Pengomposan
DEKOMPOSISI BAHAN ORGANIK PENGOMPOSAN
Bahan yang tidak disarankan untuk dikomposkan: – Sisa hewan (daging, ikan, tulang, lemak, telur, susu), – Potongan kayu besar, – Gulma yang ganas, – Bahan bukan organik
Proses dekomposisi bahan organik oleh organisme termasuk bakteri, fungi, aktinomisetes, cacing, dan serangga. Proses pengomposan – Aerobik (ada oksigen bebas, lebih cepat) – anaerobik (tanpa oksigen, lambat dan bau).
Apakah kompos? – Produk yang dihasilkan dari dekomposisi terkendali bahan organik secara biologis dalam keadaan aerobik – Stabil dalam bentuk yang menguntungkan bagi pertumbuhan tanaman – Keamanan biologisnya terjaga oleh panas yang dihasilkan selama proses pembentukannya – Menyediakan humus, nutrien, dan unsur mikro bagi tanah
1
Nutrien penting dalam pengomposan
Karbon (C) dalam bahan organik adalah sumber energi dan dasar building block sel mikroba. Nitrogen (N) bersama C merupakan unsur paling penting, sering merupakan faktor pembatas.
Mikroba membutuhkan 25-30 bagian karbon untuk setiap bagian nitrogen untuk membentuk protein (C:N 25-30:1). Bahan dengan nisbah C:N optimum menghasilkan kecepatan dekomposisi yang tinggi.
Nutrien penting dalam pengomposan
Nutrien penting dalam pengomposan
Nisbah C:N=25-30 sesuai untuk pengomposan. Setelah proses pengomposan nisbah C:N secara bertahap turun menjadi 10-20:1. Bahan dengan nisbah C:N rendah (<15:1) cepat terdekomposisi, tetapi mudah menghasilkan bau busuk karena cepatnya konsumsi oksigen yang mengakibatkan suasana anaerob. Mikroba juga memerlukan fosfor, sulfur, dan unsur mikro tetapi pengaruhnya langsung belum banyak diteliti.
Pengaruh C:N pada kecepatan dekomposisi bahan organik
Nisbah C/N – target 20-40:1 – > 40:1 – tidak cukup makanan bagi populasi mikroba – < 20:1 – kehilangan nitrogen dalam bentuk amonia (bau menyengat)
2
Nutrien penting dalam pengomposan
Kondisi lingkungan Kondisi lingkungan yang mendukung proses pengomposan:
Nutrien yang sering ditambahkan adalah nitrogen, fosfat, dan kapur. Nisbah C:P optimum 75-150:1 Pupuk kandang merupakan sumber nitrogen. Abu kayu (bukan arang) merupakan sumber fosfor dan kalium. Kapur merupakan sumber kalsium untuk mengendalikan keasaman
– Kecukupan air – Kecukupan oksigen – Kecukupan nutrien untuk mikroba – Kesesuaian suhu (hangat)
Proses Pengomposan
Output – – – –
Panas Uap air Karbon Dioksida Nutrien dan mineral (kompos)
Mikroba pengompos mula-mula mengkonsumsi senyawa yang mudah didegradasi. Dekomposisi bahan organik dalam proses pengomposan terjadi bertahap.
Proses terjadi secara alami, tetapi dapat dipercepat dengan mengendalikan elemen-elemen esensial
3
Pelaksanaan Pengomposan Di bagian dasar pengomposan ditebarkan (15-25 cm) seresah tanaman (bahan yang akan dikomposkan) Ditambahkan pupuk kandang dan bahan lain apabila diperlukan, seperti pupuk P dan kapur. Ditebarkan lagi (15-25 cm) bahan yang akan dikomposkan. Dibuat lapisan berikutnya sampai tinggi mencapai 1m Diperciki air sesuai kebutuhan Diberi sungkup
Pelaksanaan Pengomposan
Aerated covered windrow
– Untuk menjamin kecukupan udara. – Mencegah kekeringan di bagian luar dan atas kompos.
Monitor kelembaban dan tambahkan air bila diperlukan.
Perubahan suhu selama pengomposan
Aerated covered windrow
80
Medium capital costs Medium operating costs Cover for windrows reusable Forced aeration; computer control of composting possible Reduced flexibility - careful preparation of feedstock essential Space efficient Improved control of temperature and aeration resulting in faster composting (3-6 weeks); further curing usually required
70 Temperature (ºC)
Beri sungkup bila pengomposan skala kecil. Balikkan kompos 1-2 kali seminggu.
intensive decomposition
curing
60 50
thermophilic stage
40
mesophilic stage
30 20
pasteurised or fresh compost
10
stable & mature compost
Time
4
Perubahan Suhu Perubahan suhu selama pengomposan
Mengapa suhu selama pengomposan meningkat ?
– Panas dihasilkan dari metabolisme senyawa organik, misalnya glukosa: C6H12O6 + 6O2 -----> 6CO2 + 6H2O + KALOR Akumulasi kalor mengakibatkan peningkatan suhu. Pengomposan skala kecil (<1m3) mungkin tidak menghasilkan panas karena hilang melalui konveksi.
Suhu Pengomposan
Suhu membatasi aktifitas mikroba sehinga juga membatasi kecepatan degradasi bahan organik. Kecepatan dekomposisi bahan organik tertinggi terjadi pada suhu 35-55 ºC. Kondisi termofilik terjadi sejak suhu mencapai 45ºC.
Suhu Pengomposan
Suhu merupakan pengendali proses yang penting – perlu dimonitor dengan seksama Suhu optimum: 55o C. – 65o C. Suhu di atas 55o C akan membunuh patogen, fecal coliform & parasit
– Suhu di pengomposan terbuka mencapai 55o C selama 15 hari
Suhu optimum dicapai dengan mengatur aliran udara melalui pembalikan dan ukuran tumpukan
Suhu dalam sistem pengomposan tidak seragam. Perbedaan antara bagian permukaan dan bagian tengah sistem pengomposan windrow dapat mencapai 20-45 C. Pada sistem pengomposan in-vessel perbedaan hanya 2-5 C. Diperlukan pemaparan sekurangnya 3 hari pada suhu 55 C guna membunuh benih gulma, mikroba patogen dan parasit. Pemaparan ini merupakan kunci dari upaya minimalisasi resiko dalam proses pengomposan.
5
Suhu Pengomposan
Suhu mempengaruhi komposisi dalam populasi mikroba. Periode awal proses pengomposan dicirikan oleh aktifitas mikroba (terutama bakteri) mesofilik yang meningkat pesat dan ditunjukkan oleh peningkatan suhu.
Pematangan
Perubahan Suhu dan Suksesi Mikroba
Apabila suhu mencapai 65-70ºC, aktifitas mikroba termofilik juga menjadi terhambat, kecuali bakteri pembentuk spora. Kecepatan dekomposisi menjadi lambat. Selama masa penurunan suhu, jamur dan aktinomisetes mulai mengkolonisasi dan mendekomposisi bahan yang lebih sulit terombak seperti selulosa dan lignin.
Setelah suhu meningkat, mikroba mesofilik akan mati dan mikroba termofilik mulai mendominasi.
Pematangan terjadi pada suhu mesofilik dalam waktu bisa sampai 6 bulan, tergantung bahan yang dikomposkan.
Pada fase ini tingkat konsumsi oksigen, penghasilan panas, dan evaporasi berlangsung melambat. 80 70 Temperature (ºC)
Saat pembentukan kompos yang stabil dan matang juga tercermin dari suhu . Suhu di atas 55ºC dibutuhkan untuk mendeaktifasi benih gulma, patogen tanaman, hewan, dan manusia.
Perubahan Suhu dan Suksesi Mikroba
intensive decomposition
curing
60 50
thermophilic stage
40
mesophilic stage
30 20
pasteurised or fresh compost
10
stable & mature compost
Time
6
Pematangan merupakan proses aerobik sehingga perlu kecukupan udara.
Pematangan
Ukuran tumpukan harus kecil (tinggi ~1 m) dan kelembaban tidak boleh berlebih (>70%). Tumpukan besar memerlukan pemompaan untuk menjaga suasana aerobik.
Waktu
Waktu yang dibutuhkan untuk mengubah bahan baku kompos menjadi kompos matang tergantung pada: –Bahan baku yang digunakan –Campuran bahan baku –Suhu –Kelembaban, dan –Frekuensi penghawaan.
Untuk memperoleh waktu pengomposan terpendek, perlu diperhatikan kecukupan air, kecukupan nitrogen dan kecukupan udara.
Mikroba Pengompos Bacillus
sp. termofil merupakan contoh satu bakteri berbentuk batang yang sering ditemukan dalam kompos. Bacillus sp. Sering ditemukan pula dalam bentuk rangkaian. Bakteri ini menghasilkan spora yang menyebabkannya mampu bertahan pada suhu tinggi (di atas 65 C).
Masalah yg sering muncul dlam pengomposan Masalah
Penyebab/Pemecahan
Bau busuk
Terlalu basah/ tambahkan bahan pengembang
Bau tidak busuk, tidak ada dekomposisi
N terlalu sedikit/ tambahkan sumber N Ukuran terlalu besar/ perkecil ukuran Kurang bahan hijauan atau kelembaban/ tambahkan bahan hijauan dan air
Tumpukan kering
7
Kelembaban Air
dibutuhkan pada semua reaksi enzimatik, oleh karenanya kecukupan air harus terjaga agar pengomposan berlangsung cepat. Terjadi kehilangan air melalui penguapan selama proses pengomposan. Penguapan berfungsi mengendalikan over hetaed pada proses pengomposan.
Kelembaban Kandungan
(basah)
air optimum – 50% sampai 60%
– < 30% - proses pengomposan berhenti – < 50% - proses pengomposan lambat karena mikroba kekeringan – >60% - pemadatan, terbentuk kondisi anaerobik, pembusukan/fermentasi (bau) Penyiraman
selama proses pengomposan
– Satu meter kubik sampah kebun membutuhkan – 200 sampai 300 liter air
Kelembaban Pengomposan
dalam skala kecil pada musim kering perlu diberi sungkup plastik untuk mempertahankan kelembaban. Hindari penambahan air yang terlalu banyak. – Terlalu banyak air melindi nutrien terlarut (misalnya, nitrogen) – Terlalu banyak air mengurangi ketersediaan oksigen, membentuk zona anaerob, memperlambat proses pengomposan, dan terbentuk bau busuk.
Aerasi Konsumsi karbon untuk mendapatkan energi memerlukan oksigen sebagai elektron akseptor. Konsentrasi oksigen di udara 21%, tetapi aktifitas mikroba aerob memerlukan konsentrasi oksigen di atas 5%. Konsentrasi oksigen optimum untuk pengomposan adalah 10-14%. Mikroba anaerobik (tumbuh tanpa oksigen bebas) menyebabkan bau busuk pada kompos
8
Porositas dan Aerasi
Porositas optimum 35% - 50% –> 50% - kehilangan energi lebih besar daripada panas yang dihasilkan suhu pengomposan lebih rendah –< 35% - suasana anaerobik (bau)
Penghawaan – mengendalikan suhu, mengurangi kelembaban dan CO2, dan mencukupkan oksigen –Aliran udara yang dibutuhkan sebanding dengan aktivitas biologisl –Konsentrasi O2 < 5% - suasana anaerobik
Mekanisme aerasi – aerated static piles Pada
sistem pengomposan aerated static pile atau invessel digunakan pemompaan. Kadang diperlukan penyungkupan agar terbentuk panas merata.
Aerasi Dengan
naiknya suhu konsentrasi oksigen menjadi tidak merata.
Pembalikan
atau pemompaan udara diperlukan untuk menjamin ketersediaan udara.
Aerasi
diperlukan agar kecepatan dekomposisi tetap tinggi dan tidak terbentuk bau busuk.
Bau Busuk selama Pengomposan Terbentuknya
bau busuk terkait munculnya suasana anaerobik.
dengan
Bau
busuk pada pengomposan dihasilkan oleh gas atau asap (partikel padat di fasa gas).
9
Penanganan Bau Busuk
Bau Busuk selama Pengomposan Bau
Threshold (nL/L)
Compound
Formula
Characteristic odour
Ethanal
CH3CHO
Pungent
2
Butanoic acid
CH3CH2CH2COOH
Rancid
0.28
Ammonia
NH3
Pungent
37
Trimethyl amine
(CH3)3N
Pungent
3-methylindole (skatole)
C6H5C(CH3)CHNH
Faecal
Hydrogen sulfide
H 2S
Rotten egg
Carbon oxysulfide
COS
Pungent
Dimethyl sulfide
CH3SCH3
Foul
Dimethyl disulfide
CH3SSCH3
Foul
-
Diethyl sulfide
CH3CH2SCH2CH3
Foul
0.25
Methanethiol
CH3SH
Decaying cabbage
1.1
Ethanethiol
CH3CH2SH
Decaying cabbage
0.016
1-Propanethiol
CH3CH2CH2SH
Unpleasant
0.075
1-Butanethiol
CH3CH2CH2CH2SH
Skunk like
1.4
4 7.5x10-5 1.1 20
NH3 adalah gas paling bermasalah
busuk dapat mudah diatasi pada sistem pengomposan in-vessel atau aerated static pile.
Gas
berbau dialirkan ke biofilter (dapat menggunakan kompos jadi). Bakteri dalam biofilter dapat memanfaatkan gas berbau sebagai nutrien.
10
