Kesuburan tanah dan status gizi dari sistem
agroforestri kopi tradisional gayo di daerah Takengon , Provinsi Aceh ,
Indonesia.
Susan Hanisch a
, Zaitun Dara b, Katja Brinkmann a
, Andreas Buerkert a,∗
a
Organic Plant Production and Agroecosystems Research in the Tropics and Subtropics (OPATS), University of Kassel, Germany
bAgricultural Faculty, Syiah Kuala University, Banda Aceh, Indonesia
Abstrak
Sedikit yang mengetahui tentang sistem penanaman kopi tradisional di Aceh
Tengah, Indonesia, dimana produksi kopi adalah sumber utama untuk
pemasukan penduduk lokal gayo..
berdasarkan observasi lapangan dan wawancara petani, 14 perwakilan perkebunan
agroforestri kopi dari kelas umur yang berbeda ( 60-70 tahun,30-40 thun, da 20
tahun) serta tujuh lokasi hutan padang rumput dan hutan asli yang berdekatan
dipilih untuk menjadi penelitian ini, dan tanah beserta sempel daun kopi dikumpulkan untuk analisis gizi.. perbedaan
penting pada tanah dan parameter daun kopi
telah dtemukan hutan asli yang sudah lam ada dan hutan pinus sumatra ( pinus markusii)
karena tanah sebelumnya dan penutup menunjukkan pentingnya penggunaan sejarah
lahan untuk budidaya kopi hari ini. pH tanah serta tertukar Na nd Ca konsentrasi
yang secara signifikan lebih rendah pada
perkebunan kopi dibandingkan dengan
padang rumput dan keberdaan hutan . tanah C.N tersedia tanaman P, pertukaran K,
dan Mg konsetrasi menunjukkan tidak ada perbedaan yang konsisten antara tanah
dan kelompok Yang digunakan. Nitrogen (N ), Pospor (P), dan potassium (K)
onsentrasi daun daun kopi dimana pada jarak kecukupanya , sedangkan seng (Zn)
isinya ditemukan secara konsisten di bawah ambang batas kecukupan dan secara
signifikan lebih rendah di perkebunan kopi tutupan hutan pinus sebelumnya
dibandingkan dengan tutupan hutan asli sebelumnya. Sedangkan hasil penelitian
ini memberikan wawasan ke dalam status gizi perkebunan kopi di Aceh Tengah,
heterogenitas kondisi situs, ukuran sampel yang terbatas, dan kelangkaan data
yang dapat diandalkan tentang sejarah penggunaan lahan dan kondisi tanah awal
situs sampel menghalangi kesimpulan lebih definitif tentang keberlanjutan
sistem dipelajari.
1. Introduction
Indonesia adalah negara pengekspor kopi terbesar
keempat setelah Brazil, Kolombia dan Vietnam dan provinsi Aceh di Sumatera
Utara adalah produsen terbesar kopi Arabika di negara ini. Sebagian besar
perkebunan eksternal masukan agroforestry rendah dengan ukuran rata-rata 1,4 ha
dimiliki oleh etnis minoritas orang Gayo yang tinggal di dataran tinggi Aceh
Tengah,. Mengingat bahwa vegetasi alam sekitar terdiri dari hutan hujan asli
yang sangat beragam, keberlanjutan produksi kopi di Aceh adalah kunci untuk
konservasi mereka.
Di Aceh, program-program pembangunan Belanda di tahun
1980-an difokuskan pada produksi kopi dan perbaikan praktek budidaya dan
kualitas kopi persetujuan umum adalah kebutuhan untuk meningkatkan sistem
produksi dan pengolahan kopi. Selanjutnya, perpanjangan maka berkelanjutan
daerah budidaya kopi untuk lahan marginal dengan lereng curam dan tanah
non-vulkanik .dengan kesuburan rendah secara luas dikritik.
Penelitian lebih lanjut berfokus pada produksi kopi
organik di Aceh Tengah dan Bener Meriah diterbitkan pada tahun 1990 Namun,
sampai acara Tsunami pada tahun 2004 perang saudara yang tahan lama sangat
terbatas penelitian dan pemasaran kopi sambil mengarah ke memburuknya banyak
perkebunan.
Untuk mengidentifikasi kesenjangan penelitian untuk
produksi kopi di dataran tinggi Aceh Tengah, pada bulan Mei dan Juni 2009 kami
menganalisis status gizi sistem produksi kopi dan parameter tanah dibandingkan
dari satuan lahan kopi dari usia yang berbeda dengan yang kawasan hutan dan
padang rumput asli yang berdekatan sebagai indikator keberlanjutan ekologi produksi
kopi lokal. Kami berhipotesis bahwa sejarah penggunaan lahan secara signifikan
mempengaruhi sifat-sifat tanah dan tanaman kopi. Dan curah hujan lokal sangat dippengaruhi oleh tipografi.
Sementara kondisi iklim
dan ketinggian yang optimal untuk kemiringan produksi kopi kecuraman dan
kesuburan tanah yang rendah menghambat produktivitas jangka panjang
dibandingkan dengan daerah lain di Aceh Tengah di mana tanah berasal dari
gunung berapi.
2 Bahan
dan Metode
2.1 Studi kasus
Penelitian dilakukan utara dari Danau Laut Tawar di
Kabupaten Aceh Tengah, Provinsi Aceh. Daerah terdiri desa Sintep, Kelitu, dan
Gegarang di kecamatan (kecamatan) Kebayakan dan Bintang, sekitar 4 ° 38'N dan
96 ° 56'E. Kota lokal utama Takengon adalah pada jarak 12 km. perkebunan kopi (sistem
agroforestri) memperpanjang dari ketinggian 1300m - 1800m dpl. Perkebunan
pertama didirikan pada tahun 1930 dengan bantuan dari pengembang Belanda di
lereng di 1400m - 1600m dpl menggantikan hutan hujan asli, sedangkan di dataran
rendah Sumatera Pine (Pinus merkusii Jungh & de Vriese) ditanam untuk
koleksi resin. Setelah ditinggalkannya koleksi resin di tahun 1980-an dan lahan
hutan pinus tahun 1990 diberikan kepada penduduk setempat untuk pembentukan
lebih lanjut dari perkebunan kopi. Selama masa konflik politik dari 1995-2004,
banyak perkebunan telah ditinggalkan hingga 10 tahun dan hanya direhabilitasi
beberapa tahun yang lalu. Tanah sekitarnya kopi perkebunan dari berbagai usia
biasanya ditutupi olehjarang pinus vegetasi dan padang rumput, yang kadang-kadang
dibakar. kapur metamorf adalah tanah yang dominan bahan induk di daerah secara
lokal membedah oleh lapisan phyllite Menurut ke Tanah US tanah Taksonomi
diklasifikasikan sebagai Podsols dan Litosols atau Inceptisols, Alfisols, dan
Entisol lembab klim tropis ditandai
dengan curah hujan tahunan dari sekitar 2000mm, suhu rata-rata 20 ° C dan
fluktuasi suhu rata-rata bulanan 1-2 ° C. curah hujan lokal sangat dipengaruhi
oleh topografi .Sementara kondisi iklim dan ketinggian yang optimal untuk produksi
kopi kemiringan kecuraman dan kesuburan tanah yang rendah menghambat
produktivitas jangka panjang dibandingkan dengan daerah lain di Aceh Tengah di
mana tanah berasal dari gunung berapi.
2.2 Sampling
desain
Berikut wawancara dengan pemilik perkebunan dan lokal
berwenang, perkebunan kopi Gayo yang dipilih untuk mewakili penggunaan lahan
dan usia perkebunan kelas, topografi posisi dan praktek manajemen. Informasi
pada pola umum sejarah penggunaan lahan seperti yang diperoleh dalam wawancara
dikonfirmasi dalam perjalanan ini Penelitian oleh interpretasi citra landsat
sejarah (Tidak dibahas disini). Mengingat struktur penggunaan lahan sejarah, itu tidak selalu mungkin untuk
menggunakan nomor yang sama dari ulangan untuk kelompok penggunaan lahan, yang
didefinisikan dengan tutupan lahan saat ini dan sebelumnya (Tabel 1). Asli
tutupan hutan dan padang rumput setelah hutan pinus sebelumnya penutup dipilih
sebagai plot kontrol karena mereka adalah dominan alternatif jenis tutupan
lahan. Namun, salah satu Situs padang rumput setelah tutupan hutan asli juga
sampel untuk mendapatkan beberapa indikasi dari efek sebelumnya dibandingkan
dengan tutupan lahan saat ini pada sifat-sifat tanah. situs dan manajemen
karakteristik dasar sampel perkebunan dan plot yang diperoleh selama
pemeriksaan pertamam dan wawancara petani (Tabel 2). Dominan pohon rindang di
semua perkebunan adalah Leucaena leucocephala, sementara teduh dan buah lainnya
pohon dan spesies sayuran juga ditanam secara sporadis di sebagian besar
perkebunan.
2.3 tanah dan
pengambilan sempel daun
Dalam setiap perkebunan kopi sampel, lima sampel tanah
diambil sepanjang paralel transek ke lereng (lebih lanjut disebut sebagai titik
sampling) di-antara kopi baris, dimana jarak antara titik sampling berkisar
dari 20 sampai 50 m, tergantung pada panjang perkebunan. Di padang rumput dan
hutan plot panjang transek dan jarak antara titik sampling yang terutama
ditentukan oleh topografi dan aksesibilitas. Di setiap titik pengambilan sampel
tiga sampel kedalaman 0-20 cm diambil dalam radius 1m menggunakan Edelmann
auger setelah penghapusan lapisan serasah, dicampur secara menyeluruh, dan
sub-sampel dari sekitar 200 g air-dried untuk lebih lanjut analisis. Di kebun
kopi kopi daun dari 3-4 pepohonan yang mengelilingi tanah titik sampling
diambil sebagai sampel
dengan mengumpulkan dan pengeringan udara lima daun per pohon.dari pasangan
daun-3 dari ujung cabang tumbuh. Setiap titik sampling dipetakan dengan GPS
genggam
(Trimble GeoExplorer 3) dan lereng diukur dengan meter tinggi (SUUNTO
PM-5/1520, Suunto Oy, Vantaa, Finlandia).
2.4 Tanah dan analisis daun
Sampel tanah air-dried hancur dan berlalu melalui
saringan 2 mm; batu dan bahan tanaman tidak melewati saringan telah dihapus. pH
tanah ditentukan dalam campuran 10 g tanah ditangguhkan dalam 25 ml CaCl2.
Untuk C dan N pengukuran, sampel yang tanah dengan ball mill dan C dan N
ditentukan dengan Vario Max CHN Analyzer.
konten C karbonat ditentukan pada 5 sampel pH tertinggi dengan sebuah
calcimeter (Prolabo, Paris, Perancis). tanaman yang tersedia fosfor (P)
ditentukan sesuai dengan P-Bray .Aku metode dalam 5 g udara kering konsentrasi
tanah dan P dari ekstrak ditentukan colorimetrically kation Tukar (natrium, Na,
kalium, K; kalsium, Ca; dan magnesium, Mg) ditentukan setelah ekstraksi dengan
1 N NH4-asetat dan analisis ekstrak oleh serapan atom atau spektrofotometri
emisi nyala. tekstur tanah dianalisis oleh gabungan penyaringan dan metode
pipet (Gee & Bauder, 1986) di dua sampel dari setiap plot (terendah dan
tertinggi pengambilan sampel titik transek). Sebelum pengayakan, organik materi
(OM) di 15 g bahan sampel hancur dengan penambahan 30% H2O2 dan menempatkan
sampel dalam Mandi air panas pada suhu 50 ° C selama maksimal 24 jam. agregat
tanah dibubarkan oleh pencampuran dengan 25 ml dari 0,4 N (NaPO3) 6 solusi
dibiarkan semalam dan dikocok selama dua jam. fraksi pasir ditentukan dengan
melewati sampel melalui 630 m, 200 m, dan 63 μmsieves. lumpur dan fraksi liat
ditentukan sesuai dengan metode pipet . Daun udara kering yang digiling dan
disimpan sampai lanjut analisis. Konsentrasi nitrogen diukur dengan FP-328
N-Analyzer .Fosfor dan K konsentrasi ditentukan setelah insinerasi seperti di
atas dan Zn dengan serapan atomUntuk evaluasi konsentrasi nutrisi berarti daun
ambang batas yang ditetapkan oleh Willson (1985) yang diambil sebagai
referensi.
2.5 Analisis statistik
Perangkat lunak SPSS (ver. 12,0, SPSS Inc, Chicago, IL,
USA) digunakan untuk analisis statistik. Ini adalah hipotesis bahwa sejarah
penggunaan lahan (hutan asli – pinus hutan) dan tutupan lahan saat ini
(perkebunan kopi dari kelas umur yang berbeda - hutan asli - padang rumput)
memiliki secara signifikan mempengaruhi sifat-sifat tanah, yang tercermin dalam
desain sampling (Tabel 1). Selain itu, kemiringan, ketinggian, dan tekstur
tanah yang mungkin mempengaruhi tanah sifat. Untuk menguji hipotesis ini, kimia
tanah dan sifat daun kopi dari semua titik sampel menjadi sasaran untuk analisis
kovarians (ANCOVA), dengan tutupan lahan sebelumnya dan tutupan lahan saat ini
sebagai faktor tetap dan kemiringan, ketinggian, tanah liat, dan fraksi pasir
sebagai kovariat (Full-faktorial model).
Di samping nilai P sebagai indikator penting, η2
dihitung sebagai ukuran ukuran efek (Levine & Hullett, 2002), dan kekuatan
diamati dari tes itu ditentukan (Janssen & Laatz, 2005). Untuk interpretasi
dari perbedaan kelompok, sarana kelompok penggunaan lahan yang dibandingkan
dengan non-parametrik Kruskal-Wallis-test, t-test (dalam kasus dua kelompok
perlakuan), atau analisis varians (ANOVA, dalam kasus tiga atau lebih
pengobatan kelompok). Intensitas rendah dari produksi kopi Gayo tercermin oleh
kenyataan bahwa hanya dalam beberapa perkebunan pupuk mineral yang diterapkan
dan hanya satu petani menggunakan pupuk organik (Tabel 2). Untuk mendeteksi efek
pemupukan dan belum termasuk efek lainnya diketahui faktor, kita diuji untuk
perbedaan yang signifikan dalam tanah dan parameter daun antara tiga perkebunan
CPyoung menggunakan ANOVA, dimana pengambilan sampel poin dalam perkebunan diperlakukan
sebagai ulangan (N = 5). Untuk menguji untuk normal distribusi dan kesetaraan
varians untuk semua kelompok, Kolmogorov-Smirnov-test dan uji Levene
berdasarkan pada median dilakukan terlebih dahulu. dimana data tidak
terdistribusi normal atau varians tidak homogen, ANOVA diikuti oleh
Games-Howell tes post-hoc (Janssen & Laatz, 2005). Jika tidak, Scheff'e
post-hoc tes dilakukan yang juga berlaku ketika ukuran kelompok yang tidak
seragam (Janssen & Laatz, 2005). Tingkat signifikansi untuk semua analisis adalah
ditetapkan pada α = 0,05. Situs Fgrass tidak dimasukkan dalam analisis statistik
karena jumlah kecil sampel dalam kelompok tutupan lahan dan daya rendah dari
tes.
3. Hasil
3.1. Faktor Efek
Sebelumnya tanah penutup pH tanah secara signifikan
terpengaruh, C, C / N rasio, konsentrasi P, dan Ca serta daun kopi N, P, dan Zn
konsentrasi (Tabel 3). Efek ukuran tutupan lahan sebelumnya yang tertinggi
untuk C / N ratio, daun N, dan Zn konsentrasi. konsentrasi nutrisi dan pH
cenderung lebih rendah dan rasio C / N lebih tinggi pada situs penutup pinus
sebelumnya dibandingkan dengan situs asli sebelumnya tutupan hutan (Gambar
1-3). tutupan lahan saat ini secara signifikan mempengaruhi rasio C, C / N, Na,
dan daun kopi konsentrasi P, sedangkan ketinggian secara signifikan terkena tanah
C / N rasio serta daun kopi N, P, dan Zn konsentrasi. Juga kemiringan
ditentukan tanah pH dan Ca dan daun kopi N dan konsentrasi Zn (Tabel 3).
3.2.
Analisis Tanah
pH tanah berkisar 4,4-7,2 dan secara signifikan lebih
rendah di perkebunan tua dibandingkan dengan lahan alternative menutupi kedua
di situs yang sebelumnya tertutup oleh pinus dan asli hutan (Gambar 1). Isi C
karbonat berada di bawah 0,1% untuk tanah dengan pH> 6,7, maka kontribusi
karbonat C untuk Total tanah C diabaikan dan diukur nilai C yang dianggap
mewakili organik C. Tanah konsentrasi C dari semua kelompok penggunaan lahan berkisar
antara 2,4% sampai 12,2% dan konsentrasi N 0,2-0,9%. perkebunan kopi didirikan
setelah hutan asli memiliki konsentrasi C lebih rendah dari hutan asli,
sedangkan di tutupan lahan kelompok berikut pinus vegetasi tanah C meningkat
dengan usia (Gambar 1). Tanah konsentrasi N berperilaku sama. Terlepas dari
kelas usia, perkebunan kopi mereka tanah cenderung memiliki lebih rendah C / N
rasio dari alternative tutupan lahan plot, meskipun perbedaan ini tidak selalu signifikan
secara statistik (Gambar 1).
Tanaman yang tersedia konsentrasi P berkisar antara
0,5 sampai 80 mg kg-1 dengan penurunan kuat dengan usia perkebunan. nilai-nilai
Bray-P di perkebunan didirikan setelah hutan asli secara signifikan lebih
tinggi daripada di hutan asli (Gambar 1).
Kalsium memberikan kontribusi 70-96% untuk ditukar
tanah kation, diikuti oleh K (0,9-20,8%), Mg (1-13,1%), dan Na (0,2-1,1%).
tanah padang rumput yang terkandung signifi- cantly tingkat Na lebih tinggi
dari tanah di bawah perkebunan kopi setelah pinus sementara perbedaan antara
plot kopi dan situs tutupan hutan asli tidak konsisten (Gambar 2).
Kalium berkisar 29,6-422,4 kg mg -1 dan tidak berbeda
antara kelompok-kelompok tutupan lahan saat ini (Gambar 2). konsentrasi kalsium
cenderung lebih rendah di bawah kopi dibandingkan dengan hutan atau padang
rumput. Konsentrasi Mg adalah antara 52,4 dan 360 mg kg -1 dan berarti tidak
berbeda antara kelompok tutupan lahan (Gambar 2).
Tanah situs Fgrass cenderung menyerupai lokasi hutan bukan
situs Pgrass, khususnya sehubungan dengan pH (6.2), C / N rasio (12,2), dan
tingkat Ca (19,9 mg kg -1) (Data tidak ditampilkan dalam grafik). Tingkat
pemulihan dari analisis tekstur adalah antara 94 dan 103%. fraksi pasir
berkisar 9-48%, lumpur fraksi 21-64%, dan fraksi liat dari 6- 71%, dengan tidak
ada perbedaan yang signifikan antara tutupan lahan kelompok (Tabel 4).
3.3. Analisis Daun Kopi
Di perkebunan berikut
pinus, pohon kopi di tua perkebunan memiliki konsentrasi P daun secara
signifikan lebih rendah daripada di yang lebih muda. perkebunan kopi berikut hutan
asli, sebaliknya, memiliki daun yang sama N, P, K, dan konsentrasi Zn.
Dibandingkan dengan ambang batas yang diterbitkan tingkat (Willson, 1985)
konsentrasi daun rata-rata N, P, dan K berada dalam kisaran kecukupan,
sedangkan tingkat Zn secara konsisten di bawah ambang batas (Gambar 3).
3.4. Efek dari praktek pemupukan
Di antara perkebunan CPyoung, perkebunan dengan
aplikasi dari kotoran sapi memiliki pH tanah secara signifikan lebih tinggi,
tanah Ca, dan daun P konsentrasi dari perkebunan di mana tingkat dilaporkan
berbeda pupuk mineral telah terapan (Tabel 5). Tingkat aplikasi N mineral tidak
tercermin dalam tanah tingkat N sejak perkebunan dengan jumlah tertinggi
terapan N memiliki signifikan konsentrasi yang lebih rendah dari tanah N dan C
dari perkebunan lainnya.
4. Kesimpulan.
Nutrisi utama yang diekspor oleh tanaman kopi seperti N
dan K yang ditemukan untuk menjadi agak terpengaruh oleh perkebunan kelas umur,
yang mungkin karena produktivitas rendah pohon kopi, kontribusi Leucaena
leucocephala pohon untuk N pasokan, dan pasokan sampah jatuh dari kopi dan
bayangan pohon. Di sisi lain, tingkat tanah kation tukar tampaknya telah menurun
di perkebunan kopi dibandingkan dengan padang rumput dan hutan situs. Sementara
ekspor nutrisi dengan tanaman adalah kecil, penurunan mereka mungkin mencerminkan
efek dari peningkatan erosi tanah dan pencucian di perkebunan kopi.
langkah-langkah terhadap erosi karena itu akan cenderung menjadi meningkat pentingnya
di masa depan untuk mencegah lebih lanjut kerugian nutrisi dan C. Konsentrasi organic
dari P tersedia menunjukkan tren yang berbeda tergantung pada tutupan lahan
sebelumnya situs perkebunan kopi. Sementara N, P, dan K konsentrasi daun kopi
yang tinggi, Zn konsentrasi yang kekurangan. Pada produktivitas saat ini level
dan manajemen terapan praktek kopi Gayo budidaya di wilayah Danau Laut Tawar
tampaknya berkelanjutan, tetapi setiap kenaikan tingkat yield dapat menantang
ini keberlanjutan. Meningkatkan pendapatan petani harus karena itu terutama
dicapai dengan memanfaatkan potensi menghasilkan biji berkualitas tinggi dan
mendorong pemasaran kopi perdagangan khusus organik dan fair.