PENGARUH WAKTU FERMENTASI DAN PENAMBAHAN AKTIVATOR BMF BIOFAD TERHADAP KUALITAS PUPUK ORGANIK Hargono dan C. Sri Budiyati Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Jl. Prof. H. Soedharto, SH, Tembalang, Semarang Telp : (024) 7460058 Abstrak Pupuk Organik selalu menempati urutan teratas dalam kaitannya dengan budidaya tanaman karena pupuk jenis ini digunakan sebagai pupuk dasar sehingga pemakaiannya dilakukan paling awal serta jumlahnya sangat besar. Pupuk organik adalah pupuk yang terbuat dari bahan-bahan organik yang didegradasikan secara organik. Sumber bahan baku untuk pembuatan pupuk ini antara lain adalah limbah kotoran sapi. Sebenarnya di tanah itu sendiri sudah banyak terkandung unsur makanan yang sangat diperlukan oleh tanaman, namun sayangnya, nutrisi yang tersedia tersebut dalam bentuk senyawa komplek yang sangat sulit diserap oleh tanaman sehingga diperlukan suatu perlakukan agar senyawa komplek tersebut bisa diurai ( terdekomposisi ) menjadi bentuk ion-ionnya yang pada akhirnya memudahkan tanaman untuk menyerapnya. Penelitian ini dimaksudkan untuk membuat pupuk organik dengan bahan baku kotoran sapi. Percobaan pembuatannya dilakukan dengan 2 cara : 1. tanpa pemberian nutrisi yaitu dengan mencampurkan kotoran sapi, dedak, abu sekam dan larutan EM4 yang berisi mikroba pengurai, sedangkan cara 2. dengan pemberian nutrisi, yaitu dengan menambahkan nutrisi urea, SP 36 dan aktifator BMF Biofad kedalam campuran material cara 1. Tujuan penelitian ini adalah mencari pengaruh waktu fermentasi terhadap kandungan Bahan Organik (BO), Carbon (C), Nitrogen (N) dan C/N. Variabel berubah : waktu fermentasi 5-30 hari,variabel tetap 5 kg berat kotoran sapi, 10 g BMF BIOFAD, 200 g abu sekam, 10 ml larutan ( EM4 ) , 5 gr urea + 10 gr SP36 + air secukupnya. Hasil penelitian menunjukkan waktu fermentasi 10 hari merupakan waktu terbaik untuk bisa menghasilkan pupuk organik dengan kandungan bahan organik (BO) 62,86 %, organik karbon, C 25,4 %, N 1,52 % dan C/N 24,90 %. Dibandingkan pupuk organik tanpa nutrisi terjadi kenaikkan bahan organik sebesar 3,54 % yang sekaligus memenuhi persyaratan sebagai standar pupuk organik. Kata kunci : aktivator BMF Biofad, pupuk organik dan waktu fermentasi
Pendahuluan Secara umum pupuk organik adalah pupuk yang terbuat dari bahan-bahan organik yang didegradasi secara organik. Sumber bahan baku organik itu bisa diperoleh dari bermacam-macam sumber seperti : kotoran ternak ( umumnya kotoran sapi ), sampah rumah tangga non sintetis, limbah pabrik makanan, dlll. Sebagian besar kotoran hewan dapat digunakan sebagai pupuk setelah mengalami pembusukan yang cukup, yaitu bila secara fisik , seperti warna, rupa, tekstur dan kadar airnya tidak serupa lagi dengan bahan aslinya. Secara kimiawi bahan pembentuk juga telah terurai menjadi senyawa yang lebih sederhana yang dapat diserap oleh tanaman. Untuk membuat pupuk kandang dilakukan dengan mengumpulkan kotoran sapi dalam suatu tempat yang disebut Silo. Dalam Silo tersebut bahan tersebut diperam selama kira-kira 3 bulan. Selama pemeraman terjadi proses pembusukan yang akan mengubah kotoran menjadi bahan yang terlapuk sekaligus melepaskan unsur-unsur hara yang dapat diserap oleh tanaman. Untuk mempercepat proses pemeraman bisa dilakukan dengan penambahan mikroorganisme. Waktu pelapukannya relatif cepat, yaitu sekitar 7-14 hari bila dibandingkan dengan waktu pemeraman secara alami yaitu sekitar 90 hari. Pupuk Organik dengan kualitas yang baik bisa dipakai untuk memperkaya bahan organik tanah, bahan organik yang telah terdekomposisi dengan baik bukan hanya memperkaya bahan makanan untuk JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
I-8-1
tanaman tetapi juga berperan besar terhadap perbaikan sifat – sifat tanah. Bahan organik dalam tanah akan mempertinggi kemampuan penampungan air sehingga tanah akan lebih banyak menyediakan air. Secara umum sifat pupuk organik sebagai berikut : Sifat Fisik : Pupuk organik yang sudah matang secara fisik ditandai dengan : berwarna kehitam – hitaman dan bentuknya menyerupai tanah biasa, tidak berbau busuk,. mempunyai ukuran partikel kira – kira sebesar serbuk gergaji., memiliki kelembaban sekitar 30%, mempunyai suhu sekitar suhu ruang atau mendekati suhu lingkungannya. Sifat kimia : Secara kimiawi pupuk kandang yang baik mengandung bahan organik (BO) 60 –70%, N 1,5 – 2 %, P2O5 0,5 – 1%, dan K2O 0,5 – 1% ( Marsono,dkk.,2001) Pengomposan/fermentasi kotoran sapi Pada dasarnya pengomposan adalah proses pembusukan/ fermentasi bahan-bahan organik oleh mikroorganisme yang menghasilkan energi panas, karbondioksida, air dan kompos. Kompos sangat berguna bagi suatu lahan pertanian atau perkebunan karena bisa memperbaiki struktur tanah, menyediakan unsurunsur hara serta mempercepat proses pertukaran ion. Cara membuat pupuk organik sangat bervariasi. Namun pada dasarnya cara pembuatannya sama , yaitu mengubah bahan-bahan yang bersifat organik menjadi bahan anorganik yang siap diserap oleh tanaman. Terjadinya perubahan pada bahan kompos disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme atau bakteri pembusuk. Oleh karena itu salah satu kunci agar di dapat pupuk organik yang berkualitas baik adalah cara merangsang dan mengembangkan bakteri- bakteri pembusuk. Faktor-faktor yang mempengaruhi pengomposan/fermentasi (Indriani,Y.H., 2001) : ! Bahan baku Bahan baku yang akan dikomposkan biasanya adalah sampah organik yang akan mempengaruhi cepat lambatnya proses pengomposan. Bahan organik tersebut berasal dari limbah pertanian ataupun sampah yang layak dikomposkan. Bahan baku kompos yang baik adalah kotoran ternak, sampah pasar atau sampah rumah tangga yang banyak mengandung sayur – sayuran karena sampah ini mempunyai kandungan nitrogen, pospor dan kalium yang tinggi. ! Mikroba pengomposan Proses pengomposan tergantung pada berbagai macam jasad renik. Berdasarkan kondisi habitatnya (terutama suhu), jasad – jasad renik tersebut digolongkan menjadi dua golongan yaitu : mesofilik dan thermofilik. Jasad renik golongan mesofilik adalah mikroba yang hidup pada kisaran suhu 10 – 45oC, sedangkan mikroba golongan thermofilik hidup pada kisaran suhu 45 – 65 oC (CPIS, 1992). ! Suhu Suhu terlalu tinggi yang mendekati 55oC bisa menyebabkan kematian semua jenis mikroba yang ada dalam tumpukan bahan pengomposan sehingga proses pengomposan akan terganggu. Suhu yang baik adalah mendekati suhu lingkungan. ! Derajat keasaman Derajat keasaman sangat menentukan proses perombakan jasad renik. Pada awal pengomposan pH bahan kompos turun akibat asam-asam organik sederhana yang dihasilkan dari perombakan bahan. Selanjutnya nilai pH bahan akan kembali naik setelah beberapa hari akibat perombakan protein yang mengakibatkan kehilangan nitrogen sebagai amoniak dalam jumlah besar. Kisaran pH yang ideal selama proses adalah 6 - 8. ! Kelembaban Kelembaban bahan pengompos sangat berpengaruh terhadap keberhasilan pengomposan karena keterlibatan mikroorganisme dalam pengomposan terjadi pada selaput air permukaan bahan organik tersebut. Kelembaban ideal selama proses 40 – 60 %. ! Aerasi Aerasi atau proses penambahan oksigen kedalam tumpukan kompos merupakan hal yang sangat penting dalam hal memperlancar proses pengomposan, terutama dalam pembusukan yang bersifat aerobik. ! Nutrien Untuk keperluan aktifitaas pada pertumbuhan sel-sel baru mikroorganisme memerlukan sumber karbon dan sejumlah unsur hara. Dua unsur penting yang diperlukan mikroorganisme dalam jumlah besar adalah karbon dan nitrogen. Karbon diperlukan mikroorganisme dengan jalan mendekomposisi senyawa organik dari bahan kompos tersebut. • Tingkat kestabilan dan kematangan kompos Hasil akhir dari proses pengomposan adalah terjadinya kestabilan bahan organik dan terjadinya pembentukan CO2, H2O dan mineral. Parameter yang lain diantaranya adalah penurunan suhu akhir proses dan banyak tidaknya bahan baku yang tergradasi menjadi kompos. JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
I-8-2
•
Waktu Pengomposan ( Stanbury dan Whitaker, 1984 ) Pertumbuhan mikroba merupakan fungsi waktu, namun tidak selalu signifikan tergantung dari fase yang dialami oleh mikroba pengurai Pertumbuhan dapat didefinisikan sebagai pertambahan yang teratur dari semua komponen dalam sel hidup. Ukuran sel tergantung dari kecepatan pertumbuhan semakin baik zat nutrisi semakin besar. Kurva pertumbuhan mikroba dalam suatu kultur mempunyai kurva seperti disajikan pada gambar 1 sebagai berikut : Fase Lag
Fas eksponensial
Fase pertumb.lambat Fase statis
Konsentrasi biomassa
Waktu
Gambar 1. Hubungan Waktu Fermentasi dengan Konsentrasi Biomassa # Fasa Adaptasi Jika mikroba dipindahkan kedalam suatu media, mula – mula akan mengalami fasa adaptasi untuk menyesuaikan dengan kondisi lingkungan disekitarnya. Lamanya fase adaptasi ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya : 1. Medium dan lingkungan pertumbuhan Jika medium dan lingkungan sama dengan medium dan lingkungan sebelumnya, mungkin tidak diperlukan waktu adaptasi. Tetapi jika nutrien yang tersedia dan kondisi baru yang berbeda dengan sebelumnya, maka diperlukan waktu untuk adaptasi. 2. Jumlah inokulum Jumlah awal sel yang semakin tinggi akan mempercepat fase adaptasi. Fase adaptasi mungkin berjalan lambat karena beberapa sebab, misalnya kultur dipindahkan dari medium kaya nutrien kemedium yang kandungan nutriennya terbatas. # Fase pertumbuhan awal Setelah mengalami fase adaptasi, mikroba mulai membelah dengan kecepatan rendah karena baru mulai menyesuaikan diri # Fase pertumbuhan logaritmik Pada fase ini mikroba membelah dengan cepat dan konstan mengikuti kurva logaritmik. Kecepatan pertumbuhan sangat dipengaruhi oleh medium tempat tumbuhnya seperti kandungan nutrien , kondisi lingkungan termasuk suhu dan pH. # Fase pertumbuhan lambat Pada fase ini pertumbuhan mikroba diperlambat karena beberapa sebab: 1.Zat nutrisi didalam medium sangat berkurang 2. Adanya hasil metabolisme yang mungkin beracun atau dapat menghambat pertumbuhan mikroba. Pada fase ini jumlah populasi masih sedikit naik, karena jumlah sel yang tumbuh masih lebih banyak dari jumlah sel yang mati. # Fase Statis Pada fase ini jumlah populasi sel tetap karena jumlah sel yang tumbuh sama dengan jumlah sel yang mati. Ukuran dari sel pada fase ini menjadi kecil – kecil karena sel tetap membelah meskipun kandungan nutrisi sudah habis. ( Stanbury dan Whitaker, 1984 ) JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
I-8-3
Effective Microorganisms 4 ( EM4 ) Effective Microorganisms 4 ( EM4 ) merupakan kultur campuran dari mikroorganisme yang menguntungkan, berasal dari alam Indonesia asli, bermanfaat bagi kesuburan tanah maupun pertumbuhan dan produksi tanaman serta ramah lingkungan. Mikroorganisme yang ditambahkan ini akan membantu penyerapan unsur hara. EM4 mengandung mikroorganisme fermentasi dan sintetik yang terdiri dari asam laktat ( Lactobacillus sp ), bakteri fotosintetik ( Rhodopseudomonas sp ), Actinomycetes sp, Streptomyces sp dan ragi (yeast) ( Marsono, dkk, 2001 ). BMF Biofad Biological Feed Additive produksi PT. Budi Mixed Farming merupakan starter mikrobia yang berasal dari mikroba rumen dan kotoran sapi, diperkaya dengan mikroba ˝ Inner Rhizophere ˝ akar tanaman graminae yang kaya akan mikroba lignolitik dan mikroba Nitrogen Fixatie Non Symbiotic (Tjandramukti, 1984). METODOLOGI PENELITIAN Variabel berubah : waktu fermentasi 5-30 hari, sedangkan variabel tetap 5 kg berat kotoran sapi, 10 g BMF Biofad, 200 g abu sekam, 10 ml larutan ( EM4 ) , 5 gr urea + 10 gr SP36 + air secukupnya. Jalannya penelitian : dalam membuat pupuk organik dilakukan pencampuran material yang diperlukan ke dalam beberapa petak. Petak 1: Proses dekomposisi anaerob. Lima kilogram kotoran sapi ditimbun dipetak 1, ditaburi 10 g BMF Biofad dan 200 g abu sekam, penumpukan dilanjutkan hingga ketinggian sekitar 7 cm. Petak 2: Proses dekomposisi aerob dan thermopilik. Bahan kompos basah, kandungan airnya mulai turun hingga 50%-60% dan pH mulai naik menjadi 7-7,5, selama pembalikan disiram dengan 10 ml larutan EM4, 5 g urea + 10 g SP36 + air secukupnya. Proses aerob berlangsung 7-10 hari. Petak III: Proses pemantapan dan penurunkan suhu kompos, setelah itu pengayakan dan pengemasan. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Derajad Keasaman (pH) Tabel 1. Pengaruh waktu pengomposan ( hari ) Terhadap pH Waktu fermenta si, hari 0 5 10 15 20 25 30
Dengan Nutrisi
8 7,5 6,5 7 7,5 8 8
Tanpa Nutrisi
8 7 6,5 6,5 6,5 7,5 8
Derajat keasaman sangat berpengaruh dalam pertumbuhan mikroorganisme, hal ini dapat dilihat pada hari ke 0-5 hari terjadi penurunan PH. Penurunan derajad keasaman disebabkan terbentuknya asam organik dari karbohidrat, sedangkan pada hari ke 10 s/d 30 untuk pupuk yang diberikan nutrisi maupun tanpa nutrisi pH meningkat/menjadi basa, hal ini disebabkan peruraian protein menjadi amonia yang bersifat basa.
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
I-8-4
2. Pengaruh Waktu Fermentasi terhadap Kadar Bahan Organik (BO), C, N dan C/N Tabel 2. Pengaruh Waktu Fermentasi terhadap Kadar Bahan Organik (BO), C, N dan C/N a. Pupuk tanpa diberikan nutrisi ( hanya diberikan larutan EM4) Waktu fermenta si, hari 5 10 15 20 25 30
Kadar C, %
22,10 24,3 23,7 23,4 22,5 22,3
Kadar N, %
1.20 1.35 1,18 1,12 1,10 1,10
C/N
Kadar BO,%
18,42 18 20,08 20,89 20,45 20,72
50,99 59.32 57.18 56.26 53.45 51.45
b. Pupuk yang diberikan nutrisi (SP-36, Urea dan BMF Biofad) Waktu fermentasi, hari 5 10 15 20 25 30
Kadar C %
Kadar N %
21,86 24,27 20,51 20,26 19,98 19,28
1,22 1.52 1,22 1,34 1,25 1,16
C/N
Kadar BO, %
17,92 15,96 16,81 15,98 16,62 20,35
59,32 62.86 55,65 55,02 54,22 52,36
Seperti ditunjukkan Tabel 2a dan Tabel 2b secara keseluruhan waktu fermentasi tidak selalu memberikan hasil fermentasi yang signifikan. Waktu fermentasi 10 hari pada pupuk yang diberikan nutrisi dan pada pupuk tanpa nutrisi memiliki kadar C, N, C/N, BO yang relatif lebih baik bila dibandingkan dengan waktu fermentasi lainnya, hal ini disebabkan mikroba memasuki fase pertumbuhan logaritmik, yaitu fase pembelahan dengan cepat sehingga kemampuan mendegradasikan kompos semakin besar/ memperbesar kandungan C, N, C/N, BO. Pada fase selanjutnya (setelah 10 hari fermentasi), pertumbuhan mikroba diperlambat karena zat nutrisi didalam medium sudah sangat berkurang, juga karena adanya hasil metabolisme yang mungkin beracun sehingga menghambat pertumbuhan mikroba. Kesimpulan : Dari hasil penelitian ini bisa disimpulkan : ! Penambahan EM4 berpengaruh pada proses pembuatan pupuk organik. ! Pemberian nutrisi (SP36, urea dan aktifator BMF Biofad ) hanya sedikit berpengaruh terhadap pembuatan pupuk organik bila dibandingkan dengan menggunakan EM4 (hanya sedikit menaikkan bahan organik, karbon, dan Nitrogen ) ! Waktu fermentasi 10 hari merupakan waktu terbaik untuk bisa menghasilkan pupuk organik dengan kandungan bahan organik (BO) 62,86 %, organik karbon, C 24,27 %, N 1,52 % dan C/N 15,96 %. Daftar Pustaka Hessler, J.W, 1972 “Purification With Activated Carbon”, New York, Chemical Publishing Co, Inc. Indriani,Y.H., 2001, “Membuat Kompos Secara Kilat”, Jakarta, Penebar Swadaya Kirk Othmer,1967, “Encyclopedia of Chemical Technonology” vol.4, 2nd edition, pp. 149-156 Marsono dan Sigit, P., 2000, “ Pupuk Akar Jenis dan Aplikasi”, Kanisius, Yogyakarta. Vogel, A.I, 1961,”A Textbook of Quantitative Inorganic Analysis” 3rd edition, London, Longmans Green and Company, Ltd
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG
I-8-5
