PENINGKATAN KUALITAS JERAMI PADI MELALUI PERLAKUAN UREA AMONIASI Oleh : Marjuki Fakultas Peternakan Universitas Brawijaya Malang Telp. : 0341-463508, 08123352241 e-mail :
[email protected]
1. Pendahuluan Indonesia sebagai negara agraris sangat kaya akan bahan pakan sumber serat yang dapat dimanfaatkan sebagai pakan pokok bagi ternak ruminansia. Bahan pakan sumber serat tersebut terutama berupa limbah pertanian misalnya jerami padi, jerami jagung, jerami kedele, pucuk tebu, di samping bahan pakan sumber serat yang berasal dari rumput lapangan ataupun rumput unggul. Bahan pakan sumber serat yang berupa limbah pertanian sangat potensi sebagai pakan ternak ruminansia terutama pada musim kemarau saat rumput sulit didapatkan dan di daerah-daerah lahan kering. Limbah pertanian juga berpotensi sebagai pakan campuran rumput untuk mengurangi penggunaan rumput. Hal ini dapat mengurangi waktu dan tenaga untuk mencari rumput sehingga dapat digunakan untuk memelihara ternak dalam jumlah yang lebih banyak. Tetapi walaupun sangat potensi sebagai sumber serat, satu kendala penggunaan limbah pertanian sebagai pakan ternak ruminansia adalah kandungan nutrisi dan daya cernanya lebih rendah dibanding rumput atau bahan pakan hijauan lain. Untuk mengatasi kendala dan meningkatkan potensinya sebagai pakan ternak, maka limbah pertanian harus diolah atau diberi perlakuan terlebih dahulu sebelum diberikan pada ternak. Salah satu perlakuan yang mudah diaplikasikan dan berpengaruh baik terhadap peningkatan kualitas limbah pertanian adalah perlakuan urea amoniasi. Dalam tulisan ini akan diuraikan beberapa hal yang berkaitan dengan perlakuan tersebut.
2. Pengertian Perlakuan urea amoniasi pada jerami padi adalah pemeraman jerami padi secara padat dalam ruangan tertutup (silo) dengan menggunakan gas atau uap amonia yang berasal dari urea sebagai bahan aditif.
1
3. Tujuan Perlakuan urea amoniasi pada jerami padi bertujuan untuk meningkatkan nilai nutrisi jerami padi sebagai pakan ternak ruminansia yang meliputi peningkatan kandungan protein, konsumsi dan daya cerna sehingga dapat lebih efisien dimanfaatkan oleh ternak dan dapat memasok zat makanan khususnya energi lebih banyak pada ternak. Di samping itu urea amoniasi juga dapat untuk pengawetan jerami padi agar tidak rusak (berjamur) selama penyimpanan karena amonia yang terikat oleh jaringan jerami padi dapat mencegah tumbuhnya jamur.
4. Prosedur Bahan -
Jerami padi kering
-
Urea, sebanyak 4 % sampai 5 % dari berat jerami atau 4-5 kg urea untuk setiap 100 kg jerami padi
-
Air, sebanyak 50 sampai 60 % dari berat jerami padi atau 50-60 liter air untuk setiap 100 kg jerami padi
Alat -
Timbangan gantung untuk menimbang jerami padi dan urea (jika sudah sering membuat, berat jerami padi dapat diukur berdasarkan volume jerami padi misalnya satu truk, satu pick up, tumpukan atau jumlah ikata, dan berat urea dapat diukur berdasarkan takaran).
-
Mesin pencacah jerami padi (tidak harus ada).
-
Bak air untuk mencampur urea dan air dalam membuat larutam urea.
-
Gembor atau pompa air untuk menyiramkan/menyemprotkan larutan urea pada jerami padi.
-
Lantai semen atau terpal sebagai tempat untuk mencampur jerami padi dan larutan urea sebelum dimasukkan ke dalam silo.
-
Tempat pemeraman atau silo (lihat beberapa gambar pilihan bentuk silo).
2
-
Plastik atau terpal yang tidak bocor untuk menutup silo agar uap amonia tidak menguap.
-
Beban pemberat untuk menindih penutup silo agar tidak mudah terbuka dan untuk menekan jerami padi dalam silo agar lebih padat.
Cara -
Timbang semua jerami padi kering yang akan diberi perlakuan urea amoniasi, dan bagi kira-kira menjadi 3 atau 4 bagian. Jika perlu dan akan lebih baik jika semua jerami padi dicacah terlebih dulu.
-
Timbang urea yang dibutuhkan berdasarkan berat jerami padi (berat urea yang dibutuhkan = berat total jerami padi dibagi 25 atau 20).
-
Ukur air yang dibutuhkan (jumlah air = berat total jerami padi dibagi 2).
-
Campurkan air dan urea, dan aduk rata sampai semua urea terlarut dalam air.
-
Hamparkan sepertiga atau seperempat bagian jerami padi di atas lantai semen atau terpal atau di atas lantai silo, tebal hamparan sekitar 30-50 cm.
-
Siram/semprotkan sepertiga atau seperempat bagian larutan urea secara merata pada jerami padi dan injak-injak agar lebih padat.
-
Hamparkan lagi sepertiga atau seperempat bagian jerami padi di atas hamparan jerami padi pertama dan siram/semprot dengan sepertiga atau seperempat bagian larutan urea secara merata dan injak-injak agar lebih padat. Ulangi lagi langkah ini sampai semua jerami dan urea tercampur.
-
Jika semua jerami padi dan larutan urea sudah tercampur, tutup tumpukan jerami padi tersebut dengan plastik atau terpal secara rapat.
-
Tindihkan beban pemberat di atas terpal atau plastik penutup.
-
Usahakan bahwa silo tertutup dengan baik dan tidak bocor.
-
Peram jerami padi tersebut dan tunggu sampai proses pemeraman selesai. Proses pemeraman paling cepat selesai setelah 2 minggu dan akan semakin baik jika dilakukan lebih lama.
5. Proses kimiawi yang terjadi selama proses pemeraman Ada dua proses kimiawi penting yang terjadi secara berurutan selama pemeraman jerami padi dengan larutan urea. Pertama adalah proses ureolisis yaitu proses penguraian urea menjadi amonia oleh enzim urease yang diproduksi oleh 3
bakteri ureolitik yang terdapat pada jerami padi. Kedua, amonia yang terbentuk mengubah komposisi dan struktur dinding sel jerami padi yang dapat melonggarkan atau membebaskan ikatan antara lignin dan selulose atau hemiselulose yaitu dengan memutus jembatan hidrogen antara lignin dan selulose atau hemiselulose. Kondisi ini akan mengubah fleksibilitas dinding sel jerami padi sehingga memudahkan penetrasi enzim yang dihasilkan oleh mikroba rumen dalam proses pencernaan jerami padi dalam rumen. Secara skematis kedua proses tersebut dapat digambarkan sebagai berikut :
CO(NH2)2 + H2O
2NH2 + CO2
O
O
R-C-O-R* + 2NH3
R-C-NH2 + H-O-R*
Di mana R adalah senyawa karbohidrat, dan R* adalah senyawa karboksilat dalam bentuk asam karboksilat atau phenyl propane dari lignin.
6. Ciri-ciri keberhasilan perlakuan Keberhasilan proses urea amoniasi setelah proses tersebut selesai (paling cepat 2 minggu) dapat diamati secara phisik, kimia maupun biologis. Secara phisik keberhasilan proses urea amoniasi dapat dilihat berdasarkan : a. Bau Ciri khas proses urea amoniasi yang baik adalah timbulnya bau amonia yang kuat pada saat tempat pemeraman (silo) dibuka. Bau amonia yang kuat menunjukkan bahwa urea telah terhidrolisis secara maksimal menjadi amonia. Amonia hasil hidrolisis urea terikat/terserap oleh jerami padi dan bertindak sebagai penyebab meningkatnya kualitas jerami padi. Bau amonia yang kurang kuat/lemah menunjukkan bahwa proses amoniasi tidak berlangsung dengan baik, tidak efisien atau bahkan gagal. Penyebab hal tersebut antara lain : 1) jumlah urea yang digunakan terlalu sedikit, 2) silo tidak tertutup rapat sehingga sebagian besar amonia yang terbentuk menguap dan tidak terikat oleh jerami
4
padi, 3) urea belum atau tidak terhidrolisis secara sempurna, 4) kurangnya jumlah air yang digunakan atau kelembaban dalam silo, 5) kurangnya bakteri ureolitik atau sumber urease dalam jerami padi yang digunakan. Bau amonia yang kurang kuat/lemah biasanya diikuti dengan bau tidak enak (busuk) dan tumbuhnya jamur.
b. Warna Warna jerami padi yang diamoniasi dengan baik akan berubah dari coklat mudah kekuningan (tanpa diamoniasi) menjadi coklat tua dan merata (setelah diamoniasi) lihat Gambar 1. Warna coklat yang kurang kuat pada jerami padi amoniasi menunjukkan bahwa proses amoniasi tidak berlangsung dengan baik.
c. Tekstur Tekstur jerami padi yang tidak diamoniasi keras dan kaku, sedangkan jerami padi yang telah diamoniasi lebih lembut dan lunak meskipun jerami tersebut sudah dikeringkan. Semakin lama pemeraman maka tekstur jerami padi amoniasi akan semakin lembut dan lunak.
Gambar 1. Perbedaan warna jerami padi tanpa diamoniasi (kiri) dan jerami padi amoniasi (kanan)
d. Tidak berjamur Amonia dalam proses urea amoniasi dapat mencegah tumbuhnya jamur, sehingga tidak terdapat jamur pada jerami padi amoniasi walaupun diperam dalam
5
jangka waktu yang lama. Hal ini sangat berbeda jika jerami disimpan tanpa proses amoniasi yang akan timbul jamur atau bau busuk adanya jamur. Secara kimia keberhasilan proses urea amoniasi jerami padi dapat dilihat berdasarkan meningkatnya kandungan nitrogen atau protein pada jerami padi amoniasi. Hal ini dapat diketahui melalui analisis di laboratorium salah satunya dengan metode kjeldahl. Secara biologis keberhasilan proses urea amoniasi jerami padi dapat dilihat berdasarkan meningkatnya daya cerna dan konsumsi oleh ternak termasuk peningkatan produktifitas ternak.
7. Faktor yang mempengaruhi efektifitas perlakuan dan cara mengatasinya Faktor utama yang berpengaruh terhadap keberhasilan proses urea amoniasi adalah faktor yang berpengaruh pada proses hidrolisis urea menjadi amonia dan proses reaksi yang terjadi antara amonia dengan dinding sel jerami padi. Beberapa faktor dapat berpengaruh terhadap proses hidrolisis urea menjadi amonia adalah : a. Ketersediaan air atau kelembaban Kelembaban minimal dalam silo untuk terjadinya proses hidrolisis urea adalah 3060 %. Jika kelembaban kurang dari 30 % proses hidrolisis urea akan berlangsung lambat sehingga akan memperlambat proses urea amoniasi, dan jika lebih dari 60% berarti terlalu banyak air yang digunakan, maka amonia yang terbentuk banyak yang terlarut dalam air dan biasanya mengendap di bagian bawah silo sehingga proses amoniasi menjadi tidak efektif dan tidak merata. Cara mengatasinya adalah jumlah air yang digunakan harus cukup. Dengan pertimbangan efisiensi jumlah penggunaan air, maka jumlah penggunaan air minimal 50% dan maksimal 100% berat jerami padi (perbandingan antara berat jerami padi dan air antara 2:1 sampai 1:1).
b. Suhu dan tekanan Proses hidrolisis urea menjadi amonia berlangsung dengan baik pada kisaran suhu 30-60oC. Kecepatan hidrolisis tersebut akan berlipat atau turun dua kali lipat pada setiap peningkatan atau penurunan suhu sebesar 10oC. Hidrolisis urea dapat berlangsung dalam waktu sehari sampai seminggu pada suhu antara 20-45oC dan
6
proses tersebut berlangsung sangat lambat pada suhu 5-10oC. Pada proses reaksi antara amonia dengan dinding sel jerami padi secara prinsip semakin tinggi suhu dan tekanan maka proses amoniasi akan berlangsung semakin cepat dan baik. Suhu yang paling optimal untuk proses tersebut adalah berkisar antara 20-100oC. Jadi agar proses amoniasi dapat berlangsung dengan baik harus dilakukan dalam silo yang rapat dan di ruangan terbuka atau terkena sinar matahari langsung.
c. Ketersediaan enzim urease Enzim urease pada jerami padi sebenarnya hampir tidak ada, kecuali yang dihasilkan oleh bakteri ureolitik yang terdapat pada jerami padi. Oleh karena itu untuk mempercepat proses ureolisis dan meningkatkan efektifitas proses urea amoniasi perlu ditambahkan bahan sumber enzim urease. Beberapa bahan yang diketahui dapat digunakan sebagai sumber enzim urease dan aktifitas ureasenya seperti tercantum pada Tabel 1.
Tabel 1. Aktifitas urease beberapa bahan Bahan
Aktifitas urease
Feses kerbau segar1
28
Dedak1
42
Glirisidia1
80
Lamtoro1
112
Feses sapi segar1
120
Biji semangka2
335
Biji labu2
755
Kacaang kedelai1
790
Biji nangka2
4871
1) mg NH3/g/3 jam (Jayasurya dan Sannasgala, 1984) 2) mg NH3/g/jam (Ibrahim dkk., 1984)
7
8. Cara Pemberian jerami padi amoniasi pada ternak Jerami padi amoniasi hanya dapat diberikan pada ternak ruminansia. Ternak non-ruminansia di samping sangat rendah kemampuannya dalam mencerna pakan berserat kasar tinggi, adanya urea dikawatirkan dapat juga menyebabkan keracunan. Karena bau amonia yang kuat, maka pemberian jerami padi amoniasi pada ternak pada saat pertama kali harus diangin-anginkan terlebih dulu dan ternak perlu diadaptasikan dengan cara memberikannya sedikit demi sedikit, meskipun jika ternak sudah terbiasa diberi pakan jerami padi amoniasi, hal tersebut tidak perlu dilakukan lagi. Perlu dipahami bahwa sebaik-baik kualitas jerami padi amoniasi sebagai pakan ternak, masih tidak sebaik kualitas hijauan segar, dan jerami padi amoniasi hanyalah sebagai sumber serat atau energi bagi ternak ruminansia. Jerami padi sebaiknya diberikan jika memang ketersediaan hijauan segar sangat terbatas atau digunakan sebagai pengganti sebagian dari hijauan segar yang diberikan pada ternak. Untuk menunjang produktifitas ternak yang tinggi, pemberian jerami padi amoniasi pada ternak secara mutlak harus diberi pakan tambahan dengan kualitas yang lebih baik misalnya konsentrat terutama yang banyak mengandung karbohidrat.
9. Rangkuman hasil penelitian tentang dampak positif pemberian jerami padi amoniasi pada ternak. Banyak percobaan telah dilaksanakan untuk menguji pengaruh pemberian jerami padi amoniasi terhadap penampilan ternak ruminansia. Pada Tabel 2 dirangkum beberapa hasil peneliatian tentang perbedaan pengaruh antara pemberian jerami padi tanpa amoniasi dan jerami padi amoniasi terhadap pertambahan bobot badan sapi dan kerbau. Berdasarkan hasil beberapa percobaan tersebut dapat dilihat bahwa pemberian jerami padi amoniasi memberikan pertambahan bobot badan yang lebih tinggi (kolom 7) dibanding pemberian jerami padi tanpa amoniasi (kolom 6) dan rata-rata peningkatan tersebut mencapai dua kali lipat, 203% (kolom 8, baris 21). Pemberian pakan tambahan terhadap pemberian jerami padi amoniasi juga menunjukkan pertambahan bobot badan yang lebih tinggi. Hal ini sebagaimana ditunjukkan oleh data pada Tabel 3, di mana peningkatan jumlah pemberian bungkil
8
biji kapok sebagai pakan tambahan pada jerami padi amoniasi memberikan pertambahan bobot badan yang semakin tinggi (angka yang tercetak miring).
Tabel 2. Pengaruh penggunaan urea dalam proses urea amoniasi jerami padi terhadap konsumsi jerami padi dan pertambahan bobot badan sapi dan kerbau dibandingkan dengan jerami padi tidak di amoniasi dengan pakan suplemen yang sama. Konsumsi jerami padi Pertambahan bobot badan Urea (kg BK/hari) (kg/hari) Ternak dan bobot (kg/100 badannya kg Tanpa Peningkat Tanpa Peningkat (kg) jerami amoniasi Amoniasi an amoniasi Amoniasi an padi) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
Referensi
(9) Wanapat et al., 1984 Wongsrikeao &Wanapat, 1985
Kerbau(200)
5
4.21
4.75
0.54
-182
79
261
Kerbau(290)
3 6
5.87 5.87
6.42 7.32
0.55 1.45
-130 -130
-50 210
180 340
Sapi(60)
5
1.70
1.90
0.20
35
110
75
Sapi(130)
5
2.93
3.68
0.75
125
310
185
Sapi(170)
4
2.09
2.84
0.75
73
346
273
Sapi(285)
5 5
3.40 3.30 4.97 2.69
3.30 3.40 6.82 4.82
-0.10 0.10 1.85 2.13
224 193 -134 -312
306 295 430 75
82 102 564 387
Sapi(65)
5
2.00
2.20
0.20
107
295
188
Sapi(125) Sapi(165)
5 5 4 4 4
2.40 2.40 3.39 3.39 3.39
4.80 4.60 4.19 4.75 3.94
2.40 2.20 0.80 1.36 0.55
114 132 141 141 141
227 227 308 207 336
113 95 167 66 195
Sapi (-)
4
2.00
3.00
0.90
103
282
179
Perdok et al., 1984
3.29
4.28
0.98 0.76
38
235
203 127
11 referensi, 17 percobaan
Sapi(120)
Rata-rata std. dev.
9
Saadullah et al., 1982 Khan et al., 1982 Perdok et al., 1982 Saadullah et al., 1982 Wanapat et al., 1982 Hamid et al., 1983 Haque and Saadullah, 1983 Kumarasuntharam et al., 1984
Tabel 3. Pengaruh jumlah pemberian pakan tambahan terhadap konsumsi pakan dan pertambahan bobot badan pada sapi yang diberi jerami padi amoniasi 1. Fan et al., 1993 Pemberian bungkil biji kapok (kg/hari)
0
Konsumsi jerami padi amoniasi (kg BK/hari)
-
Bobot badan awal (kg) Bobot badan akhir (kg) Pertambahan bobot badan (g/ekor/hari)
0.25
0.5
1.5
2
2.5
3
-
-
-
-
-
-
175
170
183
193
175
194
215
184
204
231
263
249
269
294
99
370
529
781
819
841
880
2. Zhang Wei Xian et al., 1993 Pemberian bungkil biji kapok (kg/hari)
0
1
2
3
Konsumsi jerami padi amoniasi (kg BK/hari)
5.0
5.1
4.5
4.2
Bobot badan awal (kg)
182
183
183
183
Bobot badan akhir (kg)
205
237
246
258
Pertambahan bobot badan (g/ekor/hari)
250
602
704
836
Demikian uraian tentang peningkatan kualitas jerami padi melalui perlakuan urea amoniasi. Semoga tulisan ini bisa menjadi bahan informasi bagi pembaca dan dapat digunakan sebagai panduan dalam penerapannya di lapang. Jika ada hal yang ditanyakan tentang materi ini pembaca dapat menghubungi penulis pada email dan nomor telpon di atas.
10
Gambar proses pembuatan jerami padi urea amoniasi
1. Penimbangan jerami padi
2. Pembuatan larutan urea
3. Penyiraman larutan urea pada jerami padi
4. Pemeraman jerami padi dalam silo yang ditutup plastik Gambar beberapa bentuk silo untuk pembuatan jerami padi urea amoniasi
11
1. Silo ruangan dalam tanah dilapisi kulit batang pisang
2. Silo ruangan dalam tanah dilapisi kulit karung bekas
3. Silo berbentuk jedingan terbuat dari batu bata
4. Silo berbentuk jedingan terbuat dari keranjang bambu
4. Silo di atas tanah dengan tutup plastik
12
13
