INDEKS SINKRONISASI PELEPASAN N-PROTEIN DAN ENERGI DALAM RUMEN SEBAGAI BASIS FORMULASI RANSUM TERNAK RUMINANSIA DENGAN BAHAN LOKAL
HERMON
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
2
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Indeks Sinkronisasi Pelepasan NProtein dan Energi sebagai Basis Formulasi Ransum Ternak Ruminansia dengan Bahan Lokal adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini
Bogor, Januari 2009
Hermon NIM D061050061
3
ABSTRACT HERMON. Synchrony Index of Releasing N-Protein and Energy in the Rumen as a Basis of Ruminant Diet Formulation with Local Feedstuffs. Under direction of SURYAHADI, KOMANG G. WIRYAWAN, and SOEDARMADI H. The experiments were conducted to prove the diet formulation technique which was based on the synchronization of releasing N-protein and energy in addition to energy and protein requrement in diet for efficiency of rumen microbial N synthesis and animal production. Exp. 1. Nylon bag technique was adopted to determine ruminal characteristic of protein and organic matter (OM) degradation of feedstuffs (forage and concentrate diet) for which the synchrony index of N-protein and OM fermented in the rumen might be determined based on synchronization ratio of 20 (I20), 25 (I25), and 30 g N/kg OM (I30) fermented in the rumen. Exp. 2. By using randomized block design, twelve local cattle were arranged into four groups according to average body weight of the animals. Each group was fed three types of diet that was different in synchronization ratio of supplying N-protein and fermented OM in rumen, namely 20 g N/kg OM (R20); 25 g N /kg OM (R25); and 30 g N /kg MO (R30). The diets had iso-energy and iso-protein contents and had the same synchrony index. Exp 3. By using randomized block design with a factorial of 3 x 2. The first factor was three diferent protein levels i.e. 10, 12, and 14 %; the second factor was two deferent levels of TDN (total digestible nutrients) (65 and 70 %). Eighteen local cattles were arranged into three groups according to average body weight of the animals. Each group was fed six types of diet that was different in level of CP or TDN. The diets had the same synchrony index, namely 0,560. The results of exp.1; Feedstuff of grass and concentrate of energy sources had high synchrony index in I20 whereas legumes and concentrate of protein sources had high synchrony index in I30. Exp. 2 showed that the type of diet had no effect (P>0.05) on intake and digestibility of nutrients, N retention, average daily gain (ADG), and feed efficiency. But R20 had higher allantoin concentration in the urine than that of R25 and R30 (P<0.01). Exp. 3 showed that except the crude fat digestion, there was no interaction between protein and energy on the other parameters (P>0.05). Compared to diet with 70% TDN, diet with 65% TDN produced higher rumen microbial N, consumption and digestion of nutrients, and N retention (P<0.05). Diet with protein level of 12% tend to have better allantoin concentration in the urine, consumption and digestion of nutrients, N retention and blood urea nitrogen (BUN) than that of either 10% or 14%. It can be concluded that the diet having 65% TDN and 12% protein with synchrony index of 0.560 in the synchronization ratio of 20 g N/kg OM fermented in the rumen will generate more efficient N synthesis of rumen microbes and average daily gain of local cattle. Keywords : synchrony index, degradation, N retention, intake of nutrients, digestibity of nutrients
4
RINGKASAN HERMON. Indeks Sinkronisasi Pelepasan N-Protein dan Energi dalam Rumen sebagai Basis FormulasiRansum Ternak Ruminansia dengan Bahan Lokal. Dibimbing oleh SURYAHADI, KOMANG G. WIRYAWAN,dan SOEDARMADI H Berdasarkan asumsi para ahli dari negara subtropis bahwa nisbah yang optimal sinkronisasi degradasi protein dan bahan organik (BO) sebesar 25 g N/kg BO terfermentasi dalam rumen akan dihasilkan efisiensi sintesis N mikroba rumen, atau dikategorikan mempunyai nilai indeks sinkronisasi 1. Perbedaan jenis dan komposisi kimia bahan pakan dengan di Indonesia dan di daerah tropis lainnya diduga akan berbeda pula tingkat dan laju degradasi protein dan BO selanjutnya akan berbeda pula nisbah sinkronisasi kedua nutrien tersebut. Penggunaan indeks sinkronisasi selain kebutuhan energi dan protein dalam memformulasi ransum ternak ruminasia diharapkan akan dihasilkan efisiensi sintesis N mikroba dan produksi ternak yang optimal. Penelitian ini dilakukan tiga tahap. Tahap I, Melalui tehnik in sacco ditentukan karakteristik degradasi protein dan BO bahan pakan kelompok hijauan rumput, leguminosa, konsentrat sumber energi, dan konsentrat sumber protein. Selanjutnya dapat dihitung “ indeks sinkronisasi” bahan pakan tersebut pada nisbah 20 g N/kg BO (I20), 25 g N/kg BO (I25), dan pada nisbah 30 g N/kg BO (I30). Tahap II, Sesuai dengan rancangan acak kelompok (RAK), tiga macam ransum yang berbeda nisbah sinkronisasinya yakni 20 g N/kg BO (R20), 25 g N/kg BO (R25), dan 30 g N/kg BO (R30) yang disusun dari bahan pakan yang sama tetapi berbeda indeks sinkronisasinya pada I20, I25, dan I30. Ketiga ransum tersebut diberikan kepada empat kelompok sapi lokal dan dilihat pengaruhnya. Tahap III; Menggunakan RAK pola faktorial 3 x 2. Faktor pertama adalah protein yang terdiri dari tiga level protein yakni 10, 12, dan 14 %, dan faktor kedua adalah total didestible nutrients (TDN) dengan dua level TDN yakni 65 dan 70%. Dengan demikian diperoleh enam macam ransum yang berbeda level protein atau TDN satu sama lainnya. Keenam ransum diberikan kepada tiga kelompok sapi lokal dan dilihat pengaruhnya. Indeks sinkronisasi ransum tersebut relatif sama (0,560) pada nisbah sinkronisasi 20 g N/BO (nisbah optimal hasil penelitian tahap II). Hasil Tahap I; Hijauan rumput dan konsentrat sumber energi mempunyai indeks sinkronisasi yang tinggi pada I20, yakni masing-masing berkisar 0.538 – 0.918 dan 0.211 – 0.660; sedangkan leguminosa dan konsentrat sumber protein mempunyai indeks sinkronisasi yang tinggi pada I30 yakni berkisar -0.243 – 0.840 dan -0.098 – 0.580. Tahap II; R20 memproduksi kadar allantoin dalam urin sangat nyata lebih tinggi (120.46 mg/100 ml, P<0.01) dibandingkan dengan R25 (80.62 mg/100 ml) dan R30 (92.87 mg/100ml), serta cenderung memberikan pertambahan bobot badan (PBB) lebih tinggi (509.89 g/ekor/hari) dibandingkan dengan R2 (348.21 g/ekor/hari) dan R3 (437.50 g/eko/hari). Tahap III; ransum dengan 65% TDN menghasilkan produksi N mikroba (16.27 g N/hari), konsumsi dan kecernaan nutrien dan retensi N (14.93%) lebih tinggi (P<0.05) dibandingkan dengan ransum dengan 70% TDN. Level protein
5
ransum (10, 12, dan 14%) berpengaruh tidak nyata (P>0.05) terhadap parameter tersebut, tetapi ransum dengan 12% protein cenderung menghasilkan kadar allantoin dalam urin, kon-sumsi dan kecernaan nutrien, retensi N, dan blood urea nitrogen (BUN) terbaik. Ransum dengan 12 % protein dan 65 % TDN serta indek sinkronisasinya 0.560 pada nisbah sinkronisasi 20 g N/kg BO menghasilkan efisiensi sintesis N mikroba dan pertambahan bobot badan sapi lokal yang optimal. Kata kunci : indeks sinkronisasi, degradasi, retensi N, konsumsi nutrien, kecernaan nutrien
6
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2008 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
7
INDEKS SINKRONISASI PELEPASAN N-PROTEIN DAN ENERGI DALAM RUMEN SEBAGAI BASIS FORMULASI RANSUM TERNAK RUMINASIA DENGAN BAHAN LOKAL
HERMON
Disertasi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Ilmu Ternak
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
8
Penguji diluar komisi pembimbing : 1. Penguji pada ujian tertutup : Prof.Dr.Ir. Toto Toharmat, MAgr.Sc 2. Penguji pada ujian terbuka : Dr.Ir. Kartiarso, M.Sc Dr.Ir. Listyani Wijayanti
9
Judul Disertasi : Indeks Sinkronisasi Pelepasan N-Protein dan Energi dalam Rumen sebagai Basis Formulasi Ransum Ternak Ruminansia Dengan Bahan Lokal Nama : Hermon NIM : D061050061
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr.Ir. Suryahadi, DEA. Ketua
Prof. Dr.Ir. Soedarmadi H, MSc. Anggota
Dr.Ir. Komang G. Wiryawan Anggota
Mengetahui
Ketua Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan
Dr.Ir. Idat G. Permana, MSc.Agr
Tanggal Ujian : 19 Desember 2008
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr.Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S.
Tanggal Lulus :
10
PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karuniaNya sehingga penelitian dan karya ilmiah ini berhasil diselesaikan sebagai persyaratan meraih gelar doktor pada Program Studi Ilmu Ternak di Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Tema yang dipilih dalam penelitian ini adalah Indeks Sinkronisasi Pelepasan N-Protein dan Energi dalam Rumen sebagai Basis Formulasi Ransum Ternak Ruminansia dengan Bahan Lokal; yang dilaksanakan sejak bulan Desember 2006 sampai dengan 28 Januari 2008. Terimakasih disampaikan kepada Bapak Rektor Universitas Andalas dan Bapak Dekan Fakultas Peternakan Universitas Andalas yang telah memberikan izin tugas belajar kepada penulis. Terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir. Suryahadi, DEA. selaku ketua komisi pembimbing, Bapak Dr. Ir. Komang G. Wiryawan dan Bapak Prof. Dr. Soedarmadi H, MSc. selaku anggota komisi pembimbing yang dengan tulus ikhlas dan penuh keakraban dalam membimbing dan memberi petunjuk kepada penulis. Terimakasih dan penghargaan penulis sampaikan kepada yang terhormat Rektor Institut Pertanian Bogor, Dekan Sekolah Pascasarjana dan Ketua Program Studi Ilmu Ternak yang telah berkenan menerima penulis untuk mengikuti pro-gram S3 di Institut Pertanian Bogor. Demikian pula kepada Pengelola Beasiswa Program Pascasarjana di Institut Pertanian Bogor dan Direktorat Jenderal Pendi-dikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional yang telah berkenan memberikan beasiswa. Terimakasih penulis sampaikan kepada para Dosen yang telah membe-rikan ilmu yang berarti dalam memperluas wawasan keilmuan, kepada teknisi dan karyawan di lingkungan IPB yang telah membantu sehingga proses belajar dan penelitian berjalan lancar. Demikian pula kepada para mahasiswa dan tehnisi La-boratorium Nutrisi Ternak Ruminansia Fakultas Peternakan Universitas Andalas yang banyak membantu penulis dilapangan. Terimakasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional yang telah memberi bantuan biaya penelitian ini melalui dana penelitian Hibah Bersaing.
11
Tak lupa penulis ucapkan terimakasih kepada istriku tercinta Afriyullatiza dan anaku tersayang Wanda Primaria SSi, Runi Rahmawati dan Hana Raissya yang telah banyak berkorbandan selalu memberikan dukungan doa, semoga
pe-ngorbanan
kalian menjadi pemacu untuk mencapai kebahagiaan kita bersama dunia dan akhirat. Kepada yang terhormat ayahanda H.Yoebhar St. Rajo Endah (alm) dan ibunda tercinta Hj.Lainar, dengan tetesan air mata penulis haturkan banyak terimakasih atas didikan dan doa yang selalu engkau panjatkan serta selalu membukakan pintu maaf. Penulis menyadari betapa selama ini belum banyak memberikan balas budi yang telah engkau berikan selama ini, hanya ucapan doa yang tulus yang bisa penulis berikan, semoga amal dan budi baik ayahanda dan ibunda tercinta diterima oleh Alloh SWT. Penulis berharap semoga amal dan budi baik dari semua pihak yang telah diberikan kepada penulis mendapat balasan dan pahala yang berlimbah dari Alloh SWT, amiin. Akhir kata semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi pemerhati dan praktisi peternakan.
Bogor, Januari 2009
Hermon
12
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kota Bandung Jawa Barat pada tanggal 24 Juli 1957. Merupakan anak ke enam dari sepuluh bersaudara. Ayah bernama H. Yoebhar St. Rajo Endah (alm) dan Ibu bernama Hj. Lainar. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SD Negeri Banjarsari Bandung pada tahun 1970, pendidikan menengah pertama di SMP Negeri II Bandung pada tahun 1973, dan sekolah menengah atas di SMA Negeri IV Bandung pada tahun 1976. Penulis mendapatkan gelar Sarjana Peternakan (Ir) pada tahun 1983 di Fakultas Peternakan Universitas Padjadjaran. Pada tahun 1988 penulis mengikuti pendidikan pascasarjana di Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine – Obihiro Japan, dan memperoleh gelar Master of Agiculture (M.Agr) pada tahun 1990. Melalui ikatan dinas khusus (TIDK) sejak tahun 1984 penulis diterima bekerja sebagai dosen pada Fakultas Peternakan Universitas Andalas Padang, dan terhitung semenjak tahun 2005 penulis mengikuti program Doktor pada Program Studi Ilmu Ternak – Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Penulis menikah dengan Afriyullatiza pada tahun 1984 dan dikaruniai tiga orang putri Wanda Primaria SSi, Runi Rahmawati, dan Hana Raissya.
Bogor, Januari 2009 Penulis,
Hermon
13
DAFTAR ISI
Halaman DAFTAR TABEL ............................................................................................. xiii DAFTAR GAMBAR......................................................................................... xiv DAFTAR LAMPIRAN.....................................................................................
xv
PENDAHULUAN Latar Belakang ...................................................................................... Tujuan Penelitian .................................................................................. Manfaat Penelitian ................................................................................
1 4 4
TINJAUAN PUSTAKA Sintesis N Mikroba dalam Rumen ........................................................ Metabolisme Protein dalam Rumen ...................................................... Nitrogen yang Dibutuhkan Mikroba Rumen ........................................ Kebutuhan Protein dan Energi Mikroba Rumen ................................... Efisiensi Sintesis N Mikroba Rumen ................................................... Sinkronisasi Pelepasan N-Protein dan Energi Makanan dalam rumen.. Retensi Nitrogen .................................................................................... Pertambahan Bobot Badan (PBB) ......................................................... Kebutuhan Energi dan Protein Ternak Sapi .......................................... Sapi Pesisir di Sumatera Barat ..............................................................
5 10 13 15 18 20 23 25 25 28
BAHAN DAN METODE Tahap I : Penentuan Koefisien dan Indeks Sinkronisasi Degradasi Protein dan BO Bahan Pakan dalam Rumen ................................................ Bahan Pakan ......................................................................................... Hewan Percobaan ................................................................................. Prosedur Inkubasi .................................................................................
30 30 31 31
Tahap II : Penentuan Nisbah Optimum Sinkronisasi Degradasi protein dan BO dalam Rumen .....................................................................
33
Tahap III : Kandungan Energi dan Protein dalam Ransum Berbasis Sinkronisasi Degradasi Protein dan BO Ransum dalam Rumen Sapi Lokal ..... 35 Waktu dan Tempat Penelitian ..............................................................
41
HASIL DAN PEMBAHASAN Penentuan Koefisien dan Indeks Sinkronisasi Degradasi Protein dan BO Bahan Pakan dalam Rumen Koefisien Degradasi Protein dan BO Bahan Pakan dalam Rumen ...... Indeks Sinkronisasi Degradasi Protein dan BO Bahan Pakan ..............
42 45
14
Penentuan Nisbah Optimum Sinkronisasi Degradasi protein dan BO dalam Rumen Profil Cairan Rumen dan Sintesis N Mikroba Rumen ......................... Konsumsi dan Kecernaan serta Pertambahan Bobot Badan ...............
49 53
Kandungan Energi dan Protein dalam Ransum Berbasis Sinkronisasi Degradasi Protein dan BO Ransum dalam Rumen Sapi Lokal Profil Cairan Rumen ........................................................................... Sintesis N Mikroba Rumen ................................................................. Konsumsi Nutrien ............................................................................... Kecernaan Nutrien .............................................................................. Pertumbuhan Sapi ...............................................................................
55 59 61 63 65
PEMBAHASAN UMUM .............................................................................
69
SIMPULAN DAN SARAN ...........................................................................
73
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... LAMPIRAN ............................................................................................
74 82
15
DAFTAR TABEL Halaman 1
Pengaruh dilution rate terhadap produksi N dan efisiensi mikroba ..........
2
Rataan bobot badan sapi Pesisir Sumatera Barat (kg) ................................ 28
3
Komposisi kimia (%) bahan pakan hijauan dan konsentrat yang dievaluasi secara in sacco..........................................................................
Komposisi kimia (%) dan indeks sinkronisasi bahan pakan ransum penelitian ....................................................................................... 5 Komposisi pakan dan kimia (%) serta indeks sinkronisasi ransum penelitian .......................................................................................
9
31
4
6
34 34
Komposisi pakan dan kimia (%) serta indeks sinkronisasi ransum penelitian .......................................................................................
36
Rataan koefisien degradasi protein dan bahan organik pakan dalam rumen ....................................................................................
42
Rataan indeks sinkronisasi dan penyediaan g N/kg BO terfermentasi per jam bahan pakan dalam rumen ............................................................
46
Profil cairan rumen dan allantoin urin sapi yang diberi ransum dengan berbagai nisbah sinkronisasi degradasi protein dan BO dalam rumen ......
49
10 Konsumsi dan kecernaan nutrien serta pertumbuhan sapi yang diberi ransum dengan berbagai nisbah sinkronisasi degradasi protein dan BO dalam rumen ........................................................................................
53
11 Profil cairan rumen sapi yang diberi ransum yang sinkron dengan berbagai kandungan energi dan protein .....................................................
56
12 Kadar allantoin dan sintesis N mikroba rumen sapi yang diberi ransum yang sinkron dengan berbagai kandungan energi dan protein ...................
60
13 Konsumsi nutrien ransum yang sinkron dengan berbagai kandungan energi dan protein ......................................................................................
61
14 Kecernaan nutrien ransum yang sinkron dengan berbagai kandungan energi dan protein ......................................................................................
64
15 Retensi N, PBB, efisiensi ransum, dan PER ransum yang sinkron dengan berbagai kandungan energi dan protein ........................................
66
7 8 9
16
DAFTAR GAMBAR Halaman 1
Ilustrasi populer mengenai saling ketergantungan fermentasi dan produksi protein mikroba rumen ...............................................................
8
2
Proteolisis dalam rumen dan proses produk akhir fermentasi ...................
12
3
Sapi Pesisir betina berfistula rumen ..........................................................
28
4 Bagan alir tahap penelitian ........................................................................
30
5 Kadar NH3 cairan rumen sapi yang diberi ransum dengan nisbah 20, 25, dan 30 g N/kg BO selama 0, 3, 6, dan 9 jam setelah makan .........
50
6 Kadar VFA cairan rumen sapi yang diberi ransum dengan nisbah 20, 25, dan 30 g N/kg BO selama 0, 3, 6, dan 9 jam setelah makan .........
51
7 pH cairan rumen sapi yang diberi ransum dengan nisbah 20, 25, dan 30 g N/kg BO selama 0, 3, 6, dan 9 jam setelah makan .........
52
NH3 cairan rumen sapi dengan ransum R1 = 10% PK, 65% TDN; R2 = 10%PK, 70%TDN; R3 = 12%PK, 65%TDN; R4 = 12%PK, 70%TDN; R5 = 14%PK, 65%TDN; R6 = 14%PK, 70%TDN .................
56
VFA cairan rumen sapi dengan ransum R1 = 10% PK, 65% TDN; R2 = 10%PK, 70%TDN; R3 = 12%PK, 65%TDN; R4 = 12%PK, 70%TDN; R5 = 14%PK, 65%TDN; R6 = 14%PK, 70%TDN .................
58
10 pH cairan rumen sapi dengan ransum R1 = 10% PK, 65% TDN; R2 = 10%PK, 70%TDN; R3 = 12%PK, 65%TDN; R4 = 12%PK, 70%TDN; R5 = 14%PK, 65%TDN; R6 = 14%PK, 70%TDN .................
59
8
9
17
DAFTAR LAMPIRAN
1 Pemasangan canula pada rumen sapi dan memasukan sampel pakan......
Halaman 82
2 Korelasi antara sintesis N mikroba rumen dan konsumsi/kecernaan nutrien, retensi N, PBB, efisiensi ransum, PER dan BUN ......................
83
3 Recommended guidelines for ruminal in situ digestion prosedure ..........
84
4 Analisis statistika ......................................................................................
85
