Electronic Theses and Dissertation

Keberlanjutan produksi kopi arabika menghadapi tantangan serius akibat kepekaannya terhadap perubahan iklim. Dataran Tinggi Gayo, Aceh sebagai salah satu sentra produksi utama kopi arabika di Indonesia sangat dipengaruhi oleh variabel lingkungan, terutama ketinggian tempat dan suhu. Wilayah yang sesuai untuk budidaya kopi arabika berada pada kisaran ketinggian 1000–1500 meter di atas permukaan laut (m dpl). Namun, perubahan iklim menunjukkan bahwa peningkatan suhu global sebesar 2°C yang diperkirakan terjadi pada tahun 2050 (skenario A2 IPCC) dapat mengakibatkan penyusutan area budidaya yang sesuai hingga 50%, bahkan hingga 91% di wilayah Dataran Tinggi Gayo. Masalah utama yang akan dihadapi petani adalah keterbatasan adaptasi terhadap perubahan iklim yang semakin cepat, khususnya dalam sistem usaha tani kopi. Salah satu strategi adaptif yang efektif adalah penggunaan tanaman naungan melalui pendekatan sistem agroforestri yang terbukti ramah iklim dan mendukung keberlanjutan produksi. Penelitian ini bertujuan untuk: (1) Analisis dampak kenaikan suhu terhadap hasil kopi arabika di Dataran Tinggi Gayo pada setiap interval ketinggian tempat 200 m dpl (>1000-1600 m dpl); (2) Menemukan varietas-varietas kopi arabika yang berpotensi untuk di kembangkan di setiap interval ketinggian tempat; (3) Analisis hubungan tingkat manajemen budidaya seperti, umur tanaman kopi, pemangkasan, konservasi lahan, pemupukan, pengelolaan gulma, dan pengendalian hama dan penyakit, terhadap hasil kopi di Dataran Tinggi Gayo di setiap interval ketinggian tempat. Penelitian I, perlakuan yang diteliti adalah tiga kategori ketinggian tempat (lokasi) mulai dari ketinggian 1000 m dpl dengan ketinggian interval 200 m, yaitu ketinggian tempat rendah (>1000-1200 m dpl), ketinggian tempat medium (>1200 1400 m dpl), dan ketinggian tempat tinggi (>1400-1600 m dpl) di dua kabupaten v Bener Meriah (BM) dan Aceh Tengah (AT) dan dua musim panen yaitu musim panen antara (Maret-Juni) dan musim panen puncak (September-Desember), dengan 3 ulangan. Peubah yang diamati yaitu: hasil kopi dan komponen hasil kopi. Rancangan yang digunakan Petak Terpisah (Split Plot Design), dengan musim panen sebagai petak utama dan lokasi penelitian sebagai anak petak. Penelitian II, Pengaruh ketinggian tempat, varietas dan kombinasi keduanya. Peubah yang diamati, yaitu: hasil kopi dan komponen hasil kopi. Rancangan yang digunakan adalah rancangan acak kelompok (RAK) faktorial, dengan tiga ulangan di dua kabupaten. Studi ini berfokus pada dua faktor utama, yaitu ketinggian tempat dan varietas. Ketinggian tempat terdiri dari tiga kategori, yaitu ketinggian rendah (>1000-1200 m dpl), ketinggian medium (>1200-1400 m dpl), dan ketinggian tempat tinggi (>1400-1600 m dpl). Tiga varietas kopi yang diteliti adalah Gayo-1 (Timtim), Gayo-2 (Borbor), dan Gayo-3 (Ateng Super). Penelitian ini meliputi total 54 petak/plot tanaman kopi, dimana pada setiap petak/plot lima tanaman kopi dipilih secara acak sebagai sampel tanaman. Penelitian III. Indeks Intensitas Manajemen di sepanjang interval ketinggian tempat yaitu ketinggian rendah (>1000-1200 m dpl), ketinggian medium (>1200-1400 m dpl), dan ketinggian tempat tinggi (>1400-1600 m dpl), serta korelasi dan pengaruhnya terhadap hasil kopi di tahun 2021 dan 2022. Hasil uji normalitas data (Kolgomorov-Smirnov Test) terhadap data hasil kopi tahun 2021 dan 2022 menunjukkan bahwa data hasil kopi berdistribusi tidak normal sehingga uji non-parametrik Uji Kruskal Wallis digunakan untuk menganalisis pengaruh ketinggian tempat dan indeks intensitas manajemen dan hubungan antara intensitas manajemen kebun pada berbagai ketinggian tempat dilakukan Uji Korelasi Spearmann "Spearmann Correlation Test". Penelitian I menunjukkan bahwa musim panen tidak memberikan pengaruh signifikan terhadap hasil kopi, namun ketinggian tempat berpengaruh nyata. Zona ketinggian medium (>1200–1400 m dpl) secara umum memberikan hasil terbaik, baik dari segi bobot 100 biji kering maupun jumlah buah per tanaman. Penelitian II menegaskan bahwa ketinggian tempat berpengaruh signifikan terhadap semua komponen hasil kopi. Ketinggian rendah dan medium menghasilkan cabang dan vi ranting produktif lebih banyak, sedangkan berat biji meningkat pada ketinggian medium dan menurun kembali pada ketinggian tinggi. Varietas hanya berpengaruh nyata terhadap jumlah node produktif, dan kombinasi antara varietas dan ketinggian tempat mempengaruhi bobot biji dan jumlah ranting produktif. Penelitian III menemukan bahwa rata-rata hasil kopi pada tahun 2021 dan 2022 lebih rendah dibandingkan produktivitas nasional. Tingkat intensitas manajemen budidaya berhubungan positif dengan hasil kopi, terutama pada zona ketinggian medium. Strategi manajemen kebun seperti pemangkasan rutin, pemupukan seimbang, dan pengendalian gulma dan hama yang tepat mampu meningkatkan hasil signifikan. Temuan ini menekankan pentingnya pengelolaan berbasis zona ketinggian dan pemilihan varietas yang tepat. Secara keseluruhan kombinasi antara faktor lingkungan, varietas, dan strategi manajemen yang adaptif sangat menentukan keberhasilan budidaya kopi arabika. Gayo-1 lebih sesuai untuk ketinggian rendah dan medium, Gayo-2 untuk ketinggian medium, dan Gayo-3 adaptif di seluruh zona. Penelitian ini menyarankan pendekatan manajemen spesifik lokasi untuk menghadapi perubahan iklim: (1) pada ketinggian >1000–1200 m dpl, penggunaan varietas Gayo-1 dan Gayo-3 disertai penyiangan intensif dan pemupukan tambahan; (2) pada ketinggian >1200–1400 m dpl, penggunaan ketiga varietas dengan manajemen berupa pemangkasan dan konservasi lahan; (3) pada >1400–1600 m dpl, varietas Gayo-3 dikombinasikan dengan naungan dan pengamatan intensif terhadap hama dan penyakit. Kontribusi penelitian ini mencakup penguatan ilmu pengetahuan melalui pemahaman hubungan antara iklim, ketinggian, dan hasil kopi; rekomendasi kebijakan bagi pemerintah daerah dalam zonasi pengembangan varietas dan program adaptasi iklim; serta peningkatan kesejahteraan petani melalui strategi budidaya berbasis agroekologi. Dalam konteks ekonomi mikro dan makro, temuan ini penting dalam mempertahankan daya saing kopi arabika Gayo di pasar global yang semakin terdampak perubahan iklim.

The sustainability of Arabica coffee production faces serious challenges due to its sensitivity to climate change. The Gayo Highlands of Aceh, as one of Indonesia’s major Arabica coffee-producing regions, are strongly influenced by environmental variables, particularly altitude and temperature. The suitable elevation range for Arabica coffee cultivation lies between 1000 and 1500 meters above sea level (masl). However, climate change projections indicate that a 2°C increase in global temperature by 2050 (IPCC A2 scenario) could reduce suitable cultivation areas by up to 50%, and even up to 91% in the Gayo Highlands. The main issue for farmers is the limited capacity to adapt to increasingly rapid climate changes, especially within the coffee farming system. One effective adaptive strategy is the use of shade trees through agroforestry systems, which are climate-friendly and support sustainable production. This study aims to: (1) Analyze the impact of temperature increases on Arabica coffee yields in the Gayo Highlands across 200-meter elevation intervals (>1000–1600 masl); (2) Identify promising Arabica coffee varieties for development at each elevation range; and (3) Analyze the relationship between cultivation management practices—such as plant age, pruning, soil conservation, fertilization, weed control, and pest and disease management—and coffee yield at each elevation level in the Gayo Highlands. Study I examined the effects of three altitude categories starting from 1000 meters above sea level (masl), with 200-meter intervals: low altitude (>1000–1200 masl), medium altitude (>1200–1400 masl), and high altitude (>1400–1600 masl). The study was conducted in two districts—Bener Meriah (BM) and Aceh Tengah (AT)—across two harvest seasons: the mid-harvest season (March–June) and the peak harvest season (September–December), with three replications. The observed variables were coffee yield and yield components. The experimental design used was a Split Plot Design, with harvest season as the main plot and location (altitude) viii as the subplot. Study II focused on the effects of altitude, coffee variety, and their interaction. The observed variables were coffee yield and its components. The design used was a factorial randomized complete block design (RCBD) with three replications in two districts. This study focused on two main factors: altitude and variety. The altitude factor consisted of three categories: low altitude (>1000–1200 masl), medium altitude (>1200–1400 masl), and high altitude (>1400–1600 masl). The three coffee varieties studied were Gayo-1 (Timtim), Gayo-2 (Borbor), and Gayo-3 (Ateng Super). In total, the study involved 54 coffee plots, with five randomly selected coffee plants from each plot used as sample plants. Study III assessed the Management Intensity Index across three elevation categories—low (>1000–1200 masl), medium (>1200–1400 masl), and high (>1400–1600 masl)— and its correlation and effect on coffee yields in 2021 and 2022. Normality tests (Kolmogorov–Smirnov Test) on yield data from 2021 and 2022 indicated that the data were not normally distributed. Therefore, the non-parametric Kruskal–Wallis Test was used to analyze the effects of altitude and the management intensity index. The Spearman Correlation Test was applied to evaluate the relationship between farm management intensity and coffee yield at various altitude levels. Study I shows that the harvest season does not significantly affect coffee yield, but altitude does have a notable influence. The mid-elevation zone (>1200 1400 masl) generally produces the best results in terms of 100-dry-bean weight and number of cherries per plant. Study II confirms that altitude significantly affects all yield components. Lower and mid-elevation areas produce more productive branches, while bean weight increases at mid-elevations and decreases again at higher elevations. Variety significantly affects the number of productive nodes, and the interaction between variety and altitude influences bean weight and number of productive branches. Study III finds that average coffee yields in 2021 and 2022 were lower than the national productivity level. The intensity of cultivation management is positively correlated with coffee yield, particularly in the mid elevation zone. Farm management strategies such as regular pruning, balanced fertilization, and appropriate weed and pest control can significantly boost yields. ix These findings highlight the importance of elevation-based management and proper variety selection. Overall, the combination of environmental factors, variety selection, and adaptive management strategies plays a critical role in the success of Arabica coffee cultivation. Gayo-1 performs better at low to mid-elevations, Gayo-2 is suited for mid-elevations, while Gayo-3 is adaptable across all zones. This study recommends a location-specific management approach to respond to climate change: (1) At >1000–1200 masl, use Gayo-1 and Gayo-3 varieties combined with intensive weeding and additional fertilization; (2) At >1200–1400 masl, employ all three varieties with management practices including pruning and soil conservation; (3) At >1400–1600 masl, use Gayo-3 along with shading and intensive pest and disease monitoring. This research contributes to the scientific understanding of the relationship between climate, altitude, and coffee yield; provides policy recommendations for local governments on varietal zoning and climate adaptation programs; and promotes farmer welfare through agroecological cultivation strategies. In both microeconomic and macroeconomic contexts, these findings are crucial for maintaining the global competitiveness of Gayo Arabica coffee amidst a changing climate.