Karakteristik Pupuk Urea Berlapis Kitosan dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung

Karakteristik Pupuk Urea Berlapis Kitosan dan Pengaruhnya
terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung

FELIX SUTANTO

ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Karakteristik Pupuk
Urea Berlapis Kitosan dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung
adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. 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 skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.
Bogor, Mei 2015
Felix Sutanto
NIM A1409081

ABSTRAK
FELIX SUTANTO. Karakteristik Pupuk Urea Berlapis Kitosan dan Pengaruhnya
terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung. Dibimbing oleh DARMAWAN dan
GUNAWAN DJAJAKIRANA.
Nitrogen merupakan salah satu unsur hara yang memberikan pengaruh paling
cepat dan nyata terhadap pertumbuhan tanaman. Pada umumnya efisiensi
pemupukan nitrogen dalam bentuk urea rendah. Hal ini dikarenakan sifat urea yang
mudah larut, sehingga nitrogen di dalamnya menjadi mudah hilang akibat tercuci
dan menguap. Untuk mengatasi masalah tersebut maka dikembangkan teknologi
pupuk lambat tersedia. Kitosan merupakan resin alami bersifat non toksik yang
berpotensi untuk digunakan sebagai bahan untuk pupuk lambat tersedia. Penelitian
ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan kitosan sebagai pelapis urea untuk
membuat pupuk lambat tersedia, menguji karakteristik dan melihat pengaruh urea
berlapis kitosan terhadap pertumbuhan tanaman jagung. Pelapisan urea dengan
kitosan dilakukan dengan cara menyemprotkan kitosan pada urea menggunakan

sprayer sambil dikeringkan menggunakan dryer. Selanjutnya karakteristik urea
berlapis kitosan diuji dengan dua pendekatan, yaitu ketahanan dan kelarutan
(perendaman dan perkolasi). Selain itu, diamati pengaruhnya terhadap tinggi
tanaman dan lebar daun serta warna daun. Efisiensi pembuatan pupuk urea berlapis
kitosan dalam penelitian ini adalah 96,65%. Kadar nitrogen yang dimiliki oleh
pupuk urea berlapis kitosan pada penelitian ini adalah sebesar 36,91%, lebih sedikit
dibanding nitrogen pada urea sebelum dilapisi (40,12%). Pupuk urea berlapis
kitosan lebih tahan terhadap tumbukan tetesan akuades, lebih lambat melarut, lebih
sedikit tercuci daripada pupuk urea tanpa pelapis. Pertumbuhan tinggi dan lebar
daun tanaman jagung pada perlakuan pemberian pupuk urea berlapis kitosan lebih
lambat dan warna daun lebih pucat daripada perlakuan pemberian pupuk urea tanpa
pelapis. Hal ini menunjukkan kerja kitosan sebagai pelapis berfungsi dalam
menghambat kelarutan urea.
Kata kunci: kelarutan, nitrogen, ketahanan, warna daun.

ABSTRACT
FELIX SUTANTO. Characteristcs of Chitosan Coated Urea Fertilizer and Its
Effect on the Growth of Maize Plant. Supervised by DARMAWAN and
GUNAWAN DJAJAKIRANA.
Nitrogen is one of nutrients that give the fastest and significant effect for plant

growth. Generally efficiency of nitrogen fertilization as urea is low. It’s caused by
the characteristic of urea that is easy to dissolve, so the nitrogen is easy to dissapear
caused by leaching and volatilization. To solve that problem, technology of slow
release fertilizer was then developed. Chitosan is one of non toxic natural resin that
is potentially can be used as material for slow realease fertilizer. This research was
intended to know the capability of chitosan as coating material on urea to make
slow release fertilizer, to examine the characteristic and to observe the effect of
chitosan coated urea on the growth of maize plant. Urea fertilizer was coated with
chitosan by spraying technique using sprayer and at the same time was dried using
a dryer. After that its characteristic was examined with two approaches, i.e.
durability and solubility (submersion and percolation). Its effects on plant height,
leaf width, and leaf colour were also observed. Efficiency of chitosan coated urea
production in this research was 96.65%. Nitrogen concentration of the chitosan
coated urea fertilizer in this research was 36.91%, a little bit lower then the original
urea (40.12%). The chitosan coated urea fertilizer was more durable against the
impact of aquadest drops, less soluble, less leached as compare to the urea fertilizer
without coating. The increase of height and width of maize leaf in chitosan coated
urea fertilizer application was slower and the leaf colour was paler than that of the
urea fertilizer application. It means that chitosan as coating of urea has retarded the
solubility of urea.

Keywords: solubility, nitrogen, durability, leaf colour

Karakteristik Pupuk Urea Berlapis Kitosan dan Pengaruhnya
terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian
pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan

ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

Judul Skripsi : Karakteristik Pupuk Urea Berlapis Kitosan dan Pengaruhnya
terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung
Nama

: Felix Sutanto
NIM
: A14090081

Disetujui oleh

Dr Ir Darmawan, MSc.
Pembimbing I

Dr Ir Gunawan Djajakirana, MSc.
Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr Ir Baba Barus, MSc.
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan atas segala karunia-Nya
sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian yang dilaksanakan sejak
bulan November 2013 ini berjudul Karakteristik Pupuk Urea Berlapis Kitosan dan
Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Dr Ir Darmawan, MSc sebagai dosen pembimbing skripsi I yang telah
memberikan semangat, dukungan, bimbingan, arahan, saran dalam
melakukan penelitian serta penulisan skripsi;
2. Dr Ir Gunawan Djajakirana, MSc sebagai pembimbing skripsi II yang telah
memberikan bimbingan, arahan, dan saran dalam penelitian sampai
menyelesaikan skripsi ;
3. Dr Ir Suwardi, M.Agr sebagai dosen penguji yang telah banyak memberi
saran dan arahan sehingga skripsi tersebut menjadi lebih baik ;
4. Lili Handayani, SP M.Si yang telah banyak membantu dalam penelitian dan
penulisan sampai menyelesaikan skripsi;
5. Teman-teman yang telah membantu dalam penelitian;
6. Kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih
sayangnya.
Penulis berharap semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi semua pihak
yang membaca

Bogor, Mei 2015
Penulis

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL..................................................................................................xii
DAFTAR GAMBAR.............................................................................................xii
LAMPIRAN...........................................................................................................xii
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
Latar Belakang .................................................................................................... 1
Tujuan Penelitian ................................................................................................. 2
METODE ................................................................................................................ 2
Waktu dan Tempat .............................................................................................. 2
Bahan ................................................................................................................... 2
Alat ...................................................................................................................... 3
Metode Penelitian ................................................................................................ 3
Pembuatan Kitosan ...................................................................................... 3
Pelapisan Urea dengan Kitosan ................................................................... 4
Pengujian Karakteristik Urea Berlapis Kitosan .......................................... 4
Pengujian Pengaruh Urea Berlapis Kitosan terhadap Pertumbuhan

Tanaman Jagung .......................................................................................... 5
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................... 5
Karakteristik Kitosan dan Urea Berlapis Kitosan ............................................... 5
Ketahanan dan Kelarutan SRF-UK ..................................................................... 6
Pengaruh SRF-UK terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung ............................. 8
KESIMPULAN ..................................................................................................... 11
SARAN ................................................................................................................. 11
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 12
LAMPIRAN .......................................................................................................... 13
RIWAYAT HIDUP................................................................................................ 17

DAFTAR TABEL
Nomor

Teks

Halaman

1. Dosis pupuk yang diberikan pada media tanam .......................................... 5
2. Total nitrogen yang terlepas (mg) dari satu gram pupuk selama uji

perendaman pupuk dalam satuan waktu (detik) .......................................... 7

DAFTAR GAMBAR
1. Diagram tahap pembuatan kitosan (modifikasi Handayani, 2014) ............. 3
2. (a) Pengujian ketahanan pupuk terhadap tetesan akuades dan (b)

3.
4.
5.

6.
7.
8.
9.
10.

Pengujian kelarutan pupuk secara perkolasi (modifikasi Handayani,
2014) ............................................................................................................ 4
Kitosan yang dihasilkan berbentuk serpihan ............................................... 6

(a) Pupuk urea (merah muda) dan (b) SRF-UK (biru muda) ...................... 6
(a) Grafik pupuk terhadap ketahanan tumbukan tetesan akuades, (b)
pupuk urea setelah ditetesi akuades, dan (c) SRF-UK setelah ditetesi
akuades ........................................................................................................ 7
Grafik total akumulasi nitrogen yang mengalami pencucian pada
proses perkolasi berdasarkan waktu (minggu) ............................................ 8
Grafik pertumbuhan tinggi tanaman jagung berdasarkan waktu
(minggu) ...................................................................................................... 9
Grafik pertumbuhan lebar daun tanaman jagung berdasarkan waktu
(minggu) ...................................................................................................... 9
Bagan Warna Daun (IRRI Leaf Color Chart) yang dipakai ...................... 10
Grafik perubahan warna daun menggunakan BWD berdasarkan waktu
(minggu) .................................................................................................... 10

LAMPIRAN
Gambar struktur kimia (a) Selulosa, (b) Kitosan....................................... 13
Gambar benih jagung yang digunakan ...................................................... 13
Gambar proses pembuatan kitosan ............................................................ 14
Gambar kitosan (a) dilarutkan asam asetat 2%, (b) diencerkan akuades
dan diberi pewarna..................................................................................... 14

5. Gambar uji kelarutan dengan (a) Proses perendaman pupuk, kemudian
(b) Hasil perendaman disaring ................................................................... 14
6. Gambar uji kelarutan pupuk dengan perkolasi .......................................... 15
7. Gambar susunan percobaan penelitian dari kiri ke kanan ( SRF-UK,
Urea, Blanko)............................................................................................. 15
8. Jumlah tetesan pada pupuk sampai melarut .............................................. 15
9. Akumulasi rata-rata total nitrogen yang tercuci (mg) yang tertampung
di perkolat .................................................................................................. 15
10. Rata-rata pertumbuhan tinggi tanaman (cm) tiap MST ............................. 16
11. Rata-rata pertumbuhan lebar tanaman (cm) tiap MST .............................. 16
12. Rata-rata pada angka BWD tiap MST ....................................................... 16

1.
2.
3.
4.

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Nitrogen merupakan salah satu unsur hara yang memberikan pengaruh
paling cepat dan nyata terhadap pertumbuhan tanaman. Nitrogen berfungsi untuk
merangsang pertumbuhan vegetatif dan memberikan warna hijau pada daun. Pada
bagian daun tumbuhan, 40% dari total nitrogen merupakan kloroplas (Murata 1969).
Selain itu, nitrogen merupakan pengatur dari penggunaan kalium, fosfor dan
penyusun lainnya. Tanaman yang kekurangan nitrogen akan tumbuh kerdil dan
memiliki sistem perakaran yang terbatas. Daun juga akan menjadi kuning atau hijau
kekuningan dan cenderung cepat rontok (Soepardi 1983). Kadar hara nitrogen
dalam tanah sangat rendah. Rendahnya kadar nitrogen di dalam tanah tidak
sebanding dengan jumlah yang diangkut oleh tanaman. Oleh karena itu, diperlukan
tambahan pupuk nitrogen untuk memenuhi kebutuhan tanaman. Pupuk nitrogen
yang umumnya ada di pasaran Indonesia ialah urea, ZA, dan diammonium phospate
(DAP). Berdasarkan statistik pertanian tahun 2013 di Indonesia, kebutuhan pupuk
urea paling banyak dibandingkan dengan pupuk lainnya, yaitu sebesar 5.100.000
ton pada tahun 2012 (Kementerian Pertanian 2013).
Pupuk urea yang digunakan saat ini efisiensinya rendah. Urea yang mudah
larut membuat nitrogen di dalamnya menjadi mudah hilang akibat tercuci dan
menguap. Nitrogen sedikit tercuci dalam bentuk amonium (NH4+) dan lebih banyak
mengalami pencucian dalam bentuk nitrat (NO3-). Nitrogen mengalami volatilisasi
dalam bentuk amonia (NH3). Pencucian dan penguapan tersebut menyebabkan
ketersediaan hara nitrogen untuk tanaman menjadi rendah, sehingga pemupukan
harus sering dilakukan dengan mempertimbangkan kebutuhan tanaman. Frekuensi
pemupukan yang tinggi jelas meningkatkan ongkos produksi yang membebani
petani serta membutuhkan lebih banyak tenaga yang dikeluarkan. Untuk mengatasi
kendala tersebut maka dikembangkan pupuk dengan teknologi pelepasan
kandungan hara secara terkendali atau Slow Release Fertilizer.
Slow Release Fertilizer (SRF) adalah pupuk yang dapat mengontrol
pelepasan unsur-unsur hara yang mudah hilang akibat pelarutan dan penguapan
secara lambat dan bertahap. Selain itu, SRF dapat meningkatkan efisiensi
pemupukan serta mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan.
Secara prinsip, proses pengontrol pelepasan unsur hara pada SRF sehingga
menjadi lambat tersedia dapat dilakukan secara fisik, kimiawi, maupun keduanya.
Oleh karena itu, pembuatan SRF dapat dilakukan dengan memperbesar ukuran
butiran pupuk, menambah kekerasannya, melapisi, atau menambahkan dengan
bahan tertentu. Penelitian tentang SRF telah dilakukan di berbagai negara termasuk
di Indonesia. Hoeung et al. (2011) menggunakan zeolit untuk membuat urea
menjadi lambat tersedia. Suherman dan Anggoro (2011) menggunakan campuran
pati dan asam akrilat sebagai bahan pelapis urea. Yenni (2012) menggunakan
polimer amilum, asam polyacrylic, serta polivinil alkohol sebagai pelapis urea.
Bahan lain yang berpotensi sebagai pelapis urea dan masih belum banyak
diteliti adalah kitosan. Kitosan merupakan salah satu resin alami, bersifat non toksik,

2

lebih ramah lingkungan, mudah terdegradasi secara alami, berbentuk serbuk
berwarna putih dan semi transparan, serta sifatnya yang tidak larut dalam air
(Haryani et al. 2007). Kitosan merupakan senyawa dengan rumus kimia poli (2amino-2-deoxy-β-D-glucosan) (Tosh dan Katual 2012). Kitosan terdapat dalam
jumlah yang banyak dan mirip dengan selulosa. Perbedaannya adalah gugus
hidroksil pada atom nomor dua selulosa digantikan oleh gugus amin (NH2). Kitosan
banyak digunakan di bidang pangan, farmasi, medis. Contoh produk kitosan adalah
bahan pengawet, pembuatan kontak lensa, obat anti infeksi.
Kitosan dapat dibuat dari limbah udang. Limbah udang yang berasal dari
industri pengalengan dan pembekuan udang ketersediaannya cukup melimpah dan
belum dimanfaatkan, sehingga berpotensi menjadi bahan untuk pembuatan kitosan.
Oleh karena itu, kitosan diharapkan dapat digunakan sebagai pelapis urea. Pelapis
kitosan dapat mengurangi kehilangan nitrogen akibat pencucian dan penguapan.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini yaitu: (1) Mengetahui kemampuan kitosan sebagai
pelapis urea untuk membuat SRF, (2) Menguji kelarutan pupuk urea berlapis
kitosan, dan (3) Mengamati pengaruh urea berlapis kitosan terhadap pertumbuhan
tanaman jagung.

METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian dilakukan dari November 2013 sampai Desember 2014. Penelitian
dilakukan beberapa tahap, yaitu tahap pembuatan kitosan, pelapisan urea dengan
kitosan, pengujian kelarutan pupuk, dan pengujian pengaruh penggunaan pupuk
terhadap pertumbuhan tanaman jagung. Tahap pembuatan kitosan, pelapisan urea
dengan pelapis kitosan dan pengujian kelarutannya dilakukan di Laboratorium
Bagian Pengembangan Sumberdaya Fisik Lahan dan Laboratorium Kimia dan
Kesuburan Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas
Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Tahap pengujian pengaruh penggunaan urea
berlapis kitosan terhadap pertumbuhan tanaman jagung dilakukan di rumah plastik.
Bahan
Bahan yang digunakan pada proses pembuatan kitosan adalah limbah kulit
udang jenis Udang Windu yang didapatkan dari limbah ekspor udang tempat
pelelangan ikan yang telah dikeringkan, HCl 1N, NaOH 3,5%, NaOH 50%. Pada
tahap pelapisan urea dengan pelapis kitosan digunakan urea subsidi, larutan kitosan,
dan pewarna pembanding berupa pewarna makanan berwarna biru dengan
komposisi Biru Berlian CI 42090 dan Karmoisin CI 14720. Bahan untuk uji
kelarutan ialah akuades, sedangkan untuk uji perkolasi menggunakan media
Latosol Dramaga. Bahan-bahan untuk analisis N-terlarut adalah H2SO4 pekat,
bubuk selenium, parafin cair, NaOH 50%, H3BO3 4%, indikator Conway, dan HCl
0,1N. Bahan-bahan untuk penanaman jagung dengan SRF yang dibuat,

3

menggunakan tanaman jagung manis (Laksmi SD3 IPB), polibag, serta Latosol
Dramaga.
Alat
Alat yang digunakan untuk membuat urea menjadi SRF dengan pelapis
kitosan terdiri dari sprayer dan dryer. Alat yang digunakan untuk uji kelarutan ialah
kolom perkolasi terbuat dari pipa paralon. Alat untuk mengamati pertumbuhan
tanaman jagung dengan SRF yang dibuat, menggunakan alat ukur dan bagan warna
daun (IRRI Leaf Color Chart).
Metode Penelitian
Pembuatan Kitosan
Proses pembuatan kitosan dilakukan dengan metode seperti diagram pada
Gambar 1, seperti yang dilakukan oleh Suptijah (2012). Tahapannya terdiri dari
demineralisasi, deproteinasi, dan deasetilasi. Limbah kulit udang yang telah bersih
dan kering didemineralisasi menggunakan HCl 1N dengan perbandingan 1:7 b/v,
dipanaskan selama 1 jam pada suhu sekitar 90 °C. Selanjutnya dilakukan pencucian
hingga pH mendekati netral, didekantasi, dan dikeringkan. Setelah itu dilakukan
deproteinasi menggunakan NaOH 3,5% dengan perbandingan 1:10 b/v, dipanaskan
pada suhu sekitar 90 °C selama 1 jam, kemudian didekantasi. Tahap berikutnya
ialah proses deasetilasi menggunakan NaOH 50% dengan perbandingan 1:10 b/v,
dipanaskan pada suhu sekitar 110 °C selama 1 jam sampai dihasilkan kitosan.
Kitosan dicuci hingga pH menjadi netral dan dikeringkan.

Gambar 1. Diagram tahap pembuatan kitosan (modifikasi Handayani, 2014)

4

Pelapisan Urea dengan Kitosan
Kitosan dilarutkan dengan menggunakan asam asetat 2% dengan
perbandingan 1:20 b/v, kemudian ditambahkan dengan akuades dan ditera sampai
100 ml serta diberikan pewarna pembanding berupa pewarna makanan berwarna
biru sebanyak 1 tetes. Pewarna makanan diberikan untuk mempermudah proses
pelapisan. Jumlah urea yang digunakan adalah 100 gram, kemudian disemprotkan
ke permukaannya dengan menggunakan sprayer yang telah diisi dengan 100 ml
larutan kitosan sambil dikeringkan menggunakan dryer.
Pengujian Karakteristik Urea Berlapis Kitosan
Pengujian karakteristik urea berlapis kitosan dilakukan dengan dua
pendekatan, yaitu menguji ketahanan terhadap tumbukan tetesan air dan menguji
kelarutannya. Ketahanan pupuk terhadap tumbukan tetesan air dilakukan dengan
cara meneteskan akuades pada pupuk menggunakan buret pada ketinggian 20 cm
dengan kecepatan tetesan 12 tetes/menit hingga pupuk melarut (Gambar 2a).
Pengujian kelarutan dilakukan dengan dua cara, yaitu perendaman dan perkolasi.
Perendaman dilakukan dengan merendam 1 gram pupuk menggunakan 20 ml
akuades, dengan waktu 1, 50, 100, 150, dan 200 detik. Setelah itu, disaring dengan
kertas saring dan larutan yang telah disaring diukur nitrogennya dengan metode
Kjeldahl. Metode perkolasi dilakukan dengan menggunakan 1 gram pupuk serta tanah
Latosol dengan kedalaman 20 cm seperti pada Gambar 2b dan dilakukan selama 7
minggu. Setiap minggu dilakukan 3 kali penyiraman dengan menggunakan akuades
sebanyak 90 ml. Kemudian nitrogen pada perkolat diukur setiap minggu dengan
menggunakan metode Kjeldahl.
Akuades
6,35 cm

20 cm
Buret

Tanah dan pupuk
Saringan
Selang

Akuades

Perkolat

Pupuk
(a)
(b)
Gambar 2. (a) Pengujian ketahanan pupuk terhadap tetesan akuades dan (b) Pengujian
kelarutan pupuk secara perkolasi (modifikasi Handayani, 2014)

5

Pengujian Pengaruh Urea Berlapis Kitosan terhadap Pertumbuhan Tanaman
Jagung
Pengujian pengaruh pemberian urea berlapis kitosan terhadap pertumbuhan
tanaman jagung dilakukan pada tanaman jagung manis varietas Laksmi SD3 IPB.
Benih ditanam dua biji per polibag yang diisi dengan tanah Latosol Dramaga
sebanyak 10 kg BKU. Rancangan perlakuan terdiri dari tiga perlakuan, yaitu
penambahan urea bersubsidi, penambahan urea berlapis kitosan yang selanjutnya
disebut SRF-UK, serta tanpa pemberian keduanya (BLANKO). Semua perlakuan
diberikan pupuk dasar SP-36 dan KCl. Banyaknya dosis pupuk dapat dilihat di
Tabel 1.
Tabel 1. Dosis pupuk yang diberikan pada media tanam
Urea
Perlakuan
Blanko
Urea
SRF-UK

SRF-UK

Dosis/ha (kg)

Dosis/polybag (g)

Dosis/ha (kg)

Dosis/polybag (g)

400
-

6,46
-

400

6,46

Dosis pupuk dasar yang digunakan adalah 100 kg/ha (1,6 gram/Polybag) KCl
dan 100 kg/ha (1,6 gram/polybag) SP-36. Penyiraman tanaman dilakukan setiap
hari. Kemudian dilakukan pengamatan terhadap tinggi tanaman, lebar daun, serta
warna daun selama 8 minggu hingga masa primordia. Warna daun diukur
menggunakan Bagan Warna Daun (IRRI Leaf Color Chart) yang selanjutnya
disebut BWD.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Kitosan dan Urea Berlapis Kitosan
Hasil pembuatan kitosan dari limbah kulit udang secara fisik berbentuk
serpihan berwarna kuning (Gambar 3). Namun, pada umumnya kitosan berbentuk
serbuk berwarna putih atau kuning dengan ukuran partikel kurang dari 30 µm
(Handayani 2008). Bentuk serbuk ini dikarenakan adanya proses penghancuran
secara fisik sebelum dilakukan proses kimiawi. Akan tetapi pada penelitian ini tidak
dilakukan proses penghancuran secara fisik, karena untuk mempermudah proses
dekantasi dan pencucian. Hasil rendemen kitosan yang dihasilkan adalah sebesar
19,56% dari bobot kulit udang. Bentuk dan ukuran kitosan yang digunakan tidak
berpengaruh karena dapat dilarutkan dengan menggunakan asam asetat 2%.

6

Gambar 3. Kitosan yang dihasilkan berbentuk serpihan
Gambar 4 (a) menunjukkan urea yang belum dilapisi oleh pelapis kitosan,
sedangkan Gambar 4 (b) menunjukkan urea dengan pelapis kitosan (SRF-UK).
Warna biru pada SRF-UK dikarenakan adanya tambahan pewarna berwarna biru
pada larutan kitosan yang berasal dari pewarna makanan. Efisiensi pembuatan SRFUK adalah 96,65% dari bahan asalnya (urea bersubsidi).

(a)
(b)
Gambar 4. (a) Pupuk urea (merah muda) dan (b) SRF-UK (biru muda)
Kadar nitrogen yang dimiliki oleh SRF-UK adalah sebesar 36,91%, lebih
sedikit dibanding nitrogen pada urea sebelum dilapisi (40,12%). Perbedaan kadar
nitrogen tidak menunjukkan perbedaan yang nyata. Berkurangnya kadar nitrogen
dikarenakan adanya sedikit penambahan bobot dari lapisan kitosan sendiri dan
kehilangan saat proses pembuatan SRF-UK.
Ketahanan dan Kelarutan SRF-UK
Hasil uji ketahanan pupuk terhadap tetesan akuades disajikan pada Gambar
5a. Dapat dilihat bahwa SRF-UK memiliki ketahanan lebih kuat dibandingkan
dengan urea tanpa pelapis. Pupuk urea tanpa pelapis mulai melarut pada rata-rata
tetesan ke-6 (Gambar 5b), sedangkan pada SRF-UK mulai melarut pada rata-rata
tetesan ke-13 (Gambar 5c). Ketahanan SRF-UK disebabkan oleh adanya lapisan
kitosan pada urea. Adanya pelapis kitosan pada urea dapat menghambat kelarutan
urea karena air tidak secara langsung bersentuhan dengan permukaan pupuk di
dalamnya.

7

14

Jumlah Tetesan

12
10
8
6

Urea

4

SRF-UK

(b)

2
0
Urea SRF-UK

Jenis Pupuk

(a)

(c)

Gambar 5. (a) Grafik pupuk terhadap ketahanan tumbukan tetesan akuades, (b) pupuk urea
setelah ditetesi akuades, dan (c) SRF-UK setelah ditetesi akuades
Uji kelarutan pupuk dilakukan dengan merendam pupuk menggunakan
akuades. Hasil uji perendaman pupuk dapat dilihat pada Tabel 2. Berdasarkan Tabel
2, SRF-UK lebih lambat melarut bila dibandingkan dengan urea tanpa pelapis. Pada
detik ke-1, SRF-UK melarutkan nitrogen sebanyak 138,1 mg, sedangkan urea tanpa
pelapis melarutkan nitrogen sebanyak 186,7 mg. Hal ini dikarenakan adanya
lapisan kitosan yang tidak larut air dan menahan air secara fisik sehingga tidak
langsung bersentuhan dengan air.
Tabel 2. Total nitrogen yang terlepas (mg) dari satu gram pupuk selama uji
perendaman pupuk dalam satuan waktu (detik)
Waktu (detik)
Perlakuan

1
50
100
150
200
----------------------------------------mg------------------------------------------

Urea

186,7

262,8

317,8

344,0

370,7

SRF-UK

138,1

242,9

298,8

341,2

366,9

Selanjutnya, berdasarkan hasil uji perkolasi (Gambar 6), SRF-UK mengalami
pencucian lebih sedikit dibandingkan dengan urea tanpa pelapis dari minggu ke-4
hingga akhir pengujian perkolasi pada minggu ke-7. Terlihat pada minggu ke-4
akumulasi pencucian nitrogen pada SRF-UK lebih sedikit dibandingkan urea tanpa
pelapis. Hal ini dikarena SRF-UK mengeluarkan nitrogen secara perlahan, sehingga
membuat sebagian nitrogen masih tertahan di dalam SRF-UK. Nitrogen pada urea

8

tanpa pelapis dan SRF-UK keduanya mengalami pencucian karena tidak ada
tanaman yang memanfaatkan nitrogen di dalam tabung perkolasi.
Perkolasi Pupuk
Total N Tercuci (mg)

500
400
300
200
100
0
0

2

4

6

8

Waktu (Minggu)
SRF-UK mengalami pencucian pada proses
Gambar 6. Grafik total Blanko
akumulasi Urea
nitrogen yang
.
perkolasi berdasarkan waktu (minggu)

Berdasarkan penelitian Handayani (2014), pencucian nitrogen pada perkolasi
pupuk yang dilapisi kitosan juga lebih lambat daripada pupuk yang tidak dilapisi
kitosan. Hal ini sesuai dengan hasil uji perkolasi pada Gambar 6.
Pengaruh SRF-UK terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung
Berdasarkan hasil pengamatan pertumbuhan tinggi tanaman jagung yang
dipupuk dengan SRF-UK, urea tanpa pelapis, dan blanko (Gambar 7), terlihat
bahwa pertumbuhan tinggi tanaman jagung pada perlakuan urea tanpa pelapis lebih
cepat dibandingkan dengan SRF-UK maupun blanko. Hal ini karena urea tanpa
pelapis menyediakan nitrogen untuk tanaman jagung dalam jumlah yang sangat
banyak. Pada SRF-UK pertumbuhan tanaman jagung lebih lambat dari urea tanpa
pelapis. Hal ini dikarenakan pada SRF-UK menyediakan nitrogen secara perlahan,
sehingga pertumbuhannya lebih lambat dibandingkan dengan tanaman yang
diberikan urea tanpa pelapis. Akan tetapi pertumbuhan tanaman jagung yang diberi
SRF-UK lebih baik dibandingkan dengan blanko yang hanya diberikan pupuk dasar
P dan K tanpa pemberian pupuk nitrogen. Dapat dikatakan bahwa kitosan sebagai
pelapis urea berfungsi dalam memperlambat kelarutan nitrogen.

9

Pertumbuhan Tinggi Tanaman Jagung
Tinggi Tanaman (cm)

250,0
200,0
150,0
100,0
50,0
0,0
1

2

3

4

5

6

7

8

Minggu Setelah Tanam
BLANKO

UREA

SRF-UK

Gambar 7. Grafik pertumbuhan tinggi tanaman jagung berdasarkan waktu
(minggu)
Berdasarkan penelitian Sari (2013), pertumbuhan tinggi tanaman jagung pada
pupuk lambat tersedia lebih lambat dibandingkan dengan tanaman yang diberikan
urea tanpa pelapis. Hal ini sesuai dengan data pertumbuhan tinggi tanaman jagung
yang ditunjukkan Gambar 7.
Selanjutnya berdasarkan hasil pengamatan pertumbuhan lebar tanaman
jagung yang diberi SRF-UK, urea tanpa pelapis, dan blanko yang disajikan pada
Gambar 8, terlihat bahwa pertumbuhan tanaman jagung yang pada perlakuan yang
diberi urea tanpa pelapis lebih cepat dibandingkan dengan tanaman jagung pada
perlakuan yang diberikan SRF-UK. Hal ini dikarenakan urea tanpa pelapis
menyediakan kebutuhan nitrogen yang banyak untuk pertumbuhan vegetatif secara
langsung. Namun, pertumbuhan lebar daun pada perlakuan SRF-UK sama dengan
blanko, sehingga dapat dikatakan bahwa penyediaan nitrogen dari SRF-UK
terhambat bagi pertumbuhan lebar daun tanaman jagung. Artinya fungsi pelapisan
kitosan terlihat dalam menghambat kelarutan nitrogen.
Pertumbuhan Lebar Tanaman Jagung
Lebar Daun (cm)

8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
1

2

3

4

5

6

7

8

Minggu Setelah Tanam
BLANKO

UREA

SRF-UK

Gambar 8. Grafik pertumbuhan lebar daun tanaman jagung berdasarkan
waktu (minggu)

10

Hasil pengamatan terhadap warna daun menggunakan Bagan Warna Daun
(IRRI Leaf Color Chart) disajikan pada Gambar 10. Semakin tinggi angka pada
BWD, maka semakin gelap warna daun (Gambar 9). Warna pada daun menunjukan
kecukupan nitrogen yang diserap oleh tanaman. Semakin gelap warna daun, maka
jumlah nitrogen yang diserap oleh tanaman semakin banyak. Warna daun diamati
dengan menggunakan BWD. Pada perlakuan Urea angka pada BWD tinggi dari
minggu pertama hingga minggu ke-3. Hal ini karena urea menyediakan nitrogen
yang banyak bagi tanaman untuk membentuk kloroplas pada daun. Setelah minggu
ke-4 sampai minggu ke-8, angkanya mengalami penurunan. Pada perlakuan SRFUK, angka BWD menunjukkan cenderung konstan dan warnanya lebih pucat dari
warna daun dengan perlakuan pemberian urea. Hal ini dapat dikatakan bahwa SRFUK menyediakan nitrogen bagi tanaman secara perlahan dan tetap. Pada blanko,
angka pada BWD yang pada awalnya sama dengan perlakuan lain. Pada minggu
ke-6 sampai minggu ke-8 angka pada BWD terus menurun. Hal ini menandakan
bahwa pada minggu ke-1 hingga minggu ke-5 nitrogen pada tanah masih tercukupi
bagi tanaman. Ketersediaan nitrogen pada tanah mulai mengalami penurunan pada
minggu ke-6 hingga minggu ke-8. Sehingga dapat dikatakan fungsi kitosan sebagai
pelapis bekerja dengan baik dalam menghambat terjadinya kelarutan nitrogen

2

3

5

4

Gambar 9. Bagan Warna Daun (IRRI Leaf Color Chart) yang dipakai

Indikator Warna BWD

Perubahan Warna Daun
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
1

2

3

4

5

6

7

8

Minggu
BLANKO

UREA

SRF-UK

Gambar 10. Grafik perubahan warna daun menggunakan BWD berdasarkan waktu
(minggu)
Menurut Suwardi dan Efendi (2009), nilai BWD dengan nilai klorofil daun
yang diukur menggunakan klorofilmeter Minolta SPAD 512 (Soil Plant Analysis
Development) menunjukkan hubungan positif nyata linier, di mana semakin besar
nilai klorofil meter semakin besar nilai skala BWD. Hal tersebut menunjukkan

11

bahwa nilai BWD berkaitan erat dengan nilai SPAD sekaligus berkaitan erat dengan
jumlah klorofil yang terkandung pada kloroplas tumbuhan.
Berdasarkan pengamatan terhadap tinggi, lebar, dan warna tanaman jagung,
pupuk SRF-UK yang dihasilkan telah berhasil dalam menghambat kelarutan pupuk
urea. Pupuk SRF-UK yang dihasilkan dapat digunakan sebagai alternatif pupuk
untuk tanaman tahunan. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk tanaman
semusim agar sesuai untuk pola pertumbuhannya.

KESIMPULAN
Kesimpulan dari penelitian ini ialah:
1. Kitosan dapat digunakan sebagai pelapis urea untuk membuat pupuk
SRF
2. Urea berlapis kitosan pada penelitian ini memiliki ketahanan terhadap
tetesan akuades dua kali lebih kuat, kelarutannya lebih lambat, tercuci
lebih sedikit dibandingkan dengan urea tanpa pelapis
3. Tinggi, lebar dan warna daun menunjukkan nitrogen dari urea berlapis
kitosan ketersediaannya lebih terhambat. Hal ini menunjukkan kerja
kitosan sebagai pelapis berfungsi dengan baik.

SARAN
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk tanaman semusim agar
didapatkan kapan waktu pemberian yang cocok untuk pola pertumbuhannya. Hal
ini dilakukan agar pelepasan hara SRF-UK tepat sasaran saat tanaman jagung
membutuhkan unsur hara tersebut, sehingga pertumbuhannya lebih optimal.

12

DAFTAR PUSTAKA
Handayani I. 2008. Karakterisasi dan Profil Disolusi Atenolol dari Matriks
Kompleks Poliion Kitosan-Natrium Alginat [skripsi]. Depok (ID):
Universitas Indonesia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Departemen Farmasi.
Handayani L. 2014. Formulasi Pupuk Lepas Terkendali Menggunakan Pelapisan
Akrilik dan Kitosan serta Aplikasinya pada Pembibitan Acacia crassicarpa
[tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor, Sekolah Pascasarjana, Progam
Studi Agroteknologi Tanah.
Haryani K, Hargono, Budiyati CS. 2007. Pembuatan Kitosan dari Kulit Udang
untuk Mengadsorbsi Logam Krom (Cr6+) dan Tembaga (Cu). Jurnal Reaktor.
11(2): 86-90.
Hoeung P, Bindar Y, Senda SP. 2011. Development of Granular Urea-Zeolite Slow
Release Fertilizer Using Inclined Pan Granulator. Jurnal Teknik Kimia
Indoesia. 10 (2): 102-111.
Kementerian Pertanian (ID). 2013. Statistik Pertanian 2013 Agricultural Statistics.
Jakarta (ID): Pusat Data dan Sistem Informasi Pertanian Kementerian
Pertanian.
Murata Y. 1969. Physiological Responses to Nitrogen in Plants. Di dalam: Jerry D
Eastin, FA Haskins, CY Sullivan, CHM Van Bavel, and Richard C Dinauer
editor. Physiological Aspects of Crop Yield: Proceedings of a symposium
sponsored by the University of Nebraska, the American Society of Agronomy,
and the Crop Science Society of America; 20-24 Januari 1969; Nebraska(US):
hlm. 235-259.
Sari EP. 2013. Formulasi Pupuk Nitrogen Lambat Tersedia dari Bahan Urea, Zeolit,
serta Asam Humat dan Pengaruhnya Terhadap Pertumbuhan Jagung [tesis]
Bogor : Institut Pertanian Bogor, Sekolah Pascasarjana, Program Studi
Agroteknologi Tanah.
Soepardi G. 1983. Sifat dan Ciri Tanah. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Suherman dan Anggoro DD. 2011. Producing Slow Release Urea by Coating with
Strach/Acrylic Acid in Fluid Bed Spraying. International Journal of
Engineering & Technology IJET-IJENS. 11(6) : 77-80.
Sumada K, Tamara PE. Alqani F. 2011. Kajian Proses Isolasi α – Selulosa dari
Limbah Batang Tanaman Manihot Esculenta Crantz yang Efisien. Jurnal
Teknik Kimia 5(4) : 434-438
Suptijah P. 2012. Pengembangan Kitosan sebagai Absorben Pengotor dalam Aplikasi
Pemurnian Agar dan Keragenan [disertasi]. Bogor (ID) : Institut Pertanian Bogor,
Sekolah Pasasarjana, Program Studi Tekonologi Kelautan.
Suwardi dan Efendi R. 2009. Efisiensi Penggunaan Pupuk N pada Jagung Komposit
Menggunakan Bagan Warna Daun. Prosiding Seminar Nasional Serealia.
Maros, 29 Juli 2009: hlm. 108-115.
Tosh B dan Katual PC. 2012. Synthesis and Characterization of Chitosan
Derivatives in Homogeneous Medium. Chemical Science Reiew and Letters
1(3): 156-161.
Yenni A. 2012. Pembuatan Slow Release Fertilizer dengan Menggunakan Polimer
Amilum dan Asam Polyacrylic serta Polivinil Alkohol sebagai Pelapis

13

dengan Menggunakan Metoda Fluidized Bed [tesis]. Semarang (ID):
Universitas Diponegoro, Program Pascasarjana, Program Studi Teknik
Kimia.

LAMPIRAN

(a)

(b)
Lampiran 1. Gambar struktur kimia (a) Selulosa (modifikasi dari Sumada et al.
2011), (b) Kitosan (modifikasi dari Handayani 2014)

Lampiran 2. Gambar benih jagung yang digunakan

14

Kulit udang

Pencucian

Demineralisasi

Dekantasi dan
pencucian

Deproteinasi

Deasetilasi

Dekantasi dan
pencucian

Kitosan yang
dihasilkan

Lampiran 3. Gambar proses pembuatan kitosan

(a)
(b)
Lampiran 4. Gambar kitosan (a) dilarutkan asam asetat 2%, (b) diencerkan akuades
dan diberi pewarna

(a)

(b)

Lampiran 5. Gambar uji kelarutan dengan (a) Proses perendaman pupuk, kemudian
(b) Hasil perendaman disaring

15

Lampiran 6. Gambar uji kelarutan pupuk dengan perkolasi

Lampiran 7. Gambar susunan percobaan penelitian dari kiri ke kanan (SRF UK,
Urea, Blanko)
Lampiran 8. Jumlah tetesan pada pupuk sampai melarut
Ulangan

1

2

3

Urea

5

6

8

11

13

15

SRF-UK

Lampiran 9. Akumulasi rata-rata total nitrogen yang tercuci (mg) yang tertampung
di perkolat
Perlakuan
Blanko
SRF-UK
Urea

Hasil akumulasi pencucian nitrogen (mg) pada minggu ke1

2

3

4

5

8,0
22,2
11,6

20,0
77,0
46,4

24,2
124,6
102,2

43,3
150,0
153,9

65,5
193,1
259,6

6
65,5
259,1
364,1

7
65,5
356,2
461,5

16

Lampiran 10. Rata-rata pertumbuhan tinggi tanaman (cm) tiap MST
Perlakuan
Blanko
Urea
SRF-UK

MST
1

2

3

4

5

6

7

8

13,0
14,0
8,2

35,0
36,0
28,3

59,0
71,0
45,0

76,3
100,5
70,7

88,7
124,0
92,7

101,0
145,0
114,7

104,0
161,5
125,3

104,7
192,5
133,5

7
5,17
6,13
4,87

8
5,23
6,13
5,10

Lampiran 11. Rata-rata pertumbuhan lebar tanaman (cm) tiap MST
Perlakuan
Blanko
Urea
SRF-UK

1
1,67
1,53
1,30

2
1,67
1,90
1,53

3
2,43
3,30
1,73

MST
4
3,33
4,67
3,00

5
4,03
5,27
4,00

6
4,50
5,90
4,37

Lampiran 12. Rata-rata pada angka BWD tiap MST
Perlakuan
Blanko
Urea
SRF-UK

MST
1
3,0
3,5
3,0

2
3,0
4,0
3,0

3
3,0
4,0
3,0

4
3,0
3,5
3,3

5
3,0
3,5
3,5

6
2,8
3,3
3,2

7
2,2
3,3
3,2

8
2,0
3,3
3,3

17

RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Tebing Tinggi pada tanggal 19 Juli 1991, putra dari Bapak
Eddie Sutanto dan Ibu Thio Kiang Kiang. Penulis merupakan anak ketiga dari tiga
bersaudara. Penulis mulai menempuh pendidikan formal di SD Kalam Kudus kota
Pekanbaru. Setelah lulus SD, penulis melanjutkan ke SMP Santa Maria Pekanbaru
dan pada tahun ke-2 berpindah ke SMP Methodist-2 Medan. Selanjutnya penulis
melanjutkan pendidikan SMA ke SMA Methodist-2 Medan. Setelah itu penulis
diterima di Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian,
Institut Pertanian Bogor pada tahun 2009 melalui jalur Ujian Talenta Mandiri IPB
(UTM).
Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif dan menjadi pengurus di beberapa
kepanitiaan dan organisasi, baik di dalam ruang lingkup departemen dan fakultas
maupun di luar, seperti menjadi ketua Dies Natalis KMB IPB, Divisi Hubungan
Internal Eksternal UKM KMB IPB, ketua Bagian Olahraga dan Seni HMIT IPB,
Divisi Logistik danTransportasi pada Masa Perkenalan Departemen ITSL. Penulis
juga pernah menjadi pemain dari tim basket pada pertandingan TPB CUP IPB dan
tim basket Ilmu Tanah pada Seri-A Faperta IPB yang keduanya mendapat peringkat
ke-2 dan pernah menjadi juara 2 pada pertandingan catur di pertandingan Seri-A
Faperta IPB. Penulis pernah menjadi pelatih untuk tim basket Ilmu Tanah dan
membawa tim basket Ilmu Tanah menjadi juara 1 di pertandingan Seri-A Faperta
IPB.