Pengembangan Agroekosistem Kelapa Sawit–Kedelai dengan Penggunaan Mulsa Reflektif untuk Peningkatan Produktivitas Kedelai pada Lahan Perkebunan Kelapa Sawit

Abstract

Kebutuhan kedelai nasional mengalami peningkatan yang signifikan dari tahun ke tahun. Peningkatan kebutuhan kedelai tidak diikuti oleh peningkatan produksi nasional. Hal ini menyebabkan Indonesia harus melakukan impor kedelai dari negara-negara produsen kedelai dunia. Salah satu upaya untuk meningkatkan produksi kedelai nasional adalah dengan meningkatkan luas tanam melalui pemanfaatan lahan di bawah tegakan kelapa sawit yang potensinya mencapai 14 juta hektar. Namun pemanfaatan lahan di bawah tegakan kelapa sawit dibatasi oleh kondisi lingkungan fisik yang tidak kondusif, terutama intensitas cahaya yang rendah. Modifikasi iklim mikro dapat dilakukan melalui penggunaan mulsa reflektif sebagai usaha meningkatkan intensitas refleksi radiasi surya di bawah tegakan kelapa sawit, sehingga dapat memperbaiki kualitas lingkungan fisik agar kondusif bagi tanaman sela di bawahnya. Untuk itu, diperlukan penelitian yang komprehensif untuk mengetahui efektifitas penggunaan mulsa reflektif terhadap tanaman kedelai yang dibudidayakan di bawah tegakan kelapa sawit dan perannya dalam meningkatkan produktivitas lahan dan pendapatan petani. Penelitian ini mempunyai tiga tujuan utama, pertama adalah menganalisis kemampuan refleksi beberapa jenis mulsa reflektif anorganik dan organik dalam meningkatkan intensitas refleksi radiasi surya pada sistem tanam sela kelapa sawit-kedelai. Kedua adalah menganalisis pengaruh penggunaan mulsa reflektif terhadap karakteristik iklim mikro, morfologi, fisiologi dan produksi kedelai di bawah tegakan perkebunan kelapa sawit. Ketiga adalah menganalisis efisiensi penggunaan lahan dan kelayakan nilai ekonomi sistem usaha tani budidaya kedelai yang ditanam sebagai tanaman sela dengan penggunaan mulsa reflektif pada beberapa kelompok umur perkebunan kelapa sawit. Penelitian ini dilaksanakan sejak Januari hingga November 2018 di Perkebunan Kelapa Sawit PTPN VIII Kabupaten Lebak Banten. Bahan yang digunakan diantaranya adalah benih kedelai varietas anjasmoro, pupuk, mulsa reflektif dan sarana produksi lainnya serta data iklim dan analisis tanah. Alat yang digunakan meliputi alat-alat budidaya tanaman, meteorologi, LI-6400XT dan alat-alat analisis sampel tanaman lainnya. Pelaksanaan penelitian dilakukan dalam lima tahap. Pertama survei dan pengumpulan data iklim serta tanah di lokasi penelitian, kedua analisis albedo beberapa jenis mulsa reflektif anorganik (mulsa metalik dan mulsa plastik hitam perak) dan organik (sekam padi kering dan daun kelapa sawit kering). Ketiga menganalisis intersepsi dan transmisi radiasi surya pada beberapa kelompok umur tanaman kelapa sawit, keempat menganalisis efektifitas penggunaan mulsa reflektif pada budidaya kedelai di bawah tegakan beberapa kelompok umur tanaman kelapa sawit, dan kelima menganalisis produktivitas lahan dan kelayakan nilai ekonomi sistem tanam sela kelapa sawit-kedelai. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terjadi peningkatan intensitas refleksi radiasi surya pada lahan terbuka pada sistem pertanaman kedelai dengan penggunaan mulsa reflektif anorganik sebesar 147% dan mulsa reflektif organik 63%, sedangkan penggunaan mulsa reflektif di bawah tegakan kelapa sawit meningkatkan intensitas refleksi radiasi permukaan lahan sebesar 169% dengan mulsa reflektif anorganik dan 59% pada mulsa organik. Mulsa reflektif juga meningkatkan intersepsi radiasi surya dan efisiensi radiasi surya, menurunkan suhu tanah pada siang hari dan memperkecil perbedaan suhu tanah antar kedalaman, serta mampu mempertahankan kelembaban tanah di bawah tegakan kedelai yang ditanam sebagai tanaman sela pada perkebunan kelapa sawit. Mulsa reflektif anorganik dan organik berkontribusi positif terhadap kedelai yaitu tinggi dan diameter batang, luas dan indeks luas daun, lebar stomata, biomassa, berat daun spesifik, laju pertumbuhan tanaman, laju pertumbuhan relatif, dan menekan rasio etiolasi. Laju fotosintesis kedelai juga mengalami peningkatan dengan penggunaan mulsa reflektif, terutama pada daun-daun yang berada bagian bawah yang meningkat signifikan (p<0,05) dari 20,89 mol CO2 m-2s-1 pada lahan tanpa mulsa reflektif, menjadi 23,64 mol CO2 m-2s-1 pada penggunaan mulsa reflektif anorganik dan 24,74 mol CO2 m-2s-1 pada penggunaan mulsa reflektif organik. Mulsa reflektif anorganik dan organik secara signifikan (p<0,05) meningkatkan jumlah polong bernas, berat biji 100 butir, dan produktivitas kedelai. Produktivitas kedelai rata-rata meningkat sebesar 31,3% pada penggunaan mulsa reflektif anorganik dan 38,4% pada mulsa reflektif organik. Efisiensi penggunaan lahan tertinggi terdapat sistem tanam sela kedelai-kelapa sawit umur 4 tahun, baik dengan mulsa reflektif anorganik, organik dan tanpa mulsa dengan masing-masing LER adalah 2,0; 1,9 dan 1,8. Hasil analisis usaha tani terhadap sistem tanam sela kelapa sawit-kedelai, pendapatan tertinggi diperoleh pada umur kelapa sawit 5 tahun diikuti oleh kelapa sawit 4 tahun dengan penggunaan mulsa reflektif organik, dan selanjutnya pada sistem tanam sela kedelai-kelapa sawit umur 5 tahun dengan mulsa reflektif anorganik. Nilai rasio R/C tertinggi pada sistem tanam sela kelapa sawit-kedelai sebesar 3,0 terdapat pada umur kelapa sawit umur 4 dan 5 tahun dengan mulsa reflektif organik, dan kemudian 2,7 terdapat pada umur kelapa sawit 4 dan 5 tahun tanpa mulsa. Penggunaan mulsa reflektif anorganik dan organik mampu meningkatkan intensitas refleksi radiasi surya serta dapat memperbaiki kualitas iklim mikro yang lebih kondusif untuk pertumbuhan kedelai di bawah tegakan perkebunan kelapa sawit. Mulsa reflektif berkontribusi positif terhadap perbaikan karakteristik morfologi, fisiologi dan produksi kedelai yang ditanam di bawah tegakan kelapa sawit umur 4, 5 dan 8 tahun. Efisiensi penggunaan lahan tertinggi terdapat terdapat sistem tanam sela kedelai-kelapa sawit 4 tahun dengan penggunaan mulsa reflektif anorganik, selanjutnya pada penggunaan mulsa reflektif organik, dan berikutnya pada lahan tanpa mulsa reflektif pada lokasi yang sama. Hasil analisis usaha tani, pendapatan dan nilai rasio R/C tertinggi terdapat pada sistem tanam sela kelapa sawit-kedelai dengan penggunaan mulsa reflektif organik pada umur kelapa sawit 4 dan 5 tahun. Mulsa reflektif organik atau daun kelapa sawit kering direkomendasikan pada sistem tanam sela kelapa sawit-kedelai dengan umur kelapa sawit maksimum 5 tahun (≤5 tahun).

National soybean demand has increased significantly from year to year. The increase in demand for soybeans did not follow by an increase in national production. This causes that Indonesia needs to import soybeans from soybean-producing countries. One of the efforts to increase national soybean production is by increasing the planted area through the use of land under oil palm stands which has the potential to reach the 14 million hectares. However, land use under oil palm stands is limited by physical environmental conditions, especially low light intensity. Microclimate modification can be done through the use of reflective mulch to increase the intensity of solar radiation reflection under the palm oil stands. This will improve the quality of the physical environment to have a conducive condition for the intercropping. Therefore it needs comprehensive research to determine the effectiveness of using reflective mulch on soybean plants cultivated under oil palm stands and its role in increasing land productivity and farmer's income. This research has three main objectives, first is to analyze the ability of reflection of several types of inorganic and organic reflective mulch to increase the intensity of solar radiation reflection in the oil palm-soybean intercropping system. The second objective is to analyze the effect of using reflective mulch on the characteristics of microclimate, morphology, physiology, and soybean production under oil palm plantations. The third objective is to analyze the efficiency of land use and the feasibility of the economic value of the farming system for soybean cultivation which is planted as an intercrop with the use of reflective mulch in several age groups of oil palm plantations. This research was conducted from January to November 2018 in the Oil Palm Plantation PTPN VIII, Lebak Banten Regency. The materials used include seeds, fertilizers, reflective mulch, and other production tools as well as climate and soil data analysis. The tools used include plant cultivation tools, meteorology equipment, LI-6400XT, and other plant sample analysis tools. The research was carried out in five stages. The first stage is survey and data collection on climate and soil at the research location. The second stage is albedo analysis of several types of reflective inorganic mulch (metallic mulch and silver black plastic mulch) and organic (dry rice husk, and dry palm leaves). The third stage is analyzing the interception and transmission of solar radiation in several age groups of oil palm plants and continue with an analysis of the effectiveness of using reflective mulch in soybean cultivation under stands of several age groups of oil palm plantations, land productivity, and the last stage is analyzing the land productivity and the economic value of the soybean-palm oil intercropping system. The results show that there was an increase in the reflection intensity of solar radiation on open land in the soybean using reflective inorganic mulch (147%) and 63% using organic reflective mulch. The use of reflective mulch under oil palm stands increased the intensity of surface reflected radiation reflection around 169% using inorganic mulch and 59% using organic reflective mulch. Reflective mulch also increases solar radiation interception and solar radiation efficiency, lowers soil temperature during the day and minimizes soil temperature differences between depths, and can maintain soil moisture under soybean stands planted as intercropping on oil palm plantations. Inorganic and organic reflective mulch contributed positively to the physical growth of soybeans such as stem height and diameter, leaf area and index of leaf area, stomata width, biomass, specific leaf weight, plant growth rate, relative growth rate, and reduced etiolation ratio. The photosynthetic rate of soybean also increased with the use of reflective mulch, especially on the lower leaves of the stand which experienced a significant increase (p<0,05) from 20,89 mol CO2 m-2s-1 in the control, to 23,64 mol CO2 m-2s-1 for inorganic reflective mulch and 24,74 mol CO2 m-2s-1 for using organic reflective mulch. Reflective inorganic and organic mulch significantly (p<0,05) increased the number of pithy pods, 100-grain weight, and soybean productivity. Soybean productivity increased by 31,3% on inorganic reflective mulch and 38,4% using organic reflective mulch. The highest land use efficiency is on the 4 years old soybean-oil palm intercropping system, both with reflective inorganic mulch, organic and without mulch with LER of 2,0; 1,9 and 1,8 respectively. The results of the analysis of farming on the oil palm-soybean intercropping system in the highest income were obtained at 5 years of oil palm age followed by 4 years of oil palm using organic reflective mulch, and then at 5 year old soybean-oil palm intercropping system with inorganic reflective mulch. The highest R/C ratio value of 3,0 in the oil palm-soybean intercropping system was found at the age of 4 and 5 years old oil palm with organic reflective mulch, then the value of 2,7 was found at 4 and 5 years old palms without mulch. The use of inorganic and organic reflective mulch can increase the intensity of solar radiation reflection and improve the quality of the microclimate that is more conducive to soybean growth under oil palm plantations. Reflective mulch contributed positively to the improvement of morphological, physiological, and production characteristics of soybean grown under 4, 5, and 8 years old oil palm stand. The highest land use efficiency was the 4-year soybean-oil palm intercropping system with the use of reflective inorganic mulch, then on the use of organic reflective mulch, and then on land without reflective mulch at the same location. The results of the analysis of farming, income, and the highest R/C ratio were found in the oil palm-soybean intercropping system using organic reflective mulch at the age of 4 and 5 years of oil palms. Organic reflective mulch or dry oil palm leaves is recommended for oil palm-soybean intercropping systems with a maximum palm oil age of 5 years (≤5 years).