Potensi hasil samping produksi biogas dari limbah cair pabrik kelapa sawit dengan penambahan aktivator kotoran sapi potong sebagai pupuk organik

POTENSI HASIL SAMPING PRODUKSI BIOGAS DARI
LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT DENGAN
PENAMBAHAN AKTIVATOR KOTORAN SAPI
POTONG SEBAGAI PUPUK ORGANIK

SKRIPSI
TIKA SRI AMINAH

DEPARTEMEN ILMU PRODUKSI DAN TEKNOLOGI PETERNAKAN
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2011
12

RINGKASAN
Tika Sri Aminah. D14070226. 2011. Potensi Hasil Samping Produksi Biogas dari
Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit dengan Penambahan Aktivator Kotoran
Sapi Potong sebagai Pupuk Organik. Skripsi. Departemen Ilmu Produksi dan
Teknologi Peternakan, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Pembimbing Utama : Ir. Salundik, M.Si.
Pembimbing Anggota : Prof. Dr. Ir. Ani Suryani, DEA.

Indonesia merupakan salah satu negara yang memiliki perkebunan kelapa
sawit yang sangat luas. Hal ini ditandai dengan bertambahnya luasan perkebunan
kelapa sawit setiap tahun dan semakin banyak pabrik-pabrik pengolahan kelapa
sawit. Limbah cair kelapa sawit merupakan salah satu hasil samping dari proses
pengolahan pabrik kelapa sawit. Pemanfaatan limbah cair kelapa sawit menjadi
biogas merupakan salah satu alternatif untuk mengurangi tingkat pencemaran
lingkungan. Hasil samping produksi biogas ini dapat dimanfaatkan juga sebagai
pupuk organik. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis potensi hasil samping
produksi biogas dengan penambahan aktivator kotoran sapi potong sebagai pupuk
organik.
Perlakuan yang digunakan dalam pembuatan pupuk organik ini adalah
pemanfaatan limbah cair kelapa sawit dengan penambahan aktivator dari kotoran
sapi potong dengan perbandingan 70%:30%, 80%:20%, dan 90%:10%.
Pengomposan pupuk dilakukan selama 40 hari dengan metode anaerobik. Rancangan
yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap dengan tiga kali ulangan. Data
diolah dengan menggunakan ANOVA dan apabila terdapat perbedaan nyata maka
akan dilakukan uji lanjut Tukey’s. Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa
perbandingan limbah cair kelapa sawit dengan penambahan ativator tidak
berpengaruh terhadap pH, kandungan C organik, N total, fosfor (P), kalium (K), dan
rasio C/N, tetapi berpengaruh terhadap kandungan Fe dan Mn. Hasil uji lanjut

Tukey’s menunjukkan bahwa kandungan Fe pada taraf perlakuan P70S30 tidak berbeda
nyata dengan taraf perlakuan P80S20, taraf perlakuan P80S20 tidak berbeda nyata
dengan taraf perlakuan P90S10, tetapi taraf perlakuan P70S30 nyata (P0,05) lebih tinggi dari taraf perlakuan P80S20.
Kandungan unsur hara C organik, N total, P, K, Fe dan Mn tergolong rendah.
Taraf perlakuan P90S10 adalah yang paling baik karena pH pada perlakuan ini telah
memenuhi standar pupuk organik, kandungan unsur hara C organik, N total, P,K
tidak berbeda dengan yang lain, kandungan Fe dan Mn paling kecil tetapi tidak
distandarkan, dan memiliki rasio C/N yang setara dengan standar C/N pupuk
organik.
Kata- kata kunci: Limbah Cair Kelapa Sawit, Pupuk Organik

2

ABSTRACT
Potential by Product of Biogas Production from Palm Oil Mill Effluent with the
Addition of Activator Beef Cattle Manure as Organic Fertilizer
T.S. Aminah, Salundik, A. Suryani
Palm oil production increased sharply in the few years. Palm oil mill effluent
(POME) can disturb environment if discharged untreated. Palm oil mill effluent is a
thick brownish liquid that contains high solids, oil and grease, COD and BOD

values. Various technology in the settlement of disposal of farm and palm oil mill
effluent have been developed, one of them is with the exploiting of POME become
the biomass and liquid organic fertilizer. This research were aimed to know the
quality of organic fertilizer resulted of biogas output. Data were analyzed by using
analysis of completely randomized design with three time of replication. Parameter
in the form of pH, temperature, obstetrical of macro mineral of C, total nitrogen,
phospor, kalium, and micro mineral of Fe and Mn. The conclusion of this research
was the best organic fertilizer resulted from by product of biogas production with
90% liquid waste of palm coconut and 10% active sludge as compare.
Keywords : Palm Oil Mill Effluent, Organic Fertilizer.

3

POTENSI HASIL SAMPING PRODUKSI BIOGAS DARI
LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT DENGAN
PENAMBAHAN AKTIVATOR KOTORAN SAPI
POTONG SEBAGAI PUPUK ORGANIK

TIKA SRI AMINAH
D14070226


Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Peternakan pada
Fakultas Peternakan
Institut Pertanian Bogor

DEPARTEMEN ILMU PRODUKSI DAN TEKNOLOGI PETERNAKAN
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2011
1

Judul

: Potensi Hasil Samping Produksi Biogas dari Limbah Cair Pabrik

Kelapa Sawit dengan Penambahan Aktivator Kotoran Sapi
Potong sebagai Pupuk Organik
Nama


: Tika Sri Aminah

NIM

: D14070226

Menyetujui,

Pembimbing Utama,

Ir. Salundik, M. Si
NIP. 19640406 198903 1 003

Pembimbing Anggota

Prof. Dr. Ir. Ani Suryani, DEA
NIP. 19640424 198903 1 001

Mengetahui,
Ketua Departemen,

Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan

Prof. Dr. Ir. Cece Sumantri, M. Agr. Sc.
NIP. 19591212 198603 1 004

Tanggal Ujian : 18 Juli 2011

Tanggal Lulus :
4

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 01 November 1988 di Laboy Jaya,
Kecamatan Bangkinang Seberang, Kabupaten Kampar, Provinsi Riau. Penulis adalah
anak pertama dari pasangan Bapak Subadi dan Ibu Siti Mu’awanah. Penulis memiliki
seorang adik perempuan bernama Apriyanti Maisharotul Mukarromah.
Penulis mengawali pendidikan Sekolah Dasar (SD) tahun 2001 di SD
Muhammadiyah 048 Bangkinang, pendidikan lanjutan menengah pertama (SMP)
diselesaikan pada tahun 2004 di SMPN 2 Bangkinang dan pendidikan lanjutan
menengah atas (SMA) diselesaikan tahun 2007 di SMAN 2 Bangkinang. Penulis
diterima sebagai mahasiswi Institut Pertanian Bogor pada tahun 2007 melalui jalur

BUD (Beasiswa Utusan Daerah) dari Pemerintahan Provinsi Riau dan diterima
sebagai mahasiswi Jurusan Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan, Fakultas
Peternakan, Institut Pertanian Bogor pada tahun 2008.
Selama mengikuti pendidikan, penulis aktif di berbagai organisasi meliputi
pengurus HIMAPROTER yaitu pada Divisi Satwa Harapan (2009), pengurus Badan
Eksekutif Mahasiswa (BEM) Fakultas Peternakan yaitu sebagai staf divisi Sosial
Lingkungan dan Masyarakat (2010), anggota Teater Kandang (2008-sekarang),
pengurus Ikatan Keluarga Pelajar dan Mahasiswa Riau (IKPMR) Bogor sebagai
koordinator Kesekretariatan (2010), wakil ketua Himpunan Keluarga Pelajar dan
Mahasiswa Kampar (HIKAPEMAKA) Bogor (2008), panitia Dekan Cup sebagai staf
divisi pertandingan catur (2009), anggota Unit Kegiatan Mahasiswa (UKM) catur
(2008- sekarang), mengikuti kejuaraan catur tingkat Nasional (2008). Penulis juga
aktif mengikuti pelatihan dan seminar diantaranya Seminar Budidaya dan Prospek
Usaha Lebah Madu pada tahun 2008, Seminar Nasional dan Penanaman ”Save
Mangrove for Our Earth” pada tahun 2011, serta Seminar IPB Green Living
Movement ”Green Living and Youth Creativity” tahun 2011. Penulis pernah
mengikuti kegiatan magang di Balai Besar Diklat Agribisnis Peternakan dan
Kesehatan Hewan (BBDAPK) Cinagara pada tahun 2010.

5


KATA PENGANTAR
Puji syukur Penulis haturkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat, karunia dan hidayahNya, sehingga Penulis dapat menyelesaikan penelitian
dan penulisan skripsi ini sesuai dengan waktu yang telah ditentukan. Shalawat dan
salam senantiasa tercurah kepada Nabi Muhammad SAW beserta para sahabat
sebagai suri tauladan hingga akhir zaman. Skripsi berjudul “Potensi Hasil Samping
Produksi Biogas dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit dengan Penambahan
Aktivator Kotoran Sapi Potong sebagai Pupuk Organik ” ini merupakan syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Peternakan di Fakultas Peternakan, Institut
Pertanian Bogor.
Pencemaran

lingkungan

adalah

salah

satu


masalah

yang

banyak

diperbincangkan. Industri pengolahan kelapa sawit merupakan salah satu penghasil
limbah padat dan limbah cair dalam jumlah besar, begitu juga dengan sapi potong
yang merupakan salah satu ternak penghasil limbah dalam jumlah banyak.
Pengolahan limbah yang tidak tepat dari kedua sektor tersebut akan mengakibatkan
timbulnya pencemaran dan kerusakan pada lingkungan seperti pencemaran tanah, air,
dan udara. Namun, hal itu dapat dikurangi dengan pengelolaan limbah secara tepat
seperti pengelolaan limbah cair kelapa sawit dengan penambahan kotoran sapi
potong menjadi biogas dan pupuk organik.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat banyak
keurangan dan jauh dari sempurna. Semoga hasil yang tertuang dalam tulisan ini
bermanfaat bagi pembaca dan semua pihak yang membutuhkan.

Bogor, Agustus 2011


Penulis

6

DAFTAR ISI
Halaman
RINGKASAN ............................................................................................

i

ABSTRACT ...............................................................................................

ii

LEMBAR PERNYATAAN ......................................................................

iii

LEMBAR PENGESAHAN ...................................................................... .


iv

RIWAYAT HIDUP ....................................................................................

v

KATA PENGANTAR ...............................................................................

vi

DAFTAR ISI ..............................................................................................

vii

DAFTAR TABEL ......................................................................................

ix

DAFTAR GAMBAR .................................................................................

x

DAFTAR LAMPIRAN ..............................................................................

xi

PENDAHULUAN .....................................................................................

1

Latar Belakang ...............................................................................
Tujuan............................................................. ................................

1
2

TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................

3

Pupuk Organik ...............................................................................
Pupuk Organik Cair .......................................................... .
Unsur Nitrogen .......................................................... ........
Unsur Fosfor .......................................................... ............
Zat Besi (Fe) .......................................................... ............
Mangan (Mn) .......................................................... ...........
Kalium (K) .......................................................... ...............
Lumpur Keluaran Instalasi Biogas..................................................
Biogas .......................................................... ......................
Sludge Instalasi Biogas ......................................................
Limbah Cair Kelapa Sawit .............................................................
Kotoran Sapi ...................................................................................

3
3
4
5
6
7
7
8
8
8
10
13

MATERI DAN METODE .........................................................................

14

Lokasi dan Waktu Penelitian ..........................................................
Materi .............................................................................................
Prosedur .........................................................................................
Persiapan Bahan Baku .......................................................
Penelitian Utama .................................................................
Peubah yang Diamati ..........................................................
Rancangan Penelitian .....................................................................
Analisis Data ..................................................................................

14
14
14
14
15
15
17
17
7

HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................

18

Karakteristik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit ............................
Karakteristik Akhir Pupuk Organik ................................................
Kualitas Pupuk Organik ..................................................................
Derajat Keasaman (pH) .....................................................
Kandungan Karbon (C) Organik ........................................
Kandungan Nitrogen (N) Total ..........................................
Kandungan Fosfor (P) ........................................................
Kandungan Kalium (K) .....................................................
Kandungan Zat Besi (Fe) ...................................................
Kandungan Mangan (Mn) ..................................................
Rasio Karbon-Nitrogen (C/N) ...........................................

18
19
20
20
22
23
24
25
26
27
28

KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................

31

Kesimpulan ....................................................................................
Saran ............................................................................................

31
31

UCAPAN TERIMA KASIH ......................................................................

32

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................

33

LAMPIRAN ...............................................................................................

38

8

DAFTAR TABEL
Nomor

Halaman

1. Kandungan Mineral Effluent dari Enam Instalasi Biogas di Delta
Mekong Vietnam ...........................................................................

9

2. Karakteristik Limbah Cair Industri Pengolahan Kelapa Sawit ......

11

3. Kandungan Hara Beberapa Jenis Kotoran Hewan .........................

13

4. Hasil Analisis Karakteristik Kimia Limbah Cair Kelapa Sawit ....

18

5. Rataan Nilai pH .............................................................................

20

6. Rataan Nilai Kandungan C Organik .............................................

22

7. Rataan Nilai Kandungan N Total ...................................................

23

8. Rataan Nilai Kandungan Fosfor ......................................................

24

9. Rataan Nilai Kandungan Kalium ....................................................

25

10. Rataan Nilai Kandungan Fe ............................................................

26

11. Rataan Nilai Kandungan Mn...........................................................

27

12. Nilai Rasio C/N ...............................................................................

29

9

DAFTAR GAMBAR
Nomor

Halaman

1. Reaksi Pembentukan Biogas ...........................................................

8

2. Pengolahan Tandan Buah Segar (TBS) Menjadi Minyak Kelapa
Sawit (CPO) (Subdit pengelolaan Lingkungan, Ditjen PPHP,
Deptan, 2006) .................................................................................

12

3. Proses Pembuatan Pupuk Organik Campuran Limbah Cair
Kelapa Sawit (POME) dan Kotoran Sapi Potong ..........................

15

4. Limbah Cair PKS ...........................................................................

19

5. PTPN VIII Banten ..........................................................................

19

6. Produk Akhir Sludge ......................................................................

19

7. Nilai pH Harian pada Digester Tahap I ..........................................

21

8. Nilai pH Harian pada Digester Tahap II .........................................

22

9. Rataan Fe pada Bahan Awal dan Sludge ........................................

27

10. Rataan Mn pada Bahan Awal dan Sludge .......................................

28

10

DAFTAR LAMPIRAN
Nomor

Halaman

1. Analisis Ragam Hasil Regresi Nilai pH Sludge ...................................

39

2. Analisis Ragam Hasil Regresi Kandungan C Organik Sludge ............

39

3. Analisis Ragam Hasil Regresi Kandungan N Total Sludge .................

39

4. Analisis Ragam Hasil Regresi Kandungan Fosfor (P) Sludge .............

39

5. Analisis Ragam Hasil Regresi Kandungan Kalium (K) Sludge ...........

39

6. Analisis Ragam Hasil Regresi Kandungan Zat Besi (Fe) Sludge ........

39

7. Analisis Ragam Hasil Regresi Kandungan Mangan (Mn) Sludge .......

39

8. Analisis Ragam Hasil Regresi Nilai C/N Sludge .................................

40

9. Uji Lanjut Tukey’s Kandungan Fe Sludge ...........................................

40

10. Uji Lanjut Tukey’s Kandungan Mn Sludge .........................................

40

11

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perkembangan industri kelapa sawit belakangan ini tumbuh sangat pesat
seiring dengan semakin meningkatkan permintaan akan minyak nabati. Pengolahan
pabrik kelapa sawit akan menghasilkan limbah berupa limbah padat dan limbah cair.
Secara sederhana limbah padat dibuang ke lahan kosong, dikubur atau dibakar di
dalam insinerator, sedangkan limbah cair yang biasanya disebut juga palm oil mill
effluent (POME) akan dibuang ke perairan umum (sungai).
Limbah padat industri pengolahan kelapa sawit berupa tandan kosong,
cangkang dan serat yang dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan energi
dalam pabrik kelapa sawit (PKS). Cangkang, batang, pelepah serat dan tandan
kosong kelapa sawit (TKKS) digunakan sebagai bahan bakar boiler untuk memenuhi
kebutuhan steam (uap panas) dan listrik. Sementara abu TKKS hanya ditumpuk dan
ditaburkan di sekeliling tanaman sawit dengan tujuan menjadikannya sebagai pupuk
kalium. Limbah cair berupa limbah organik yang berasal dari input air pada proses
fisika, perebusan, perontokan, pelumatan, pengepresan dan klarifikasi (Yuliasari et
al., 2001). Hasil samping proses produksi tersebut berasal dari air kondensat rebusan
36% (150-175 kg/ton tandan buah segar), air drab klarifikasi 60% (350-450 kg/ton
tandan buah segar) dan air hidroksiklon 4% (100-150 kg/ton tandan buah segar)
(Mahajoeno, 2008). Hasan et al., (2004) menyebutkan bahwa setiap ton tandan buah
segar kelapa sawit diperkirakan menghasilkan limbah cair antara 0,5-0,7 ton.
Perkembangan industri minyak kelapa sawit yang sangat pesat berakibat
semakin besar buangan limbah berbahan baku lignoselulosa. Air buangan pabrik
kelapa sawit dengan nilai biochemical oxygen demand (BOD), chemichal oxygen
demand (COD), padatan tersuspensi dan kandungan total padatan tinggi merupakan
sumber pencemar yang sangat potensial. Pembuangan limbah cair ke dalam perairan
umum tanpa pengolahan terlebih dahulu mengandung BOD setara dengan BOD
buangan populasi 10 juta manusia. Limbah cair pabrik minyak kelapa sawit
berpotensi mencemari air baku, mengurangi kadar oksigen terlarut, menurunkan
kesehatan ikan dan udang dalam badan air sekitarnya atau biota perairan.
Penelitian pengaruh limbah cair pabrik kelapa sawit terhadap tanaman jagung
memberikan hasil bahwa pemberian limbah cair kelapa sawit pada tanaman kontrol
13

menyebabkan kecambah mati. Tanaman umur tiga minggu yang ditanam pada tanah
inceptisol menyebabkan tanaman mengalami klorosis dimulai dari pangkal menjalar
ke bagian atas tanaman kemudian mati setelah tiga hari pemberian limbah.
Kecambah dan tanaman muda yang mati disebabkan limbah mengandung asam
organik yang bersifat racun bagi tanaman (Anwar et al., 2000).
Ternak sapi merupakan salah satu komoditas ternak penghasil daging
terbanyak dan tergolong dalam jenis ruminansia yang mampu mengkonsumsi pakan
berserat tinggi seperti hijauan dan konsentrat dalam jumlah banyak. Budidaya sapi
pada hakekatnya dapat dilakukan pada semua lahan yang termasuk dalam zona
agroekologi (Jumin, 2002) dan perkebunan kelapa sawit merupakan salah satu zona
agroekologi yang sangat cocok untuk pemeliharaan ternak sapi karena perkebunan
kelapa sawit selain sebagai penghasil utama minyak sawit mentah (CPO) dan minyak
inti sawit (PKO) juga sebagai penghasil limbah dan produk samping terbesar, seperti
limbah pelepah daun kelapa sawit dan bungkil inti sawit, lumpur sawit (sludge),
serabut perasan buah sawit, tandan kosong dan cangkang (Corley, 2003; Parayitno
dan Darmoko, 1994) yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan pakan ternak
ruminansia (Jalaludin et al., 1991; Elisabeth dan Ginting, 2003; Zainudin dan Zahari,
1992; Batubara, 2002; Chen, 1990).
Berbagai teknologi dalam penanganan limbah peternakan dan limbah cair
kelapa sawit telah dikembangkan, salah satunya adalah dengan pemanfaatan limbah
cair menjadi biogas dan pupuk organik cair. Pada umumnya peternak menangani
limbah secara sederhana, seperti membuat kotoran ternak menjadi kompos maupun
menyebarkan secara langsung di lahan pertanian. Oleh karena itu, pemanfaatan
kotoran ternak menjadi biogas dan pengolahan sludge (effluent dari biodigester)
menjadi pupuk organik cair

diharapkan dapat menurunkan kadar pencemaran

terhadap lingkungan serta memberikan nilai tambah pada usaha peternakan.
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis potensi hasil samping produksi
biogas dari limbah cair pabrik kelapa sawit dengan penambahan aktivator kotoran
sapi potong sebagai pupuk organik.

14

TINJAUAN PUSTAKA
Pupuk Organik
Pupuk organik merupakan pupuk dengan bahan dasar yang diambil dari alam
dengan jumlah dan jenis unsur hara yang terkandung secara alami (Ismawati, 2003).
Menurut Murbandono (2002), pupuk adalah bahan-bahan yang diberikan pada tanah
agar dapat menambah unsur-unsur atau zat makanan yang diperlukan tanah baik
secara langsung maupun tidak langsung. Palungkun (1999) menyatakan bahwa
pupuk organik adalah pupuk yang dihasilkan dari proses pengomposan atau
perombakan bahan organik pada kondisi lembab oleh sejumlah mikroba atau
mikroorganisme pengurai. Secara umum pupuk organik adalah pupuk yang terbuat
dari bahan-bahan organik yang didegradasi secara organik. Bahan baku organik
dapat diperoleh dari berbagai macam sumber, seperti sisa-sisa tanaman, hewan dan
manusia.
Peranan bahan organik dalam memperbaiki kesuburan tanah, yaitu melalui
penambahan unsur-unsur hara nitrogen (N), fosfor (P), dan kalium (K) yang secara
lambat tersedia, dan meningkatkan kapasitas tukar kation tanah sehingga kationkation hara yang penting tidak mudah mengalami pencucian dan tersedia bagi
tanaman, memperbaiki agregat tanah sehingga terbentuk struktur tanah yang lebih
baik untuk respirasi dan pertumbuhan akar, meningkatkan kemampuan mengikat air
sehingga ketersediaan air bagi tanaman lebih terjamin, dan meningkatkan aktivitas
mikroba tanah (Hardjowigeno, 1995).
Pupuk Organik Cair
Pupuk organik cair merupakan pupuk organik dalam bentuk cair dan pada
umumnya merupakan bahan organik yang dilarutkan dengan pelarut seperti air
(Ismawati, 2003). Pupuk organik cair dapat dibuat dari bahan-bahan organik
berbentuk cair dengan cara mengomposkan dan memberi aktivator pengomposan
sehingga dapat dihasilkan pupuk organik cair yang stabil dan mengandung unsur
hara lengkap, pupuk cair dapat diproduksi dari limbah industri peternakan (limbah
cair dan setengah padat atau slurry) yaitu melalui pengomposan dan aerasi (Haga,
1999).

15

Tiga cara umum pemberian pupuk cair menurut Zaitun (1999) sebagai
berikut: (a) pemberian langsung pada tanah; (b) pemberian melalui irigasi; dan (c)
penyemprotan pada tanaman. Jacob (1953) menyatakan bahwa penggunaan pupuk
cair banyak digunakan berdasarkan pada alasan ekonomis dan karena kemudahannya
dalam penggunaan. Kebanyakan dari pupuk organik mempunyai kandungan nutrisi
yang rendah jika dibandingkan dengan pupuk anorganik (terutama unsur N, P, dan
K), tetapi mempunyai efek yang menguntungkan bagi tanah diantaranya dapat
memperbaiki kondisi tanah hingga tanah dapat menahan air lebih banyak dan
menggemburkan tanah. Zat-zat unsur hara di dalam pupuk cair tersedia bagi
tanaman, sebagian langsung dapat diserap, sebagian lagi dengan cepat dapat diurai,
sehingga cepat juga dapat diserap.
Kelebihan pupuk organik cair dibanding dengan pupuk anorganik cair yaitu
dapat secara cepat mengatasi defisiensi hara, tidak bermasalah dalam pencucian hara
serta mampu menyediakan hara secara tepat. Kendala yang dihadapi dalam
penggunaan pupuk kimia anorganik cair antara lain kurang efisien, karena pupuk ini
tidak memiliki bahan pengikat sehingga saat diaplikasikan di lapangan banyak yang
terbuang. Larutan pupuk anorganik yang jatuh ke permukaan tanah akan larut dan
tercuci saat hujan dan N akan cepat menguap pada suhu cukup tinggi (Mulyani,
1994).
Pupuk cair juga memiliki beberapa kekurangan diantaranya adalah tidak
semua pupuk dalam bentuk cair bersifat organik. Pupuk anorganik dalam bentuk cair
bila digunakan untuk tanaman yang langsung dikonsumsi seperti sayuran dan buah
berkulit tipis, akan mempengaruhi rasa dan kandungan sayuran atau buah tersebut
(Mulyani, 1994). Selain itu penggunaan yang berlebihan dan terus menerus dapat
merusak tanaman dan tanah.
Unsur Nitrogen
Nitrogen (N) merupakan unsur hara makro esensisal yang sangat dibutuhkan
untuk pertumbuhan tanaman. Unsur N juga merupakan salah satu unsur penyusun
protein sebagai pembentuk jaringan dalam tubuh makhluk hidup, dan di dalam tanah
unsur N sangat menentukan pertumbuhan tanaman. Perilaku unsur N di dalam tanah
sulit untuk diperkirakan, hal ini disebabkan transformasi N di dalam tanah sangat
kompleks. Lebih dari 98% N di dalam tanah tidak tersedia untuk diambil tanaman
16

pada saat tertentu karena terakumulasi dalam bahan organik atau terjerat dalam
mineral liat. Nitrogen dalam bentuk bahan organik dapat mengalami transformasi
menjadi pupuk tersedia bagi tanaman (Sutanto, 2006).
Jumlah N dalam tanah sedikit sedangkan yang diangkut oleh tanaman tiap
tahunnya sangat banyak. Nitrogen pada saat-saat tertentu sangat larut dan pada saat
yang lain mudah hilang dalam penguapan atau sama sekali tidak tersedia bagi
tanaman (Soepardi, 1983). Suplai unsur N melalui pemupukan lebih diutamakan
untuk tanaman karena N merupakan unsur yang paling banyak hilang dari lahan
pertanian melalui pemanenan (Goh dan Haynes, 1986).
Tanaman yang mengalami kekurangan N akan tetap kecil dan secara cepat
berubah menjadi kuning, karena N yang tersedia tidak cukup untuk membentuk
protein dan klorofil, oleh karena itu akibat dari kekurangan klorofil akan
menyebabkan kemampuan tanaman dan produksi karbohidratnya menjadi berkurang
(Jacob dan Uexkull, 1960), tetapi pemberian nitrogen secara berlebihan juga akan
mengakibatkan pertumbuhan vegetatif yang sangat pesat, warna daun menjadi hijau
tua dan tanaman menjadi lebih sukulen (Prawiranata dan Tjondronegoro, 1992).
Menurut Grunes dan Allaway (1985), N merupakan unsur yang esensial bagi
tanaman dan dibutuhkan dalam jumlah relatif besar. Unsur ini berpengaruh dalam
sintesis asam amino, protein, asam nukleat, dan koenzim. Protein mempunyai fungsi
penting dalam pertumbuhan sel vegetatif tanaman, sebagai katalisator, dan pengatur
metabolisme.
Unsur Fosfor
Fosfor (P) merupakan unsur yang sangat penting tetapi selalu berada dalam
keadaan kurang di dalam tanah. Unsur P sangat penting sebagai sumber energi
(ATP), oleh karena itu kekurangan P dapat menghambat pertumbuhan maupun
reaksi-reaksi metabolisme tanaman. Stofella dan Khan (2000) menyatakan bahwa
peran P terutama dalam pembentukan asam nukleat, phospolipid, dan pitin. Menurut
Mugnisjah dan Setiawan (1995), fosfor pada tanaman berfungsi dalam pembentukan
bunga, buah , dan biji, serta mempercepat pematangan buah. Pemberian unsur P
dalam jumlah memadai dapat meningkatkan mutu benih yang meliputi potensi
perkecambahan dan vigor bibit.
17

Gejala kekurangan P dapat diamati pada awal pertumbuhan, dimana
perakaran tanaman masih sangat terbatas, sedangkan kebutuhan P relatif sangat
tinggi, sehingga menyebabkan daun tanaman menjadi berwarna keunguan. Fosfor
juga berperan mempercepat pertumbuhan akar semai, memperkuat dan mempercepat
pertumbuhan tanaman muda menjadi tanaman dewasa, dapat mempercepat
pembungaan dan pemasakan buah serta biji, dapat meningkatkan produksi biji-bijian,
membantu pembentukan protein, proses transfer metabolik, sintesis ADP dan ATP,
meningkatkan fotosintesis, dan membantu proses respirasi (Sutejo, 1995), dan jika
kekurangan unsur ini dapat menimbulkan daun dan batang kecil, daun berwarna
hijau tua keabu-abuan, mengkilat, dan terlihat pigmen merah pada daun bagian
bawah dan selanjutnya mati, menghambat pembentukan bunga dan produksi buah
atau bijinya kecil (Jacob dan Uexkull, 1960).
Zat Besi (Fe)
Unsur Fe dalam tanaman berungsi sebagai aktivator dalam proses biokimia
seperti fotosintesa dan respirasi, juga untuk pembentuk beberapa enzim (Salisburry
dan Ross, 1995). Unsur mikro Fe secara umum tidak bersifat toksik bagi tanaman
(Bennet, 1996), selain karena kelimpahannya banyak di tanah, unsur Fe juga banyak
dibutuhkan oleh tanaman untuk pertumbuhan (Soepardi, 1983). Unsur Fe juga
dibutuhkan untuk menjaga stabilitas dan aktivitas enzim tertentu (Srivastava &
Gupta, 1996). Defisiensi Fe dapat terlihat dengan terhambatnya pertumbuhan
kloroplas dan terhambatnya perpanjangan akar, serta pembentukan rambut akar yang
sangat banyak (Marschner, 1995).
Zat besi (Fe) terdapat dalam enzim katalase, peroksidase, prinodik
hidrogenase, cytochrom oxidase. Tersedianya Fe dalam tanah secara berlebihan,
misalnya karena pemupukan yang berlebihan dapat membahayakan bagi tanaman
yaitu keracunan. Sebagai pupuk Fe dipakai dalam bentuk larutan yang disemprotkan
melalui daun atau dalam bentuk bubuk besi yang diinjeksikan pada tanah (Frandho,
2010).
Mangan (Mn)
Mangan (Mn) diserap oleh tanaman dalam bentuk Mn2+. Mangan diperlukan
oleh tanaman untuk pembentukan zat protein dan vitamin terutama vitamin C, selain
18

itu Mn penting untuk mempertahankan kondisi hijau daun pada daun yang tua.
Fungsi Mn yaitu sebagai enzim peroksidase dan sebagai aktivator berbagai macam
enzim. Unsur Mn ini juga berhubungan erat dengan reaksi deoksidase dan
dehidrogenase. Tanah yang kekurangan Mn dapat diatasi dengan memberikan 1%
MnSO4H2O. Pemberian Mn dalam bentuk larutan dapat langsung dihisap oleh
tanaman. Mangan banyak terdapat pada tanaman gadung. Mangan dalam tanah
terdapat pada mineral-mineral MnO2, MnSiO3, dan MnCO3. Tersedianya Mn bagi
tanaman tergantung pada pH tanah, dimana pada pH rendah Mn akan banyak
tersedia. Penyemprotan MnSO4 melalui daun akan lebih efektif daripada melalui
tanah, karena Mn2+ pada tanah akan cepat direduksi. Kelebihan Mn bisa dikurangi
dengan jalan menambah fosfor dan kapur (Frandho, 2011).
Kalium
Unsur kalium (K) merupakan salah satu unsur yang sangat dibutuhkan oleh
tanaman. Menurut Salisburry dan Ross (1995). Unsur K berperan dalam membantu
pembentukan protein dan karbohidrat, memperkuat jaringan tanaman, serta
membentuk antibodi tanaman melawan penyakit dan kekeringan serta mengatur
berbagai proses fisiologis tanaman. Kalium (K) memiliki peranan penting dalam hal
pembukaan dan penutupan stomata yang berpengaruh terhadap keseimbangan proses
fotosintesis, transpirasi, dan respirasi tanah.
Gejala kekuranagn K pada daun terutama terlihat pada daun tua yang
memiliki pinggir daun berwarna coklat, hal ini karena daun-daun muda yang masih
tumbuh dengan aktif mengambil K dari daun-daun tua tersebut, pada tanaman jagung
akan mengakibatkan ruas memendek dan tanaman tidak tinggi (Hardjowigeno,
2003).
Lumpur Keluaran (Sludge) Instalasi Biogas
Biogas
Produksi biogas didasarkan pada perombakan anaerobik kotoran hewan dan
bahan buangan organik lainnya. Proses pembuatan biogas yaitu dengan
mencampurkan bubur kotoran hewan dan bahan sisa organik lain dalam suatu
penampung atau pengumpul yang disambung dengan tangki digester dan anaerobik
(Foth, 1988). Produksi gas menimbulkan tekanan dalam tangki digester dan gas
19

dialirkan keluar melalui pipa. Perlahan-lahan sisa perombakan bahan organik dari
tangki digester akan keluar sebagai lumpur dan cairan yang masih berisi unsur
penting bagi tanaman sehingga sangat baik digunakan sebagai pupuk (Foth, 1988).
Polprasert (1980) menyatakan bahwa komposisi biogas terdiri dari metan (55-65%)
dan karbondioksida (45-35%), merupakan komponen gas yang dominan serta
nitrogen (0-3%), hidrogen (0-1%), hidrogen sulfida (0-1%), dan unsur N, P, K serta
mineral lainnya yang terakumulasi di sludge. Menurut Amin (1983), selama
perombakan anaerobik, juga akan menghasilkan karbon monoksida dan oksigen
masing-masing 0,1%.
Proses pengomposan atau pelapukan bahan organik secara anaerob dilakukan
oleh mikroorganisme dalam proses fermentasi (Polprasert, 1980), yang terlihat pada
Gambar 1.
Dominan

BO + H2O

Mikroorganisme
Anaerob

Sedikit

CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Sludge (padat dan cair)

Gambar 1. Reaksi Pembentukan Biogas
Proses perombakan bahan organik pembentuk biogas secara anaerob,
menurut Food and Agriculture Organization (1977), terdapat tiga tahap, yaitu tahap
hidrolisis bahan organik, tahap asidifikasi dan tahap metanogenesis.
Sludge Instalasi Biogas
Instalasi biogas merupakan suatu instalasi yang dibuat untuk berlangsungnya
proses degradasi bahan-bahan organik secara anaerobik sehingga menghasilkan gasgas terutama metan dan karbondioksida. Berdasarkan tipe dan konfigurasi reaktor
penanganan limbah cair anaerobik, sedikitnya ada 12 tipe reaktor salah satunya
reaktor dua tahap. Reaktor dua tahap adalah suatu tipe konfigurasi reaktor
penanganan limbah anaerobik yang menerapkan pemisahan spasial antara fase
(tahap) asidogenesis dan metanogenesis. Reaksi-reaksi hidrolisis dan fermentasi
diharapkan terjadi dalam reaktor asidogenik, sedangkan reaksi asetogenesis dan
menatogenesis terjadi dalam reaktor metanogenik. Konfigurasi dua tahap ini dapat
memperbaiki kualitas effluent, misalnya rendahnya COD dan suspended solid (SS)
(Romli, 2010).
20

Polprasert (1980) menyatakan bahwa di dalam sludge hasil instalasi biogas
terdapat 50% N berada dalam bentuk ammonia, dan unsur hara P serta K tidak
mengalami perubahan selama di dalam digester. Menurut Vesilind et al.,(1990),
menyatakan bahwa sludge yang berasal dari instalasi biogas sangat baik untuk
dijadikan sebagai pupuk karena mengandung berbagai macam mineral yang
dibutuhkan oleh tanaman, antara lain P, Mg, Ca, K, Cu, dan Zn, sebagaimana juga
diutarakan oleh Suzuki et al.,(2001) yang dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Kandungan Mineral Effluent dari Enam Instalasi Biogas di Delta Mekong
Vietnam
Mineral

Instalasi Biogas Ke1

2

3

4

5

6

---------------------------- (mg/l) ---------------------------------Total P

119

114

33

93

164

69

NH4-N

467

271

37

348

324

462

Mg

73

94

63

60

103

177

Ca

72

57

56

62

78

147

K

271

166

64

215

401

540

Cu