Asam Asetat ( Acetic Acid, Ethanoic Acid, Methyl Carboxylic Acid ) adalah senyawa kimia dengan rumus molekul CH3COOH, berupa cairan jernih tidak berwarna, berbau tajam, dan berasa asam. Bahan kimia ini memiliki titik didih sekitar 117,9 C pada tekanan 1 atm, dan pada konsentrasi tinggi akan menimbulkan korosi pada berbagai jenis logam.
Industri asam asetat merupakan salah satu industri kimia yang berprospek di Indonesia. Kebutuhan asam asetat di dalam negeri terus meningkat seiring dengan meningkatnya permintaan oleh industri penggunanya. Meningkatnya kebutuhan asam asetat ini belum dapat dipenuhi seluruhnya oleh satu-satunya produsen lokal, yaitu PT Indo Acidatama Chemical Industry, sehingga ketergantungan terhadap impor dari tahun ke tahun semakin naik.
Secara ringkas,perkembangan suplai asam asetat Indonesia sampai Tahun 2000 disajikan pada tabel berikut :
Tabel 1.1. Perkembangan Suplai Asam Asetat Indonesia 1996 – 2000 ( dalam ton
Tahun Produksi Ekspor Impor Suplai Perkembangan ( % )
1996 28.840 2.106 21.265 47.999 -
1997 23.540 0 49.264 72.804 51,68
1998 26.500 1.000 69.123 94.623 29,97
1999 29.680 136 100.123 129.667 37,03
2000 32.210 588 107.620 139.242 7,38
( Sumber : PT CIC, Indochemical 330, hal 12 )
Berdasarkan pada penggunaan asam asetat Indonesia sampai tahun 2000, industri PTA ( Purified Terepthalic Acid ) merupakan pengkonsumsi asam asetat terbesar yaitu sekitar 59,1 % dari 139.242 ton total asam asetat yang dikonsumsi ( PT CIC, Indochemical 330, hal 20 ). Konsumsi industri PTA pada tahun 2005 diproyeksikan mencapai kurang lebih 54,1 % dari 194.025 ton total konsumsi asam asetat di Indonesia.
Pemerintah mengeluarkan kebijaksanaan dalam bidang investasi melalui Keputusan Presiden RI N0. 96 tahun 1998, tentang bidang usaha yang tertutup bagi penanaman modal,atau lebih dikenal dengan Daftar Negatif Investasi. Asam asetat tidak termasuk di dalamnya sehingga investasi di bidang industri ini masih terbuka dalam rangka Penanaman Modal Dalam Negeri ( PMDN ).
Kebijaksanaan tersebut diambil untuk mengurangi ketergantungan terhadap negara lain dalam memenuhi kebutuhan dalam negeri, yaitu dengan membangun industri-industri yang dapat menggantikan peranan bahan impor. Pemerintah mengharapkan, pendirian pabrik asam asetat dapat memacu dan mendukung pertumbuhan industri-industri lain seperti industri ethyl asetat, industri PTA, industri tekstil, industri benang karet, dan industri asam cuka.
1.2. Kapasitas Rancangan
Penentuan kapasitas perancangan pabrik asam asetat mendasarkan pada pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut :
1. Proyeksi Kebutuhan Pasar
Konsumsi asam asetat menurut sektor industri dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 1.2. Total Konsumsi Asam Asetat di Indonesia 1996 – 2000
Konsumen Konsumsi Asam Asetat ( ton )
1996 1997 1998 1999 2000
Industri PTA 240721 45.538 58.915 76.065 82.294
Industri Ethyl Acetat 4.950 4.172 4.402 5.125 23.912
Industri Benang Karet 2.276 1.558 1.457 2.133 2.286
Industri Asam Cuka 2.445 2.931 2.868 2.796 2.920
Industri Tekstil 9.780 11.274 18.925 23.988 24.367
Industri – industri lain 3.827 7.331 8.056 19.560 3.463
Total 47.999 72.804 94.623 129.667 139.242
( Sumber : PT CIC, Indochemical 330, hal 20 )
Kebutuhan asam asetat dalam negeri tidak dapat sepenuhnya dipenuhi dari industri lokal sehingga Indonesia mengimpor dari negara-negara lain. Berikut data impor asam asetat Indonesia.
Tabel 1.3. Perkembangan Impor Asam Asetat Indonesia 1996 – 2000
Tahun Volume ( ton ) Perkembangan ( % )
1996 21.265 -
1997 49.264 131,67
1998 69.123 40,31
1999 100.123 44,85
2000 107.620 7,49
( Sumber : BPS diolah oleh PT CIC, Indochemical 330, hal 11 )
Analisa secara grafis untuk memperkirakan kapasitas impor asam asetat pada tahun 2007 adalah sebagai berikut :
Catatan : Data diambil mulai tahun 1996 ( tahun ke – 1 )
Gambar 1.1. Grafik Perkembangan Impor Asam Asetat Indonesia 1996 – 2000
Dari grafik tersebut didapatkan persamaan : y = 22,357 X + 2,4083 sehingga diperkirakan jumlah kebutuhan asam asetat pada tahun 2007 yang belum dapat dipenuhi oleh produksi dalam negeri adalah sebesar 270.692,3 ton / tahun.
1. Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku methanol dapat diperoleh dari PT Kaltim Methanol Industry, Bontang dengan kapasitas produksi 660.000 ton/tahun atau dari Pertamina di Pulau Bunyu yang mempunyai kapasitas produksi 300.000 ton/tahun. Sedangkan karbon monoksida diperoleh dari PT Pupuk Kaltim di Bontang.
1. Kapasitas Ekonomi Minimal
Pabrik asam asetat yang sudah beroperasi di Indonesia yaitu PT Indo Acidatama Chemical Industry ( PT IACI ), mempunyai kapasitas produksi 36.000 ton/tahun ( PT CIC, Indochemical 330, hal 8 ). Sedangkan jumlah asam asetat yang masih perlu diimpor pada tahun 2007 sesuai perkiraan diatas adalah 270.692,3 ton/tahun. Oleh karena itu, kapasitas produksi dari pabrik yang direncanakan agar dapat beroperasi dan memberikan keuntungan secara ekonomi diperkirakan dari data tersebut di atas.
Berdasarkan ketiga hal tersebut di atas, maka dalam perancangan pabrik asam asetat ini dipilih kapasitas 90.000 ton/tahun. Disamping itu, beberapa alasan menyangkut keuntungan dan kelayakan pendirian pabrik adalah sebagai berikut :
1. Dapat memenuhi kebutuhan asam asetat dalam negeri dan mengurangi ketergantungan impor.
2. Dapat memacu dan mendukung perkembangan industri dengan bahan baku asam asetat di Indonesia.
3. Dapat memberikan keuntungan secara ekonomis karena kapasitas produksi masih berada dalam batas kapasitas yang menguntungkan.
4. Dapat memperluas lapangan kerja dan meratakan kesempatan kerja terutama di luar Pulau Jawa, menyangkut pemilihan lokasi pabrik yang akan didirikan.
5. Dapat menghemat devisa karena bahan baku diperoleh dengan mudah dari industri lokal.
1.3. Lokasi Pabrik
Pemilihan lokasi pabrik secara geografis dapat memberikan pengaruh yang besar terhadap lancarnya kegiatan industri. Oleh karena itu harus dipertimbangkan agar dapat memberikan keuntungan yang sebesar-besarnya pada perusahaan. Pabrik asam asetat ini direncanakan akan didirikan di Bontang, Propinsi Kalimantan Timur.
Pemilihan lokasi di Bontang mempertimbangkan beberapa hal sebagai berikut :
1. Letak Sumber Bahan Baku
Bahan baku utama yaitu methanol dan karbon monoksida masing-masing diperoleh dari PT Kaltim Methanol Industry dan PT Pupuk Kaltim yang semuanya berlokasi di Bontang. Pengadaan bahan baku harus benar-benar diperhatikan karena merupakan kebutuhan utama bagi kelangsungan suatu produksi.
1. Utilitas
Sarana utilitas utama yaitu air dan listrik masing-masing dipenuhi dari pihak pengelola kawasan industri, baik dari sumber air tanah maupun sungai serta jaringan PLN setempat (untuk kebutuhan listrik).
1. Fasilitas Transportasi
Sarana trasportasi sangat penting, berkaitan dengan kelancaran penyediaan bahan baku dan pemasaran produk. Pemasaran produk terutama dilakukan lewat jalur laut dan udara yang dominan. Sedangkan transport bahan baku tidak mengalami banyak permasalahan karena berdekatan dengan pabrik penghasil bahan baku.
1. Tenaga Kerja
Penyediaan tenaga kerja mempertimbangkan beberapa hal, meliputi : jumlah, kualitas, besar upah minimum, keahlian, dan produktifitas tenaga kerja. Jumlah tenaga kerja terlatih dan berpendidikan di Kaltim meningkat seiring berkembangnya sekolah-sekolah kejuruan, akademi, dan perguruan tinggi. Disamping itu terbukanya lapangan kerja baru akan menarik minat tenaga kerja dari luar Kalimantan, khususnya Pulau Jawa juga.
1. Pemasaran
Daerah pemasaran sebagian besar berada di luar Kalimantan sehingga harus ditempuh terutama lewat jalur laut. Hal ini tidak menjadi masalah karena asam asetat adalah bahan baku yang sangat dibutuhkan bagi banyak industri terutama di Pulau Jawa yang selama ini penyediaannya sangat tergantung pada impor.
1. Kebijaksanaan Pemerintah
Pendirian pabrik asam asetat ini mendukung kebijaksanaan pemerintah dalam pengembangan industri dalam kaitannya dengan pemerataan kesempatan kerja dan hasil pembangunan khususnya di luar Pulau Jawa.
1. Perluasan Lahan
Faktor ini berkaitan dengan rencana pengembangan pabrik lebih lanjut. Bontang merupakan kawasan industri, sehingga lahan di daerah tersebut telah disiapkan untuk pendirian dan pengembangan suatu pabrik.
1. Sarana dan Prasarana
Pemilihan lokasi di Bontang telah mempertimbangkan bahwa daerah tersebut telah memiliki sarana dan prasarana yang meliputi jalan, bank, jaringan telekomunikasi, sarana pendidikan dan hiburan sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan dan taraf hidup.
1.4. Tinjauan Pustaka
Asam asetat telah lama dikenal oleh bangsa Romawi dan Yunani dengan proses pembuatan yang masih sangat sederhana, yaitu melalui oksidasi alkohol yang terdapat dalam anggur yang ditempatkan dalam tong atau dibiarkan pada udara terbuka. Produksi secara komersial dimulai pada akhir abad ke-19 dengan proses oksidasi langsung hidrokarbon fase cair. Pada tahun 1911, produksi asam asetat melalui oksidasi asetaldehid mulai beroperasi di Jerman. Proses karbonilasi methanol pertama kali diaplikasikan pada tahun 1963 dengan proses BASF, kemudian proses Monsanto mulai diperkenalkan pada tahun 1968.
1.4.1. Macam-macam Proses
Proses-proses pembuatan asam asetat yang banyak digunakan dalam industri dewasa ini adalah sebagai berikut :
1. Karbonilasi Methanol
Reaksi utama yang terjadi pada karbonlasi methanol secara langsung yaitu :
CH3OH + CO CH3COOH
Adapun reaksi samping yang terjadi adalah :
CO + H2O CO2 + H2
Reaksi berlangsung dalam reaktor sparger ( reaktor gelembung ) dengan katalisator Rhodium Iodine atau Cobalt Iodine.
Proses karbonilasi methanol dibagi lagi menjadi dua macam, yaitu proses BASF dan proses Monsanto. Perbandingan kedua pross tersebut di atas di sajikan dalam tabel berikut :
Tabel 1.4. Perbandingan Proses BASF dan Proses Monsanto
No. Pertimbangan BASF Monsanto
1 Bahan baku Methanol dan CO Metanol dan CO
2 Yield 90 % 90 – 99%
3 Kondisi operasi 500 bar, 455-515 K 30-60 bar, 425-475 K
4 Katalis Co / HI
tidak efektif Rh / HI
efektif
5 Alat Pemurnian 3 kolom destilasi 4 kolom destilasi
6 Biaya investasi tinggi tinggi
7 Biaya operasi rendah rendah
1. Oksidasi Hidrokarbon ( n-Butana )
n-Butana (secara komersial terdiri dari 95% n-Butana, 2,5% isobutana, dan 2,5% Pentana) dioksidasikan dengan bantuan katalis Cobalt atau Mangan Asetat. Reaksi utama yang terjadi adalah :
½ C4H10 + ¾ O2 CH3COOH + H2O
Proses berlangsung pada kondisi suhu 395 – 475 K dan tekanan 45 – 55 bar, dengan yield 70 – 80 %.
1. Oksidasi Asetaldehid Fase Cair ( Proses Hoechst AG )
Proses oksidasi asetaldehid berlangsung dengan bantuan katalis Co / Mn pada kondisi operasi suhu 335 – 355 K dan tekanan 3 -10 bar. Yield yang dapat diperoleh sebesar 93 – 96%. Reaksi utama yang terjadi adalah :
CH3CHO + ½ O2 CH3COOH
Perbandingan Proses Hoechst AG dengan Proses Oksidasi n-Butana disajikan pada tabel berikut :
Tabel 1.5. Perbandingan Proses Hoechst AG dengan Proses Oksidasi n-Butana
No. Pertimbangan Hoechst AG Oksidasi n-Butana
1 Bahan baku Asetaldehid n-Butana
2 Yield 93- 96 % 70 – 80 %
3 Kondisi operasi 3 – 10 bar, 335 – 355 K 45 – 55 bar, 395 – 475 K
4 Katalis Co / Mn Co / Mn
5 Alat Pemurnian 3 kolom destilasi 4 kolom destilasi
6 Biaya investasi rendah Rendah
7 Biaya operasi rendah Rendah
Dari beberapa proses pembuatan asan asetat tersebut di atas, maka dipilih pembuatan asam asetat Proses Monsanto dengan alasan-alasan sebagai berikut :
1. Yield reaksi yang tinggi ( 99% ) dan hasil samping yang rendah
2. Bahan baku yang mudah diperoleh dari dalam negeri dengan harga lebih murah.
3. Reaktor bekerja pada tekanan yang tidak terlalu tinggi ( 30 – 60 bar ) sehingga mudah dicapai.
1.4.2. Kegunaan Produk
Pruduk asam asetat telah banyak digunakan oleh berbagai industri antara lain :
1. Industri PTA merupakan pengkonsumsi asam asetat terbesar yang digunakan sebagai media pelarut katalis. Industri PTA cenderung memilih menggunakan asam asetat yang berbahan baku methanol dengan tingkat kemurnian lebih tinggi yang hingga kini belum diproduksi di dalam negeri.
2. Industri Ethyl Asetat sebagai bahan baku utama, dimana untuk memproduksi 1 ton ethyl asetat diperlukan 680 kg asam asetat.
3. Industri tekstil, terutama industri pencelupan kain dimana asam asetat berfungsi sebagai pengatur pH.
4. Industri asam cuka, asam asetat sebagai bahan baku utama.
5. Industri benang karet, sebagai bahan penggumpal ( co-agulant ) ketika latex dikeluarkan dari extruder.
Disamping itu, asam asetat juga digunakan sebagai bahan setengah jadi untuk membuat bahan-bahan kimia seperti vinyl asetat, selulosa asetat, asam asetat anhydrid, maupun chloro asetat.
1.4.3. Sifat-sifat Fisika dan Kimia Bahan Baku dan Pruduk
1. Bahan Baku
1. Methanol
Sifat-sifat Fisik Methanol
Tabel 1.6. Sifat Fisik Methanol
Rumus molekul CH3 – OH
Berat molekul 32,042 gr/gmol
Titik didih pada 1 atm 64,7 C
Titik beku pada 1 atm -97,7 C
Temperatur kritis 239,43 C
Tekanan kritis 79,9 atm
Densitas (cair, 25 C) 0,7864 gr/cc
Specific gravity 1,11 gr/cm3
Tekanan uap(25 C) 127,2 mmHg
Gf (cair, 25 C) -39.869 kal/gmol
Hf (cair, 25 C) -57.130 kal/gmol
Viskositas ( cair, 25 C = 0,541 cp ) ; ( uap, 25 C = 0,00968 cp )
Specific Heat ( cair, 25 C = 0,6054 kal/hC ) ; ( uap, 25 C = 0,3274 kal/hC )
Konduktivitas termal ( cair, 25 C = 163,5 kal/hmC ) ; ( uap, 25 C = 12,1 kal/hmC )
Tegangan muka ( dalam air, 20 C = 22,6 dyne/cm )
Kelarutan dalam air Larut sempurna
• Sifat-sifat Kimia Methanol
• Reaksi methanol dengan asam asetat menghasilkan ester
CH3OH + CH3COOH CH3COOCH3 + H2O
• Bereaksi dengan karbon monoksida membentuk asam asetat
CH3OH + CO CH3COOH + H2O
• Reaksi esterifikasi dengan katalis asam dari isobutylene dan methanol membentuk Methyl Tertier Butyl Ether ( MTBE )
CH3OH + H2C-C(CH2)2 (CH3)3-C-O-CH3
• Reaksi dehidrogenasi oksidatif dari methanol dengan katalis Ag Molybdenum-Fe2O3 akan menghasilkan formaldehyde
Mo-Fe2O3
CH3OH CHO2 + H2
• Reaksi dengan asam karboksilat katalisasi asam dapat membentuk metil ester, dengan penghilangan air secara azeotropik
H+
CH3OH + C-C=COOH CH3-C-COOCH3 + H2O
CH3 CH3
1.
1. Karbon Monoksida
• Sifat-sifat Fisik Karbon Monoksida
Tabel 1.7. Sifat Fisik Karbon Monoksida
Berat molekul 28,01 gr/gmol
Densitas pada STP 1,250 gr/cm3
Temperatur kritis -140,23 C
Tekanan kritis 34,529 atm
Volume kritis 93,06 cm3
Specific Heat ( volume konstan, 1 atm ) (-100C = 5,03 kal/molC); (0C = 4,97 kal/molC); (100C = 5,01 kal/molC)
Specific Heat ( tekanan konstan, 1 atm ) (-100C = 7,05 kal/molC); (0C = 6,97 kal/molC); (100C = 7,01 kal/molC)
Enthropy ( 1 atm ) (-100C = 43,457 kal/molC); (0C = 46,656 kal/molC); (100C = 48,831 kal/molC)
Enthalpy ( 1 atm ) (-100C = 3130,6 kal/molC); (0C = 3831,8 kal/molC); (100C = 4529,8 kal/molC)
• Sifat-sifat Kimia Karbon Monoksida
• Bereaksi dengan methanol membentuk asam asetat
CH3OH + CO CH3COOH + H2O
• Bereaksi dengan hidrogen membentuk methanol
CO + H2 CH3OH
• Bereaksi dengan dimetil amine membentuk dimetil nonamide
(CH3)2NH + CO (CH3)2NHCO
1. Produk Asam Asetat
• Sifat-sifat Fisik Asam Asetat
Tabel 1.8. Sifat Fisik Asam Asetat
Rumus molekul O
CH3 – C – OH
Berat molekul 60,053 gr/gmol
Titik leleh pada 1 atm 16,6 C
Titik didih pada 1 atm 117,9 C
Specific Gravity 1,051 gr/cm3
Koefisien ekspansi ( 20 C ) 1,07 x 10-3
Temperatur kritis ( cair ) 594,45 K
Tekanan kritis ( cair ) 57,1 atm
Volume kritis ( cair ) 2,85 cc/ gr
Surface Tension (20C, udara = 27,6 dyne/cm); (75C, udara = 22,2 dyne/cm)
Viskositas (20C, udara = 1,22 cp); (110C = 0,42 cp)
Specific Heat 0,487 kal/grC
Panas pelarutan dalam air ( 18 C ) 6,3 kal/gr
Hf ( 25 C ) -1.927,1 kal/gr
Gf ( 25 C ) -1.549,9 kal/gr
• Sifat-sifat Kimia Asam Asetat
• Reaksi dengan alkohol menghasilkan ester
CH3OH + CH3COOH CH3COOCH3 + H2O
• Pembentukan garam keasaman
2CH3COOH + Zn (CH3COO)2Zn2+ + ½ H2
• Reaksi konversi menjadi ester
CH3COOH – – CH2OH CH3COOCH2 -
Benzyl alcohol Benzyl asetat
• Konversi ke klorida-klorida asam
50 C
3CH3COOH + PCl3 3CH3COCl + H3PO3
• Substitusi dari alkyl/aryl group
Cl2P Cl2P Cl2P
CH3COOH ClCH2OH Cl2CHCOOH Cl3CCOOH
Chloroacetic Dichloroacetic Trichloroacetic
• Pembentukan ester
CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOC2H5 + H2O
• Reaksi dari halida dengan ammonia
Cl2 NH3
CH3COOH ClCH2COOH NH2CH2COONH4
Chloroacetic acid H+
NH2CH2COOH
Aminoacetic acid
1.4.4. Tinjauan Proses Karbonilasi Secara Umum
Reaksi karbonilasi adalah reaksi antara karbon monoksida dengan gugus fungsional yang mengandung oksigen secara katalitik menjadi senyawa organik. Senyawa organik tersebut dapat berupa senyawa jenuh maupun senyawa tak jenuh dan harus mengandung suatu gugus fungsional seperti hidroksi, alkoksikarbonil, amino, atau halogen.
Reaksi kimia selalu terjadi pada pusat logam selama katalisasi berlangsung dengan tahap-tahap sebagai berikut :
1. Dengan senyawa jenuh, terjadi penambahan daya oksidasi pada logam yang secara teori akan meningkatkan tahap oksidasinya menjadi 2 tahap; dengan senyawa tak jenuh, karbonil hidrid ditambahkan ke dalam sistem elektron. Kedua reaksi menghasilkan pembentukan ikatan karbon.
2. Tahap selanjutnya pembentukan intermediate acyl-logam dengan berpindahnya penempatan CO.
3. Tahap terakhir adalah eliminasi reduktif atau solvolisis dari organometalik kompleks untuk menghasilkan produk.
Sabtu, 24 April 2010
ASAM ASETAT
GULMA TANAMAN
bag 3.
Berdasarkan tempat tumbuhnya, gulma dikelompokkan menjadi :
a. Terdapat di tanah sawah, contohnya Echinochola crusgalli, Echinochola colonum, Monochoria vaginalis, Limnocharis flava, Marsilea crenata.
b. Terdapat di tanah kering atau tegalan, contohnya Cyperus rotundus, Amaranthus spinosus, Eleusine indica.
c. Terdapat di tanah perkebunan besar, contohnya Imperata cylindrica, Salvinia sp., Pistia stratiotes.
Berdasarkan sistematikanya, gulma dikelompokan ke dalam :
a. Monocotyledoneae, gulma berakar serabut, susunan tulang daun sejajar atau melengkung, jumlah bagian-bagian bunga tiga atau kelipatannya, dan biji berkeping satu. Contohnya Imperata cylindrica, Cyperus rotundus, Cyperus dactylon, Echinochloa crusgalli, Panicum repens.
b. Dicotyledoneae, gulma berakar tunggang, susunan tulang daun menyirip atau menjari, jumlah bagian-bagian bunga 4 atau 5 atau kelipatannya, dan biji berkeping dua. Contohnya Amaranthus spinosus, Mimosa sp., Euphatorium odoratum.
c. Pteridophyta, berkembang biak secara generatif dengan spora. Sebagai contoh Salvinia sp., Marsilea crenata.
Berdasarkan morfologinya, gulma dikelompokan ke dalam :
a. Golongan rumput (grasses)
Gulma golongan rumput termasuk dalam familia Gramineae/Poaceae.
Batang bulat atau agak pipih, kebanyakan berongga.
Daun-daun soliter pada buku-buku, tersusun dalam dua deret, umumnya bertulang daun sejajar, terdiri atas dua bagian yaitu pelepah daun dan helaian daun. Daun biasanya berbentuk garis (linier), tepi daun rata. Lidah-lidah daun sering kelihatan jelas pada batas antara pelepah daun dan helaian daun.
Dasar karangan bunga satuannya anak bulir (spikelet) yang dapat bertangkai atau tidak (sessilis). Masing-masing anak bulir tersusun atas satu atau lebih bunga kecil (floret), di mana tiap-tiap bunga kecil biasanya dikelilingi oleh sepasang daun pelindung (bractea) yang tidak sama besarnya, yang besar disebut lemna dan yang kecil disebut palea.
Buah disebut caryopsis atau grain.
Contohnya Imperata cyliindrica, Echinochloa crusgalli, Cynodon dactylon, Panicum repens.
b. Golongan teki (sedges)
Gulma golongan teki termasuk dalam familia Cyperaceae.
Batang umumnya berbentuk segitiga, kadang-kadang juga bulat dan biasanya tidak berongga.
Daun tersusun dalam tiga deretan, tidak memiliki lidah-lidah daun (ligula).
Ibu tangkai karangan bunga tidak berbuku-buku. Bunga sering dalam bulir (spica) atau anak bulir, biasanya dilindungi oleh suatu daun pelindung.
Buahnya tidak membuka.
Contohnya Cyperus rotundus, Fimbristylis littoralis, Scripus juncoides.
c. Golongan berdaun lebar (broad leaves)
Gulma berdaun lebar umumnya termasuk Dicotyledoneae dan Pteridophyta.
Daun lebar dengan tulang daun berbentuk jala.
Contohnya Monocharia vaginalis, Limnocharis flava, Eichornia crassipes, Amaranthus spinosus, Portulaca olerace, Lindernia sp.
6. Berdasarkan asalnya, gulma dikelompokan ke dalam :
a. Gulma obligat (obligate weeds) adalah gulma yang tidak pernah dijumpai hidup secara liar dan hanya dapat tumbuh pada tempat-tempat yang dikelola oleh manusia. Contoh Convolvulus arvensis, Monochoria vaginalis, Limnocharis flava.
b. Gulma fakultatif (facultative weeds) adalah gulma yang tumbuh secara liar dan dapat pula tumbuh pada tempat-tempat yang dikelola oleh manusia. Contohnya Imperata cylindrica, Cyperus rotundus Opuntia sp.
Berdasarkan parasit atau tidaknya, dibedakan dalam :
a. Gulma non parasit, contohnya Imperata cylindrica, Cyperus rotundus.
b. Gulma parasit, dibedakan lagi menjadi :
1) Gulma parasit sejati, contoh Cuscuta australis (tali putri).
Gulma ini tidak mempunyai daun, tidak mempunyai klorofil, tidak dapat melakukan asimilasi sendiri, kebutuhan akan makannya diambil langsung dari tanaman inangnya dan akar pengisapnya (haustarium) memasuki sampai ke jaringan floem.
2) Gulma semi parasit, contohnya Loranthus pentandrus.
Gulma ini mempunyai daun, mempunyai klorofil, dapat melakukan asimilasi sendiri, tetapi kebutuhan akan air dan unsur hara lainnya diambil dari tanaman inangnya dan akar pengisapnya masuk sampai ke jaringan silem.
3) Gulma hiper parasit, contoh Viscum sp.
Gulma ini mempunyai daun, mempunyai klorofil, dapat melakukan asimilasi sendiri, tetapi kebutuhan akan air dan hara lainnya diambil dari gulma semi parasit, dan akar pengisapnya masuk sampai ke jaringan silem.
5. CARA-CARA PENGENDALIAN GULMA
Pengendalian dapat berbentuk pencegahan dan pemberantasan. Mencegah biasanya lebih murah tetapi tidak selalu lebih mudah. Di negara-negara yang sedang membangun kegiatan pengendalian yang banyak dilakukan orang adalah pemberantasan. Pengendalian gulma dapat dilakukan dengan cara-cara :
1. Preventif (pencegahan)
Cara ini teruatama ditujukan terhadap species-species gulma yang sangat merugikan dan belum terdapat tumbuh di lingkungan kita. Species gulma asing yang cocok tumbuh di tempat-tempat baru dapat menjadi pengganggu yang dahsyat (eksplosif). Misalnya kaktus di Australia, eceng gondok di Asia-Afrika. Cara-cara pencegahan masuk dan menyebarkan gulma baru antara lain adalah :
a. Dengan pembersihan bibit-bibit pertanaman dari kontaminasi biji-biji gulma
b. Pencegahan pemakaian pupuk kandang yang belum matang
c. Pencegahan pengangkutan jarak jauh jerami dan rumput-rumput makanan ternak
d. Pemberantasan gulma di sisi-sisi sungai dan saluran-saluran pengairan
e. Pembersihan ternak yang akan diangkut
f. Pencegahan pengangkutan tanaman berikut tanahnya dan lain sebagainya.
Apabila hal-hal tersebut di atas tidak dapat dilaksanakan dengan baik, maka harus dicegah pula agar jangan sampai gulma berbuah dan berbunga. Di samping itu juga mencegah gulma tahunan (perennial weeds) jangan sampai berbiak terutama dengan cara vegetatif.
2. Pengendalian gulma secara fisik
Pengendalian gulma secara fisik ini dapat dilakukan dengan jalan :
a. Pengolahan tanah
Pengolahan tanah dengan menggunakan alat-alat seperti cangkul, garu, bajak, traktor dan sebagainya pada umumnya juga berfungsi untuk memberantas gulma. Efektifitas alat-alat pengolah tanah di dalam memberantas gulma tergantung beberapa faktor seperti siklus hidup dari gulma atau kropnya, dalam dan penyebaran akar, umur dan ukuran infestasi, macamnya krop yang ditanaman, jenis dan topografi tanah dan iklim.
b. Pembabatan (pemangkasan, mowing)
Pembabatan umumnya hanya efektif untuk mematikan gulma setahun dan relatif kurang efektif untuk gulma tahunan. Efektivitas cara ini tergantung pada waktu pemangkasan, interval (ulangan) dan sebagainya. Pembabatan biasanya dilakukan di perkebunan yang mempunyai krop berupa pohon, pada halaman-halaman, tepi jalan umum, jalan kereeta pai, padang rumput dan sebagainya. Pembabatan sebaiknya dilakukan pada waktu gulma menjelang berbunga atau pada waktu daunnya sedang tumbuh dengan hebat.
c. Penggenangan
Penggenangan efektif untuk memberantas gulma tahunan. Caranya dengan menggenangi sedalam 15 - 25 cm selama 3 - 8 minggu. Gulma yang digenangi harus cukup terendam, karena bila sebagian daunnya muncul di atas air maka gulma tersebut umumnya masih dapat hidup.
d. Pembakaran
Suhu kritis yang menyebabkan kematian pada kebanyakan sel adalah 45 - 550 C, tetapi biji-biji yang kering lebih tahan daripada tumbuhannya yang hidup. Kematian dari sel-sel yang hidup pada suhu di atas disebabkan oleh koagulasi pada protoplasmanya.
Pembakaran secara terbatas masih sering dilakukan untuk membersihkan tempat-tempat dari sisa-sisa tumbuhan setelah dipangkas. Pada sistem peladangan di luar Jawa cara ini masih digunakan oleh penduduk setempat. Pembakaran umumnya banyak dilakukan pada tanah-tanah yang non pertanian, seperti di pinggir-pinggir jalan, pinggir kali, hutan dan tanah-tanah industri.
Keuntungan pembakaran untuk pemberantasan gulma dibanding dengan pemberantasan secara kimiawi adalah pada pembakaran tidak terdapat efek residu pada tanah dan tanaman. Keuntungan lain dari pembakaran ialah insekta-insekta dan hama-hama lain serta penyakit seperti cendawan-cendawan ikut dimatikan. Kejelekannya ialah bahaya kebakaran bagi sekelilingnya, mengurangi kandungan humus atau mikroorganisme tanah, dapat memperbesar erosi, biji-biji gulma tertentu tidak mati, asapnya dapat menimbulkan alergi dan sebagainya.
e. Mulsa (mulching, penutup seresah)
Penggunaan mulsa dimaksudkan untuk mencegah agar cahaya matahari tidak sampai ke gulma, sehingga gulma tidak dapat melakukan fotosintesis, akhirnya akan mati dan pertumbuhan yang baru (perkecambahan) dapat dicegah. Bahan-bahan yang dapat digunakan untuk mulsa antara lain jerami, pupuk hijau, sekam, serbuk gergaji, kertas dan plastik.
1. Pengendalian gulma dengan sistem budidaya
Cara pengendalian ini jiga disebut pengendalian secara ekologis, oleh karena menggunakan prinsip-prinsip ekologi yaitu mengelola lingkungan sedemikian rupa sehingga mendukung dan menguntungkan pertanaman tetapi merugikan bagi gulmanya. Di dalam pengendalian gulma dengan sistem budidaya ini terdapat beberapa cara yaitu :
a. Pergiliran Tanaman
Pergiliran tanaman bertujuan untuk mengatur dan menekan populasi gulma dalam ambang yang tidak membahayakan. Coontoh : padi – tebu – kedelai, padi – tembakau – padi. Tanaman tertentu biasanya mempunyai jenis gulma tertentu pula, karena biasanya jenis gulma itu dapat hidup dengan leluasa pada kondisi yang cocok untuk pertumbuhannya. Sebagai contoh gulma teki (Cyperus rotundus) sering berada dengan baik dan mengganggu pertanaman tanah kering yang berumur setahun (misalnya pada tanaman cabe, tomat, dan sebagainya). Demikian pula dengan wewehan (Monochoria vaginalis) di sawah-sawah. Dengan pergiliran tanaman, kondisi mikroklimat akan dapat berubah-ubah, sehingga gulma hidupnya tidak senyaman sebelumnya.
b. Budidaya pertanaman
Penggunaan varietas tanaman yang cocok untuk suatu daerah merupakan tindakan yang sangat membantu mengatasi masalah gulma.
Penanaman rapat agar tajuk tanaman segera menutupi ruang-ruang kosong merupakan cara yang efektif untuk menekan gulma.
Pemupukan yang tepat merupakan cara untuk mempercepat pertumbuhan tanaman sehingga mempertinggi daya saing pertanaman terhadap gulma.
Waktu tanaman lambat, dengan membiarkan gulma tumbuh lebih dulu lalu diberantas dengan pengolahan tanah atau herbisida. Baru kemudian tanaman ditanam pada tanah yang sebagian besar gulmanya telah mati terberantas.
c. Penaungan dengan tumbuhan penutup (cover crops)
Mencegah perkecambahan dan pertumbuhan gulma, sambil membantu pertanaman pokoknya dengan pupuk nitrogen yang kadang-kadang dapat dihasilkan sendiri.
2. Pengendalian gulma secara biologis
Pengendalian gulma secara biologis (hayati) ialah pengendalian gulma dengan menggunakan organisme lain, seperti insekta, fungi, ternak, ikan dan sebagainya. Pengendalian biologis yang intensif dengan insekta atau fungi biasanya hanya ditujukan terhadap suatu species gulma asing yang telah menyebar secara luas dan ini harus melalui proses penelitian yang lama serta membutuhkan ketelitian. Juga harus yakin apabila species gulma yang akan dikendalikan itu habis, insekta atau fungi tersebut tidak menyerang tanaman atau tumbuhan lain yang mempunyai arti ekonomis.
Sebagai contoh pengendalian biologis dengan insekta yang berhasil ialah pengendalian kaktus Opuntia spp. Di Australia dengan menggunakan Cactoblastis cactorum, dan pengendalian Salvinia sp. dengan menggunakan Cyrtobagous singularis. Demikian juga eceng gondok (Eichhornia crassipes) dapat dikendalikan secara biologis dengan kumbang penggerek Neochetina bruchi dan Neochetina eichhorniae. Sedangkan jamur atau fungi yang berpotensi dapat mengendalikan gulma secara biologis ialah Uredo eichhorniae untuk eceng gondok, Myrothesium roridum untuk kiambang , dan Cerospora sp. untuk kayu apu. Di samping pengendalian biologis yang tidak begitu spesifik terhadap species-species tertentu seperti penggunaan ternak dalam pengembalaan, kalkun pada perkebunan kapas, ikan yang memakan gulma air dan sebagainya.
3. Pengendalian gulma secara kimiawi
Pengendalian gulma secara kimiawi adalah pengendalian gulma dengan menggunakan herbisida. Yang dimaksud dengan herbisida adalah senyawa kimia yang dapat digunakan untuk mematikan atau menekan pertumbuhan gulma, baik secara selektif maupun non selektif. Macam herbisida yang dipilih bisa kontak maupun sistemik, dan penggunaannya bisa pada saat pratanam, pratumbuh atau pasca tumbuh. Keuntungan pengendalian gulma secara kimiawi adalah cepat dan efektif, terutama untuk areal yang luas. Beberapa segi negatifnya ialah bahaya keracunan tanaman, mempunyai efek residu terhadap alam sekitar dan sebagainya. Sehubungan dengan sifatnya ini maka pengendalian gulma secara kimiawi ini harus merupakan pilihan terakhir apabila cara-cara pengendalian gulma lainnya tidak berhasil. Untuk berhasilnya cara ini memerlukan dasar-dasar pengetahuan yang cukup dan untuk itu akan diuraikan tersendiri lebih lanjut.
4. Pengendalian gulma secara terpadu
Yang dimaksud dengan pengendalian gulma secara terpadu yaitu pengendalian gulma dengan menggunakan beberapa cara secara bersamaan dengan tujuan untuk mendapatkan hasil yang sebaik-baiknya.
Walaupun telah dikenal beberapa cara pengendalian gulma antara lain secara budidaya, fisik, biologis dan kimiawi serta preventif, tetapi tidak satupun cara-cara tersebut dapat mengendalikan gulma secara tuntas. Untuk dapat mengendalikan suatu species gulma yang menimbulkan masalah ternyata dibutuhkan lebih dari satu cara pengendalian. Cara-cara yang dikombinasikan dalam cara pengendalian secara terpadu ini tergantung pada situasi, kondisi dan tujuan masing-masing, tetapi umumnya diarahkan agar mendapatkan interaksi yang positif, misalnya paduan antara pengolahan tanah dengan pemakaian herbisida, jarak tanam dengan penyiangan, pemupukan dengan herbisida dan sebagainya, di samping cara-cara pengelolaan pertanaman yang lain.
http://fp.uns.ac.id/~hamasains/dasarperlintan-4.htm
GULMA TANAMAN
bag 2.
3. ALLELOPATI
Tumbuh-tumbuhan juga dapat bersaing antar sesamanya secara interaksi biokimiawi, yaitu salah satu tumbuhan mengeluarkan senyawa beracun ke lingkungan sekitarnya dan dapat mengakibatkan gangguan pertumbuhan tumbuhan yang ada di dekatnya. Interaksi biokimiawi antara gulma dan pertanamanan antara lain menyebabkan gangguan perkecambahan biji, kecambah jadi abnormal, pertumbuhan memanjang akar terhambat, perubahan susunan sel-sel akar dan lain sebagainya.
Beberapa species gulma menyaingi pertanaman dengan mengeluarkan senyawa beracun dari akarnya (root exudates atau lechates) atau dari pembusukan bagian vegetatifnya. Persaingan yang timbul akibat dikeluarkannya zat yang meracuni tumbuhan lain disebut alelopati dan zat kimianya disebut alelopat. Umumnya senyawa yang dikeluarkan adalah dari golongan fenol.
Tidak semua gulma mengeluarkan senyawa beracun. Spesies gulma yang diketahui mengeluarkan senyawa racun adalah alang-alang (Imperata cylinarica), grinting (Cynodon dactylon), teki (Cyperus rotundus), Agropyron intermedium, Salvia lenocophyela dan lain-lain.
Eussen (1972) menyatakan, bahwa apabila gulma mengeluarkan senyawa beracun maka nilai persaingan totalnya dirumuskan sebagai berikut :
TCV = CVN + CVW + CVL + AV
dimana TCV = total competition value, CVN = competition value of nutrient, CVW = competition value of water, CVL = competition value of light, dan AV = allelopathic value. Nilai persaingan total yang disebabkan oleh gulma yang mengeluarkan alelopat terhadap tanaman pokok merupakan penggabungan dari nilai persaingan untuk hara + nilai persaingan untuk air + nilai persaingan untuk cahaya + nilai alelopatik.
Secara umum alelopati selalu dikaitkan dengan maslah gangguan yang ditimbulkan gulma yang tumbuh bersama-sama dengan tanaman pangan, dengan keracunan yang ditimbulkan akibat penggunaan mulsa pada beberapa jenis pertanaman, dengan beberapa jenis rotasi tanaman, dan pada regenarasi hutan.
Kuantitas dan kualitas senyawa alelopati yang dikeluarkan oleh gulma antara lain dipengaruhi kerapatan gulma, macam gulma, saat kemunculan gulma, lama keberadaan gulma, habitus gulma, kecepatan tumbuh gulma, dan jalur fotosintesis gulma (C3 atau C4).
1. Sumber Senyawa Alelopati
Senyawa-senyawa kimia yang mempunyai potensi alelopati dapat ditemukan di semua jaringan tumbuhan termasuk daun, batang, akar, rizoma, umbi, bunga, buah, dan biji. Senyawa-senyawa alelopati dapat dilepaskan dari jaringan-jaringan tumbuhan dalam berbagai cara termasuk melalui :
a. Penguapan
Senyawa alelopati ada yang dilepaskan melalui penguapan. Beberapa genus tumbuhan yang melepaskan senyawa alelopati melalui penguapan adalah Artemisia, Eucalyptus, dan Salvia. Senyawa kimianya termasuk ke dalam golongan terpenoid. Senyawa ini dapat diserap oleh tumbuhan di sekitarnya dalam bentuk uap, bentuk embun, dan dapat pula masuk ke dalam tanah yang akan diserap akar.
b. Eksudat akar
Banyak terdapat senyawa kimia yang dapat dilepaskan oleh akar tumbuhan (eksudat akar), yang kebanyakan berasal dari asam-asam benzoat, sinamat, dan fenolat.
c. Pencucian
Sejumlah senyawa kimia dapat tercuci dari bagian-bagian tumbuhan yang berada di atas permukaan tanah oleh air hujan atau tetesan embun. Hasil cucian daun tumbuhan Crysanthemum sangat beracun, sehingga tidak ada jenis tumbuhan lain yang dapat hidup di bawah naungan tumbuhan ini.
d. Pembusukan organ tumbuhan
Setelah tumbuhan atau bagian-bagian organnya mati, senyawa-senyawa kimia yang mudah larut dapat tercuci dengan cepat. Sel-sel pada bagian-bagian organ yang mati akan kehilangan permeabilitas membrannya dan dengan mudah senyawa-senyawa kimia yang ada didalamnya dilepaskan. Beberapa jenis mulsa dapat meracuni tanaman budidaya atau jenis-jenis tanaman yang ditanam pada musim berikutnya.
Tumbuhan yang masih hidup dapat mengeluarkan senyawa alelopati lewat organ yang berada di atas tanah maupun yang di bawah tanah. Demikian juga tumbuhan yang sudah matipun dapat melepaskan senyawa alelopati lewat organ yang berada di atas tanah maupun yang di bawah tanah. Alang-alang (Imperata cyndrica) dan teki (Cyperus rotundus) yang masih hidup mengeluarkan senyawa alelopati lewat organ di bawah tanah, jika sudah mati baik organ yang berada di atas tanah maupun yang di bawah tanah sama-sama dapat melepaskan senyawa alelopati.
2. Gulma Yang Berpotensi Alelopati
Alelopati dapat meningkatkan agresivitas gulma di dalam hubungan interaksi antara gulma dan tanaman melalui eksudat yang dikeluarkannya, yang tercuci, yang teruapkan, atau melalui hasil pembusukan bagian-bagian organnya yang telah mati.
Beberapa jenis gulma yang telah diketahui mempunyai potensi mengeluarkan senyawa alelopati dapat dilihat pada tabel berikut ini.
Jenis gulma yang mempunyai aktivitas alelopati
Jenis gulma Jenis tanaman pertanian yang peka
Abutilon theoprasti beberapa jenis
Agropyron repens berbagai jenis
Agrostemma githago gandum
Allium vineale oat
Amaranthus spinosus kopi
Ambrosia artemisifolia berbagai jenis
A. trifida kacang pea, gandum
Artemisia vulgaris mentimun
Asclepias syriaca sorgum
Avena fatua berbagai jenis
Celosia argentea bajra
Chenopodium album mentimun, oat, jagung
Cynodon dactylon kopi
Cyperus esculentus jagung
C. rotundus sorgum, kedelai
Euporbia esula kacang pea, gandum
Holcus mollis barli
Imperata cylindrica berbagai jenis
Poa spp. tomat
Polygonum persicaria kentang
Rumex crisparus jagung, sorgum
Setaria faberii jagung
Stellaria media barli
(Sumber : Putnam, 1995)
Telah banyak bukti yang dikumpulkan menunjukkan bahwa beberapa jenis gulma menahun yang sangat agresif termasuk Agropyron repens, Cirsium arvense, Sorgum halepense, Cyperus rotundus dan Imperata cylindrica mempunyai pengaruh alelopati, khususnya melalui senyawa beracun yang dikeluarkan dari bagian-bagian yang organnya telah mati.
3. Pengaruh Alelopati
Beberapa pengaruh alelopati terhadap aktivitas tumbuhan antara lain :
Senyawa alelopati dapat menghambat penyerapan hara yaitu dengan menurunkan kecepatan penyerapan ion-ion oleh tumbuhan.
Beberapa alelopat menghambat pembelahan sel-sel akar tumbuhan.
Beberapa alelopat dapat menghambat pertumbuhan yaitu dengan mempengaruhi pembesaran sel tumbuhan.
Beberapa senyawa alelopati memberikan pengaruh menghambat respirasi akar.
Senyawa alelopati memberikan pengaruh menghambat sintesis protein.
Beberapa senyawa alelopati dapat menurunkan daya permeabilitas membran pada sel tumbuhan.
Senyawa alelopati dapat menghambat aktivitas enzim.
4. Pengaruh Alelopati terhadap Pertumbuhan
Telah banyak bukti yang menunjukkan bahwa senyawa alelopati dapat menghambat pertumbuhan tanaman. Laporan yang paling awal diketahui mengenai hal ini ialah bahwa pada tanah-tanah bekas ditumbuhi Agropyron repens, pertumbuhan gandum, oat, alfalfa, dan barli sangat terhambat.
Alang-alang menghambat pertumbuhan tanaman jagung dan ini telah dibuktikan dengan menggunakan percobaan pot-pot bertingkat di rumah kaca di Bogor. Mengingat unsur hara, air dan cahaya bukan merupakan pembatas utama, maka diduga bahwa alang-alang merupakan senyawa beracun yang dapat mempengaruhi pertumbuhan jagung. Tumbuhan yang telah mati dan sisa-sisa tumbuhan yang dibenamkan ke dalam tanah juga dapat menghambat pertumbuhan jagung. Lamid dkk. (1994) memperlihatkan bahwa semakin tinggi konsentrasi ekstraks organ tubuh alang-alang, semakin besar pengaruh negatifnya terhadap pertumbuhan kecambah padi gogo.
Penelitian semacam ini juga telah banyak dilakukan misalnya pada teki (Cyperus rotundus). Pengaruh teki terhadap pertumbuhan jagung, kedelai dan kacang tanah juga telah dipelajari dengan metode tidak langsung. Ekstrak umbi dari teki dalam berbagai konsentrasi telah digunakan dalam percobaan. Sutarto (1990) memperlihatkan bahwa tekanan ekstrak teki segar 200 dan 300 g/250 ml air menyebabkan pertumbuhan tanaman kacang tanah menjadi kerdil dan kurus, serta potensi hasilnya menurun.
4. KLASIFIKASI GULMA
Cara klasifiikasi pada tumbuhan ada dua macam yaitu buatan (artificial) dan alami (natural). Pada klasifikasi sistem buatan pengelompokan tumbuhan hanya didasarkan pada salah satu sifat atau sifat-sifat yang paling umum saja, sehingga kemungkinan bisa terjadi beberapa tumbuhan yang mempunyai hubungan erat satu sama lain dikelompokan dalam kelompok yang terpisah dan sebaliknya beberapa tumbuhan yang hanya mempunyai sedikit persamaan mungkin dikelompokan bersama dalam satu kelompok. Hal demkian inilah yang merupakan kelemahan utama dari kalsifikasi sistem buatan. Pada klasifikasi sistem alami pengelompokan didasarkan pada kombinasi dari beberapa sifat morfologis yang penting. Klasifikasi sistem alami lebih maju daripada klasifikasi sistem buatan, sebab menurut sistem tersebut hanya tumbuh-tumbuhan yang mempunyai hubungan filogenetis saja yang dikelompokan ke dalam kelompok yang sama.
Cara klasifiksi pada gulma cenderung mengarah ke sistem buatan. Atas dasar pengelompokan yang berbeda, maka kita dapat mengelompokan gulma menjadi kelompok-kelompok atau golongan-golongan yang berbeda pula. Masing-masing kelompok memperlihatkan perbedaan di dalam pengendalian. Gulma dapat dikelompokan seperti berikut ini :
Berdasarkan siklus hidupnya, gulma dapat dikelompokan menjadi :
a. Gulma setahun (gulma semusim, annual weeds), yaitu gulma yang menyelesaikan siklus hidupnya dalam waktu kurang dari satu tahun atau paling lama satu tahun (mulai dari berkecambah sampai memproduksi biji dan kemudian mati). Karena kebanyakan umurnya hanya seumur tanaman semusim, maka gulma tersebut sering disebut sebagai gulma semusim. Walaupun sebenarnya mudah dikendalikan, tetapi kenyataannya kita sering mengalami kesulitan, karena gulma tersebut mempunyai beberapa kelebihan yaitu umurnya pendek, menghasilkan biji dalam jumlah yang banyak dan masa dormansi biji yang panjang sehingga dapat lebih bertahan hidupnya. Di Indonesia banyak dijumpai jenis-jenis gulma setahun, contohnya Echinochloa crusgalli, Echinochloa colonum, Monochoria vaginalis, Limnocharis flava, Fimbristylis littoralis dan lain sebagainya.
b. Gulma dua tahun (biennial weeds), yaitu gulma yang menyelesaikan siklus hidupnya lebih dari satu tahun, tetapi tidak lebih dari dua tahun. Pada tahun pertama digunakan untuk pertumbuhan vegetatif menghasilkan bentuk roset dan pada tahun kedua berbunga, menghasilkan biji dan kemudian mati. Pada periode roset gulma tersebut sensitif terhadap herbisida. Yang termasuk gulma dua tahun yaitu Dipsacus sylvestris, Echium vulgare, Circium vulgare, Circium altissimum dan Artemisia biennis.
c. Gulma tahunan (perennial weeds), yaitu gulma yang dapat hidup lebih dari dua tahun atau mungkin hampir tidak terbatas (bertahun-tahun). Kebanyakan berkembang biak dengan biji dan banyak diantaranya yang berkembang biak secara vegetatif. Pada keadaan kekurangan air (di musim kemarau) gulma tersebut seolah-olah mati karena bagian yang berada di atas tanah mengering, akan tetapi begitu ada air yang cukup untuk pertumbuhannya akan bersemi kembali.
Berdasarkan cara berkembang biaknya, gulma tahunan dibedakan menjadi dua :
1). Simple perennial, yaitu gulma yang sebenarnya hanya berkembang biak dengan biji, akan tetapi apabila bagian tubuhnya terpotong maka potongannya akan dapat tumbuh menjadi individu baru. Sebagai contoh Taraxacum sp. dan Rumex sp., apabila akarnya terpotong menjadi dua, maka masing-masing potongannya akan tumbuh menjadi individu baru.
2). Creeping perennial, yaitu gulma yang dapat berkembang biak dengan akar yang menjalar (root creeping), batang yang menjalar di atas tanah (stolon) atau batang yang menjalar di dalam tanah (rhizioma). Yang termasuk dalam golongan ini contohnya Cynodon dactylon, Sorgum helepense, Agropyron repens, Circium vulgare. Beberapa diantaranya ada yang berkembang biak dengan umbi (tuber), contohnya Cyperus rotundus dan Helianthus tuberosus. Contoh gulma tahunan populair yang perkembangbiakan utamanya dengan rhizoma adalah alang-alang (Imperata cylindrica). Dengan dimilikinya alat perkembangbiakan vegetatif, maka gulma tersebut sukar sekali untuk diberantas. Adanya pengolahan tanah untuk penanaman tanaman pangan atau tanaman setahun lainnya akan membantu perkembangbiakan, karena dengan terpotong-potongnya rhizoma, stolon atau tubernya maka pertumbuhan baru akan segera dimulai dan dapat tumbuh berkembangbiak dengan pesat dalam waktu yang tidak terlalu lama apabila air tercukupi. Adanya pengendalian dengan frekuensi yang tinggi (sering atau berulang-ulang) baik secara mekanis ataupun secara kimiawi, maka lambat laun pertumbuhannya akan tertekan juga. Satu cara pengendalian yang efektif, yang juga diperlukan adalah dengan membunuh kecambah-kecambah yang baru muncul atau tumbuh di atas permukaan tanah.
Berdasarkan habitatnya, gulma dikelompokkan menjadi :
a. Gulma darat (terrestial weeds), yaitu gulma yang tumbuh pada habitat tanah atau darat. Contoh Cyperus rotundus, Imperata cylindrica, Cynodon dactylon, Amaranthus spinosus, Mimosa sp. , dan lain sebagainya.
b. Gulma air (aquatic weeds), yaitu gulma yang tumbuh di habitat air. Gulma air dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu :
1). Gulma air garam (saltwater atau marine weeds), yaitu gulma yang hidup pada kondisi air seperti air laut, misal di hutan-hutan bakau. Sebagai contoh Enchalus acoroides dan Acrosticum aureum.
2). Gulma air tawar (fresh water weeds), yaitu gulma yang tumbuh di habitat air tawar. Dikelompokkan lagi ke dalam:
a). Gulma yang tumbuh mengapung (floating weeds), contohnya Eichornia crassipes, Salvinia cuculata, Pistia stratiotes.
b). Gulma yang hidup tenggelam (submerged weeds), dibedakan ke dalam :
Gulma yang hidup melayang (submerged not anchored weeds), contoh Ultricularia gibba.
Gulma yang akarnya masuk ke dalam tanah (submerged anchored weeds), contoh Hydrilla verticillata, Ottelia alismoides, Najas indica, Ceratophyllum demersum.
c). Gulma yang sebagian tubuhnya tenggelam dan sebagian mengapung (emerged weeds), contoh Nymphae spp. , Nymphoides indica.
d). Gulma yang tumbuh di tepian (marginal weeds), contoh Panicum repens, Scleria poaeformis, Rhychospora corymbosa, Polygonum sp., Ludwigia sp., Leersia hexandra, Cyperus elatus.
GULMA TANAMAN
1. KERUGIAN AKIBAT GULMA
Produksi tanaman pertanian, baik yang diusahakan dalam bentuk pertanian rakyat ataupun perkebunan besar ditentukan oleh beberapa faktor antara lain
Tanaman perkebunan juga mudah terpengaruh oleh gulma, terutama sewaktu masih muda. Apabila pengendalian gulma diabaikan sama sekali, maka kemungkinan besar usaha tanaman perkebunan itu akan rugi total. Pengendalian gulma yang tidak cukup pada awal pertumbuhan tanaman perkebunan akan memperlambat pertumbuhan dan masa sebelum panen. Beberapa gulma lebih mampu berkompetisi daripada yang lain (misalnya Imperata cyndrica), yang dengan demikian menyebabkan kerugian yang lebih besar.
Persaingan antara gulma dengan tanaman yang kita usahakan dalam mengambil unsur-unsur hara dan air dari dalam tanah dan penerimaan cahaya matahari untuk proses fotosintesis, menimbulkan kerugian-kerugian dalam produksi baik kualitas maupun kuantitas. Cramer (1975) menyebutkan kerugian berupa penurunan produksi dari beberapa tanaman dalah sebagai berikut : padi 10,8 %; sorgum 17,8 %; jagung 13 %; tebu 15,7 %; coklat 11,9 %; kedelai 13,5 % dan kacang tanah 11,8 %. Menurut percobaan-percobaan pemberantasan gulma pada padi terdapat penurunan oleh persaingan gulma tersebut antara 25-50 %.
Gulma mengkibatkan kerugian-kerugian yang antara lain disebabkan oleh :
1. Persaingan antara tanaman utama sehingga mengurangi kemampuan berproduksi, terjadi persaingan dalam pengambilan air, unsur-unsur hara dari tanah, cahaya dan ruang lingkup.
2. Pengotoran kualitas produksi pertanian, misalnya pengotoran benih oleh biji-biji gulma.
3. Allelopathy yaitu pengeluaran senyawa kimiawi oleh gulma yang beracun bagi tanaman yang lainnya, sehingga merusak pertumbuhannya.
4. Gangguan kelancaran pekerjaan para petani, misalnya adanya duri-duri Amaranthus spinosus, Mimosa spinosa di antara tanaman yang diusahakan.
5. Perantara atau sumber penyakit atau hama pada tanaman, misalnya Lersia hexandra dan Cynodon dactylon merupakan tumbuhan inang hama ganjur pada padi.
6. Gangguan kesehatan manusia, misalnya ada suatu gulma yang tepung sarinya menyebabkan alergi.
7. Kenaikkan ongkos-ongkos usaha pertanian, misalnya menambah tenaga dan waktu dalam pengerjaan tanah, penyiangan, perbaikan selokan dari gulma yang menyumbat air irigasi.
8. Gulma air mngurangi efisiensi sistem irigasi, yang paling mengganggu dan tersebar luas ialah eceng gondok (Eichhornia crssipes). Terjadi pemborosan air karena penguapan dan juga mengurangi aliran air. Kehilangan air oleh penguapan itu 7,8 kali lebih banyak dibandingkan dengan air terbuka. Di Rawa Pening gulma air dapat menimbulkan pulau terapung yang mengganggu penetrasi sinar matahari ke permukaan air, mengurangi zat oksigen dalam air dan menurunkan produktivitas air.
Dalam kurun waktu yang panjang kerugian akibat gulma dapat lebih besar daripada kerugian akibat hama atau penyakit. Di negara-negara sedang berkembang (Indonesia, India, Filipina, Thailand) kerugian akibat gulma sama besarnya dengan kerugian akibat hama.
2. KOMPETISI
A. Kompetisi Gulma terhadap Tanaman
Adanya persaingan gulma dapat mengurangi kemampuan tanaman untuk berproduksi. Persaingan atau kompetisi antara gulma dan tanaman yang kita usahakan di dalam menyerap unsur-unsur hara dan air dari dalam tanah, dan penerimaan cahaya matahari untuk proses fotosintesis, menimbulkan kerugian-kerugian dalam produksi baik kualitas dan kuantitas.
a. Persaingan memperebutkan hara
Setiap lahan berkapasitas tertentu didalam mendukung pertumbuhan berbagai pertanaman atau tumbuhan yang tumbuh di permukaannya. Jumlah bahan organik yang dapat dihasilkan oleh lahan itu tetap walaupun kompetisi tumbuhannya berbeda; oleh karena itu jika gulma tidak diberantas, maka sebagian hasil bahan organik dari lahan itu berupa gulma. Hal ini berarti walaupun pemupukan dapat menaikkan daya dukung lahan, tetapi tidak dapat mengurangi komposisi hasil tumbuhan atau dengan kata lain gangguan gulma tetap ada dan merugikan walaupun tanah dipupuk.
Yang paling diperebutkan antara pertanaman dan gulma adalah unsur nitrogen, dan karena nitrogen dibutuhkan dalam jumlah yang banyak, maka ini lebih cepat habis terpakai. Gulma menyerap lebih banyak unsur hara daripada pertanaman. Pada bobot kering yang sama, gulma mengandung kadar nitrogen dua kali lebih banyak daripada jagung; fosfat 1,5 kali lebih banyak; kalium 3,5 kali lebih banyak; kalsium 7,5 kali lebih banyak dan magnesium lebih dari 3 kali. Dapat dikatakan bahwa gulma lebih banyak membutuhkan unsur hara daripada tanaman yang dikelola manusia.
b. Persaingan memperebutkan air
Sebagaimana dengan tumbuhan lainnya, gulma juga membutuhkan banyak air untuk hidupnya. Jika ketersediaan air dalam suatu lahan menjadi terbatas, maka persaingan air menjadi parah. Air diserap dari dalam tanah kemudiaan sebagian besar diuapkan (transpirasi) dan hanya sekitar satu persen saja yang dipakai untuk proses fotosintesis. Untuk tiap kilogram bahan organik, gulma membutuhkan 330 – 1900 liter air. Kebutuhan yang besar tersebut hampir dua kali lipat kebutuhan pertanaman. Contoh gulma Helianthus annus membutuhkan air sebesar 2,5 kali tanaman jagung. Persaingan memperebutkan air terjadi serius pada pertanian lahan kering atau tegalan.
c. Persaingan memperebutkan cahaya
Apabila ketersediaan air dan hara telah cukup dan pertumbuhan berbagai tumbuhan subur , maka faktor pembatas berikutnyaa adalah cahaya matahari yang redup (di musim penghujan) berbagai pertanaman berebut untuk memperoleh cahaya matahari. Tumbuhan yang berhasil bersaing mendapatkan cahaya adalah yang tumbuh lebih dahulu, oleh karena itu tumbuhan itu lebih tua, lebih tinggi dan lebih rimbun tajuknya. Tumbuhan lain yang lebih pendek, muda dan kurang tajuknya, dinaungi oleh tumbuhannya yang terdahulu serta pertumbuhannya akan terhambat.
Tumbuhan yang berjalur fotosintesis C4 lebih efisien menggunakan air, suhu dan sinar sehingga lebih kuat bersaing berebut cahaya pada keadaan cuaca mendung. Oleh karena itu penting untuk memberantas gulma dari familia Cyperaceae dan Gramineae (Poaceae) di sekitar rumpun-rumpun padi yang berjalur C3.
Dari peristiwa persaingan antara gulma dan tanaman pokok didalam memperebutkan unsur hara, air dan cahaya matahari, Eussen (1972) menelorkan rumus :
TCV = CVN + CVW + CVL
di mana TCV = total competition value, CVN = competition value for nutrient, CVW = competition value for water dan CVL = competition value for light. Nilai persaingan total yang disebabkan oleh gulma terhadap tanaman pokok merupakan penggabungan dari nilai persaingan untuk hara + nilai persaingan untuk air + nilai persaingan untuk cahaya.
Besar kecilnya (derajad) persaingan gulma terhadap tanaman pokok akan berpengaruh terhadap baik buruknya pertumbuhan tanaman pokok dan pada gilirannya akan berpengaruh terhadap tinggi rendahnya hasil tanaman pokok. Besar kecilnya persaingan antara gulma dan tanaman pokok di dalam memperebutkan air, hara dan cahaya atau tinggi rendahnya hambatan terhadap pertumbuhan atau hasil tanaman pokok jika dilihat dari segi gulmanya, dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti berikut ini.
a. Kerapatan gulma
Semakin rapat gulmanya, persaingan yang terjadi antara gulma dan tanaman pokok semakin hebat, pertumbuhan tanaman pokok semakin terhambat, dan hasilnya semakin menurun. Hubungan antara kerapatan gulma dan pertumbuhan atau hasil tanaman pokok merupakan suatu korelasi negatif. Suroto dkk. (1996) memperlihatkan bahwa perlakuan kerapatan awal teki 25, 50 dan 100 per m2 menurunkan bobot biji kacang tanah per tanaman masing-masing sebesar 14,69 %; 14,88 % dan 17,57 %.
b. Macam gulma
Masing-masing gulma mempunyai kemampuan bersaing yang berbeda, hambatan terhadap pertumbuhan tanaman pokok berbeda, penurunan hasil tanaman pokok juga berbeda. Sebagai contoh kemampuan bersaing jawan (Echinochloa crusgalli) dan tuton (Echinochloa colonum) terhadap tanaman padi tidak sama atau berbeda.
c. Saat kemunculan gulma
Semakin awal saat kemunculan gulma, persaingan yang terjadi semakin hebat, pertumbuhan tanaman pokok semakin terhambat, dan hasilnya semakin menurun. Hubungan antara saat kemunculan gulma dan pertumbuhan atau hasil tanaman pokok merupakan suatu korelasi positif. Hasil penelitian Erida dan Hasanuddin (1996) memperlihatkan bahwa saat kemunculan gulma bersamaan tanam, 15, 30, 45, 60 dan 75 hari setelah tanam masing-masing memberikan bobot biji kedelai sebesar 166,22; 195,82; 196,11; 262,28; 284,77 dan 284,82 g/petak (2m x 3m).
d. Lama keberadaan gulma
Semakin lama gulma tumbuh bersama dengan tanaman pokok, semakin hebat persaingannya, pertumbuhan tanaman pokok semakin terhambat, dan hasilnya semakin menurun. Hubungan antara lama keberadaan gulma dan pertumbuhan atau hasil tanaman pokok merupakan suatu korelasi negatif. Perlakuan lama keberadaan gulma 0, 15, 30, 45, 60, 75, dan 90 hari setelah tanam masing-masing memberikan bobot biji kedelai sebesar 353,37; 314,34; 271,45; 257,34; 256,64; 250,56 dan 166,22 g/petak.
e. Kecepatan tumbuh gulma
Semakin cepat gulma tumbuh, semakin hebat persaingannya, pertumbuhan tanaman pokok semakin terhambat, dan hasilnya semakin menurun.
f. Habitus gulma
Gulma yang lebih tinggi dan lebih lebat daunnya, serta lebih luas dan dalam sistem perakarannya memiliki kemampuan bersaing yang lebih, sehingga akan lebih menghambat pertumbuhan dan menurunkan hasil tanaman pokok
g. Jalur fotosintesis gulma (C3 atau C4)
Gulma yang memiliki jalur fotosintesis C4 lebih efisien, sehingga persaingannya lebih hebat, pertumbuhan tanaman pokok lebih terhambat, dan hasilnya semakin menurun.
h. Allelopati
Beberapa species gulma menyaingi tanaman dengan mengeluarkan senyawa dan zat-zat beracun dari akarnya (root exudates atau lechates) atau dari pembusukan bagian vegetatifnya. Bagi gulma yang mengeluarkan allelopat mempunyai kemampuan bersaing yang lebih hebat sehingga pertumbuhan tanaman pokok lebih terhambat, dan hasilnya semakin menurun.
Di samping itu kemiripan gulma dengan tanaman juga mempunyai arti penting. Masing-masing pertanaman memiliki asosiasi gulma tertentu dan gulma yang lebih berbahaya adalah yang mirip dengan pertanamannnya. Sebagai contoh Echinochloa crusgalli lebih mampu bersaing terhadap padi jika dibandingkan dengan gulma lainnya.
2. Kompetisi Intraspesifik dan Interspesifik
Gulma dan pertanaman yang diusahakan manusia adalah sama-sama tumbuhan yang mempunyai kebutuhan yang serupa untuk pertumbuhan normalnya. Kedua tumbuhan ini sama-sama membutuhkan cahaya, air, hara gas CO2 dan gas lainnya, ruang, dan lain sebagainya. Apabila dua tumbuhan tumbuh berdekatan, maka akan perakaran kedua tumbuhan itu akan terjalin rapat satu sama lain dan tajuk kedua tumbuhan akan saling menaungi, dengan akibat tumbuhan yang memiliki sistem perakaran yang lebih luas, lebih dalam dan lebih besar volumenya serta lebih tinggi dan rimbun tajuknya akan lebih menguasai (mendominasi) tumbuhan lainnya. Dengan demikian perbedaan sifat dan habitus tumbuhanlah yang merupakan penyebab terjadinya persaingan antara individu-individu dalam spesies tumbuhan yang sama (intra spesific competition atau kompetisi intra spesifik) dan persaingan antara individu-individu dalam spesies tumbuhan yang berbeda (inter spesific competition atau kompetisi inter spesifik). Persaingan gulma terhadap pertanaman disebabkan antara lain oleh karena gulma lebih tinggi dan lebih rimbun tajuknya, serta lebih luas dan dalam sistem perakarannya, sehingga pertanaman kalah bersaing dengan gulma tersebut.
3. Periode Kritis
Dalam pertumbuhan tanaman terdapat selang waktu tertentu dimana tanaman sangat peka terhadap persaingan gulma. Keberadaan atau munculnya gulma pada periode waktu tersebut dengan kepadatan tertentu yaitu tingkat ambang kritis akan menyebabkan penurunan hasil secara nyata. Periode waktu dimana tanaman peka terhadap persaingan dengan gulma dikenal sebagai periode kritis tanaman. Periode kritis adalah periode maksimum dimana setelah periode tersebut dilalui maka keberadaan gulma selanjutnya tidak terpengaruh terhadap hasil akhir. Dalam periode kritis, adanya gulma yang tumbuh di sekitar tanaman harus dikendalikan agar tidak menimbulkan pengaruh negatif terhadap pertumbuhan dan hasil akhir tanaman tersebut.
Periode kritis adalah periode dimana tanaman pokok sangat peka atau sensitif terhadap persaingan gulma, sehingga pada periode tersebut perlu dilakukan pengendalian, dan jika tidak dilakukan maka hasil tanaman pokok akan menurun. Pada umumnya persaingan gulma terhadap pertanaman terjadi dan terparah pada saat 25 – 33 % pertama pada siklus hidupnya atau ¼ - 1/3 pertama dari umur pertanaman. Persaingan gulma pada awal pertumbuhan tanaman akan mengurangi kuantitas hasil panenan, sedangkan gangguan persaingan gulma menjelang panen berpengaruh lebih besar terhadap kualitas hasil panenan. Waktu pemunculan (emergence) gulma terhadap pertanaman merupakan faktor penting di dalam persaingan. Gulma yang muncul atau berkecambah lebih dahulu atau bersamaan dengan tanaman yang dikelola, berakibat besar terhadap pertumbuhan dan hasil panenan. Sedangkan gulma yang berkecambah (2-4 minggu) setelah pemunculan pertanaman sedikit pengaruhnya.
Dengan diketahuinya periode kritis suatu tanaman, maka saat penyiangan yang tepat menjadi tertentu. Penyiangan atau pengendalian yang dilakukan pada saat periode kritis mempunyai beberapa keuntungan. Misalnya frekuensi pengendalian menjadi berkurang karena terbatas di antara periode kritis tersebut dan tidak harus dalam seluruh siklus hidupnya. Dengan demikian biaya, tenaga dan waktu dapat ditekan sekecil mungkin dan efektifitas kerja menjadi meningkat.
