Kopi termasuk kelompok tanaman yang memerlukan cahaya tidak penuh

(C3) sehingga ditanam dalam sistem campuran (agroforestri) mulai dari sistem

campuran sederhana sampai yang agroforestri kopi yang bersifat kompleks

memiliki peranan penting sebagai penyangga biodiversitas diatas permukaan

tanah seperti burung (O’Conor etal , 2005), di bawah permukaan tanah seperti

cacing tanah dan rayap (Aini, 2006; Dewi, 2007) dan dapat sebagai pengendali

hama nematoda (Swibawa, 2009). Di samping itu, sistem agroforestri pada

pertanaman kopi secara efektif dapat mempertahankan jumlah mikoriza dalam

tanah dibandingkan sistem monokultur (Muleta etal , 2008).

Tingkat naungan yang dibutuhkan tanaman kopi berbeda-beda sesuai

dengan fase dan syarat pertumbuhan tanaman kopi. Pada fase pembibitan atau

umur muda, tingkat naungan yang dibutuhkan lebih tinggi dibandingkan fase

dewasa atau fase pertumbuhan generatif (Arif et al .,2011). Pada perkebunan kopi

rakyat, pohon penaung yang umum digunakan di antaranya adalah tanaman

dadap, alpukat, petai, jengkol, sukun, lamtoro, dan sengon (Arif et al ., 2011;

Panggabean, 2011).Petani tradisional di daerah Mexico dan CostaRica menanam

pohon penaung non leguminosae untuk tanaman kopi dari pohon buah-buahan,

timber dan tanaman untuk bahan kayu bakar (fuel wood )(Peeterset al ., 2003;

Schalleret al ., 2003)

WaNuLCAS merupakan singkatan dari “Water, Nutrient and Light

Captured inAgroforestry Systems”, model yang mensimulasikan penggunaan air,

hara dan cahaya dalamsistem agroforestri. Model WaNuLCAS dikembangkan

terutama untuk mempelajariprinsip-prinsip dasar yang umum terjadi pada aneka

sistem tumpangsari pepohonan dengantanaman semusim yang dikenal sebagai

sistem agroforestri. Tanaman semusim yangdimaksud meliputi tanaman pangan

dan gulma. Apabila kita mensimulasi sistemagroforestri antara pepohonan dengan

rumput (gulma), maka gulma disini dapatdiperlakukan seakan-akan sebagai

tanaman pangan (crop). WaNuLCAS disusun untuk dapat mensimulasikan

berbagai sistem agroforestri padaberbagai kondisi lahan dan iklim.

WaNuLCAS diperkenalkan oleh ICRAF pada tahun 1995dalam

menganalisis dan mensistesis hubungan pohon-tanah-tanaman semusim pada

sistem agroforestri simultan. Berdasarkan faktor pembatas pertmbuhan tanaman

model ini termasuk dalam model tingkat 3, yaitu model yang memasukkan faktor

pembatas pertumbuhan ketiga (hara) selain cahaya dan air. Beberapa konsep

penting dalam sistem agroforestri yang terdapat dalam WaNuLCAS adalah:

• Neraca air dan N pada empat kedalaman dalam profil tanah, besarnya serapan

air dan hara oleh tanaman semusim dan pohon berdasarkan pada total panjang

akar dankebutuhan tanaman.

• Intersepsi cahaya, yang mencakup pengaruh naungan pohon terhadap

pertumbuhan tanaman semusim

• Sistem pengelolaan tanaman seperti pemangkasan cabang pohon, populasi

pohon, pemilihan spesies yang tepat dan penentuan dosis pemupukan.

• Karakteristik pohon, termasuk distribusi akar, bentuk kanopi, ‘kualitas’

serasah, tingkat pertumbuhan maksimum dan kecepatan untuk tumbuh kembali

setelah pemangkasan.

Model simulasi WaNuLCAS (Water, Nutrient and Light Capture in

Agroforestry Systems) ditulis dengan menggunakan bahasa pemrograman Stella

versi 5.1.1. Program Stella merupakanbahasa pemrograman interpretter, oleh

karena itu program WaNuLCAS dapat dijalankanhanya jika Stella sudah

dijalankan terlebih dahulu.

Ada dua versi Stella yang dapat dijadikanpilihan, yaitu:

a. Stella versi lengkap. Versi ini fasilitasnya lengkap, termasuk:

• Menjalankan model, mengubah nilai parameter input dari model tersebut

• Menyimpan grafik dan tabel

• Membuat grafik dan tabel baru

• Memodifikasi model dan persamaannya

• Menyimpan (save) semua perubahan yang telah dilakukan

b. Menggunakan Stella versi demo.

• Stella versi Demo mempunyai fasilitas yang hampir sama dengan Stella

versi lengkap kecuali fasilitas saving.

• Versi ini dapat diperoleh secara gratis dari alamat web http://www.hps-

inc.com/edu/stella/demo_gate.htm.

Stella versi demo yang tersedia saat ini adalah versi 7.0. yang tetap dapat

digunakan untuk menjalankan WaNuLCAS. Agar dapat menjalankan

WaNuLCAS dengan baik, direkomendasikan untuk menggunakan komputer

dengan spesifikasi minimal sebagai berikut:

1. Prosesor Pentium atau yang lebih baik.

Tujuan :

• Mengenal bahasa pemrograman Stella dan penggunaannya dalam membuat

simulasi model sederhana serta penerapan lebih lanjut dalam memodifikasi

model WaNulCASyang ditulis dengan Stella.

• Mengenal model WaNULCAS dan komponen-komponen yang ada di

dalamnya.

• Meningkatkan ketrampilan dalam merancang sistem agroforestri (AF) yang

akandisimulasikan, dan mempersiapkan input-input data yang diperlukan

serta memasukkaninput-input tersebut ke dalam model WaNulCAS.

• Mempelajari cara-cara menginterpretasikan keluaran WaNulCAS dan

carapenyajiannya.

Sistem Operasi Microsoft WindowsTM 95 atau versi yang lebih tinggi.

Lebih cepat dan lebih aman jika menggunakan Sistem Operasi Windows NT

ataupun Windows 2000 yang mempunyai fasilitas pengelolaan memory yang

lebih efisien. Microsoft Excel versi 7.0 atau lebih tinggi, dengan fasilitas

Dynamic Data Exchange(DDE) terinstall lengkap. Random Access Memory

(RAM) minimal 64 MB, direkomendasikan 128 MB ataulebih. Minimum

Monitor VGA dengan resolusi 640x480 pixel dengan VGA Card minimal

warna 256 (minimal 512 KB memory)

2. Bahasa pemrograman STELLA 2.1 Lingkungan Stella yang berlapis dan

berjenjang (layering) Stella adalah perangkat lunak untuk pemodelan berbasis

“flow-chart”. Stella termasukbahasa pemrograman interpreter dengan

pendekatan lingkungan multi-level hierarkis, baikuntuk menyusun model

maupun untuk berinteraksi dengan model.Di dalam program STELLA ada tiga

jenjang (layering) untuk mempermudah pengelolaan model, terutama untuk

model yang sangat kompleks. Hal ini sangat bermanfaat baik untuk pembuat

program model maupun untuk pengguna model tersebut.

Ketiga jenjang tersebut adalah:

a. High-Level Mapping Layer, yakni jenjang antar-muka bagi pengguna (users

interface). Pada jenjang ini pengguna model dapat bekerja, seperti mengisi

parameter model dan melihattampilan keluaran.

b. Model Construction Layer. Jenjang ini adalah tempat model berbasis ‘flow-

chart’. Apabilapengguna model ingin memodifikasi struktur model, dapat

dilakukan di jenjang ini.

c. Equation Layer. Pada jenjang ini dapat dilihat persamaan-persamaan

matematika yangdigunakan dalam model.

Ketiga jenjang tersebut di atas saling terkait. Penulis (Programmer)

maupun pengguna(user) model dapat berpindah dari satu jenjang ke jenjang

lainnya. STELLA merupakan bahasa pemrograman jenis interpreter berbasis

grafis. Pemakai Stella dapat dengan mudah menyusun model dengan

merangkaikan bentuk-betuk geometrisseperti bujursangkar, lingkaran dan

panah yang dikenal sebagai Building Blocks. Alat bantu lain di Stella yang

diperlukan dalam menyusun model di antaranya adalah menu, control, toolbars

dan objects. Banyak di antara alat bantu tersebut mirip dengan alat bantu yang

dipergunakan dalam Windows, akan tetapi banyak pula alat bantu yang tidak

sama yang merupakan penciri khas Stella.

Langkah-langkah pengerjaan WaNuLCAS:

Buka program wanulcas

Pilih AF system

Setela itu, buatlah 2 model sistem (kopi monokultur dan campuran dengan

pohon durian)

Selajutnya pilih tree management

Pilih Tree Library

Kemudian simpan (dengan ctrl U, Y, W)

Kembali lagi pada AF System, pilih zone width dan isi kolom tentang jarak

tanam. (jarak tanam yang digunakan adalah 2.5 m)

Satuan model pada WaNuLCAS, antara lain :

- cm = Diameter OT_StemDiam

- m = Kanopi OT_CanWidh

- kg/m2= Produksi OT_FreshFruitHarv

Selanjutnya pilih run dan file save as text

2.5m

2.5 2.5

Perbandingan Diameter Pohon Kopi pada Sistem Monukultur dan Campuran dengan Model Wanulcas

Tabel 1. Perbandingan Diameter Pohon antara Kopi Campuran dan Kopi Monukultur

Gambar 1. jarak tanam monokultur kopi

Gambar 2. jarak tanam campuran kopi- durian

Dari

tabel diatas

terlihat bahwa

diameter pohon antara kopi yang ditanam dengan sistem monukultur dan yang

ditanam secara campuran dengan tanaman durian dalam kurun waktu 10 tahun

(2013-2023) yang disimulasikan dengan model Wanulcas terlihat jelas perbedaan

diameternya.Awalnya pada tahun ke -1 sama-sama memiliki diameter pohon 0 cm

hal ini karena memang baru awal tanam .Untuk selanjutnya Pada tahun ke -2

diameter pohon pada kopi campuran terlihat memiliki perbandingan diameter

pohon yang signifikan yaitu sebesar 5.38 cm sedangkan pada kopi monukultur

baru memiliki diammeter pohon seluas 0.75 cm.

Perbedaan jelas diameter pohon kopi antara yang ditanam dengan

sistemmonukultur dan campuran yaitu pada tahun ke 2,3,4 dimana memiliki

perbandingan diameter berkisar rata-rata mencapai 3 cm dimana untuk yang

ditanam monukultur memiliki diamemter yaitu (2.27 cm , 3.04 cm dan 4.37 cm )

dan untuk yang campuran memiliki diameter pohon (5.38 cm ,6.17

cm ,6.77cm) .sedangkan untuk tahun ke 5 dan tahun ke 6 memiliki perbandingan

diameter berkisar rata-rata 2 cm dimana untuk monukultur (4.37 cm dan 5.38

cm ) sedangkan yang campuran (7.16 cm dan 7.66 cm ).Dan untuk tahun ke 7,8,9

dan tahun ke 10 memiliki perbedaan diameter pohon berkisar 1 cm dimana untuk

kopi monukultur memiliki diameter (6.17 cm,6.77 cm,7.16 cm dan 7.66 cm)

sedangkan untuk kopi campuran (7.85 cm ,7.93 cm,8.16 cm dan 8.31 cm)

Umur

(tahun)

Pohon Kopi Monokultur

(cm)

Pohon Kopi Campuran

(kopi+ durian)

(cm)

1 0 0

2 0.75 5.38

3 2.27 6.17

4 3.04 6.77

5 4.37 7.16

6 5.38 7.66

7 6.17 7.85

8 6.77 7.93

9 7.16 8.16

10 7.66 8.31

Perbedaan diameter pohon kopi yang ditanam secara sistem monukultur dan

campuran pada desa Pait dan Sumberagung dapat dipengaruhi oleh Jenis pohon

penaung yang berupa tanaman durian yang mempengaruhi jumlah intensitas

cahaya matahari yang dapat diserap tanaman kopi. Jumlah dan kualitas sinar

matahari akan berpengaruh terhadap prosesfisiologis tanaman. Oleh karena itu,

penggunaan  jenis pohon penaung pada tanaman kopi ini dan sistem tanam yang

digunakan yaitu berupa tanam monukultur dan tumpang sari akan mempengaruhi

pertumbuhan, produksi, dan mutu kopi yang akan dihasilkan.

Menurut Iskandar (1988), pengelolaan pohon penaung pada tanaman kopi

diperlukan untuk mengurangi pengaruh buruk akibat sinar matahari yang terlalu

terik dan dapat memperpanjang umur ekonomi tanaman. Winaryo et al  (1991),

mengemukakan bahwa tanggap tanaman kopi terhadap naungan sangat beragam

dan banyak dipengaruhi oleh keadaan kesuburan tanah, iklim setempat, dan jenis

kopi yang ditanam.

Berikut grafik perbandingan diameter pohon kopi antara kopi yang

ditanam secara monukultur dan yang ditanam secara campuran.

1. Perbandingan Kanopi Pohon Kopi pada Sistem Monukultur dan

Campuran

Tabel 2.Perbandingan kanopi pada pohon kopi sistem campuran dan monukultur

Umur

(tahun)

Pohon Kopi Monokultur

(meter)

Pohon Kopi campuran

(kopi+ durian)

(meter)

1 0 0

2 0.02 1.47

3 0.11 1.59

4 0.7 1.67

5 1.11 1.77

6 1.31 1.81

7 1.47 1.83

8 1.59 1.87

9 1.67 1.9

10 1.77 1.92

Tabel ke 2 ini menunjukkan data perbandingan kanopi pohon kopi pada

sistem monukultur dan pada sistem campuran dengan model wanulcas selama

dengan tahun simulasi selama 10 tahun (2013-2023). Dimana terlihata sama pada

tahun pertama yaitu memiliki kanopi 0 karena memang pada tahun awal

tanam.Selanjutnya perbedaan terlihat jelas saat pohon kopi umur 2 dan 3 tahun

dimana pada kopi monukultur hanya memiliki kanopi( 0.02 dan 0.11) sedangkan

pada campuran telah memiliki kanopi sebesar (1.47 m dan 1.59 m). Kemudian

dapat dilihat bahwa selisih luasan kanopi (dalam hal ini diambil data pada tahun

ke-5) diantara kopi monokultur dan campuran adalah sebesar 0.66 m dengan

luasan kebun campuran durian lebih tinggi daripada monokultur. Adanya

perbedaan kanopi pada tanaman kopi sistem monukultur dan campuran ini

dikarenakan keberadaan pohon durian dalam sistem tanam tersebut menyebabkan

luasan tajuk lebih lebar daripada kebun kopi monokultur.

Dibawah ini merupakan grafik perbandingan kanopi anatara pohon kopi

dengan pola tanam sistem monukultur dan campuran dengan tahun simulasi

selama 10 tahun (2013-2023).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

2

4

6

8

10

12

14

16

18

GRAFIK PERBANDINGAN DIAMETER POHON KOPI CAMPURAN DAN KOPI MONOKULTUR

Pohon Kopi CampuranPohon Kopi Monokultur

Umur pohon (tahun)

Diam

eter

poh

on (m

eter

)

Daftar Pustaka

Aini, F.K. 2006. KajianDiversitas Rayap Pasca Alih GunaHutan Menjadi Lahan Pertanian. TesisPascasarjanaUniversitas Brawijaya.Malang.Anonim. 2008.Pengaruh cahaya matahari dan suhu. http://imamfauzirohman.blogspot.com/2011/11/pengaruh-cahaya-matahari-dan-suhu.html. diakses tanggal 10 Desember 2013

Arif, M.C.W, M. Tarigan, R. Saragih, I. Lubis,dan F.Rahmadani. 2011. Panduan Sekolah LapangBudidaya Kopi Konservasi, Berbagi Pengalamandari Kabupaten Dairi Provinsi Sumatra Utara.Conservation International. Jakarta.

Beer, J., R. Muschler, D. Kass, and E. Somarriba. 1998.Shade management in coffee and cacao plantation.  Agroforestry Syst. 38: 139-164.DaMatta, F.M. 2004. Ecophysiological constraints on theproduction of shaded and unshaded coffee.  A review Field Crops Res. 86:99-114.

Dewi, W.S. 2007. DampakAlih Guna Lahan Hutan Menjadi Lahan Pertanian: Perubahan Diversitas Cacing Tanah dan Fungsinya dalam Mempertahankan Pori Makro Tanah. Disertasi Pascasarjana Universitas Brawijaya.Malang

1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

PERBANDINGAN CANOPY POHON KOPI CAMPURAN DAN KOPI MONOKULTUR

Pohon Kopi CampuranPohon Kopi Monokultur

Umur pohon (tahun)

Cano

py p

hon

(met

er)

Dossa, E.L., E.C.M. Fernandez, and W.S. Reid. 2008.Aboveand belowground biomass, nutrient andcarbon stocks contrasting an open-grown and ashaded coffee plantation.  Agroforestry Syst. 72 :103-115.

Frickh, M.R. and M.S. Wolfe. 2007. Diversificationstrategies. In B.M. Cooke et al. (Eds.). TheEpidemiology of Plant Diseases . Springer.pp.269-308.Geromel, C., L.P. Ferreira, F. Davrieux, B. Guyot, F.Ribeyre, M.B.S. Scholz, L.F.P.Pereira, P.Vaast, D. Pot, T. Leroy, A.A. Filho, L.G.E.Vieria, P. Mazzafera, and P. Marraccinni. 2008.Effects of shade onthe development and sugarmetabolism ofcoffee (Coffea arabica L.) fruits. PlantPhysiol.and Biochem. 46:569-579.

Van Noordwijk M,2003. Peran Agroforestri Pada Skala Plot. www.world-

agroforestrycentre.org/SEA/Publications/files/lecturenote/LN0034-04/

LN0034-04-4.PDF. Diakses pada tanggal 10 Desember 2013