Kation-kation basa umumnya merupakan unsur hara yang diperlukan tanaman, disamping itu basa-basa umumnya mudah tercuci, sehingga tanah
dengan kejenuhan basa tinggi menunjukkan bahwa tanah tersebut belum banyak mengalami pencucian dan merupakan tanah yang subur. Kejenuhan basa erat
hubungannya dengan pH tanah, dimana tanah-tanah dengan pH rendah umumnya mempunyai kejenuhan basa rendah, sedang tanah-tanah dengan pH yang tinggi
mempunyai kejenuhan basa yang tinggi pula. Hubungan pH dengan kejenuhan basa pada pH 5,5
– 6,5 hampir merupakan suatu garis lurus. Tanah-tanah dengan kejenuhan basa rendah, berarti kompleks serapan lebih banyak diisi oleh kation-
kation asam, yaitu H
+
dan Al
+++
. Apabila jumlah kation asam terlalu banyak terutama Al
+++
dapat merupakan racun bagi tanaman. Keadaan seperti ini terdapat pada tanah-tanah masam Hardjowigeno 1989 dalam A`in 2009.
4.3 Produksi Arus Listrik pada Sediment Microbial Fuel Cell SMFC
Produksi arus listrik oleh SMFC selama 40 hari dengan menggunakan substrat sedimen tambak udang yang dirangkaikan dengan sebuah resistor tetap
bernilai 560 Ω ± 5. Jumlah arus listrik yang dihasilkan pada hari pertama pengukuran sebesar 15,7 mAm
2
inlet, 15,7 mAm
2
tengah, 11,4 mAm
2
outlet, dan 21,4 mAm
2
kontrol, menurun drastis pada hari kedua, yaitu sebesar 1,4 mAm
2
inlet, 2,1 mAm
2
tengah, 0 mAm
2
outlet dan 2,1 mAm
2
kontrol. Hal ini disebabkan adanya akumulasi elektron yang telah ada pada sedimen tambak udang yang digunakan. Peningkatan jumlah arus listrik setelah
hari kedua merupakan hasil dari peningkatan aktivitas dan jumlah mikroorganisme pada sedimen. Produksi arus listrik dan voltase pada penelitian
ini mencapai puncak pada hari ke-24 Gambar 4 dan Gambar 5, yaitu sebesar 161,99 mAm
2
mA per luas meter persegi permukaan elektroda dan 0,39 V pada titik pengambilan sampel di tengah tambak. Penurunan
jumlah arus
listrik menjelang akhir pengukuran disebabkan, bahan organik yang terdapat disekitar
anoda telah berkurang. Transfer massa pada pembentukan sedimen menjadi faktor pembatas dalam produksi energi menggunakan SMFC ini Reimers et al. 2001.
Gambar 4 Grafik hasil pengukuran kuat arus listrik curent density pada inlet ; tengah ; outlet dan kontrol
Gambar 5 Grafik hasil pengukuran tegangan Voltase pada inlet ; tengah ; outlet dan kontrol
Produksi listrik yang dihasilkan diduga merupakan hasil kegiatan dari mikroorganisme pada sedimen yang menguraikan bahan organik dan
menghasilkan elektron yang dialirkan ke elektroda. Hal ini dibuktikan oleh penelitian yang dilakukan Holmes et al. 2004, yang membuat SMFC
menggunakan sedimen yang disterilisasi dengan penambahan formalin 0,5 dan disterilisasi dengan autoklaf selama 1 jam. Berdasarkan hasil penelitian Holmes et
al. 2004, jumlah arus listrik pada kedua sedimen tersebut segera menurun setelah rangkaian SMFC ditutup Gambar 6.
Gambar 6 Produksi arus listrik pada sedimen hidup dan sedimen steril yang
dilakukan Holmes et al. 2004. Pola produksi arus listrik pada SMFC tambak udang menunjukkan
kesamaan dengan beberapa penelitian serupa, seperti penelitian Hong et al. 2009
b
yang menggunakan sedimen sungai sebagai substrat dalam SMFC. Hasil penelitian Hong et al. 2009
b
menghasilkan arus maksimal sebesar 29,3 mAm
2
kemudian mengalami penurunan secara bertahap seiring waktu. Perbedaan jumlah arus yang dihasilkan disebabkan oleh jenis air air laut atau air tawar, jumlah
bahan organik yang terkandung dalam sedimen, dan berbagai kondisi operasi lainnya.
Kinerja SMFC diduga dapat juga dipengaruhi oleh kecepatan degradasi substrat dalam penelitian ini sedimen tambak udang, kecepatan transfer elektron
oleh bakteri ke anoda, transfer proton dalam larutan Liu et al. 2005, aktivitas mikroorganisme, dan substrat yang digunakan Chauduri Lovley 2003. Selain
itu, jenis bahan dan struktur anoda berdampak pada penempelan mikroorganisme, transfer elektron, dan pada beberapa kasus, oksidasi substrat Watanabe 2008.
Salinitas perairan juga mempengaruhi kinerja SMFC. Hong et al. 2010 yang dalam penelitiannya menggunakan sedimen sungai sebagai substrat SMFC,
melaporkan arus listrik maksimal yang dihasilkan sebesar 20,2 mAm
2
, sedangkan penelitian Holmes et al. 2004 yang menggunakan sedimen laut sebagai
substratnya, menghasilkan arus listrik maksimal sebesar 30 mAm
2
. Menurut Lowy et al. 2006, air laut memiliki konduktivitas listrik yang tinggi, yaitu
sebesar ∼50,000 Scm, dibandingkan perairan tawar, yaitu sebesar ∼500 Scm,
sehingga mempengaruhi besarnya arus yang dihasilkan. Selain itu jenis sedimen juga berpengaruh terhadap jenis mikroorganisme dominan yang berperan dalam
SMFC. Mikroorganisme sedimen perairan tawar didominasi oleh bakteri dari
famili Geobacteraceae, sedangkan pada perairan laut oleh bakteri dari famili Desulfobulbaceae Holmes et al. 2004.
4.4 Karakteristik Substrat SMFC Tambak Udang Desa Jayamukti
