SKRIPSI Pengaruh Mikroorganisme Azotobacter chrococcum dan Bacillus megaterium Terhadap Pembuatan Kompos Limbah Padat Digester Biogas dari Enceng Gondok (Eichornia Crassipes) Disusun Oleh: Angga Wisnu H Endy Wisaksono P
2307100081 2307100089
Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Sri Rachmania Juliastuti, M. Eng. NIP. 195907301986032001
Ir. Nuniek Hendrianie, MT NIP. 195711111986012001
LABORATORIUM PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG Dengan semakin berkembangnya teknologi, maka produksi limbah yang dihasilkan akan semakin banyak
dan
berbahaya,
untuk
itu
diperlukan
penanganan limbah yang sedemikian rupa. Limbah digester biogas baik yang padat maupun cair dapat dimanfaatkan sebagai pupuk organik. Teknologi pengomposan sampah sangat beragam, baik secara aerobik maupun anaerobik, dengan atau tanpa
aktivator
pengomposan
menghasilkan kompos berkualitas.
yang
dapat
BATASAN MASALAH Teknologi yang digunakan ialah penggunaan rotary drum composter yang dipasang aerator. Jenis
mikroorganisme
yang
digunakan
ialah
Azotobacter chroococcum dan Bacillus megaterium. Pupuk kimia yang dipakai sebagai pembanding pada tanaman uji adalah pupuk NPK.
TUJUAN PENELITIAN Memanfaatkan limbah padat dari hasil produksi biogas sebagai bahan baku produksi pupuk organik. Mengamati pengaruh penambahan biofertilizer yaitu, Azotobacter chroococcum dan Bacillus megaterium terhadap kualitas dari pupuk organik yang diperoleh dari limbah padat produksi biogas Membandingkan pengaruh antara tanah, tanah + limbah padat digester biogas, tanah + limbah padat digester
biogas
+
biofertilizer
(Azotobacter
chroococcum dan Bacillus megaterium), dengan pupuk kimia (NPK) pada pertumbuhan tanaman uji (sawi dan cabai).
MANFAAT PENELITIAN Memberikan alternatif bahan baku produksi pupuk organik yang diperoleh dari limbah produksi biogas. Mengetahui
pengaruh
penambahan
biofertilizer
(Azotobacter chroococcum dan Bacillus megaterium) terhadap kualitas pupuk organik dari limbah padat produksi biogas dari eceng gondok.
TINJAUAN PUSTAKA
Kompos adalah hasil dekomposisi parsial/tidak lengkap, dipercepat secara artifisial dari campuran bahan-bahan organik oleh populasi berbagai macam mikroba dalam konsisi lingkungan yang hangat, lembab, dan aerobik atau anaerobik (J.H. Crawford 2003). Pengomposan adalah proses dimana bahan organik mengalami penguraian secara biologis, khususnya oleh mikroba-mikroba yang memanfaatkan bahan organik sebagai sumber energi
Reaksi Yang Terjadi CHON + O2 + Nutrien + Sel
Sel baru + CO2 + H2O + NH3 + Panas + Kompos
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Proses Pengomposan 1. Rasio C/N 2. Ukuran Partikel 3. Aerasi 4. Kelembaban 5. Temperatur 6. pH 7. Kandungan hara 8. Kandungan bahan-bahan berbahaya 9. Pengadukan
Beberapa Proses Pengomposan Windrow Composting Aerated Static Pile Rotary Drum Composter
WINDROW COMPOSTING Kompos ditumpuk dalam barisan tupukan yang disusun sejajar. Tumpukan secara berkala dibolak-balik untuk meningkatkan aerasi, menurunkan suhu apabila suhu terlalu tinggi, dan menurunkan kelembaban kompos.
AERATED STATIC PILE Tumpukan/gundukan kompos (seperti windrow system) diberi aerasi dengan menggunakan blower mekanik
ROTARY DRUM COMPOSTER Pengomposan dilakukan di dalam drum berputar yang dirancang khusus untuk proses pengomposan. Bahan-bahan mentah dihaluskan dan dicampur pada saat dimasukkan ke dalam drum. Drum akan berputar untuk mengaduk dan memberi aearasi pada kompos.
Kompos dapat dikatakan matang apabila : 1. Aroma/bau 2. Warna kompos 3. Tes kantong plastik 4. Suhu 5. Kandungan air kompos 6. Penyusutan berat 7. Tes Perkecambahan
Persyaratan Teknis Pupuk Organik BERDASARKAN PERATURAN MENTERI PERTANIAN RI No. 02/PERT/HK.060/2/2006 TANGGAL: 10 FEBRUARI 2006 TENTANG PUPUK ORGANIK Persyaratan No Parameter Padat Cair 1 C-Organik (%) > 12 ≥ 4,5 2 C/N rasio 10 - 25 <2 3 Bahan ikutan (%),(Kerikil, Beling, Plastik) 4
5
Kadar air (%) - Granule - Curah Kadar Logam berat (ppm) - As - Hg - Pb - Cd
4 - 12 13 - 20 ≤ 10 ≤1 ≤ 50 ≤ 10
≤ 10 ≤1 ≤ 50 ≤ 10
Persyaratan Teknis Pupuk Organik (lanjutan) No
Parameter
6 pH 7 Kadar total (%) - P2O5 - K2O 8 Kadar unsur mikro (%) - Zn - Cu - Mn - Co - B - Mo - Fe
Persyaratan Padat Cair 4-8 4–8 <5 <5
<5 <5
< 0,500 < 0,2500 < 0,500 < 0,2500 < 0,500 < 0,2500 < 0,002 < 0,005 < 0,250 < 0,125 < 0,001 < 0,001 < 0,400 < 0,040
Sumber:http://www.deptan.go.id/ppi/index.php?link=syarat_teknis_organik
Biofertilizer Biofertilizer adalah organisme yang memperkaya kualitas nutrien dari tanah. Sumber utama dari biofertilizer adalah bakteria, fungi, dan sianobakteria. Kelompok mikroba yang sering digunakan adalah mikroba-mikroba yang menambat N dari udara, mikroba yang melarutkan hara (terutama P dan K), dan
mikroba-mikroba
pertumbuhan tanaman.
yang
merangsang
Azotobacter chroococcum Azotobacter mampu mengubah nitrogen (N2) dalam atmosfer menjadi amonia (NH4+) melalui proses pengikatan nitrogen dimana amonia yang dihasilkan diubah menjadi protein yang dibutuhkan oleh tanaman.
N2 + 8 H+ + 8 e + 16 ATP → 2 NH3 + H2 +16 ADP
Bacillus megaterium Bacillus megaterium adalah bakteri gram positif dengan endospora berbentuk lingkaran. Bacillus megaterium merupakan salah satu mikroba pelarut fosfor (P). Bakteri ini hidup dalam suhu 25oC dan pH netral
Ca10(PO4)6(OH)2 + 14H+
10Ca2 + 6H2O + 6H2PO4-
METODOLOGI
Variabel Penelitian 1. Kondisi Operasi
• Massa limbah padat
= 2 kg
• Temperatur operasi
= 25 - 40oC
• pH
= 6,5 – 8
• Rate aerasi
= 1,15 m3/hari/kg
• Lama proses pengomposan = ±12 hari atau sampai dengan kompos matang
Variabel Penelitian 2. Variabel • Konsentrasi bakteri Azotobacter chrococcum dan bakteri Bacillus megaterium Azotobacter chrococcum
Bacillus megaterium
3 ml / kg limbah padat
5 ml / kg limbah padat
5 ml / kg limbah padat
3 ml / kg limbah padat
5 ml / kg limbah padat
5 ml / kg limbah padat
• Tanaman uji = Cabai dan Sawi • Media Tanam -Tanah -Tanah + limbah padat biogas -Tanah + limbah padat biogas + biofertilizer -Tanah + pupuk kimia (NPK)
Prosedur Penelitian Tahap Persiapan • Persiapan Bahan • Persiapan Rotary Drum Composter
Tahap Analisa Bahan
Tahap Operasi Tahap Analisa Hasil Komposting • Analisa pH dan temperatur • Analisa Kadar Air • Analisa N, P, K, dan C
Skema Alat
Keterangan gambar: 1. Rotary Drum Composter 5. Termometer 2. Aerator 6. Poros 3. Lubang (hole) 7. Penyangga 4. Tutup 8. Selang (saluran udara) Warna merah pengaduk dalam Rotary Drum Composter
Tanaman Uji Cabai Tanaman cabai yang digunakan sudah berumur 1,5 bulan (umur panennya ± 3 bulan), diberi pupuk sesuai variabel yang ditentukan sebelumnya. Yang diperhatikan disini ialah perbandingan jumlah cabai setiap pohonnya. Sawi Tanaman sawi ditanam mulai dari nol atau masih dalam bentuk biji. Pada masa panen ± 1 bulan dapat dilihat mana tanaman yang paling lebar daunnya.
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
HASIL PENELITIAN
Grafik Hasil analisa kandungan N pada masing-masing bahan
Grafik Hasil analisa kandungan P pada masing-masing bahan
Grafik Hasil analisa kandungan K pada masing-masing bahan
Grafik Hasil analisa kandungan C pada masing-masing bahan
Grafik Hasil akhir pertumbuhan tanaman cabai
Grafik Hasil akhir pertumbuhan tanaman sawi
Gambar Perbandingan Kandungan NPK Pada Berbagai Macam Bahan
Pupuk matang pada hari ke-17
1. Suhu akhir kompos berada pada 27-28oC 2. pH rata-rata 7,7-8 3. Penyusutan kompos sebesar 49,5%
Persentase perbandingan pertumbuhan tanaman cabai yang tertinggi terhadap pertumbuhan cabai lainnya: Kompos Persentase
Cabai 5:3
Cabai 3:5
Cabai Tanpa Bakteri
48,90%
48,90%
51,50%
Cabai NPK
Cabai Blanko
43,80%
54,10%
Jika dilihat dari kandungan nitrogen, seharusnya yang paling tinggi tanaman cabai yang diberi pupuk NPK, tetapi hal itu tidak terjadi karena C/N rasio yang merupakan faktor pemercepat pertumbuhan hasilnya 3,03/10,03 yaitu 0,3
Persentase perbandingan pertumbuhan tanaman sawi yang terlebar terhadap pertumbuhan sawi lainnya: Kompos Persentase
Sawi 5:3
Sawi 3:5
Sawi Tanpa Bakteri
11,11%
22,22%
33,33%
Sawi NPK
Sawi Blanko
33,33%
44,44%
Seperti halnya pada tanaman cabai, seharusnya daun yang paling lebar yang ditanami pupuk NPK. Dengan kandungan N, P, K dan C yang cukup pada kompos 5 : 5, maka dapat menghasilkan lebar daun yang paling lebar
Gambar Tanaman Uji Cabai Setelah 2,5 Bulan
Gambar Tanaman Uji Sawi Setelah 5 Minggu
KESIMPULAN
KESIMPULAN 1. Limbah padat dari hasil produksi biogas dapat digunakan sebagai bahan baku produksi pupuk organik. 2. Penambahan biofertilizer yaitu, Azotobacter chroococcum dan Bacillus megaterium dapat meningkatkan kualitas dari pupuk organik yang diperoleh dari limbah padat produksi biogas 3. Kandungan terbaik yaitu pada kompos dengan A.chroococcum : B.megaterium (5 : 5) dengan bukti pada tanaman uji cabai dengan ketinggian 39,2 cm dan tanaman uji sawi dengan lebar 9 cm. 4. Pemberian pupuk kompos memberikan peningkatan pertumbuhan tanaman cabai 43,8% dan tanaman sawi 33,3% terhadap pemberian pupuk NPK.
