Efektif Mikroorganisme-4 EM-4 Metode Kjeldahl

nutrisi yang cukup. Jika fermentasi dilakukan setelah batch, dimana umpan nutrisi dimasukkan hanya pada awal proses fermentasi, pada waktu tertentu saat jumlah mikroba yang mengkonsumsi nutrisi tersebut melebihi daya dukung nutrisi akan terjadi kekurangan nutrisi. Hal lain yang memperlambat pertumbuhan mikroba adalah terjadinya inhibisi ataupun represi. 5. Fasa kematian terjadi apabila nutrisi sudah benar-benar tidak dapat lagi mencukupi kebutuhan mikroorganisme. Keadaan ini diperparah oleh akumulasi produk metabolit primer dan sekunder yang tidak dipanen sehingga terus menginhibisi ataupun merepresi pertumbuhan sel mikroorganisme. selain itu umur sel juga sudah tua, sehingga pertahan sel terhadap lingkungan yang berbeda dari kondisi biasanya juga berkurang. http:www.scribd.comdocFERMENTASI

2.4 Efektif Mikroorganisme-4 EM-4

Efektif Mikroorganisme EM-4 merupakan bahan yang mengandung beberapa mikroorganisme yang sangat bermanfaat dalam proses pengomposan. Mikroorganisme yang terdapat dalam EM-4 terdiri dari Lumbricus bakteri asam laktat serta sedikit bakteri fotosintetik, Actinomycetes, Streptomyces sp dan ragi. EM-4 yang digunakan merupakan teknologi alternatif yang diterapkan pada bidang pertanian untuk meningkatkan dan menjaga kestabilan produksi. Produksi EM-4 pertanian dapat menyuburkan tanaman dan menyehatkan tanah. Penerapan EM-4 ini telah dilakukan dalam pembuatan kompos sebagai pengurai dan pendegradasi bahan organik kompleks menjadi sederhana dalam bentuk tanah. Hasil fermentasi bahan organik berupa senyawa organik yang mudah diserap langsung oleh perakaran tanaman misalnya gula, alkohol, asam amino, protein, karbohidrat, vitamin dan senyawa organik lainnya. Selain mendekomposisi bahan organik di dalam tanah, EM-4 juga merangsang perkembangan mikroorganisme yang menguntungkan untuk pertumbuhan tanaman, misalnya bakteri pengikat nitrogen, bakteri pelarut fosfat dan mikoriza. Universitas Sumatera Utara Mikoriza membantu tumbuhan menyerap fosfat di sekelilingnya. Ion fosfat dalam tanah yang sulit bergerak menyebabkan tanah kekurangan fosfat.

2.5 Unsur Hara Tanaman

Seperti manusia, tanaman memerlukan makanan yang sering disebut unsur hara tanaman plant nutrient. Berbeda dengan manusia yang menggunakan bahan organik, tanaman menggunakan bahan anorganik untuk mendapatkan energi dan pertumbuhannya. Dengan fotosintesis, tanaman mengumpulkan karbon yang ada di atmosfir yang kadarnya sangan rendah, ditambah air dirubah menjadi bahan organik oleh klorofil dengan bantuan sinar matahari. Unsur yang diserap untuk pertumbuhan dan metabolisme tanaman. Mekanisme pengubahan unsur hara menjadi senyawa organik atau energi disebut metabolisme. Mardiana, 2012

2.5.1 Pemanfaatan pupuk

Kompos adalah salah satu pupuk organik buatan manusia yang dibuat dari proses pembusukan sisa-sisa bahan organik, baik tanaman maupun hewan. Habibi, 2009 Pupuk merupakan bahan tambahan yang ditaburkan kedalam tanah yang berfungsi untuk mengubah keadaan fisika, kimia dan biologi tanah sesuai dengan kebutuhan unsur hara pada tanaman. Sedangkan pemupukan dimaksudkan sebagai pemberian zat makanan dengan memberikan berbagai jenis pupuk kedalam tanah guna meningkatkan hasil pertanian. Natalia, 2006 Secara umum dapat dikatakan bahwa manfaat pupuk kompos adalah menyediakan unsur hara yang kurang atau bahkan tidak tersedia di tanah untuk mendukung pertumbuhan tanaman. Namun, secara lebih terperinci manfaat pupuk ini dapat dibagi dalam dua macam yaitu yang berkaitan dengan perbaikan fisika dan kimia tanah. Natalia, 2006 Manfaat pupuk yang paling banyak dirasakan penggunanya adalah: 1. Menyediakan unsur hara yang di perlukan tanaman Universitas Sumatera Utara 2. Membantu mencegah kehilangan unsur hara yang cepat hilang seperti nitrogen, fosfor dan kalium 3. Memperbaiki keasaman tanah. Marsono, 2001 Faktor yang mempengaruhi proses pengomposan a. Rasio CN salah satu aspek yang paling penting dari kesetimbangan hara total adalah rasio organik karbon dengan nitrogen CN. Dalam metabolisme hidup mikroorganisme mereka memafaatkan sekitar 30 bagian dari karbon untuk masing-masing bagian dari nitrogen. Sekitar 20 bagian karbon dioksida menjadi CO 2 dan 10 bagian digunakan untuk mensintesis protoplasma. b. Ukuran Partikel Permukaan urea yang lebih luas akan meningkatkan kontak antara mikroba dengan bahan dan proses dekomoposisi akan berjalan lebih cepat. Ukuran partikel juga menentukan besarnya ruang antar bahan porositas. Untuk meningkatkan luas permukaan dapat dilakukan dengan memperkecil ukuran partikel bahan tersebut. c. Aerasi Aerasi ditentukan oleh posiritas dan kandungan air bahan kelembapan. Apabila aerasi terhambat, maka akan terjadi proses anaerob yang menghasilkan bau busuk yang tidak sedap. Aerasi dapat ditingkatkan dengan melakukan pembalikan atau mengalirkan udara di dalam tumpukan kompos. d. Porositas Porositas adalah ruang diantara partikel di dalam tumpukan kompos. porositas dihitung dengan mengukur volume rongga dibagi dengan volume total. Udara akan mensuplai oksigen untuk proses pengomposan. Apabila rongga dijenuhi oleh air, maka pasokan oksigen akan berkurang dan proses pengomposan juga akan terganggu. e. Kelembapan Moisture content Mikroorganisme dapat memanfaatkan bahan organik apabila bahan organik tersebut larut di dalam air. Kelembapan 40-60 adalah kisaran Universitas Sumatera Utara optimum untuk metabolisme mikroba. Apabila kelembapan di bawah 40, aktifitas mikroba akan mengalami penurunan. Apabila kelembapan lebih besar dari 60, hara akan tercuci, volume udara akan berkurang, akibatnya aktifitas mikroba akan menurun dan akan terjadi fermentasi anaerobik yang menimbulkan bau tidak sedap. f. Temperatur Semakin tinggi temperatur akan semakin banyak konsumsi oksigen dan akan semakin cepat pula proses dekomposisi. Temperatur yang berkisar antara 30-60 C menunjukkan aktifitas pengomposan yang cepat. Suhu yang lebih tinggi dari 60 C akan membunuh sebagian mikroba dan hanya mikroba thermofilik saja yang akan tetap bertahan hidup. Suhu yang tinggi juga akan membunuh mikroba patogen tanaman dan benih-benih gulma. g. Derajat Keasaman pH Dalam proses pengomposan dibutuhkan pH berkisar antara 6,5 - 7,5. Proses pengomposan ini akan menyebabkan perubahan pada bahan organik dan pH bahan itu sendiri. pH kompos yang sudah matang biasanya mendekati netral, yaitu sekitar 7. h. Kandungan Hara Kandungan P dan K juga penting dalam proses pengomposan dan biasanya terdapat di dalam kompos-kompos dari peternakan. Hara ini akan dimanfaatkan oleh mikroba selama proses pengomposan. 2.5.2 Unsur Hara Makro Primer 2.5.2.1 Nitrogen N Nitrogen diserap tanaman dalam bentuk ion nitrat NO 3 - dan amonium NH 4 + . Sebagian besar nitrogen diserap dalam bentuk ion nitrat tersebut karena ion tersebut bermuatan negatif sehingga selalu berada dalam larutan tanah dan mudah terserap oleh akar. Karena selalu dalam larutan tanah, ion nitrat lebih mudah tercuci oleh aliran air tanah. Sebaliknya, ion amonium bermuatan positif sehingga terikat oleh koloid tanah. Ion tersebut dapat dimanfaatkan oleh tanaman setelah melalui proses pertukaran kation. Novizan, 2002 Universitas Sumatera Utara Nilai Nitrogen biasanya mengalami perubahan secara fluktuatif. Secara keseluruhan kadar nitrogen pada kompos matang masing-masing komposter mengalami peningkatan. Semakin banyak kandungan nitrogen, maka akan semakin cepat bahan organik terurai, karena mikroorganisme yang menguraikan bahan kompos memerlukan nitrogen untuk perkembangannya. Sriharti, 2008 Tahap reaksi tersebut sebagai berikut: 1. Penguraian protein yang terdapat pada bahan organikmenjadi asam amino tahap ini disebut aminisasi 2. Perubahan asam-asam amino menjadi senyawa-senyawa ammonia NH 3 dan ammonium NH 4 + . Tahap ini disebut ammonifikasi. 3. Perubahan senyawa ammonia menjadi nitrat yang disebabkan oleh bakteri Nirosomonas dan Nitrosococcus. Tahap ini disebut reaksi nitrifikasi. Novizan, 2002

2.5.2.2 Fosfor P

Fosfor diserap tanaman dalam bentuk H 2 PO 4 - , HPO 4 2- , dan PO 4 - akan tergantung dari nilai pH tanah. Fosfor sebagian besar berasal dari pelapukan batuan mineral alami, sisanya dari pelapukan bahan organik. Walaupun sumber fosfor dalam tanah mineral cukup banyak tanaman bisa mengalami kekurangan fosfor. Pasalnya sebagian besar fosfor terikat secara kimia oleh unsur lain sehingga menjadi senyawa yang sukar larut dalam air. Mungkin hanya 1 fosfor yang dapat dimanfaatkan tanaman.Agustina, 1990 Jika terjadi kekurangan fosfor tanaman menunjukkan gejala pertumbuhan sebagai berikut: 1. Pertumbuhannya lambat dan kecil 2. Perkembangan akar terhambat 3. Gejala pada daun sangat beragam, beberapa tanaman menunjukkan warna hijau tua mengilap yang tidak normal 4. Pematangan buah terhambat 5. Perkembangan warna dan bantuk buah yang buruk Universitas Sumatera Utara 6. Biji berkembang tidak normal Agustina, 1990

2.5.2.3 Kalium K

Seperti unsur hara makro lainnya, kalium bukanlah komponen dari protein, karbohidrat atau beberapa subtabsi lainnya di dalam tumbuhan. Kalium dengan mudah diserap oleh akar tanaman. Dan sebagian besar ion kalium K + disimpan dalam sel tumbuh-tumbuhan. Simspon, 1986 Ion-ion didalam air tanah dan ion-ion K + yang diadsorbsi, dapat langsung diserap. Disamping itu tanah mengandung juga persediaan mineral tertentu dalam bentuk berbagai macam silikat, dimana kalium membebaskan diri sebagai akibat dari pengaruh iklim. Rinsema, 1993 Persediaan kalium dalam tanah dapat berkurang karena tiga hal, yaitu pengambilan kalium oleh tanaman, pencucian kalium ole air dan erosi tanah. Biasanya tanaman menyerap kalium lebih banyak dari pada unsur lain kecuali nitrogen. Agustina, 1990. 2.5.3 Kegunaan Unsur Hara Makro Primer 2.5.3.1 Kegunaan unsur hara nitrogen 1. Meningkatkan pertumbuhan tanaman 2. Meningkatkan kadar protein dalam tubuh tanaman 3. Meningkatkan perkembangan mikroorganisme di dalam tanah yang penting bagi proses pelapukan bahan organik 4. Diperlukan untuk pertumbuhan dan pembentukan vegetatif seperti daun, batang dan akar. Foth, 1994

2.5.3.2 Kegunaan unsur hara fosfor

1. Berperan penting didalam transfer energi di dala sel tanaman, misalnya ADP da ATP. 2. Berperan dalam pembentukan membran sel misalnya : lemak dan fosfat. Universitas Sumatera Utara 3. Berpengaruh pada struktur K + ,Ca 2+ ,Mg 2+ ,dan Mn 2+ terutama terhadap fungsi unsur-unsur tersebut yang mempuyai kontribusi terhadap stabilitas struktur dan konfirmasi makromolekul, misalnya : gula fosfat, nukleotida, dan koenzim. Agustina, 1990

2.5.3.3 Kegunaan unsur hara kalium

1. Mengurangi kepekaan tanaman terhadap kekeringan dan membantu pengisapan air oleh akar tanaman, dan mencegah menguapnya air keluar dari tanaman. 2. Memperbaiki beberapa sifat kualitatif seperti rasa, warna, bau, dan daya tahan dari buah. 3. Membantu menguatkan rumpun pada tanaman gandum. Rinsema, 1993

2.6 Metode Kjeldahl

Metode kjeldahl dikembangkan pada tahun 1883 oleh pembuat bir bernama Johan Kjedahl. Cara kjeldhal umumnya dapat dibedakan atas 2 cara yaitu : cara makro dan cara semimikro. Cara makro dipergunakan untuk contoh yang sukar dihomogenasi dan berukuran besar. Sedangkan cara semimikro, dirancang untuk sampel yang berukuran kecil yaitu kurang dari 300 mg dari bahan yang homogen Mardiana, 2012. Berikut gambar 3. yang menjelaskan susunan alat dari metode kjeldhal. Universitas Sumatera Utara Gambar 3. Susunan alat kjeldahl Sumber: http:www.escience.caGFXPRODS382N400.jpg Metode kjeldahl didasarkan pada destruksi sampel yakni dengan memanaskan sampel dengan asam sulfat pekat menggunakan katalis dimana penentuannya terbagi atas 3 tahapan yaitu : 1. Tahap destruksi Pada tahap ini sampel dipanaskan dengan asam sulfat pekat sehingga terjadi destruksi menjadi unsur-unsurnya. Element karbon, hidrogen peroksida teroksidasi menjadi CO, CO 2 dan H 2 O, sedangkan nitrogennya berubah menjadi ammonium sulfat. Proses destruksi selesai apabila larutan menjadi jernih atau tidak berwarna. Agar analisa lebih tepat dilakukan perlakuan blanko. 2. Tahap destilasi Pada tahap ini ammonium sulfat dipecah menjadi ammonia dengan penambahan NaOH sampai alkalis lalu dipanaskan. Ammonia yang dibebaskan selanjutnya akan ditangkap oleh larutan standar asam. Asam standart yang digunakan adalah asam klorida atau asam borat dalam jumlah yang berlebih. 3. Tahap titrasi Banyakya asam borat yang bereaksi dengan amonia dapat diketahui dengan titrasi menggunakan asam klorida 0,1 M dengan indikator fenolftalein. Akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna larutan dari biru menjadi merah muda. Mardiana, 2012 N = ��−�������� 14,008 �������� 1000 � 100 Reaksi yang terjadi dalam proses analisis kadar protein adalah sebagai berikut : Protein + H 2 SO 4 destruksi NH 4 2 SO 4 + SO 4 + CO 2 NH 4 2 SO 4 + 2NaOH destilasi 2NH 4 OH + Na 2 SO 4 NH 4 OH NH 3 + H 2 O NH 3 + 2HCl NH 4 Cl + HCl sisa HCl sisa + NaOH NaCl + H 2 O Mardiana, 2012 Universitas Sumatera Utara

2.7 Metode Spektrofotometer UV-Visible