang dimanfaatkan sebagai energi nuklir. Usaha pertama menghasilkan energi nuklir melalui pemecahan atom secara terkendali dilakukan oleh ahli fisika Italia bernama Enrico Fermi di Universitas Chicago pada tanggal 2 Desember 1941. Prinsip pembangkitan energi nuklir itu adalah melalui pemboman atom Uranium 235 dengan neutron. Pemboman ini mengubah atom Uranium 235 menjadi Uranium 236 yang tidak stabil. Uranium 236 ini memecah diri menjadi atom-atom yang intinya lebih kecil. Dalam proses ini dilepaskan pula neutron yang tiba gilirannya membom atom Uranium 235 lainnya. Terjadilah reaksi berantai dan muncullah sejumlah besar energi. Reaksi berantai inilah yang telah berhasil dikendalikan oleh Enrico Fermi. Penemuannya inilah kemudian yang menjadi dasar pembuatan reaktor nuklir. Salah satu kegunaan reaktor nuklir ini adalah untuk membangkitkan tenaga listrik. Salah satu pembangkit listrik tenaga nuklir yang terkenal ialah PLTN Three Miles Island di Harrisburg, Pennsylvania, yang pada tahun 1979 menimbulkan musibah karena mengalami kebocoran sehingga mencemarkan atmosfer dengan limbah radioaktif. Akan tetapi bagaimana pun juga berbahayanya penggunaan tenaga nuklir ini, pada akhirnya kalau manusia sesudah kekurangan sumber energi, ia akan menggunakan
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 25 juga. Yang diusahakannya sudah tentu ialah agar semua proses pembangkit tenaga nuklir ini diperbaiki sehingga lebih aman. Karena sebelum mencapai ukuran inti besi 56 energi pengikat suatu atom meningkat dengan bertambah besarnya nukleus, maka selain dari pemecahan atom juga dapat dihasilkan energi dari pemaduan dua atom menjadi satu atom. Hal itu misalnya dapat dilakukan apabila dua atom Hidrogen dipadukan dan diubah bentuknya menjadi inti Helium. Pemaduan atom- atom Deuterium atau atom Deuterium dengan isotop hidrogen yang lebih berat lagi, yaitu Tritium, dapat pula menghasilkan energi karena pembentukan inti yang lebih besar dengan energi pengikat yang lebih besar daripada inti-inti penyusunnya.
7. Sumber Energi Utama Berubah dengan Tingkat Peradaban Dalam peradaban manusia primitif hanya ada satu sumber energi yang digunakannya untuk keperluan hidupnya, apakah itu sumber energi untuk makan, untuk memasak, untuk bekerja, ataukah untuk bepergian. Untuk makan, sumber energi yang dipakainya berupa karbohidrat yang dihasilkan oleh tumbuhan. Selain itu ia juga memerlukan protein dalam susunan makanannya. Protein itu sebagian besar dihasilkan oleh hewan, yang pada gilirannya memerlukan energi untuk tumbuh dan berkembangbiak. Energi untuk keperluan ini diambil oleh hewan dari tumbuhan atau hewan lain sebagai makanannya. Untuk bekerja di ladang misalnya, manusia menggunakan tenaganya secara langsung. Kalau pun ia sudah mendapat alat bantu seperti bajak, tenaga penarik bajak itu ialah hewan juga yang mengambil energinya dari tumbuhan pula. Demikian pula halnya kalau manusia bepergian. Kendaraan yang digunakannya ialah hewan tunggang atau kereta yang ditarik hewan. Dengan meningkatnya peradaban manusia ia mampu menciptakan alat bantu yang menggunakan sumber energi yang bukan berasal dari energi matahari, misalnya kincir air, kincir angin, dan perahu layar. Makin meningkat lagi peradabannya, energi dari sumber yang lain pula dapat digunakannya, dan makin sedikit saja ia menggunakan energi matahari secara langsung untuk keperluan kehidupannya selain untuk keperluan pangan. Hal itu memang merupakan suatu keharusan, karena sementara itu populasi manusia yang menghuni bumi ini meningkat dengan pesat, yang juga berarti bahwa keperluan bahan makanan pun meningkat berlipat ganda.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 26
Karena itulah telah diuraikan suatu ringkasan tentang berbagai sumber energi yang dapat dimanfaatkan manusia. Sumber energi yang sangat penting bagi manusia karena menyangkut sumber makanan ialah energi matahari yang melalui fotosintesis menghasilkan energi kimia untuk sumber energi kehidupan manusia. Oleh karena itu peristiwa fotosintesis ini akan kita telaah lebih lanjut, juga dalam hubungannya dengan berbagai faktor alam yang dapat mempengaruhinya agar dapat berlangsung dengan lebih efisien menghasilkan hasil pertanian yang tidak dapat digantikan peranannya oleh produk-produk yang dibuat menggunakan bentuk energi lainnya. Namunpun demikian, banyak sekali bentuk energi lainnya itu yang sifatnya tidak terbarukan dan pada suatu ketika akan habis. Ada pula bentuk energi lainnya itu yang sifatnya mencemarkan lingkungan hidup, seperti misalnya energi yang berasal dari minyak bumi dan energi nuklir. Karena itu persoalan pemanfaatan berbagai jenis energi oleh manusia untuk keperluan menunjang kehidupannya adalah masalah yang sangat penting dibahas berdasarkan berbagai pandangan dan pertimbangan. Karena itulah apabila kita berbicara mengenai pemanfaatan energi surya untuk kepentingan hidup manusia, kita tidak dapat melepaskan diri dari permasalahan penggunaan bentuk energi lainnya sebagai sumber energi pengganti maupun sebagai sumber energi yang dapat digantikan oleh energi hasil panenan dari sinar surya, bergantung pada pilihan mana yang lebih menguntungkan bagi manusia.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 27
BAB V BAHAN PANGAN MANUSIA
1. Keanekaragaman Jenis Pangan Berkurang Pada Manusia Modern Manusia purba bergantung pada beraneka-ragam jenis tumbuhan dan hewan sebagai sumber makanannya. Sewaktu ia hidup mengembara pola makannya ditentukan oleh jenis bahan makanan yang ditemukannya atau dapat diburu olehnya dalam pengembaraannya itu. Begitu ia mulai menetap hanya sebagian saja tumbuhan dan hewan yang dijinakkannya. Begitu ia mulai menjinakkan berbagai jenis tumbuhan dan hewan liar di sekitar tempat pemukimannya, jenis makanannya mulai terbatas. Ia akan cenderung memilih macam tumbuhan dan hewan yang mudah dipelihara, mudah diolah, mudah disimpan dan diawetkan, serta mempunyai manfaat yang paling banyak seperti memilih tumbuhan bebijian (serealia dan kekacangan) yang menghasilkan terbanyak pada keadaan tanah yang tersedia secara alami, dan yang hasilnya itu paling mudah dan tahan disimpan. Ia hanya akan menanam tanaman umbi-umbian (uwi atau gadung) kalau keadaan terpaksa, karena masa tanamnya lebih lama, sedangkan hasilnya tidak tahan lama disimpan. Pada kelompok masyarakat yang budidayanya berpola pemanfaatan lahan kering, tumbuhan yang diandalkannya untuk menghasilkan sumber pati atau karbohidrat lebih beragam dan sangat bergantung pada musim. Di bagian barat Indonesia dapat diharapkan bahwa pada musim penghujan ia akan bertanam padi dan jagung di ladangnya, sedangkan untuk menunggu sampai ladangnya berhasil ia juga bertanam umbi-umbian seperti ubijalar, ubikayu, dan keladi. Makin ke timur jagung dan umbi-umbian makin menjadi penting sedangkan di Indonesia bagian timur sagu yang diambil dari inti batang sagu (Metroxylon sago) merupakan sumber karbohidrat utama. Kalau manusia primitif Indonesia dahulu mengandalkan sumber makanannya yang berupa daging dari hewan perburuan, maka lambat laun mereka mulai mengurung berbagai jenis hewan dalam keadaan setengah liar di dalam hutan yang berdekatan dengan tempat pemukiman. Hewan yang diperlakukan seperti itu dan hingga sekarang masih dapat ditemukan walaupun sudah semakin jarang ialah kawanan kerbau setengah liar, yang misalnya dapat ditemukan di beberapa tempat di Sumatera, Nusa Tenggara Timur, dan Sulawesi.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 28
Pengkhususan sumber bahan makanan lebih berlanjut lagi di daerah-daerah yang menerapkan budidaya persawahan. Makanan manusia di tempat-tempat seperti itu menjadi makin terbatas jenisnya menjadi padi dan palawija, sedangkan hewan piaraan terutama ialah kerbau, sapi, kambing, domba, dan unggas. Apabila suatu masyarakat makhluk hidup makanannya bergantung dari berbagai macam sumber, masyarakat itu lebih luwes menghadapi keperluan makanannya. Kebalikannya, apabila masyarakat itu makanannya tergantung pada satu jenis sumber saja, maka kemampuannya untuk dapat bertahan sebagai makhluk hidup hanya tergantung pada satu sumber. Ada saja timbul malapetaka dengan sumber makanannya itu, masyarakat itu akan menghadapi kesulitan mencukupi keperluan makanannya. Karena itu juga pengkhususan sumber pangan yang terjadi dengan manusia Indonesia yang hanya menganggap sudah makan hanya setelah makan nasi, membuat beras menjadi faktor keperluan hidup yang sangat penting di Indonesia. Karena itu pulalah sudah lama diusahakan agar bangsa Indonesia dapat menganekaragamkan bahan pangannya, yang sampai sekarang belum berhasil. Faktor-faktor yang menyebabkan hal itu diantaranya ialah: rasa nasi yang enak sehingga hanya memerlukan laut-pauk yang sederhana sebagai makanan pendamping, cara mengolahnya yang mudah, daya tahannya terhadap penyimpanan apakah berupa padi, gabah, atau beras, tingginya kadar proteinnya sehingga lauk-pauk tambahan untuk menyukupi keperluan protein hanya sedikit, dan bentuknya yang padat sehingga mudah dikemas dan diangkut.
2. Tanaman dan Ternak Utama di Dunia Dengan adanya pengkhususan bahan pangan, maka ada beberapa jenis tumbuhan dan hewan dihasilkan dalam jumlah yang besar di seluruh dunia ini. Tumbuhan yang sengaja ditanam manusia untuk mendapatkan hasil dinamakan tanaman, sedangkan hewan yang dipelihara manusia dengan sengaja untuk mendapatkan hasil dari tubuhnya disebut ternak. Ada 30 jenis tanaman di dunia ini yang menghasilkan tidak kurang dari 10 juta ton, yaitu seperti yang tercantum pada Tabel 1. Tampaklah bahwa dari 30 jenis tanaman itu ada tujuh macam yang menghasilkan masing-masing tidak kurang dari 100 juta ton. Kalau hasil ini dijumlahkan untuk ketujuh macam tanaman itu maka hasilnya akan melampaui hasil keseluruhan 23 jenis tanaman lainnya. Data ini diteliti hingga tahun 1976 akan tetapi dapat
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 29 mengalami perubahan pada masa ini, terutama untuk 23 jenis tanaman yang menghasilkan kurang dari 100 juta ton.
Tabel 1. Tiga Puluh Tanaman Utama Dunia No Macam Tanaman Hasil Dalam Juta Ton/Tahun 1 Gandum 360 2 Padi 320 3 Jagung 300 4 Kentang 300 5 Barli 170 6 Ubi Jalar 130 7 Ubi Kayu 100 8 Anggur 60 9 Kedelai 60 10 Oats (Haver) 50 11 Sorgum 50 12 Tebu (Gula) 50 13 Jawawut 45 14 Pisang 35 15 Tomat 35 16 Bit (Gula) 30 17 Rai 30 18 Jeruk orange 30 19 Kelapa 30 20 Minyak Biji Kapas 25 21 Apel 20 22 Uwi 20 23 Kacang Tanah 20 24 Semangka 20 25 Kubis 15 26 Bawang 15 27 Buncis 10 28 Ercis 10 29BijiBungaMatahari 10 30 Mangga 10 Dikutip dari: Harlan, J. R. 1976. The Plants and Animals that Nourish Man. (Dalam Food and Agriculture, A Scientific American Book)
Untuk ternak ada Enam sumber utama penghasil daging. Seperti yang tercantum pada Tabel 2. berikut:
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 30
Tabel 2. Enam Jenis Ternak Penghasil Utama Daging No Jenis Ternak Hasil Daging Dalam Juta Ton/Tahun 1 Babi 42.5 2 Sapi 42.0 3 Unggas 20.7 4 Domba 5.4 5 Kambing 1.4 6 Kuda 0.7 Dikutip dari Harlan (1976)
3. Asal-Usul Tanaman Dari mana asal tanaman yang sekarang merajai dunia sebagai penghasil bahan makanan bagi manusia? Seorang ahli genetika Rusia bernama Vavilov dari Leningrad, selama 20 tahun dari tahun 1916 hingga tahun 1936 bekerja menelusuri kembali karya Alphonse de Candolle yang diterbitkan pada tahun 1822 dengan judul Origin of Cultivated Plants. De Candolle berkesimpulan bahwa iklim yang sesuai serta adanya kerabat liar merupakan petunjuk tempat asal tanaman tertentu, apalagi jika ada petunjuk-petunjuk sejarah. Vavilov dengan menggunakan teknik-teknik yang lebih baru dan atas dasar koleksi tumbuhan yang lebih lengkap mencakup wilayah yang lebih luas, selama 20 tahun itu memperbaiki kesimpulan de Candolle. Vavilov, mengambil kesimpulan bahwa pusat-pusat asal suatu tanaman dicirikan oleh adanya keragaman bentuk tanaman yang sangat luas. Ketika beberapa tumbuhan menyebar keluar dari pusat asal itu sebagai tanaman yang dibudidayakan atau kultivar, beberapa genotipe menjadi tanaman yang berhasil dan mendominasi populasi. Hal ini berarti bahwa di daerah itu gen-gen milik kultivar itu menjadi yang terbanyak ditemukan dengan gen-gen resesif hanya mungkin muncul di tepi daerah sebaran kultivar itu. Menurut Vavilov peyebaran jenis tanaman ke seluruh muka bumi yang dapat ditumbuhi tumbuhan tidaklah merata. Misalnya saja suatu wilayah sempit yang mencakup dua negara kecil di Amerika Tengah, yaitu San Salvador dan Costa Rica, memiliki jumlah spesies asli yang sama banyaknya dengan seluruh spesies asli yang dimiliki oleh Canada dan Amerika Serikat. Beberapa wilayah yang ditemukan kaya akan berbagai jenis tumbuhan asli dijuluki sebagai Pusat Keragaman dan dianggap mencakup pusat-pusat asal primer dan sekunder
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 31 tanaman yang dibudidayakan pada masa kini. Pusat-pusat asal berbagai tanaman budidaya itu, menurut pandangan Vavilov ialah sebagai berikut:
Dunia Lama: I. Cina – Daerah pegunungan Cina Tengah dan Barat serta daerah dataran rendah di dekatnya adalah pusat asal terbesar untuk tanaman budidaya dan tanaman pertanian dunia. Tumbuhan asli mencakup jawawut (makanan burung), bukweit, kedelai, berbagai kekacangan, bambu, sayuran krusifera, bawang, salada, terong, mentimun, peer, ceri, jeruk, kesemek, tebu, kulit manis, dan teh. II. (A) Asia Selatan (Hindustan) – Wilayah ini dianggap sebagai pusat asal padi, tebu, berbagai kekacangan, dan buah-buahan seperti mangga, jeruk (orange), jeruk lemon, dan jeruk keprok. (B) Indo-Malaya – Wilayah ini dianggap sebagai daerah asal pisang, kelapa, tebu, cengkeh, pala, lada, dan sisal. III. Asia Tengah – Daerah ini adalah pusat terpenting sebagai daerah asal terigu. Tumbuhan asli lainnya ialah ercis, buncis, lentil, hennep, kapas, wortel, radis, bawang putih, bayam, pistacio, aprikot, peer, dan apel. IV. Asia Kecil – Sekurang-kurangnya ada sembilan jenis gandum dan rai berasal dari daerah ini. Daerah ini menjadi pusat asal banyak sekali buah-buahan daerah subtropik dan iklim sedang seperti ceri, delima, walnut, almond, tin, serta tumbuhan makanan ternak seperti alfalfa, semanggi parsi, dan vetch. V. Mediteranean – Wilayah Laut Tengah ini adalah pusat asal zaitun dan banyak lagi sayuran budidaya serta tanaman makanan ternak. Karena kebudayaan sudah berkembang sejak lama, tanaman dari pusat asal ini sudah mengalami perbaikan yang sangat lanjut. VI. Habsyi – Daerah ini kaya dengan berbagai jenis gandum dan barli. Tumbuhan yang berasal dari daerah ini juga ialah wijen, kacang kastor, kopi, dan okra.
Dunia Baru: VII. Amerika Tengah – Berbagai macam tumbuhan berasal dari daerah ini seperti jagung, buncis, ubi jalar, cabai, kapas, pepaya, agave, kakau, dan nangka belanda.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 32
VIII. Amerika Selatan: (A) Ekuador – Peru – Bolivia: Daerah asal berbagai jenis kentang, tomat, kacang lima, labu, cabai, koka, kapas mesir, dan tembakau. (B) Pulau Chiloe di Cili Selatan dianggap sebagai daerah sumber kentang. (C) Daerah semiarid Brazil di wilayah ini dianggap sebagai daerah asal kacang tanah dan nenas, sedangkan ubi kayu dan hevea dianggap berasal dari daerah tropik Amazon.
Kalau kita amati di peta, kesemua daerah asal ini hanyalah sebagian kecil saja wilayah keseluruhan dunia, yaitu antara 2 – 3 % dari seluruh luasan bumi, secara geografi berbeda dengan jelas, dipisahkan oleh sempadan-sempadan alami seperti gurun pasir dan pegunungan. Kekayaan flora di tempat-tempat ini bekerjasama dengan masyarakat manusia yang menghuni daerah ini membentuk kantung-kantung perkembangan pertanian yang bergantung pada pola budidaya setempat. Limaperenam dari semua spesies yang disenaraikan oleh Vavilov berasal dari Dunia Lama, sedangkan sisanya, yaitu seperenam bagian berasal dari Dunia Baru. Setelah penelitian dan pengalaman berkembang selama ini, orang mulai percaya bahwa pusat-pusat itu sebenarnya saling berimpitan dan tidak memiliki sempadan yang jelas. Sekarang kita dapat bertanya-tanya di wilayah manakah berbagai tumbuhan dan hewan itu mengalami penjinakan. Hal itu dapat disimpulkan dalam bentuk suatu tabel seperti yang dapat dilihat dalam Tabel 3. berikut:
Tabel 3. Daerah Penjinakkan Tanaman dan Hewan No Daerah Perkembangan Tanaman Hewan 1 Eropa Oats,bitgula,rai,kubis,anggur, Sapi,babi,angsa,itik. zaitun. 2 Eropa Utara - Rusa kutub. 3 Afrika Padi Afrika,sorgum,jawawut, Keledai,unggas,itik, mutiara,jawawut jari,uwi, angsa. semangka,kacang hijau,kopi, kapas(?), wijen. 4 Timur Tengah Gandum,barli,bawang,ercis,lentil, Domba,kambing,unta, ercis ayam,tin,kurma,linen,peer, sapi,babi. delima,anggur,zaitun,apel(?) 5 Asia Tengah Jawawut,bukweit,alfalfa,hennep, Kuda,unta,yak. anggur,buncis lebar. 6 Cina Kedelai,kubis,bawang,peer, Sapi,babi,itik. Jawawut ekor-rubah.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 33
7 India Kacang merpati,terung,mentimun Sapi,kerbau,ayam. kapas(?),wijen(?) 8 Asia Tenggara Padi Asia Tenggara,pisang,jeruk, Mithan banteng,ayam, uwi,mangga,tebu,keladi,teh. Kerbau,babi. 9 Pasifik Selatan Tebu,kelapa,klewih. - 10 Amerika Utara Bunga matahari,kacang tepari. Kalkun. 11 Amerika Tengah Jagung,tomat,kacang sieva, Itik muskovi,kalkun. kacang jogo,kapas,alpukat, pepaya,kakao,ubi kayu,ubi jalar, buncis. 12 Amerika Selatan: Dataran Tinggi Kentang,kacang tanah,buncis Liama,alpaka,marmot. lima,buncis,kapas. Dataran Rendah Uwi,nenas,ubi kayu,ubi jalar, - kapas. Dikutip dari Harlan (1976)
Di dunia baru ada empat pusat penjinakan yaitu: Amerika Utara, Amerika Tengah, Dataran Tinggi Amerika Selatan, dan Dataran Rendah Amerika Selatan. Di dunia lama ada sembilan pusat penjinakan yaitu: Eropa, Eropa Utara, Afrika, Timur Tengah, Asia Tengah, Cina, India, Asia Tenggara, dan Pasifik Selatan. Pusat-pusat penjinakan ini sekaligus juga dikenal sebagai pusat munculnya berbagai peradaban manusia. Dari sejarah perkembangan pemanfaatan berbagai jenis bahan makanan diketahui misalnya bahwa kentang tadinya hanya dikenal di suatu daerah yang sangat sempit di pegunungan Andes. Baru setelah orang Eropa datang ke pegunungan Andes dalam abad keenambelas, mereka membawa kembali tanaman itu ke Eropa sehingga akhirnya menjadi salah satu penghasil utama karbohidrat di dunia. Sebelum tanaman itu dapat diterima di Eropa, kentang harus mengalami penyesuaian terlebih dahulu terhadap iklim setempat dan pandangan masyarakat. Begitulah terjadi penyesuaian iklim bagi kentang yang mula-mula ditanam di Eropa. Setelah itu kentang masih saja dianggap sebagai bahan makanan kelas dua, sampai pada suatu ketika Istana Inggris mengadakan jamuan makan yang bahan makanan pokoknya ialah kentang. Tumbuhan lain seperti tebu, kedelai, jeruk, tomat, kacang tanah, ubi jalar, dan bunga matahari, semuanya adalah pendatang baru sebagai pemasok bahan makanan. Biji kapas sebagai sumber utama minyak makan adalah penemuan yang terjadi di abad ini.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 34
Sewaktu suatu tumbuhan menjalani proses peralihan menjadi tanaman budidaya tidak jarang bentuk tumbuhan itu juga mengalami perubahan perlahan-lahan. Misalnya saja tiga jenis gandum dijinakkan dari rumput liar. Salah satu dari ketiga jenis gandum itu bersifat diploid dengan tujuh pasang khromosom dan sekarang sudah dianggap sebagai jenis gandum kuno. Namanya einkorn dan agaknya merupakan hasil penjinakan di Turki Timur. Gandum kedua ialah suatu tetraploid dengan 14 pasang khromosom dan disebut emmer. Gandum inilah yang bertahan terlama sebagai sumber bahan karbohidrat dalam masyarakat. Gandum ini mungkin sekali dikembangkan mula-mula di Palestina dan Turki Timur. Emmer ini menyebar melalui Eropa, Afrika Utara, Mesir dan Arabia, dan akhirnya mencapai Etiopia yang sekarang masih tetap memelihara gandum ini. Jenis gandum ketiga yang telah dijinakan orang ialah Triticum timopheevii yang berasal dari Transkaukasia dan telah menyebar hanya sebagai sumber plasma nutfah untuk kajian genetika. Gandum yang ditanam sekarang bukanlah salah satu dari ketiga gandum tadi. Ketiga jenis terdahulu memiliki butir yang dibungkus glumae yang sangat keras. Sewaktu sudah masak, malai hancur sewaktu gandum diinjak-injak dan meninggalkan gandum yang terbungkus dalam glumae yang keras. Karena itu biji harus mengalami proses penumbukan agar membebaskan butir gandum dari glumae yang menjadi pembungkusnya. Spesies gandum utama di dunia ini dan yang memberikan saham hasil yang terbesar terhadap jumlah total sebanyak 360 ton metrik itu ialah gandum roti. Tumbuhan ini heksaploid dengan 21 pasang khromosom dan terjadi dengan penambahan satu gugus khromosom dari suatu rumput oat liar Triticum tauschii sehingga sudah berbeda banyak dengan jenis-jenis gandum pertama yang dijinakkan manusia. Di Asia Tenggara sudah lama diadakan penjinakan jenis-jenis padi, akan tetapi penjinakan ini diadakan dengan tujuan mengadakan penyesuaian terhadap lingkungan alami. Baru beberapa waktu ini saja dalam tahun-tahun 60-an terjadi usaha disengaja untuk menemukan jenis-jenis padi baru yang dapat memanfaatkan energi surya dengan sebaik-baiknya didukung oleh usaha-usaha mengubah keadaan lingkungan sehingga menjadi lebih baik. Muncullah varietas-varietas baru padi yang kita kenal dengan nama yang bertanda IR untuk varietas yang dibuat di IRRI, serta yang memiliki nama-nama Indonesia seperti Pelita, yang disusun di Indonesia. Hewan yang dijinakan menjadi ternak adakalanya lepas kembali dan menjadi liar. Hal itu terjadi dengan kuda, sapi, dan unta di Amerika Utara bagian barat. Demikian pula kelinci
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 35 yang dimasukkan di Australia menjadi liar kembali dan berubah menjadi hama karena tidak ada pemangsa alaminya. Suatu hal yang sangat menarik terjadi pada penjinakan tumbuhan, yaitu pada Brassica oleracea dari keluarga Cruciferae. Dari satu spesies terjadi enam macam sayuran. Pemuliaan untuk pucuk daunnya menghasilkan kubis telur, sedangkan pemuliaan untuk bunganya menghasilkan kubis bunga. Pemuliaan untuk batangnya menghasilkan kolrabi, sedangkan pemuliaan untuk tunas-tunas samping menghasilkan kol tunas. Pemuliaan untuk bunga dan batang serempak menghasilkan brokoli, sedangkan pemuliaan untuk sebanyak-banyaknya daun menghasilkan kale. Kale ini yang paling dekat morfologinya dengan tumbuhan aslinya. Pemuliaan hewan liar di Indonesia misalnya juga menarik perhatian dan menghasilkan ternak yang penting. Dari banteng yang dijinakan telah muncul sapi madura dan sapi bali yang masih memiliki ciri-ciri banteng, yaitu bagian paha belakang yang berwarna putih. Di beberapa daerah tertentu kerbau biasanya dipelihara setengah liar. Kadang-kadang demikian liarnya, sehingga untuk menangkapnya harus ditembak. Bedanya dengan kerbau liar hanyalah bahwa kerbau setengah liar yang hidup di dalam padang penggembalaan tertentu itu jelas ada pemiliknya. Ayam ras seperti Leghorn putih, Australorp, dan Rhode Island Red adalah hasil penjinakan dan pemuliaan dari berbagai macam ayam hutan. Tidak tertutup pula kemungkinan bahwa hewan lainnya seperti rusa akhirnya dapat dijinakan dan diternakkan. Bahkan apabila suatu hewan liar menjadi langka, salah satu cara untuk mengatasi kepunahannya ialah dengan mencoba menternakkannya.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 36
BAB VI MASALAH GIZI MANUSIA
1. Makanan dan Intensifikasi Usaha Pertanian Kita tahu bahwa pada tahun 1990 lalu, penduduk dunia sudah mencapai jumlah 5.3 milyar. Pada abad ke-21 ini penduduk dunia telah mencapai jumlah lebih dari 6 milyar. Padahal pada tahun 1930 penduduk dunia hanya ada 2 milyar dan 30 tahun kemudian pada tahun 1960 baru mencapai 3 milyar. Kita dapat bertanya-tanya dari mana saja kita dapat menyediakan makanan bagi seluruh penduduk dunia ini yang tidak henti-hentinya meningkat? Sejak tahun 1798 ketika Thomas Malthus memberi peringatan bahwa jumlah manusia meningkat secara eksponensial, sedangkan usaha pertambahan persediaan pangan hanya dapat meningkat secara aritmetika, selalu saja ada ulangan peringatan yang sama nadanya. Dalam perjalanan sejarah dapat dicatat berbagai peristiwa kelaparan lokal yang kadang-kadang meluas menjadi kelaparan nasional yang sangat parah di berbagai negara. Kelaparan yang meluas biasanya terjadi segera setelah suatu perang besar terjadi karena selama perang orang tidak sempat mengurusi lahan pertaniannya. Demikianlah awal tahun 1920, akhir dasawarsa 40-an dan awal dasawarsa 50-an adalah masa-masa kelaparan di berbagai tempat di dunia. Sementara itu masa kekeringan yang berkepanjangan selama dua tahun menyebabkan ada kelaparan di India pada pertengahan dasawarsa 60-an, dan kemudian juga pada tahun 1972 terjadi kekurangan pangan yang gawat yang terasa di seluruh dunia. Walaupun kelaparan sudah bertubi-tubi melanda dunia, baru pada awal tahun-tahun 60-an orang sadar bahwa kelaparan yang berkepanjangan itu dapat berakibat gawat terhadap umat manusia. Kesadaran itu muncul berkat tulisan seorang pegawai Departemen Pertanian Amerika Serikat yang bernama Lester R. Brown. Di dalam tulisannya itu ia mengadakan ekstrapolasi keperluan bahan pangan padi-padian dunia menuju tahun 2000. Ia membuat kesimpulan bahwa walaupun misalnya semua negara berkembang dapat meningkatkan tiga kali lipat produksi padi-padiannya pada tahun 2000, ekspor padi-padian dari negara maju ke negara berkembang masih harus ditingkatkan empat kali lipat agar dapat mencukupi keperluan penduduk negara-negara itu. Ia mengatakan juga bahwa sebelum perang dunia kedua
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 37 berkecamuk negara-negara berkembang itu mengekspor padi-padian ke negara-negara maju, akan tetapi keadaan itu berbalik seusai perang dunia kedua. Ia menyimpulkan bahwa ”Dunia yang terlambat berkembang itu kehilangan kemampuannya untuk menyediakan makanan bagi dirinya sendiri”. Ciri negara yang berkembang adalah bahwa perekonomiannya ditunjang sebagian besar oleh usaha di sektor pertanian. Kita sering bangga bahwa Indonesia adalah negara agraris. Yang tidak kita sadari ialah bahwa hal itu justru adalah pertanda bahwa kita masih belum maju. Negara-negara yang sedang berkembang dan bersifat agraris itu biasanya mengandalkan kehidupannya sebanyak 50 sampai 80 persen dari sektor pertanian. Bagi kebanyakan orang sumber penghidupan ialah bercocoktanam tanaman pangan dan serat atau beternak hewanpiaraan yang telah beradaptasi terhadap keadaan tanah dan iklim setempat. Karena itu daya hasil tanaman dan ternak mereka ditentukan oleh keadaan lingkungan itu sendiri sehingga hasilnya sangat sedikit. Di samping itu jumlah penduduk bertambah sehingga peningkatan hasil pertanian dan peternakan melalui perluasan lahan usaha tidak mungkin lagi dilakukan. Karena lahan pun diwariskan ke anak cucu, terjadi pula pemercaan lahan sehingga pemilikan lahan menjadi sangat rendah, lebih rendah dari 0,25 ha per kepala keluarga. Karena itu hasil pertanian yang sudah rendah itu makin sedikit lagi sehingga para petani tidak dapat mengumpulkan modal untuk memperbaiki usahanya, apalagi untuk memperbaiki keahlian anggota keluarganya melalui pendidikan dan kesehatan melalui pemeliharaan dan penyehatan lingkungan yang baik. Ciri penduduk pedesaan di negara-negara yang sedang berkembang dengan demikian ialah kurang berpendidikan, kurang terpelihara kesehatannya sehingga berkurang pula kemampuan kerjanya. Harapan hidup rendah sehingga mendorong mereka mempunyai banyak anak yang kemudian dapat dipakai sebagai sumber tenaga bantuan kerja di pertanian. Karena sedikitnya orang yang berpendidikan, maka kegiatan penelitian untuk menunjang berkembangnya pengetahuan pertanian yang dapat meningkatkan hasil pun kurang dapat dilakukan. Sebagai hasil akhirnya menjadi kenyataanlah pernyataan Lester Brown bahwa negara berkembang kehilangan kemampuan menghidupi dirinya sendiri. Setelah sadar akan bahaya kelaparan bagi perdamaian dunia, negara-negara maju berusaha untuk membuat pusat-pusat penelitian dan pengembangan tanaman pangan. Untuk jagung dan gandum
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 38 pusatnya misalnya ialah di Meksiko (CIMMYT), dan untuk padi di Los Banos, Filipina (IRRI). Pada tahun 1963 warga IPB sebenarnya sudah sadar bahwa harus dilakukan sesuatu agar sistem bercocok tanam padi di pedesaan dapat meningkat hasilnya agar kita di Indonesia ini dapat berswasembada beras. Oleh karena itu pada tahun 1963 itu seluruh mahasiswa IPB diturunkan ke daerah pedesaan Karawang untuk ikut aktif dalam Komando Operasi Gerakan Makmur yang menjadi cikal-bakal apa yang kita kenal sekarang dengan nama BIMAS (Bimbingan Massal). Dalam gerakan itu para mahasiswa dimintakan ikut mengadakan penyuluhan kepada para petani agar para petani mau mengikuti pancausaha, yaitu: 1. menggunakan bibit unggul, 2. mengadakan pemberantasan hama dan penyakit, 3. menyelenggarakan pengairan yang teratur, 4. mengadakan pemupukan, 5. mengadakan pengolahan tanah yang baik. Berkat usaha bimbingan secara massal agar mengikuti program intensifikasi pertanian itu, para petani mulai menyadari apa pentingnya melaksanakan pancausaha itu. Akan tetapi sebenarnya varietas yang digunakan masih belum sesuai untuk ditanam dengan mengadakan pemupukan berat, karena varietas unggul nasional yang ada pada waktu itu dibentuk dengan mengingat kemampuan petani yang kurang untuk menyediakan sarana produksi pertanian seperti pupuk. Baru setelah varietas-varietas unggul dari IRRI sampai di Indonesia dan diadakan adaptasi, sistem pancausaha itu berjalan dengan lebih baik karena varietas unggul baru ini yang salah satu induknya sebenarnya adalah varietas unggul nasinal dari Indonesia, memang sangat tanggap terhadap pemupukan berat. Umurnya pun pendek sehingga di daerah-daerah yang baik pengairannya sepanjang tahun dapat diadakan penanaman padi 3 kali setahun. Akibat penggunaan bibit unggul ini produksi padi melonjak. Dengan demikian teori Malthus yang pesimis itu sebenarnya tidak seluruhnya benar. Pertambahan penduduk yang eksponensial itu dalam batas-batas tertentu juga dapat diimbangi oleh pertambahan produksi hasil pertanian yang eksponensial juga berkat ditemukannya teknologi baru. Tentu saja hasil teknologi baru ada kekurangan-kekurangannya, karena bibit unggul IRRI yang pertama tidak enak rasa padinya, dan bercocoktanam padi terus-menerus
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 39 menyebabkan adanya ledakan hama wereng. Sementara itu juga para ahli pemuliaan tanaman padi Indonesia mendapatkan pendidikan tambahan di luar negeri dan sekembali di tanah air tidak tinggal diam dan menghasilkan terus-menerus padi unggul yang rasa padinya enak dan daya tahannya terhadap hama wereng cukup tinggi. Selain itu juga berkat perubahan pola bercocoktanam padi dari suatu usaha mencukupi keperluan sendiri menjadi suatu usaha untuk menghasilkan beras juga bagi keperluan orang lain, petani-petani kaya cenderung menjadi lebih kaya. Kebalikannya, petani-petani dengan lahan sempit atau yang bahkan tidak memiliki lahan dan bekerja selaku penyakap tetap saja hidup tak berkecukupan. Karena itu akhirnya disadari juga bahwa usaha peningkatan produksi pertanian harus didekati juga dari segi permasalahan sosial ekonomi. Masalah pembangunan pertanian yang merumitkan ini termasuk dalam kumpulan permasalahan yang disebut involusi pertanian.
2. Berbagai Bentuk Malnutrisi Pada Manusia Kalau di suatu wilayah tidak cukup tersedia bahan pangan sehingga manusia di tempat itu untuk sebagian besar tidak makan, terjadilah bencana kelaparan. Akan tetapi kelaparan yang mendesak seperti itu dengan mudah dapat di atasi asal saja di daerah lain masih cukup tersedia bahan makanan yang direlakan untuk dikirim ke tempat yang menderita kelaparan itu. Kelaparan yang lebih berbahaya lagi ialah kelaparan menahun yang terjadi karena penduduk mendapat makanan yang tidak cukup untuk memelihara kesehatan tubuhnya. Akibat kelaparan menahun itu maka terjadilah apa yang disebut gizi-kurang. Dapat pula terjadi sebaliknya, yaitu bahwa dalam waktu yang panjang manusia makan melebihi apa yang diperlukan oleh tubuhnya. Terjadilah apa yang disebut gizi-lebih. Baik gizi-kurang maupun gizi-lebih adalah suatu keadaan gizi tubuh yang tidak baik. Oleh karena itu kedua hal tersebut digolongkan sebagai peristiwa malnutrisi. Malnutrisi dapat terjadi melalui salah satu dari empat macam cara: (1) Seseorang mungkin saja memang tidak mendapatkan makanan yang cukup. Maka ia menderita gizi-kurang. (2) Susunan makanan sehari-hari atau dietnya mungkin tidak mengandung suatu zat makanan tertentu yang diperlukan tubuh. Akibatnya ia akan menderita penyakit seperti pellagra, skorbut, rickets, atau anemia kehamilan karena kekurangan asam folat.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 40
(3) Mungkin juga ia menderita suatu penyakit yang disebabkan secara genetik atau oleh keadaan lingkungan, sehingga ia kehilangan kemampuan mencernakan makanannya dengan baik dan menderita gizi-kurang sekunder karena ada bagian-bagian makanan tertentu yang diperlukan tubuhnya, yang tidak mampu diserap oleh lambungnya. (4) Akhirnya, ia mungkin saja makan terlalu banyak kalori atau bagian zat makanan lainnya sehingga ia menderita sakit. Hal itu misalnya dapat terjadi dengan makan terlalu banyak makanan bergula, bergaram, atau berlemak. Malnutrisi seperti ini termasuk peristiwa gizi- lebih dan muncul dikalangan orang-orang yang berpenghasilan tinggi. Pada kelompok masyarakat begini dapat pula terjadi masalah gizi-kurang yang disebabkan usaha berpuasa (diet) yang berlebihan karena tidak ingin menderita gizi-lebih. Gizi-kurang yang terparah ialah kekurangan kalori menahun yang terjadi pada anak atau orang dewasa. Pada anak, kurang kalori menahun menimbulkan kelesuan, tidak adanya pembentukan otot, dan kegagalan pertumbuhan. Pada manusia dewasa kurang kalori mengakibatkan penurunan bobot badan, berkurangnya gairah dan kemampuan untuk melakukan kegiatan fisik maupun mental. Penderita gizi-kurang semacam ini dari anak hingga orang dewasa akan lebih peka terhadap serangan penyakit infeksi dan penyakit-penyakit lainnya. Kalau diobati pun penyakitnya itu akan lebih sulit dan makan waktu lebih lama menuju proses kesembuhan. Anak yang menderita kurang protein menahun tumbuh lebih lambat dan dibandingkan dengan teman sebayanya tubuhnya akan lebih kecil atau kerdil. Kalau kurang protein terjadi dengan sangat hebat, pertumbuhan sama sekali akan terhenti dan seluruh tubuh penderita akan menunjukkan gejala-gejala yang khas: berbintik-bintik merah pada kulit diiringi kehilangan warna, penggembungan bagian tubuh karena pengumpulan cairan tubuh disertai perubahan warna rambut dari hitam menjadi kemerah-merahan. Kekurangan kalori dan kekurangan protein biasanya muncul bersamaan sehingga kedua penyakit ini biasanya diperlakukan secara gabungan dan dikenal sebagai malnutrisi protein-kalori (MPK). Penyebab MPK ini mungkin adalah suatu diet yang kaya kalori dan sangat rendah akan protein, yang menghasilkan kwashiorkor atau suatu diet yang rendah kalori maupun rendah protein dan menghasilkan marasmus (penyakit gizi-kurang). Di dalam tubuh kalori diperlukan sebagai sumber energi yang memberikan tenaga kepada tubuh. Protein diperlukan tubuh sebagai pembuat suku cadang tubuh yang harus
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 41 diganti sewaktu-waktu karena terjadi keausan. Selain malnutrisi yang disebabkan protein dan kalori, penyakit malnutrisi dapat pula timbul karena manusia kurang vitamin atau mineral di dalam dietnya. Penyakit kurang vitamin yang ditemukan keterangannya di Indonesia oleh
Eyckman ialah penyakit beri-beri yang ternyata disebabkan oleh kekurangan vitamin B1 atau tiamine. Sekarang ini penyakit kekurangan yang disebabkan vitamin dan merupakan masalah yang sangat penting di Indonesia ialah kekurangan vitamin A yang dapat mengakibatkan xerophtalmia yang gejala-gejala pertamanya ialah rabun senja dan kalau tidak diatasi akan berakhir dengan kebutaan melalui berbagai tahap kelainan pada mata. Diantaranya munculnya bintik-bintik putih yang disebut bercak putih bitot. Setelah gejala ini muncul, besar kemungkinan anak tersebut akan menjadi buta dan mengurangi kesempatan baginya untuk menjadi tenaga kerja yang produktif serta akan bertambah pula beban bagi masyarakat untuk menanggung kehidupannya. Kekurangan vitamin D jarang terjadi dan kalau ada mungkin sekali akan muncul pada manusia dewasa yang tidak banyak kesempatannya berjemur di panas matahari. Seperti kita ketahui, tubuh manusia dapat membuat vitamin D-nya sendiri asal kulitnya kena sinar matahari. Penyakit kekurangan vitamin D akan menimbulkan ricketsia. Kekurangan vitamin C yang menyebabkan skorbut jarang terjadi di Indonesia karena kita lebih banyak mendapat kesempatan makan sayuran dan buah-buahan segar. Yang lebih sering muncul di Indonesia ialah kekurangan mineral yodium yang membuat kelenjar tiroid membesar dan menimbulkan penyakit gondok. Penyakit seperti ini kemungkinan besar akan muncul di daerah pegunungan yang tentu saja letaknya di pedalaman, jauh dari laut. Untuk itulah pemerintah mengadakan program penambahan yod ke dalam garam dapur. Kelompok usia manusia yang paling peka terhadap akibat-akibat buruk malnutrisi ialah bayi dan anak yang berumur hingga 5 tahun atau balita, serta ibu-ibu hamil dan menyusui. Bagi bayi protein sangat penting artinya sewaktu ia masih ada dalam kandungan untuk pembentukan dan pertumbuhan tulang, otot, dan organ tubuh. Anak seorang ibu penderita malnutrisi mungkin sekali akan lahir sebelum bulannya atau terlahir sangat kecil (prematur) dan peluang matinya akan membesar, atau juga lebih besar peluangnya mendapatkan cacat mental karena perkembangan sistem sarafnya terhambat. Perkembangan otak dimulai sejak bayi dikandung dan berakhir pada usia mendekati dua tahun. Apabila pada masa ini terjadi malnutrisi ketika sel neuron dan sel sambungannya
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 42 sedang terbentuk, dapat menjadi sebab terjadinya keterbelakangan mental yang tidak lagi dapat diperbaiki belakangan dengan usaha perbaikan gizi. Akibatnya sangat besar bukan saja bagi pribadi yang menyandang kekurangan itu melainkan juga bagi seluruh masyarakat dan perekonomian negara.
3. Keterbelakangan Usaha Perikanan Untunglah sejak tahun 1972 usaha-usaha perbaikan varietas padi-padian telah membuahkan hasil sehingga terjamin adanya persediaan pangan yang cukup bagi seluruh dunia. Permasalahan baru yang timbul ialah bagaimana caranya menyebarluaskan hasil produksi pertanian yang melimpah di suatu tempat ke tempat lain yang menderita kekurangan, kalau tempat yang menderita kekurangan itu tidak mempunyai daya beli terhadap bahan pangan yang diperlukannya. Bagi Indonesia, masalah intensifikasi pertanian yang memerlukan masukan sarana produksi pertanian yang meningkat, diantaranya pupuk, sudah mendapat persiapan yang baik, misalnya dengan didirikannya pabrik-pabrik pupuk urea sebagai hasil sampingan industri petrokimia. Yang menjadi masalah adalah pupuk kalium dan fosfat karena kita tidak memiliki deposit garam kalium dan fosfat yang cukup besar untuk ditambang secara ekonomis. Kebanyakan pupuk kalium dan fosfat masih tetap harus di impor dari luar. Permasalahan yang lebih besar lagi yang dihadapi manusia di negara yang sedang berkembang termasuk Indonesia yang menyangkut malnutrisi ialah kekurangan persediaan bahan pangan sumber protein. Sudah menjadi kelaziman di negara-negara yang berkembang bahwa sumber protein utama di dalam diet dilengkapi oleh protein yang berasal dari ikan. Kenyataannya jumlah keseluruhan tangkapan ikan seluruh dunia mengalami suatu keadaan yang stasioner. Pada tahun 1970 dan 1971 misalnya hasil tangkapan ikan seluruh dunia diduga hanya mencapai 70 juta ton. Pada tahun 1972 jumlah itu menurun dengan hebat sampai dibawah 55 juta ton. Kalau saja untuk bahan pangan telah berhasil diadakan ”revolusi hijau”, untuk masalah penyediaan sumber protein ikan masih harus diciptakan di Indonesia ini suatu ”revolusi biru”. Selain mencoba mengusahakan peningkatan penangkapan ikan di perairan terbuka Indonesia yang mencakup 75% seluruh wilayah Nusantara, kita harus berusaha menciptakan cara-cara pemeliharaan ikan yang baru, yang dapat meningkatkan hasil ikan persatuan luas
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 43 kolam. Perikanan air deras adalah salah satu contoh usaha ke arah sana. Selain itu juga hambatan perluasan perkolaman dan pertambakan ialah masalah penyediaan bibit ikan seperti nener bandeng dan benur udang. Di Filipina mereka telah berhasil mendapatkan nener udang dari bandeng yang dipelihara dalam tambak setelah bandeng itu berumur lebih dari empat tahun. Kita pun telah berhasil memaksakan udang windu menghasilkan benur dalam suasana pemeliharaan, sedangkan ikan karper rumput yang daerah asalnya ialah sungai Mekong dan Irawadi telah pula berhasil dibibitkan di Indonesia. Di masa depan ini kita perlukan pemusatan perhatian untuk mengadakan terobosan-terobosan baru dalam bidang pemeliharaan dan penangkapan ikan.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 44
BAB VII DAUR HARA KEHIDUPAN (1)
1. Pelestarian Kehidupan Memerlukan Kesetimbangan Keperluan makanan semua bentuk kehidupan ada dalam kesetimbangan. Energi surya yang diresap oleh tumbuhan hijau yang berfotosintesis disalurkan ke berbagai macam makhluk hidup lain. Penyalurannya ada yang melalui jalur yang sederhana, ada pula melalui jalur yang rumit menelusuri berbagai macam kehidupan dalam biosfer. Akan tetapi akhirnya semuanya akan diradiasikan kembali ke ruang angkasa. Andaikata tidak demikian, suhu bumi akan meningkat. Sejalan dengan itu zat-zat anorganik dari dalam tanah, air, dan udara diserap oleh tumbuhan hijau yang berfotosintesis dan dijadikan bagian penyusun molekul organik yang menjadi makanan manusia dan pakan hewan. Adakalanya juga zat itu kemudian menjadi bahan penyusun molekul organik tumbuhan lain seperti berbagai benalu, dan jasad renik. Sebagian dari zat-zat ini akan tersimpan dalam bentuk molekul organik untuk waktu yang cukup lama dan menjadi tidak bermanfaat bagi kehidupan lainnya. Zat-zat yang tersisihkan dalam waktu yang cukup lama itu misalnya dapat berbentuk kayu pada batang pohon- pohonan, dan minyak serta gas bumi yang tersimpan di dalam perut bumi. Akan tetapi kalau sistem kehidupan itu mantap, semuanya akhirnya harus kembali lagi ke khazanah zat-zat hara tumbuhan. Demikianlah misalnya tumbuhan kedelai akan berfotosintesis dan menghasilkan karbohidrat sebagai fotosintat atau hasil fotosintesis. Sementara itu juga tumbuhan itu meresap air dan mineral dari tanah serta oksigen dari udara. Zat-zat ini kemudian dijadikan bahan organik mengandung bukan saja karbon, melainkan juga nitrogen, belerang, dan fosfor dalam bentuk protein, serta fosfolipida. Sebagian akan tersimpan di dalam biji kedelai yang kemudian akan dijadikan makanan ternak dan makanan manusia. Sebagian lagi akan dimakan serangga atau cendawan. Apa yang dimakan manusia dan hewan itu, akan tetapi sebagian lagi akan keluar dari tubuhnya dan kembali lagi ke tanah sebagai bahan organik. Di dalam tanah bekerja bakteri pembusuk yang menguraikan kembali bahan organik itu menjadi karbondioksida, air, amoniak, dan garam-garam mineral. Setelah kembali ke tanah dalam bentuk ini semua mineral itu sudah siap kembali untuk diresap oleh tumbuhan hijau lain yang
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 45 berfotosintesis. Sebagian akan tetap tinggal dalam bentuk bahan organik yang sukar dihancurkan, antaranya dalam bentuk humus atau bunga tanah. Akan tetapi pada suatu ketika bunga tanah itu pun akan hancur pula kembali menjadi bentuk mineral.
2. Tugas Pertanian Bagi Manusia Karena adanya persyaratan kesetimbangan antara berbagai kegiatan kehidupan itu agar kehidupan dapat berlangsung secara lestari di alam ini, sistem biologi dalam keseluruhan ini dapat dianggap sebagai suatu aliran energi dan zat hara yang kontinu melalui suatu jaring- jaring berbagai daur atau siklus yang saling berkaitan. Tugas pertanian ialah untuk menyalurkan arus ini melalui jalur-jalur yang menguntungkan bagi satu species tunggal, yaitu manusia. Berbagai bentuk masyarakat tumbuhan diganti dengan varietas-varietas yang dibudidayakan, yang disebut juga kultivar, yaitu akronim cultivated variety. Kultivar ini telah dipilih manusia atas dasar keefisienannya menghasilkan bahan pangan, papan, atau serat bagi kepentingan manusia. Hewan piaraan pun dikembangkan manusia dengan alasan yang sama. Walaupun demikian masih ada bahan pangan manusia yang masih ditangkap dari alam, seperti ikan laut. Demikian juga sebagian besar bahan papan masih dikumpulkan sebagai hasil hutan, seperti misalnya kayu dan rotan. Akan tetapi lambat laun pengumpulan hasil alam ini akan berubah menjadi suatu proses budidaya. Sekarang saja sudah tampak bahwa udang yang biasanya ditangkap dari laut mulai dibudidayakan di dalam tambak, kayu jati adalah hasil hutan buatan, dan madu lebah walaupun masih banyak yang dikumpulkan sebagai hasil hutan, sudah mulai banyak diternakkan di dalam apiari.
3. Sasaran Teknologi Dalam Pertanian Semua pemikiran manusia yang diterapkan untuk membentuk sesuatu yang baru dapat dikatakan suatu teknologi dalam makna yang luas. Tujuan berbagai teknologi pertanian ialah untuk menyalurkan arus zat hara yang lewat melalui daur pangan untuk sebesar-besarnya kepentingan manusia. Ciri utama pertanian modern ialah keberhasilan meningkatkan penyediaan bahan pangan melalui percepatan arus zat hara melalui daur itu. Hal ini dicapai dengan berbagai cara, tetapi salah satu cara yang terpenting ialah usaha mempercepat pengembalian zat hara dari tumbuhan dan hewan ke dalam tanah, sehingga dapat diresap kembali oleh tumbuhan baru. Karena itu agar seluruh umat manusia mendapatkan makanan
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 46 secukupnya, kita harus menjamin tersedianya zat hara bagi beragam tumbuhan, hewan, dan jasad renik. Usaha mempercepat daur-ulang zat hara ini dari tumbuhan ke tanah dan dari tanah ke tumbuhan dapat dilakukan dengan usaha-usaha pengolahan tanah, termasuk usaha pengawetan tanah, pengairan lahan kering, dan pengeringan lahan terendam dan pasang-surut. Semuanya ini tercakup dalam ilmu-ilmu tanah, pengolahan tanah, serta teknik tanah dan air.
4. Zat Hara Bagi Tumbuhan dan Hewan Keperluan hara tumbuhan dan hewan pada dasarnya sangat berbeda. Keperluan hara tumbuhan dapat disusun sebagai suatu senarai unsur-unsur kimia, sedangkan keperluan hara hewan berupa senyawa-senyawa organik dalam bentuk molekul organik yang rumit bentuknya. Tumbuhan memerlukan unsur makro nitrogen, kalsium, fosfor, magnesium, kalium, dan belerang, serta unsur mikro seperti tembaga, besi, mangan, seng, molibdenum, dan bor. Tumbuhan hijau sama sekali tidak memerlukan asam amino dan vitamin untuk kehidupannya, karena zat-zat itu dapat dibuatnya sendiri. Hewan memerlukan nitrogen dalam bentuk asam amino, kecuali hewan pemamahbiak atau ruminansia, sedangkan dari unsur-unsur makro lain yang diperlukannya ialah kalsium, fosfor, magnesium, kalium, natrium, klor, dan belerang. Hewan pemamahbiak dapat memanfaatkan jasad renik di dalam rumennya sebagai penghasil asam amino dan vitamin untuk keperluan hidupnya. Hewan bukan pemamahbiak memerlukan vitamin A, D, E, K, asam askorbat, tiamin, riboflavin, niasin, vitamin B-6, asam pantotenat, dan vitamin B-12. Unsur mikro yang diperlukan hewan ialah tembaga, besi (dalam jumlah yang terbesar dari semua unsur mikro karena diperlukan sebagai bahan pembentuk hemoglobin), mangan, seng, dan selenium. Selain zat-zat hara tersebut, baik tumbuhan maupun hewan seperti telah dikatakan sebelumnya memerlukan karbon, hidrogen, dan oksigen dalam jumlah yang besar. Kalau tumbuhan memerlukan ketiganya dalam bentuk gas karbondioksida, oksigen, dan air, hewan memerlukan karbon dalam bentuk polisakarida. Tumbuhan hijau menangkap energi surya dengan keefisienan yang berkisar dari 15% hingga 22%. Hal ini melebihi keefisienan peralihan energi dalam berbagai teknologi industri. Energi yang tersimpan dalam karbon yang terikat disalurkan melalui rantai makanan sewaktu bahan nabati dimakan makhluk hidup lain.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 47
Bersamaan dengan setiap peralihan energi dari satu makhluk ke makhluk lainnya melalui proses makan, sebagian energi akan hilang. Kadang-kadang energi yang hilang itu sangat banyak. Misalnya saja seratus ribu kg algae laut diperlukan sebagai makanan ikan laut herbivor untuk menghasilkan satu kilogram ikan. Semua energi lainnya yang tidak menjadi daging ikan hilang dalam bentuk panas. Ikan itu sendiri pun kalau menjadi makanan segera akan habis terurai menjadi panas, dan beberapa zat kimia dengan kandungan energi yang rendah, yaitu air, karbondioksida, dan mineral. Kendala yang mungkin muncul bukan dari ketersediaan energi, melainkan dari kenyataan bahwa manusia untuk hidupnya bernafas dan menghasilkan karbondioksida dan limbah lainnya sebagai akibat sampingan teknologi yang diciptakannya. Selain itu untuk tampak kehidupannya ia perlu mengubah sebagian permukaan bumi menjadi kota, desa, dan jalan. Semuanya ini mengurangi vegetasi tumbuhan hijau yang kita tahu merupakan paru-paru bumi yang menyegarkan kembali udara dengan mengubah karbondioksida menjadi oksigen. Hal-hal seperti inilah yang meningkatkan kadar selaput karbondioksida di atmosfer yang meningkatkan suhu bumi. Peningkatan suhu bumi ini akan mengakibatkan lapisan es di kedua kutub bumi mencair dan menaikkan permukaan laut sampai lebih dari sepuluh meter yang berarti bahwa banyak sekali daerah pantai di seluruh dunia ini yang akan terendam. Bersamaan dengan munculnya lubang dalam lapisan ozon di kutub selatan yang disebabkan oleh penggunaan berlebih gas fluorokarbon serta produksi karbon monoksida oleh pembakaran tak sempurna minyak dan gas bumi oleh motor bakar, muncullah sekarang ketakutan bahwa pada suatu ketika tingkat keterhunian bumi ini akan menurun di bawah suatu ambang yang kritis.
5. Apa yang Diperlukan Tumbuhan Untuk Pertumbuhannya? Dibandingkan dengan persyaratan gizi manusia dan hewan yang sangat rumit, apa yang diperlukan tumbuhan agar dapat tumbuh sangat lebih sederhana. Tumbuhan hanya memerlukan zat hara untuk tumbuhnya dalam bentuk senyawa anorganik. Jenisnya pun tidak terlalu bermacam-macam. Hal itu adalah pertanda bahwa tumbuhan dapat membuat sendiri berbagai bahan organik yang diperlukan dalam pertumbuhan dengan bermodalkan sejumlah terbatas zat-zat hara anorganik.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 48
Zat hara utama yang diperlukan tumbuhan ialah karbondioksida, oksigen, dan air. Ketiga jenis zat hara ini diperlukan tumbuhan dalam jumlah yang sangat banyak. Karena itu dalam perhitungan perimbangan hara, ketiga zat hara ini sering disendirikan dari zat hara lain yang juga diperlukan tumbuhan untuk hidupnya. Karbondioksida dan air dapat diperoleh tumbuhan darat tanpa batas, dan dalam keadaan biasa jarang sekali menjadi kendala pertumbuhan. Air juga merupakan sumberdaya yang boleh dikatakan mudah diperoleh walaupun kadang-kadang penyebarannya di muka bumi ini tidak merata. Kenyataan perlunya air bagi tumbuhnya tumbuhan sudah diketahui jauh sebelum pertanian menjadi budaya manusia. Air sering menjadi faktor pembatas pertumbuhan dan untuk mengatasinya manusia sering mengadakan usaha pengairan yang akhirnya membantu meningkatkan hasil tanaman. Akhir-akhir ini manusia juga sudah mulai mengadakan hujan buatan untuk menyalurkan uap air yang terdapat di udara agar jatuh di daerah aliran sungai tertentu. Unsur-unsur makro yang diperlukan tumbuhan harus diresap tumbuhan dari tanah tempatnya tumbuh melalui sistem perakarannya. Karena itu pertumbuhan tanaman sangat tergantung pada kemampuan tanah menyimpan dan kemudian menyediakan unsur-unsur makro yang diperlukan dalam bentuk yang dapat diserap oleh tanaman. Ada peristiwa- peristiwa tertentu di dalam tanah yang membuat suatu unsur tertentu tidak dapat diresap tumbuhan dan harus diatasi dengan cara-cara tertentu. Semua peristiwa penyerapan hara oleh tumbuhan terjadi di dalam tanah sehingga dengan demikian tanah menempati peran yang sangat penting dalam berbagai daur biologi.
6. Apakah Tanah Itu? Tanah terbentuk dari pelapukan dan penghancuran batuan di permukaan bumi. Dari hasil pelapukan dan penghancuran ini terbentuk mineral-mineral dalam bentuk kristal dan amorf. Disamping itu sifat dan susunan tanah diubah oleh kegiatan kehidupan di dalamnya. Proses pembentukan tanah berlangsung secara terus menerus dan perlahan-lahan dibawah pengaruh lingkungan fisik dan biologi. Kalau kita amati suatu irisan tegak tanah akan tampak bahwa tanah itu menampilkan lapisan-lapisan datar. Lapisan-lapisan yang menyusun tanah itu disebut horizon tanah. Lapisan teratas permukaan tanah mungkin terdiri atas lapisan tipis sisa tumbuhan yang disebut serasah. Dibawah serasah ini ada lapisan yang kaya akan bahan
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 49 organik dan disebut pucuk tanah atau dalam bahasa Inggrisnya topsoil. Di bawah pucuk tanah ini ada lapisan yang terdiri atas butir-butir halus dan dinamakan tanah bawah atau subsolum. Di bawahnya lagi ada lapisan batuan yang telah melapuk dalam bentuk serpihan batu yang besar. Di bawah lapisan ini lagi terdapat batuan yang masih belum lapuk dan disebut batuan induk. Lapisan-lapisan itu diberi lambang huruf A hingga dengan D sebagai berikut:
Gambar 1. Horizon Tanah Gambar 2. Terminologi Deskriptif Bagi Horizon Profil Tanah
Jadi dapat dikatakan bahwa tanah adalah sumber utama penyedia zat hara bagi tumbuhan. Tanah juga adalah tapak utama terjadinya berbagai peralihan bentuk zat di dalam daur makanan. Bagian tak organik tanah yang terbentuk dari pelapukan dan penghancuran batuan, disusul pembentukan mineral berbentuk kristal, digolongkan secara fisik berdasarkan nisbah butir-butirnya yang berukuran tertentu. Butir-butir terhalus disebut fraksi liat, butir- butir yang lebih besar dari liat disebut fraksi debu, dan fraksi yang lebih besar lagi fraksi pasir. Di atas ukuran pasir ada ukuran kerikil. Bergantung pada nisbah liat, debu, dan pasir tanah dapat digolongkan menjadi berbagai golongan, seperti misalnya tanah liat, tanah liat berpasir, tanah lempung (nisbah liat, debu, dan pasir berimbang), tanah lempung berpasir, dan sebagainya.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 50
Komponen tanah yang sangat penting juga adalah bahan organiknya yang disebut humus. Liat dan humus terdiri atas butir-butir berukuran koloid sehingga memiliki permukaan yang luas dibandingkan dengan massanya. Bagian tanah yang berukuran koloid inilah yang mudah meresap zat hara dan kemudian menyediakannya dalam bentuk yang dapat diresap sistem perakaran tumbuhan. Adanya komponen yang lebih kasar seperti debu, pasir, dan kerikil di dalam tanah membuat tanah itu mempunyai kerangka yang tidak padat melainkan berongga-rongga. Rongga-rongga ini penting karena menjamin peredaran udara yang baik di dalam tanah untuk keperluan kehidupan perakaran tumbuhan dan jasad renik yang sehat. Tanpa adanya oksigen di dalam tanah yang dapat diperbaharui melalui pertukaran gas dengan udara perakaran dan jasad renik aerob tidak dapat hidup di dalam tanah dan terhambatlah berbagai daur makanan yang akhirnya merugikan kehidupan yang bergantung pada adanya tanah itu. Bagaimana komposisi tanah dipandang dari susunan butir-butir yang membentuknya disebut tekstur tanah seperti tadi telah disebut beberapa namanya, yaitu tanah lempung, liat berpasir, dan sebagainya. Tanah bertekstur pasir memiliki rongga-rongga yang besar sehingga bersifat sangat jarang. Air akan mematus dengan cepat dari tanah pasir sehingga tidak sempat diresap perakaran. Juga akan terbawa berbagai unsur hara dalam proses pematusan itu. Dalam tanah liat rongga-rongga tanah berukuran kapiler sehingga dapat meresap air. Air ini menjadi sarana cair tempat melarutnya zat hara untuk diangkut melalui sistem perakaran. Akan tetapi kalau tanah terlalu banyak mengandung butir liat, maka ada kemungkinan terjadi kekurangan oksigen karena tanah seperti itu mudah tergenang air. Tanah-tanah yang paling subur bagi pertanaman biasanya mempunyai struktur yang remah. Tanah berstruktur remah terjadi apabila butir-butir berukuran koloid direkat oleh bahan organik hasil buangan jasad renik menjadi remah-remah yang berongga banyak dan berlainan ukurannya. Disamping adanya rongga kapiler yang menahan air, ada rongga berukuran lebih besar yang memuat udara. Tanah yang remah seperti itu akan cukup menahan air tetapi juga cukup dilalui pertukaran udara yang menyediakan oksigen di dalamnya. Peranan penting butir berukuran koloid seperti telah dikatakan sebelumnya ialah kemampuannya meresap ion. Kemampuan itu berdasar pada luas permukaan yang dimiliki butir koloid itu diukur per satuan massa. Pada fraksi liat luas permukaan butir-butirnya dapat mencapai 800 m2 per gram. Lagi pula butir-butir liat bermuatan negatif dan karena itu menarik
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 51 kation-kation ke permukaannya. Dengan cara ini zat hara tidak mudah terbasuh dengan lalunya air pada proses pematusan. Humus sebagai butir koloid mempunyai permukaan nisbi yang lebih luas lagi sehingga merupakan kompleks peresap ion yang lebih penting lagi. Apa yang diresap oleh butir koloid di dalam tanah dapat dilepas ke akar tumbuhan. Lagi pula apabila ada ion lain yang ditambahkan, akan terjadi pertukaran ion yang diresap sehingga adanya berbagai ion di dalam kompleks resapan dan di dalam larutan tanah membentuk suatu kesetimbangan. Pemupukan dengan pupuk tak organik adalah suatu cara yang dapat mengubah kesetimbangan ini untuk kepentingan peresapan zat hara yang lebih menguntungkan bagi tanaman. Di daerah tropik tanah biasanya cenderung rendah daya hasilnya. Butir liatnya memiliki kemampuan meresap kation yang rendah sedangkan komponen humus di dalam tanah sangat sedikit karena sebagian besar sudah terbakar karena adanya suhu tanah yang tinggi. Masalah diperumit lagi karena adanya curah hujan yang tinggi pula yang meningkatkan pematusan dan pembasuhan mineral. Kehijauan hutan tropik sering menyesatkan kita untuk berpikir bahwa tanah daerah tropik itu sangat subur. Sebenarnya kebalikannyalah yang benar. Tumbuhan di dalam hutan hujan tropik hanya mungkin tumbuh dengan demikian suburnya karena telah menyesuaikan diri terhadap keadaan lingkungan. Caranya ialah karena kemampuannya meresap dengan cepat unsur-unsur hara yang terbebaskan dari pembusukan serasah, sebelum sempat terpatuskan oleh air hujan. Kesetimbangan seperti ini sangat peka. Begitu tanah tidak sempat menyediakan serasah lagi, tumbuhan itu tidak dapat bertahan dan yang kemudian mungkin bertahan ialah spesies yang dapat hidup dalam keadaan yang sangat tidak subur seperti gulma alang-alang. Derajat keasaman tanah atau pH juga sangat penting dan menentukan pertumbuhan di atas tanah itu. Tanah yang sangat asam dapat melepas kation yang sangat berbahaya bagi perakaran karena terjadi proses keracunan karena kation tertentu seperti aluminium. Selain itu proses pengikatan nitrogen oleh jasad renik pun dapat terganggu. Tanah yang asam dapat direklamasi dengan pengapuran. Tanah yang bersifat lindi dapat ditemukan di daerah yang sangat kering. Garam yang terbawa ke permukaan tanah karena penguapan air tanah membuat tanah itu berpH tinggi. Demikian pula tanah di dekat pantai dapat bersifat seperti itu. Pemupukan dengan pupuk yang bereaksi asam dapat menolong memperbaiki keadaan lahan seperti ini untuk pertanian.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 52
Komponen tanah yang penting lagi ialah jasad renik yang membuat tanah itu hidup. Tanah yang subur dapat mengandung jasad renik hingga 6 ton untuk lahan seluas 1 ha dan setebal 30 cm. Jasad renik ini dapat terdiri atas bakteri, fungi, protozoa, algae, nematoda, cacing, dan serangga kecil. Makhluk hidup seperti inilah yang bekerja di dalam tanah menguraikan kembali serasah dan bahan organik lainnya menjadi mineral yang dapat diresap akar tumbuhan. Jasad yang lebih besar seperti insekta dan cacing menghancurkan bahan organik menjadi bagian-bagian yang lebih kecil. Kotoran insekta dan cacing ini kemudian di makan jasad renik yang lebih kecil dan sebagai hasilnya dilepas mineral yang menjadi hara tumbuhan. Hewan tanah dan mikroorganisme juga berperan memperbaiki struktur tanah. Hewan tanah mengaduk-aduk tanah itu sehingga berongga-rongga, sedangkan jasad renik mengikat butir-butir yang menyusun rongga itu dalam ikatan yang mantap melalui lendir yang dikeluarkannya atau hifanya.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 53
BAB VIII DAUR HARA KEHIDUPAN (2)
1. Hukum Minimum Justus von Liebig Pada pertengahan abad ke-19 ada seorang ahli kimia tanah Jerman yang menampilkan suatu hukum baru mengenai kesuburan tanah. Nama ilmuan itu ialah Justus von Liebig. Ia membayangkan daya kemampuan menghasilkan tanah tertentu sebagai kemampuan suatu tahang kayu memuat suatu cairan. Tahang kayu itu dindingnya seperti kita ketahui terbuat dari busur-busur kayu yang melengkung yang saling menempel diikat dengan kuat oleh dua gelang pita besi. Tinggi setiap busur yang menyusun dinding tahang itu dilambangkannya sebagai kadar unsur hara tertentu yang tersedia di dalam tanah.
Gambar 3. Model Hukum Minimum Justus von Liebig
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 54
Di dalam tanah yang ideal bagi bercocoktanam kadar masing-masing unsur hara yang diperlukan tanah berimbang. Tanah semacam ini dilambangkannya sebagai suatu tahang yang dindingnya terdiri atas busur-busur yang sama tingginya. Tahang seperti itu akan mampu memuat cairan hingga penuh ke tepi mulut tahang. Dengan kata lain, lahan yang dilambangkan oleh tahang seperti itu kemampuan produksinya mencapai suatu maksimum. Akan tetapi begitu tanah itu kekurangan satu zat hara tertentu, hal itu dilambangkan pada tahang sebagai adanya salah satu busur tahang yang tingginya tidak mencapai tinggi busur- busur lainnya. Volume cairan setinggi-tingginya yang dapat dimuat di dalam tahang itu hanya setinggi busur yang terendah itu. Diucapkan dalam bentuk kesuburan tanah dengan demikian dapat dikatakan bahwa daya menghasilkan suatu lahan tertentu ditentukan oleh unsur hara di dalam tanah itu yang terendah kadarnya. Apa pun juga yang dilakukan untuk meningkatkan hasil tanah itu, tanah itu tetap saja akan menghasilkan seperti yang biasanya diperoleh petani itu, kecuali kalau petani itu dapat dibantu menghilangkan kendala minimumnya itu dengan usaha menaikkan kadar unsur hara tertentu tersebut di dalam tanah dengan mengadakan pemupukan. Demikianlah misalnya percuma saja mengusahakan pemupukan fosfat pada tanaman kalau tanaman itu sendiri sudah tumbuh kerdil karena kekurangan nitrogen. Model keperluan tumbuhan akan pupuk berbentuk tahang ini dikenal sebagai hukum minimum Justus von Liebig. Kelemahan hukum ini ialah bahwa modelnya tidak memperhitungkan adanya interaksi antara berbagai unsur hara yang menyebabkan hasil akan melonjak apabila berbagai unsur hara tanaman yang diperlukan itu tersedia dalam nisbah tertentu. Kalau suatu pertanaman setelah diberi pupuk N satu satuan akan bertambah hasilnya sebanyak satu satuan, sedangkan apabila pertanaman itu di pupuk dengan satu satuan pupuk P akan bertambah hasilnya sebanyak satu satuan pula, maka pemupukan serempak dengan satu satuan pupuk N dan satu satuan pupuk P apabila ada interaksi positif akan menaikkan hasil bukan dengan dua satuan, melainkan dengan lebih dari satuan hasil. Setelah membahas prinsip hukum minimum Justus von Liebig ini pada diri kita akan muncul pertanyaan, apakah unsur hara di dalam tanah atau di lingkungan tumbuhan dan hewan itu tidak akan habis-habisnya? Kalau ada yang harus ditambah, darimana datangnya tambahan itu dan bagaimana caranya agar kita tidak harus terlalu sering menambah. Kemudian pula kita dapat bertanya-tanya mengapa suatu unsur tertentu diperlukan oleh
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 55 tumbuhan atau hewan. Oleh karena itu kita akan membahas beberapa daur unsur hara yang penting serta beberapa fungsi unsur hara di dalam tumbuhan.
2. Daur Karbon
Kita sudah tahu bahwa karbon diambil dari gas CO2 di udara oleh tumbuhan untuk digunakan pada proses fotosintesis. Akan tetapi juga kita ketahui bahwa gas yang sama dihasilkan tumbuhan dan hewan sebagai hasil pernapasan. Karena itu daur karbon melibatkan dua proses yang bersaingan, yaitu fotosintesis dan pernapasan.
Gambar 4. Bagan Daur Karbon
Sewaktu berfotosintesis tumbuhan mengubah karbondioksida dan air menjadi karbohidrat dan oksigen bebas. Karbohidrat itu adalah suatu bentuk zat yang menyimpan suatu persediaan energi yang tinggi. Energi ini digunakan dalam pernapasan karena karbohidrat dan oksigen digabung kembali untuk menghasilkan karbondioksida dan air sambil melepas energi. Setiap makhluk hidup yang hidup dalam lingkungan beroksigen selalu melakukan proses pernapasan dan karena itu berperan dalam menyediakan kembali karbondioksida di dalam atmosfer. Sebagian karbon yang dihasilkan dalam fotosintesis tidak langsung dikembalikan ke udara melalui pernapasan melainkan terikat dalam mineral seperti batu bara, intan, dan minyak bumi. Akan tetapi semuanya akan kembali ke udara apabila mengalami pembakaran.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 56
Hal ini pula yang menyebabkan bahwa walaupun persediaan energi untuk manusia yang dapat diproduksi oleh sinar surya melalui fotosintesis jauh berlebih, pengembalian karbon dari bentuk terikat dalam minyak dan gas bumi menjadi gas karbondioksida di udara oleh manusia dapat berlangsung terlalu cepat dan merusak mutu keterhunian bumi apabila banyaknya manusia di bumi menjadi lebih banyak lagi dari sekarang.
3. Daur Nitrogen
Gambar 5. Daur Nitrogen (Repro.: Book of Nature, Simon and Schuster).
Pada umumnya nitrogen adalah zat hara yang selalu menjadi unsur pembatas dalam model tahang Justus von Liebig. Karena nitrogen menjadi penyusun utama protein dan beberapa molekul biologik lainnya, nitrogen diperlukan baik oleh tumbuhan maupun hewan dalam jumlah yang besar. Lagi pula sejumlah besar nitrogen hilang dari dalam tanah karena tanah mengalami proses pembasuhan oleh gerak aliran air dan oleh kegiatan jasad renik. Banyaknya nitrogen yang tersedia langsung bagi tumbuhan sangat sedikit. Atmosfer mengandung nitrogen dalam jumlah yang besar, kira-kira 80% dari udara terdiri atas nitrogen. Kolom udara di atas satu hektare tanah mengandung kira-kira 75 juta kg nitrogen. Akan tetapi nitrogen dalam bentuk seperti ini tidak bermanfaat bagi tumbuhan. Agar dapat dimanfaatkan tumbuhan, nitrogen harus ada dalam bentuk terikat, yang artinya ada
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 57 dalam bentuk senyawa dengan unsur lain. Di dalam alam pembentukan nitrogen dalam bentuk terikat, yang juga disebut fiksasi nitrogen terjadi di dalam tanah, terutama oleh bakteri. Jenis bakteri pengikat nitrogen yang terefisien bersifat simbiotik. Bakteri simbiotik ini hanya dapat mengikat nitrogen kalau bekerjasama dengan akar tumbuhan polong dan beberapa rumput tropik. Di dalam tanah nitrogen terutama terdapat di dalam bahan organik tanah dalam berbagai tahap pembusukan, akan tetapi nitrogen yang terkandung di dalamnya tetap belum + dapat dimanfaatkan tumbuhan sebelum berubah bentuknya menjadi ion amonium (NH4 ) atau - ion nitrat (NO3 ). Jalur melingkar nitrogen dari bentuk unsur menjadi asam amino kemudian menjadi protein dan kembali lagi ke dalam bentuk unsur adalah daur hara yang telah dipelajari dengan sangat mendalam. Sebagian besar permasalahan gizi tumbuhan dan hewan berputar di sekitar ketersediaan senyawa-senyawa yang mengandung nitrogen. Penguraian lebih lanjut asam amino menjadi senyawa nitrogen tak organik dicapai dalam beberapa tahap. Setiap tahap berlangsung dengan bantuan spesies bakteri tertentu. Mula-mula dari asam amino dibebaskan ion ammonium yang kemudian diubah menjadi ion - nitrit (NO2 ). Ion ini yang adalah suatu racun bagi kehidupan tumbuhan hijau dengan segera - diubah menjadi ion nitrat (NO3 ). Bakteri-bakteri yang menghasilkan ion nitrit dan nitrat seperti telah kita bahas bersifat ototrof dan aerob, dengan kata lain tidak memerlukan hara organik akan tetapi memerlukan oksigen. Karena itu kehidupan kedua jenis bakteri ini sangat dipengaruhi oleh aerasi tanah dan juga oleh suhu tanah dan kandungan airnya. Perubahan nitrogen dari suatu bentuk yang tak dapat dimanfaatkan tumbuhan menjadi bentuk yang dapat dimanfaatkan tumbuhan telah dilihat sebagian besar adalah suatu proses biologi. Demikian juga halnya dengan proses pengambilan nitrogen dari tanah. Sebagian besar pengambilan nitrogen dari tanah dilakukan oleh tumbuhan. Apabila tumbuhan itu kemudian dipanen, kehilangan nitrogen dari tanah yang disebabkan pengambilan oleh tumbuhan itu menjadi suatu kehilangan yang tetap. Nitrogen terikat juga hilang dari khazanah zat hara di dalam tanah oleh bakteri-bakteri tanah tertentu yang mengubah nitrat kembali menjadi nitrogen atmosfer. Proses ini bersifat anaerob, yaitu hanya berlangsung dalam keadaan tidak tersedianya oksigen di dalam tanah. Jadi, dalam keadaan tanah yang kurang mendapatkan aerasi akan terjadi kehilangan nitrogen-tersedia di dalam tanah. Lagipula nitrat itu sangat mudah terlarut di dalam tanah seningga kalau tidak dengan segera dimanfaatkan tumbuhan
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 58 hijau atau jasad renik, akan dengan mudah hilang karena pembasuhan. Dengan demikian taraf ketersediaan nitrogen-tersedia di dalam tanah tergantung pada banyaknya bahan organik yang tersedia di dalam tanah, populasi jasad renik yang ada di dalam tanah, dan tingkat pembasuhan di dalam tanah. Dalam keadaan alami akan terjadi suatu kesetimbangan antara laju pertumbuhan tumbuhan dan gaya-gaya yang menentukan penyediaan nitrogen di dalam tanah. Akan tetapi dalam berbagai sistem pertanian kesetimbangan ini menjadi terganggu. Pemanenan suatu pertanaman cenderung akan menguras nitrogen tanah bukan saja karena pengambilan bahan organik hasil panen tanpa pengembalian ke dalam tanah, melainkan juga karena erosi dan penurunan kadar bahan organik tanah. Atas dasar alasan inilah pertanian intensif sangat tergantung pada tambahan pupuk nitrogen. Pada mulanya pupuk nitrogen berasal dari sumber-sumber organik, terutama dari bahan sisa hewan seperti guano, yaitu kumpulan kotoran burung. Kemudian pupuk nitrogen mencakup natrium nitrat yang ditambang di Cili, sesudah itu juga sulfat amonium yang menjadi hasil sampingan tanur kokas. Sekarang ini pupuk nitrogen yang terbanyak dibuat menurut proses Haber-Bosch yang mereaksikan nitrogen udara dengan hidrogen sehingga terbentuk ammoniak. Ammoniak ini dapat dipupukkan secara langsung atau dapat juga dijadikan bahan baku pembuatan pupuk buatan urea, nitrat, dan senyawa nitrogen lainnya. Di Indonesia pupuk buatan nitrogen terutama dibuat dalam bentuk senyawa urea. Hidrogen yang diperlukan pada proses Haber-Bosch itu biasanya diambil dari gas alam, dan biaya yang dikeluarkan untuk mendapatkan bahan bakar itu menentukan sebagian besar biaya produksi pupuk buatan itu. Pembuatan satu ton ammoniak memerlukan kira-kira 800 m3 gas alam sebagai bahan baku. Karena itu melalui pengikatan nitrogen melalui proses industri kimia bahan bakar fosil masuk ke dalam daur nitrogen. Biaya mahal yang diperlukan untuk membuat pupuk nitrogen ini tertutupi oleh nilai tambah yang diperoleh melalui daya hasil tanaman yang meningkat. Sebagai kesimpulan mengenai daur ulang nitrogen dapat dikemukakan bahwa nitrogen sering sekali muncul sebagai unsur hara yang menjadi kendala dalam pertumbuhan tumbuhan. Nitrogen dari atmosfer tidak ada manfaatnya bagi tumbuhan. Unsur itu harus disediakan dalam bentuk terikat atau terkombinasi dengan unsur lain, misalnya dalam bentuk ion ammonium atau nitrat. Ada sejumlah kecil nitrogen menjadi terikat oleh kegiatan kilat di
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 59 dalam atmosfer. Peranan yang lebih penting dijalani oleh bakteri, terutama yang hidup dalam simbiosis di dalam bintil akar tumbuhan polongan. Namun pun demikian persediaan nitrogen- tersedia di dalam tanah tetap rendah. Unsur itu hilang melalui pembasuhan dan oleh kegiatan bakteri denitrifikasi yang mengembalikannya ke udara. Nitrogen juga hilang dari tanah melalui pemanenan tumbuhan yang tumbuh di tanah itu. Untuk mengatasi kehilangan- kehilangan semacam ini pada proses-proses budidaya tanaman, nitrogen diikat secara industri menjadi pupuk buatan yang kemudian digunakan menyuburkan tanah pertanian. Pengikatan nitrogen melalui industri dengan demikian menjadi mata rantai penting dalam daur nitrogen. Sekaligus juga dapat disimpulkan bahwa pertanian intensif selain mulai menggunakan energi fosil untuk keperluan mekanisasi sebagai pengganti energi fisik yang dihasilkan manusia, juga menggunakan energi fosil untuk mengadakan unsur hara tambahan dalam bentuk pupuk. Hal ini terutama berlaku untuk unsur hara nitrogen karena secara alami bagian tak organik tanah sama sekali tidak mengandung garam-garam nitrogen. Kalaupun tanah mengandung nitrogen yang dapat diserap akar tumbuhan, maka asalnya kalau bukan dari air hujan ialah dari hasil pengikatan nitrogen udara oleh berbagai jasad renik secara mandiri atau melalui simbiosis dengan tumbuhan polongan.
4. Unsur Hara Lainnya Unsur hara lainnya tidak begitu menimbulkan permasalahan kekurangan hara. Akan tetapi hal itu tidak berarti bahwa unsur-unsur lain itu kurang penting peranannya dalam fisiologi tumbuhan. Kadang-kadang jumlah yang diperlukan sangat rendah, akan tetapi merupakan persyaratan mutlak agar tumbuhan dapat berkembang. Pada umumnya unsur-unsur hara lainnya kecuali senyawa nitrogen itu ada di dalam tanah berbentuk mineral yang melapuk dari batuan. Pengayaan alami tanah dengan mineral semacam ini dapat terjadi secara berkala melalui kegiatan vulkanik. Letusan Gunung Galunggung beberapa tahun yang lalu pada mulanya merupakan malapetaka, akan tetapi dipandang dari segi lain debu vulkanik yang bertebaran kemana-mana itu dapat dianggap sebagai suatu pemupukan alami unsur hara yang menyebar sejauh debu gunung api itu dapat diterbangkan angin. Kemudian pula, kalau pada mulanya lereng Galunggung dianggap sebagai daerah bencana alam yang tidak dapat lagi menghasilkan apa-apa karena sudah tertutup pasir, pada waktu ini daerah itu sudah kembali lagi berubah menjadi lahan yang subur berkat pelapukan bagian atas lapisan pasir menjadi
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 60 tanah yang kaya akan unsur hara tumbuhan. Unsur hara tumbuhan yang terpenting sesudah nitrogen ialah fosfor dan kalium. Fosfor terdapat dalam asam nukleat dan di dalam berbagai molekul yang berperan mengangkut energi, akan tetapi diperlukan dalam jumlah yang kecil. Bahan kering tumbuhan rata-rata mengandung nitrogen 2% tetapi hanya mengandung fosfor kira-kira 0,2%. Namun pun demikian kebanyakan tanah tidak mampu menyediakan fosfor dalam jumlah yang cukup guna mendukung pertumbuhan maksimum. Berlainan halnya dengan nitrogen, di dalam tanah kedudukan fosfor lebih mantap dan pembasuhan oleh air dapat diabaikan jumlahnya. Akan tetapi ketersediaan fosfor sangat tergantung pada pH tanah. Pupuk fosfat sering digunakan, terutama dalam bentuk ”superfosfat” yang diperoleh dari perendaman batuan fosfat di dalam asam sulfat atau asam fosfat. Kalium diperlukan dalam jumlah yang agak banyak, walaupun peranannya yang tepat di dalam fisiologi tumbuhan belum dipahami dengan jelas. Kalium tersedia sebagai ion-dapat- tukar teresap pada permukaan kolid tanah. Tanah-tanah yang mengandung humus sedikit saja biasanya kaya akan kalium, akan tetapi dalam bentuk yang tak dapat larut, dan dengan demikian tidak tersedia bagi tumbuhan. Karena itu juga tanah-tanah organik biasanya menderita kekurangan kalium, sehingga pemupukan dengan kalium sering sekali harus dilakukan. Pupuk Kalium yang terpenting ada dalam bentuk Kalium Khloride. Setelah nitrogen, fosfor, dan kalium, kalsium memegang peranan terpenting keempat. Kadar kalsium di dalam tumbuhan bervariasi menurut spesies. Di dalam polongan kadarnya tinggi sedangkan dalam rumputan rendah. Akan tetapi kalsium jarang muncul sebagai zat hara pembatas. Pengaruh sampingan kalsium dengan adanya di dalam tanah sangat penting dan beragam, sehingga kadar kalsium di dalam tanah sering ditambah melalui pemupukan. Unsur kalsium berpengaruh terhadap kegiatan jasad renik, pH tanah dan derajat ketersediaan unsur lain bagi tumbuhan. Kalsium tersedia di dalam tanah dalam bentuk ion larut-air dan dapat- tukar, dalam kombinasi dengan senyawa organik, dan dalam bentuk mineral tak larut seperti hornblende dan kalsit. Magnesium ialah salah satu penyusun molekul klorofil. Tumbuhan mengambilnya dari dalam tanah dalam bentuk ion yang diserap akar. Di dalam tanah magnesium terdapat dalam bentuk kation dapat-tukar. Kekurangan akan Mg jarang terjadi, akan tetapi sekarang ini dengan kebiasaan memupuk berat, tampaknya mulai muncul disekitar kita. Kekurangan
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 61 magnesium di dalam tumbuhan menampakkan diri sebagai klorosis pada daun. Di halaman rumah pada daun tanaman hias hal ini sering dapat diamati. Belerang adalah bahan penyusun dua buah asam amino, yaitu sistin dan metionin, serta vitamin biotin dan tiamin. Kadarnya di dalam tanah tidak tinggi. Belerang di dalam tanah terus-menerus terbasuh akan tetapi selalu ada penggantian karena hancurnya mineral yang mengandung belerang, seperti pirit. Di sekitar daerah industri belerang juga ditambahkan ke dalam tanah melalui hujan karena air hujan meresap sulfurdioksida dari pencemaran industri. Akhir-akhir ini ada kekurangan belerang pada ”berbagai pertanaman padi sawah. Mangan, bor, besi, seng, tembaga, molibden, dan klor diperlukan tumbuhan dalam jumlah yang sangat kecil. Kekurangan akan unsur mikro seperti ini dapat menghambat produktivitas tumbuhan. Kekurangan akan molibden diperkirakan merupakan penyebab rendahnya fiksasi nitrogen oleh jasad renik tanah di daerah-daerah pertanian tertentu.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 62
BAB IX DAUR HARA KEHIDUPAN (3)
1. Hewan Sebagai Pemangsa Untuk dapat hidup hewan harus makan bahan organik yang kemudian sebagian dicernakan di dalam saluran pencernaan dengan bantuan enzim pencernaan. Setelah dicernakan ini zat hara yang terkandung di dalam bahan organik itu dapat diserap oleh hewan. Hewan yang satu dengan hewan yang lainnya mungkin saja berbeda sumber makanannya. Pada hewan bertulang belakang dalam garis besarnya ada hewan yang memerlukan makanan dalam bentuk selulose dan ada pula dalam bentuk karbohidrat yang lain. Pembedaan ini sangat penting dalam kaitannya dengan daur hara di alam ini. Sebagian besar energi yang diubah oleh tumbuhan dari energi surya menjadi energi kimia disimpan dalam bentuk selulose, sehingga selulose adalah bagian utama tumbuhan. Hal itu juga berarti bahwa sumber energi utama dalam bentuk bahan organik ialah selulose. Apabila mamalia makan bahan organik berupa selulose, penguraian selulose menjadi molekul-molekul glukose tidak dilakukan oleh enzim-enzim yang dibuat oleh hewan itu sendiri. Yang membuat enzim pengurai selulose menjadi glukose itu ialah bakteri yang terdapat dalam saluran pencernaan hewan itu. Bakteria di dalam saluran pencernaan itu menguraikan selulose melalui proses pengkhamiran atau fermentasi dan memanfaatkan sebagian kecil energi yang dilepaskan untuk keperluan kehidupannya sendiri. Penguraian selanjutnya dilakukan oleh hewan inang yang menguraikan glukose itu secara lengkap menjadi karbondioksida dan air. Energi yang dilepaskan dimanfaatkan hewan itu untuk kehidupannya. Selain itu bakteri yang mati di dalam saluran pencernaan juga menjadi makanan bagi hewan inangnya. Dipandang dari segi kemampuan mencernakan selulose, hewan dapat digolongkan menjadi tiga jenis, yang sejalan pula dengan struktur alat pencernaannya. Jenis hewan itu ialah karnivora (pemakan daging) seperti anjing, kucing, dan harimau, omnivora (pemakan daging dan tumbuhan) seperti primata, serta herbivora (pemakan tumbuhan) seperti sapi, kelinci, dan kerbau. Karnivora dan omnivora memiliki lambung sederhana dan mengalami kesulitan mencernakan selulose. Herbivora bukan pemamahbiak seperti kuda, kelinci, dan marmot dapat memanfaatkan selulose untuk menutupi keperluan energinya, akan tetapi kurang efisien jika
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 63 dibandingkan dengan apa yang dapat dilakukan herbivora pemamahbiak seperti sapi, kerbau, kambing, domba, dan rusa, dapat memanfaatkan energi yang terkandung di dalam selulose sewaktu selulose diuraikan menjadi selulose. Kalau kita perhatikan anatomi saluran pencernaan karnivora. Herbivora bukan pemamahbiak, dan herbivora pemamahbiak, akan dapat kita lihat bahwa sistem pencernaan karnivora lebih sederhana. Pada karnivora makanan setelah melalui mulut dan esofagus memasuki lambung atau abomasum, duodenum, usus halus, kolon dan kemudian keluar dari anus. Di antara usus halus dan kolon ada usus buntu atau sekum yang tidak berkembang. Pada herbivora bukan pemamahbiak sekum berkembang menjadi hampir sama besarnya dengan kolon. Pada herbivora pemamahbiak atau ruminansia, sebelum abomasum ada rumen, retikulum, dan omasum. Pada hewan karnivora dan omnivora yang lambungnya sederhana, bakteri penghancur selulose hanya terdapat di dalam sekum atau usus buntu dan kolon. Makanan lewat melalui kedua bagian saluran pencernaan ini dalam waktu yang tidak terlalu lama sehingga pencernaan selulose oleh bakteri tidak besar manfaatnya. Pencernaan terutama terjadi dengan bantuan enzim yang dibuat oleh hewan itu sendiri. Sebagian besar enzim itu dibuat oleh hewan itu di pankreas dan sel-sel lendir di dinding abomasum dan di dalam usus halus. Tempat utama terjadinya peresapan makanan ialah pada usus halus. Pada herbivora bukan ruminansia yang sekum dan kolonnya lebih berkembang makanan dapat tinggal lebih lama di dalamnya sehingga terjadi penguraian selulose menjadi glukose, asam asetat, asam propionat, dan asam butirat yang cukup berarti. Asam-asam ini adalah hasil buangan pencernaan bakteri akan tetapi dapat dimanfaatkan energinya oleh herbivora itu sendiri. Akan tetapi waktu lewat melalui kedua bagian saluran pencernaan itu masih tetap agak singkat sehingga pencernaannya kurang efisien. Di dalam ruminansia penguraian selulose oleh bakteria mulai terjadi sewaktu makanan memasuki rumen. Sewaktu makanan memasuki usus halus, sebagian besar sudah ada dalam bentuk yang dapat dimanfaatkan oleh hewan inang. Dengan demikian disepanjang saluran pencernaan, dari rumen, retikulum, omasum, usus halus, sekum, dan kolon, terjadi penguraian selulose menjadi glukose dan asam-asam asetat, propionat dan butirat oleh bakteria, dan terjadi pula pemanfaatan sebagian besar energi yang lepas, termasuk penguraian bahan buangan pencernaan bakteri menjadi karbondioksida dan air oleh herbivora.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 64
Bukan saja pemanfaatan energi ini yang menguntungkan bagi herbivora. Bakteri itu juga menghasilkan asam amino dan vitamin yang dapat dimanfaatkan oleh herbivora sebagai hewan inang. Tentu saja sebagian asam amino dan vitamin itu digunakan oleh bakteri itu sendiri dan untuk membuat asam amino diperlukan juga sumber nitrogen. Oleh karena itu berbagai penelitian telah diusahakan diantaranya di IPB untuk memperkaya kandungan nitrogen selulose di dalam pakan dengan menambahi sumber nitrogen seperti urea.
2. Keefisienan Ternak Hewan yang diternakkan sebagian besar memanfaatkan rerumputan dan biji-bijian sebagai makanannya. Akan tetapi disamping itu juga berbagai hasil sampingan yang diperoleh dari pengolahan pasca panen dapat dijadikan sumber pakan ternak, seperti tepung kedelai, ampas tahu, ampas kelapa, ampas kacang, yang diperoleh sewaktu menghasilkan minyak kacang kedelai, minyak kacang, minyak kelapa dan yang sejenis. Demikian pula sekam padi dan gandum serta tetes sisa pembuatan gula dari tebu adalah sumber pakan tambahan bagi ternak. Sisa-sisa dari rumah potong hewan seperti darah, tepung tulang, dan bahkan juga kotoran hewan dapat dijadikan lagi makanan bagi hewan lain. Kita misalnya dapat mengamati di beberapa tempat orang memelihara ayam di dalam kandang yang di bawahnya dibuatkan kolam ikan. Ayam diberi makanan yang sebagian terdiri atas sekam dan tepung ikan dan ikan di bawah kandang mendapatkan kotoran ayam sebagai pakan. Di negara-negara yang kebanyakan penduduknya miskin, ternak dan manusia bersaing untuk mendapatkan makanan berupa biji-bijian. Karena itu biji-bijian hanya diberikan untuk ternak yang dapat mengubah kalori menjadi jaringan daging secara efisien. Hewan seperti itu ialah unggas dan babi. Di negara-negara yang kaya persaingan seperti itu hanya sangat terbatas sehingga pada keadaan yang demikian terbuka kemungkinan untuk memberikan biji- bijian sebagai sebagian pakan bagi ternak. Dengan demikian terbuka kesempatan untuk meningkatkan hasil daging melalui penambahan biji-bijian ke dalam makanan ternak. Babi dan unggas dengan demikian selalu mendapatkan makanannya dalam bentuk pakan berenergi tinggi atau yang dinamakan juga konsentrat. Induk sapi yang menghasilkan anak sapi untuk digemukkan menjadi ternak pedaging, sepenuhnya diternakkan di padang rumput tanpa mendapatkan makanan tambahan berupa konsentrat. Akan tetepi anak-anaknya yang akan dibesarkan menjadi penghasil daging akan diberi makanan yang sebagian besar berupa
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 65 konsentrat agar terjadi penambahan bobot tubuh yang lebih cepat dan agar karkasnya mengandung lebih banyak daging daripada tulang. Kalau kita coba bandingkan keefisienan berbagai jenis ternak mengubah protein kasar dan energi di dalam makanannya menjadi bahan makanan manusia, maka akan terdapat bandingan sebagai berikut:
Tabel 4. Tingkat Keefisienan Pengubahan Pada Ternak Keefisienan Pengubahan (%) No Jenis Ternak Protein Energi 1 Unggas petelur 26 18 2 Sapi perah 24.5 17 3 Unggas pedaging 22.5 11 4 Babi 14 14 5 Sapi pedaging 4 3 6 Domba 4 2.25
Ternak yang tingkat keefisienannya tertinggi ialah unggas petelur dan sapi perah. Kita sekarang dapat memahami mengapa perkembangan peternakan di Indonesia, terutama di Pulan Jawa yang tinggi kepadatan penduduknya terjadi pada peternakan unggas petelur, sapi perah dan unggas pedaging. Sapi pedaging dan domba pedaging keefisienannya rendah, akan tetapi di tempat-tempat yang menghasilkan bahan organik yang tidak dapat dimanfaatkan manusia secara langsung karena kadar selulosanya yang tinggi, pemeliharaannya dapat membawa manfaat bagi manusia karena dapat mengubah bahan organik yang tidak bergizi menjadi daging yang tinggi kadar gizinya. Hal itu misalnya dapat terjadi di daerah-daerah kering yang vegetasi utamanya adalah padang rumput seperti di Nusa Tenggara Timur, Aceh Selatan, Padang Lawas, Sulawesi Tengah, dan sebagian Sulawesi Selatan. Dapat pula diamati bahwa keefisienan pengubahan ternak yang berkenaan dengan produksi dalam rangka pembiakan seperti telur dan susu, lebih tinggi dibandingkan dengan pengubahan yang berkenaan dengan pertumbuhan vegetatif, yaitu hasil dalam bentuk daging. Hal tersebut ada kaitannya dengan kenyataan bahwa kalau yang dikonsumsi adalah hasil produksi dalam proses reproduksi, ternak yang menghasilkannya tetap utuh, sedangkan pada ternak pedaging, produksinya sekaligus menyisihkan ternak itu dari kegiatan produksi selanjutnya.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 66
3. Pemintakadan Ekosistem Dalam suatu ekosistem yang tidak diganggu akan ada kesetimbangan antara sumberdaya yang terdapat di dalam tanah, kehidupan tumbuhan, dan semua makhluk yang makan dari tumbuhan itu. Biomassa atau keseluruhan kehidupan yang dapat ditunjang ditentukan oleh kombinasi berbagai faktor lingkungan. Faktor terpenting ialah iklim. Dalam sistem-sistem pertanian yang masih sederhana usaha pertanian terjadi dengan mengganti begitu saja flora dan fauna alami dengan tanaman dan hewan piaraan tanpa mengadakan usaha-usaha pemeliharaan tambahan. Biomassa yang dapat ditunjang oleh lingkungan tidak banyak mengalami perubahan karena keseluruhan kehidupan yang dapat ditunjang tetap ditentukan oleh kemampuan tanaman di lingkungan yang sama itu untuk menyediakan energi bagi seluruh kehidupan yang ada disitu. Perubahan yang terjadi untuk keuntungan manusia hanyalah berupa bertambah banyaknya bahan organik nabati dan hewani yang dapat dimanfaatkan manusia karena kebanyakan flora dan fauna yang ada sebagai bagian biomassa telah dipilih sesuai dengan keperluan manusia. Pertanian dalam bentuk yang sederhana ini dirincikan oleh sedikitnya terjadi penambahan energi ke dalam sistem, rendahnya hasil, akan tetapi keefisienan keseluruhannya tinggi. Ternak makan pakan, serat kasar, dan hasil buangan secara berlebihan. Bahan buangan yang berasal dari ,manusia didaurulangkan seluruhnya ke dalam tanah. Semua keperluan akan tenaga dipenuhi oleh daya kerja manusia dan hewan. Tidak banyak digunakan bahan bakar, mesin, pupuk, dan pestisida, akan tetapi juga tidak banyak bahan makanan yang dihasilkan dari sistem pertanian itu walaupun orang bekerja keras. Apabila dikelola dengan baik sistem pertanian sederhana ini akan ada dalam keseimbangan dan mendukung kehidupan yang ada dalam sistem itu. Akan tetapi kalau ada salah urus karena adanya pemanfaatan lahan yang berlebih, akan muncul masalah erosi yang kemudian menghancurkan kesetimbangan dan merusak sistem pertanian itu. Sistem pertanian modern mengutamakan daya produksi yang tinggi dan penggunaan tenaga kerja yang efisien. Daur tumbuhan dan hewan alami diubah agar sesuai dengan suatu teknologi yang menggunakan subsidi energi yang tinggi. Subsidi energi ke dalam sistem itu sering sekali berupa mesin, minyak bakar, pupuk, dan pestisida. Untuk mencapai daya guna maksimum diadakan spesialisasi pertanian dan tempat tertentu hanya akan diusahakan tanaman dan ternak yang paling sesuai dengan keadaan lingkungan di tempat itu. Muncullah
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 67 mintakad-mintakad pertanian seperti mintakad jagung, mintakad daging, mintakad kapas, dan sebagainya. Di Indonesia yang sistem pertaniannya ada yang sudah maju dan ada pula yang masih dalam keadaan sederhana, perwilayahan pertanian itu tampak mulai ada bagi pertanian modern. Misalnya saja mintakad teh ada di dataran tinggi Priangan, Pematang Siantar, dan Kerinci. Mintakad daging ada di Bali, Nusa Tenggara Barat, dan Nusa Tenggara Timur. Akan tetapi dimana-mana orang bertanam tanaman pangan karena kebanyakan dilaksanakan dalam bentuk sistem pertanian sederhana. Walaupun iklim juga dapat memaksa adanya pemintakadan bagi sistem pertanian sederhana. Segi pemintakadan ini juga membawa masalah. Karena lahan-lahan tersubur mengundang kegiatan perusahaan pertanian industri serta kegiatan ekonomi lainnya, di Indonesia ini kepadatan penduduk terkait erat dengan tingkat kesuburan tanah. Jawa misalnya adalah pulau yang lahannya tersubur untuk digunakan berusahatani. Karena itu juga kegiatan pertanaman industri terutama ada di Jawa di samping kegiatan usaha pertanian tanaman pangan yang terpenting. Adanya kegiatan-kegiatan ini memaksakan dibangunnya berbagai sarana pendukung seperti sarana perhubungan, sarana pemukiman, dan sarana perkantoran dan pabrik. Karena itu banyak lahan yang subur di Jawa akhirnya menjadi tempat mendirikan gedung dan tempat membangun pabrik dan jalan raya lintas cepat. Harga lahan dengan demikian juga meningkat dengan cepat. Kalau harga lahan sudah demikian tingginya seperti misalnya lahan-lahan kosong yang ada di kiri-kanan Jalan Jenderal Soedirman di Jakarta, lahan itu sudah kurang menguntungkan untuk dijadikan lahan usahatani. Lebih menguntungkan kalau lahan itu dijual mahal dan uangnya digunakan untuk berniaga bahkan mungkin juga diinvestasikan melalui penanaman modal. Akhirnya kalau tidak dijaga, kegiatan usahatani harus pindah kelahan-lahan terpencil yang kurang subur dan memerlukan masukan teknologi yang jauh lebih tinggi dan mahal agar dapat menghasilkan sesuatu.
4. Pemintakadan dan Teknologi Pascapanen Karena adanya pemintakadan ini hasil produksi sering sekali menjadi berjauhan dengan konsumen. Oleh karena itu hasil produksi harus dapat diubah ke dalam bentuk yang lebih tahan lama apabila disimpan. Sebagai akibatnya, pemintakadan itu dengan demikian memintakan suatu kemajuan penguasaan teknologi pascapanen. Pengangkutan berbagai
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 68 produk pertanian tanpa penguasaan pascapanen akan dapat berakibat penyusutan hasil, misalnya karena tercecer sewaktu dijemur atau busuk sewaktu disimpan. Lagipula pengangkutan hasil pertanian dalam bentuk bahan mentah menyebabkan terjadinya pengangkutan bagian-bagian produk pertanian itu ke daerah konsumen yang setelah bahannya diolah tercecer menjadi limbah di daerah konsumen. Limbah ini akhirnya akan menimbulkan masalah pencemaran. Kalau bahan pertanian sebelum sampai ke tangan konsumen sempat diolah terlebih dahulu menjadi bahan niaga setengah jadi atau menjadi bahan jadi, bahan limbah dapat terkumpul dengan banyak dan kemudian dimanfaatkan sebagai hasil sampingan. Misalnya saja, batok kelapa yang terkumpul dapat diubah menjadi arang bakar atau karbon-aktif yang dapat digunakan sebagai obat atau bahan penyaring air dan udara. Sabut kelapa yang terkumpul secara teratur disuatu tempat dapat dipakai sebagai bahan baku pembuatan tali dan karpet. Dengan cara ini daerah pedesaan masih dapat memperoleh keuntungan tambahan dari produk pertanian yang dihasilkannya sehingga membuka lapangan pekerjaan baru dipedesaan.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 69
BAB X TEKNOLOGI PASCAPANEN
1. Teknologi Primitif Di dalam pelajaran ilmu bumi atau geografi selalu dibangkitkan bahwa Indonesia adalah negara agraris. Yang dimaksud dengan agraris ialah bahwa sebagian besar penduduk mendapatkan penghasilannya dari kegiatan di sektor pertanian. Sehubungan dengan itu juga selalu dikemukakan bahwa Indonesia menjadi pengekspor hasil pertanian seperti karet, kopi, teh, kina, tembakau, coklat, sawit, dan kopra. Kalau kita perhatikan bagaimana dahulu Singapura dikenal sebagai pengekspor karet bermutu tinggi, padahal karet mentahnya berasal dari Sumatera, dapatlah dipahami bahwa dari penanganan hasil pertanian setelah dipanen hingga menjadi hasil yang lebih baik orang juga mampu mendapatkan nafkah yang sangat menguntungkan. Sebenarnya sejak dahulu kala petani dan peternak sudah mengenal bagaimana cara menangani hasil pertanian dan peternakan mereka agar menjadi lebih tahan disimpan. Bibit padi dan ikan yang sudah dikeringkan biasanya disimpan di dapur di atas tungku masak yang menggunakan bahan bakar kayu. Asap yang mengandung ter kemudian menyelaputi dan mengawetkan apa yang tergantung di atas tungku itu hingga tidak busuk dan tidak dimakan serangga atau kapang. Pengolahan bahan pangan sehingga lebih tahan lama, mudah disimpan, dan mudah dicerna dapat pula dilakukan melalui penumbukan atau penggilingan. Hal itu misalnya terjadi dengan padi. Setelah ditumbuk, gabah padi terpisah menjadi beras, sekam, dan menir. Dengan menyisihkan menir dan sekam ini butir beras yang terdiri atas karbohidrat terpisah dari bagian-bagian gabah yang membuat gabah itu dapat cepat rusak karena mengandung minyak. Di samping itu pengkhamiran atau fermentasi menggunakan jasad renik merupakan cara membuat biji kehilangan zat-zat yang dapat membuatnya cepat rusak, serta menjadi lebih mudah dicerna. Salah satu yang terkenal dan asli berasal dari Indonesia ialah pembuatan tempe dari kedelai. Dalam hal ini, ternyata bahwa pada pembuatan tempe oleh kapang itu terbentuk pula zat-zat anti-bakteri yang baik untuk menghilangkan infeksi bakteri pada saluran pencernaan, serta zat-zat anti-oksidan yang dapat menghambat pengendapan lemak pada
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 70 dinding pembuluh darah. Pengawetan melalui pengkhamiran lain yang dapat disebut ialah peragian karbohidrat menjadi tapai seperti tapai ketan dan tapai singkong. Selain itu juga pembuatan yoghurt yang berasal dari Bulgaria dengan menggunakan susu kuda, kefir yang berasal dari Pegunungan Kaukasus, serta dadih yang berasal dari Sumatera Barat yang menggunakan susu kerbau, adalah proses pengawetan susu melalui pengkhamiran dengan menggunakan bakteri tertentu. Setelah dikhamirkan ini, kadar lemak susu akan turun. Dalam hal susu kerbau, kadar lemaknya sangat tinggi sehingga apabila diminum langsung oleh manusia akan menimbulkan penyakit salah-cerna. Setelah didadihkan, kadar lemaknya menurun dan dadih itu dapat dicerna lebih baik oleh lambung manusia. Sejak dahulu pula orang sudah tahu membuat dendeng, yaitu daging yang disayat tipis- tipis, diberi gula, rempah-rempah dan garam, dan kemudian dijemur. Penyayatan tipis-tipis dan penjemuran merupakan upaya menurunkan kadar air yang akan menurunkan kegiatan bakteri pembusuk. Demikian pula halnya penambahan rempah-rempah dan garam mempunyai maksud yang sama. Penambahan gula, garam, rempah-rempah, dan sering pula cuka ke dalam makanan seperti acar, adalah contoh penggunaan aditif bahan pangan yang paling lama sudah diketahui orang. Maksudnya adalah untuk keperluan pengawetan, pengubahan warna agar makanan menjadi lebih menarik, dan pengubahan rasa agar menjadi lebih lezat.
2. Teknologi Penyejukan Modern Pada zaman dahulu penumbukan dan penampian bebijian, pengeringan, pengasapan, pengkhamiran, pengacaran, pemanisan, serta perempahan merupakan cara pengawetan makanan agar tahan lama dan tetap enak dimakan. Setelah itu timbul cara pengawetan bahan pangan dengan membotolkan dan mengalengkan. Untuk proses ini diperlukan pemanasan sampai suhu tinggi, sedangkan disamping itu perlu pula diberikan zat-zat aditif ke dalam makanan yang dikalengkan itu agar daya tahannya bertambah dan warnanya tidak terlalu berubah. Karena itu juga rasa makanan yang diawetkan semacam ini tidak serasa bahan makanan yang segar. Di zaman modern ini, dengan timbulnya kemampuan mendinginkan ruangan sampai suhu rendah, pendinginan dan pembekuan merupakan cara mengawetkan yang membuat bahan makanan tahan disimpan lebih lama tanpa kehilangan terlalu banyak rasa segarnya.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 71
Misalnya saja, sayuran dan buah-buahan yang disimpan di dalam lemari pendingin dalam kemasan plastik agar tidak banyak cairannya yang menguap karena tekanan uap disekelilingnya lebih rendah, dapat tahan beberapa hari sampai beberapa minggu. Orang Jepang ingin makan udang yang dimasak dari udang segar yang masih hidup. Oleh karena itu kelemahan pasaran ekspor udang windu dari Indonesia ke Jepang ialah bahwa pengawetannya harus dilakukan melalui pembekuan, karena kalau penyimpanan dilakukan dalam bentuk beku, bahan pangan akan tahan jauh lebih lama. Hanya saja rasanya akan banyak mengalami perubahan. Sebagai kasus pengawetan daging yang paling lama yang telah terjadi dalam sejarah misalnya dapat disebut penemuan gajah purba beku di Siberia. Konon kabarnya dagingnya dimasak dan disajikan pada suatu kongres ilmu pengetahuan di Rusia pada akhir abad yang lalu. Oleh karena itu para ahli di Fakultas Perikanan IPB memikirkan permasalahan itu dan berhasil membuat udang tidur di dalam kotak busa plastik berisi serbuk gergaji yang suhunya diturunkan sampai 12oC. Dengan cara ini udang yang tidur itu pernapasannya sangat rendah dan hasil metabolismenya juga sangat sehingga dapat ditampung oleh serbuk gergaji. Dengan cara ini udang dapat tahan hidup disimpan di dalam kotak selama 2 x 24 jam. Cukup lama untuk sampai di Tokyo dengan pesawat terbang dari Cengkareng setelah ditangkap di tambak yang letaknya di sekitar Jakarta. Kemudian juga, di dalam zaman modern ini penambahan bahan lain ke dalam bahan pangan dapat dilakukan dengan maksud untuk membuat makanan itu mendapatkan mutu gizi yang lebih baik, selain menimbukan warna dan citarasa yang lebih baik. Akan tetapi ternyata bahwa beberapa zat aditif itu dapat menimbulkan bahaya bagi kesehatan konsumen.
3. Teknologi Zat Aditif Pada umumnya, penambahan zat aditif ke dalam bahan pangan dilakukan dengan berbagai tujuan: 1. Sebagai zat pengawet anti-mikroba. 2. Sebagai anti-oksidant. 3. Sebagai pengemulsi, pengstabilkan, dan pengental. 4. Sebagai peningkat citarasa.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 72
5. Sebagai penyalut permukaan. 6. Sebagai penambah kadar mineral. Penggunaan zat anti-mikroba untuk menambah awet bahan makanan dapat membantu bahan makanan itu menembus jarak menemukan konsumen di tempat lain, bahkan di negara lain. Tanpa zat pengawet seperti ini bahan makanan itu akan busuk karena kerja jasad renik, lama sebelum bahan makanan itu tiba di tangan konsumen. Ada dua cara kerja zat aditif sebagai pengawet. Cara pertama ialah dengan menghambat pertumbuhan jasad renik itu. Cara kedua ialah dengan memperkuat bahan makanan itu sewaktu mengalami pengolahan, agar tidak hancur dan menjadi lebih peka terhadap serangan jasad renik. Gula memperlambat atau menghentikan pertumbuhan jasad renik di dalam selai, jam, dan manisan buah-buahan, seperti yang dijadikan kerajinan rakyat di Cianjur, Bandung, dan Garut. Cuka dan garam sama pengaruhnya di dalam acar sayuran dan buah-buahan. Penambahan alkohol ke dalam bahan makanan juga dimaksudkan untuk keperluan yang sama. Zat-zat seperti gula, garam, cuka, dan alkohol, yang semuanya terdapat secara alami di dalam berbagai bahan pangan, sering digunakan sebagai zat pengawet alami. Asam askorbat atau vitamin C yang banyak terdapat di dalam jeruk biasanya ditambahkan ke dalam buah- buahan yang dibekukan agar warnanya tidak menjadi coklat. Dalam hal ini vitamin C bekerja sebagai anti-oksidant yang menghentikan proses pengoksidan rantai-rantai karbon tidak jenuh pada asam lemak tidak jenuh. Sewaktu ahli teknologi pangan menemukan bahwa penyebab suatu buah buni yang namanya cranberry tahan terhadap serangan kapang dan ragi adalah asam benzoat yang terdapat di dalam buah buni itu, mereka mulai menambahkan asam benzoat sebagai pengawet pada bahan makanan lain. Asam benzoat ini pun masih merupakan zat kimia organik yang dapat ditemukan secara alami. Kemudian para ilmuan mulai mencari zat-zat sintetik yang dapat menghambat atau menghentikan pembusukan bahan makanan. Zat-zat pengawet tak-organik ini misalnya adalah sulfur dioksida dan garam sulfit yang digunakan pada buah-buahan dan sayuran untuk menghambat pertumbuhan kapang. Demikian pula senyawa belerang digunakan sebagai pengawet dalam jumlah yang sangat kecil pada pembuatan anggur. Penggunaan zat ini dalam jumlah yang lebih banyak dapat mempengaruhi rasa anggur itu.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 73
Sebagai anti-oksidant buatan digunakan butil hidroksi anisol atau BHA pada bahan makanan jadi yang diperkirakan dapat tersimpan lama di rak-rak lemari pajangan pasar swalayan. Emping serealia untuk sarapan pagi misalnya mengandung BHA sebagai bahan pengawet. Demikian pula daging yang dikalengkan seperti corned beef, serta sosis mengandung garam nitrat dan nitrit sebagai anti-oksidant. Akhir-akhir ini ditemukan bahwa beberapa zat pengawet itu dapat menjadi penyebab timbulnya kanker, apalagi setelah zat pengawet itu mengalami pemasakan bersama bahan makanan yang diawetkannya. Demikianlah natrium nitrit yang ditambahkan ke dalam daging- dagingan untuk menghindari timbulnya racun botulinus, di dalam lambung hewan percobaan bergabung dengan asam amino membentuk nitrosamine yang dapat menjadi penyebab kanker. Garam natrium nitrit ini misalnya dijadikan pengawet daging babi berlemak. Daging babi berlemak atau ham yang diawetkan dengan natrium nitrit ini apabila digoreng, akan mengalami reaksi kimia yang menghasilkan zat-zat penyebab kanker atau karsinogen. Oleh karena itu, pada saat ini banyak ahli yang mulai tidak setuju akan penggunaan zat pengawet buatan di dalam bahan makanan. Namun demikian, ada petunjuk bahwa BHA yang terdapat sebagai pengawet dalam emping serealia yang dijadikan makan sarapan pagi di Amerika Serikat, telah mengurangi kasus kanker lambung di negara itu. Agar mentega, margarin, dan susu tidak pecah, berbagai zat pengemulsi atau pengstabil dapat ditambahkan ke dalamnya. Tanpa zat seperti ini mentega yang meleleh di atas sepotong roti bakar tidak akan berwarna kuning atau meleleh secara merata dengan merangsang selera, karena air dan minyak yang terdapat di dalamnya akan memisah. Demikian pula susu yang dikemas dalam kotak akan lebih mudah pecah. Pektin yang menjadi bagian dinding sel berbagai buah-buahan digunakan untuk mengubah kekentalan berbagai makanan seperti yoghurt. Selain itu protein kedelai juga dapat digunakan mengubah kekentalan dan kelekatan berbagai bahan makanan sehingga rasanya menjadi lebih lezat. Dalam hal ini pengubahan kekentalan terjadi karena zat-zat aditif itu telah melapisi permukaan bahan makanan sehingga mengubah sifat-sifat permukaannya. Monosodium glutamat atau MSG yang dikenal juga sebagai vetsin adalah contoh tentang zat aditif makanan untuk meningkatkan citarasa. Demikian pula berbagai zat kimia buatan dapat dipakai menggantikan rasa buah-buahan asli yang lebih mahal di dalam es krim maupun gula-gula.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 74
Seperti juga dengan natrium nitrit, MSG kini menjadi sorotan berbagai pihak. Ada yang mengatakan bahwa MSG menimbulkan sindrom Rumah Makan Cina (MRC) yang dicirikan oleh tengkuk yang kaku, rasa sesak di kepala bagian bawah dan dada, dan rasa pusing. Gejala semacam ini muncul pada orang yang peka setelah makan makanan yang banyak menggunakan MSG. Masih belum diketahui apakah gejala yang berlangsung hanya beberapa jam ini ada akibatnya yang lebih berbahaya. Akan tetapi juga ada orang yang menemukan bahwa MSG dapat menimbulkan gejala-gejala kanker pada tikus percobaan. Hasilnya belum pasti, akan tetapi sebagai kesimpulan umum kita harus berhati-hati terhadap penggunaan berbagai zat aditif makanan. Penambahan zat aditif untuk memperbaiki mutu gizi makanan misalnya terjadi pada susu dengan penambahan vitamin A dan D. Penambahan vitamin D pada susu terutama penting sekali artinya bagi anak-anak di negara-negara beriklim sedang, yang pada musim dingin tidak pernah kena sinar matahari, karena matahari hanya terbit beberapa jam sehari dan karena tubuhnya tersalut seluruhnya oleh pakaian musim dingin yang tebal. Akibatnya, tubuh tidak dapat membuat sendiri vitamin D sehingga harus ada pengayaan vitamin D pada bahan makanan. Bahan makanan utama anak-anak tentu saja susu sehingga susulah yang diperkaya dengan vitamin D. Di Indonesia garam biasanya diperkaya dengan yodium untuk mengatasi permasalahan gondok yang disebabkan karena makanan kurang mengandung garam yodium. Pencampuran biji kacang panjang ke dalam ketan yang akan dibuat lepat dapat dianggap suatu upaya pengayaan bahan makanan berkarbohidrat tinggi dengan protein kekacangan, walaupun ketika nenek moyang kita menemukan cara membuat lepat seperti itu, pencampuran tersebut hanya dimaksudkan untuk menambah lezat rasa lepat itu.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP. 75
KEPUSTAKAAN
Brown, J. C. (Penerjemah). 1980. The Way Things Work Book of Nature. Simon and Schuster, New York, NY 10020. Geertz, C. 1976. Involusi Pertanian. Proses Perubahan Ekologi di Indonesia. Diterjemahkan oleh S. Supomo. Lihat kata pengantar oleh Sajogyo. Bhratara Karya Aksara, Jakarta. Janick, J, R. W. Schery, F. W. Woods, V. W. Ruttan. 1974. Plant Science. An Introduction to World Crops. W. H. Freeman and Company, San Francisco. Margenau, H., D. Bergamini. 1976. The Scientist. Time-Life Books, New York. (Edisi Indonesia: Ilmuan, Tira Pustaka Jakarta). Nasoetion, A. H. 1980. Arah Perkembangan IPB Menuju Tahun 2000. Kompas, Senin, 3 November 1980 (Dalam: Daun-daun Berserakan. 1985. hal. 463-473). Nasoetion, A. H. 1991. Pengantar ke Ilmu-Ilmu Pertanian. P.T. Pustaka Litera AntarNusa, Bogor. Readings from Scientific American. 1973. Food. 1976. Food and Agriculture. 1978. Human Nutrition. W. H. Freeman and Company, San Francisco. Ronan, C. A. 1982. Science. Its History and Development Among the World’s Cultures. Facts on File Publications, New York, N. Y. 10016. Sintaro.wordpress.com/2008/01/30/jumlahpendudukdunia. Stackman, E. C., R. Bradfield, P. C. Mangelsdorf. 1967. Campaigns against Hunger. The Belknap Press of Harvard University, Cambridge, Massachusetts. Tudge, C. 1988. Food Crops for the Future. Brasil Blackwell, Oxford, UK. Wolpert, L, A. Richards. 1988. A Passion for Science. Oxford University Press, Oxford. www.kompas.com/read/xml/2008/06/21/. Zuckerman, H. 1977. Scientific Elite. Nobel Laureates in the United States. The Free Press, New York.
Modul Pengantar Ilmu Pertanian Dosen: Lukman Hakim, SP. MP.