Pengaruh Pupuk Kompos dari Kulit Pisang Kepok (Musa acuminate L.) Terhadap Pertumbuhan Tanaman Sawi (Brassica junce L.)
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tanaman Pisang (Musa paradisiaca L.)
Tanaman pisang (Musa paradisiaca L.) secara umum merupakan tanaman buahbuahan yang tumbuh dan tersebar di seluruh Indonesia dan penghasil pisang
terbesar di Asia. Penyebaran tanaman ini selanjutnya hampir merata keseluruh
dunia, yakni meliputi daerah tropik dan subtropik, dimulai dari Asia Tenggara ke
Timur melalui Lautan Teduh samapai ke Hawai. Selain itu, tanaman pisang
menyebar ke barat melalui Samudra Atlantik, sampai Benua Amerika. (Dewati,
2008)
Tanaman pisang seperti gambar 1. kategorikan menjadi 3 golongan yaitu
pisang yang dapat dikonsumsi, pisang yang diambil pelepah batangnya sebagai
serat dan pisang yang dipergunakan sebagai tanaman hias. Pisang yang dapat
dikonsumsi ada 2 yaitu pisang yang dapat dikonsumsi secara langsung sebagai
buah segar dan pisang yang perlu diolah. Pisang yang dapat diolah menjadi pisang
molen, keripik pisang, sale, tepung pisang, pisang goreng dan sebagainya.
(Dewati, 2008)
Berikut klasifikasi Tanaman Pisang menurut Dewati, (2008):
Kingdom
: Plantae
Filum
: Magnoliophta
Kelas
: Magnolipsida
Ordo
: Zingiberalez
Famili
: Musaceae
Genus
: Musa
Spesies
: Musa acuminate L
Gambar 1. Pisang kepok kuning
2.1.1 Komposisi Kulit Pisang
Universitas Sumatera Utara
Berikut tabel 1. yang menjelaskan tentang komposisi kulit pisang kepok
(Musa acuminate L.)
Hasil tes kimiawi laboratorium
Air
Kadar
73,60%
Protein
02,15 %
Fe mg/100 gram
26,00 %
P mg/100 gram
63,00 %
Gula reduksi
07,62 %
Pati
11,68%
Serat kasar
01,52 %
Abu
01,03 %
Vitamin C mg/100 gram
36,00 %
Ca mg/100 gram
31,00 %
Sumber. ( Dewati, 2008)
2.2 Tanaman Sawi
Sawi (Brassica juncea L.) termasuk sayuran daun dari keluarga cruciferae yang
mempunyai ekonomis tinggi. Tanaman sawi berasal dari Tiongkok (Cina) dan
Asia Timur. Permintaan terhadap tanaman sawi selalu meningkat seiring dengan
bertambahnya jumlah penduduk dan kesadaran kebutuhan gizi. Dilain pihak, hasil
sawi belum mencukupi kebutuhan dan permintaan masyarakat karena areal
pertanaman semakin sempit dan produktivitas tanaman sawi masih relatif rendah.
Bagian tanaman sawi yang bernilai ekonomis adalah daunnya, maka upaya
produksi diusahakan pada peningkatan produk vegetatif untuk mendukung upaya
tersebut dilakukan pemupukan. Tanaman sawi memerlukan unsur hara yang
cukup dan tersedia bagi pertumbuhan dan perkembangannya untuk menghasilkan
prouksi yang maksimal. Salah satu unsur hara yang sangat berperan pada
pertumbuhan daun adalah Nitrogen. (Wahyudi, 2010)
Menurut Tina et al.,(1994), Klasifikasi tanaman sawi adalah sebagai
berikut :
Divisi
: Spermatophyta
Universitas Sumatera Utara
Subdivisi
: Angiospermae
Kelas
: Dicotyledonae
Ordo
: Rhoeadales
Famili
: Cruciferae
Genus
: Brassica
Spesies
: Brassica juncea L.
2.2.1 Deskripsi dan Morfologi Tanaman Sawi
Sawi caisim seperti pada gambar 2. bukan merupakan tanaman asli Indonesia,
akan tetapi keadaan alam Indonesia dengan iklim, cuaca serta keadaan dan sifat
tanah memungkinkan untuk dikembangkan dengan baik. Tanaman sawi dapat
tumbuh di tempat yang berhawa dingin, tetapi dapat tumbuh baik dengan iklim
yang kering dan ketinggian 5-1200 m.
Gambar 2. Tanaman sawi (Brassica juncea L.)
Berikut deskripsi dan morfologi dari tanaman sawi:
1. Daun
Daun tanaman sawi caisim berbentuk bulat dan lonjong, ada yang berkerutkerut (keriting), berwarna hijau muda, hijau keputih-putihan sampai hijau tua.
Daun memiliki tangkai daun panjang dan pendek atau lebar, bersifat kuat dan
halus. Pelepah daun tersusun saling membungkus tetapi tetap membuka. Daun
memiliki tulang-tulang daun yang menyirip dan bercabang-cabang. (Kurniadi,
1992)
2. Akar
Tanaman sawi memiliki sistem perakaran tunggang (radix primaria) dan
cabang-cabang akar yang bentuknya bulat panjang (silindris), menyebar keseluruh
Universitas Sumatera Utara
arah pada kedalaman antara 30-50 cm. Akar-akar ini berfungsi menyerap unsur
hara dan air dari dalam tanah, serta menguatkan berdirinya batang tanaman.
(Haryanto, 2003)
3. Batang
Tanaman sawi memiliki batang (caulis) yang pendek dan beruas, sehingga
hampir tidak kelihatan. Batang berfungsi sebagai alat pembentuk dan penopang
berdirinya daun. Sawi umumnya berdaun dengan struktur daun halus, tidak
berbulu. Daun sawi membentuk seperti sayap dan bertangkai panjang yang
berbentuk pipih. (Rahmat, 2007)
4. Bunga
Bunga sawi tersusun dalam tangkai bunga yang tumbuh memanjang (tinggi)
dan bercabang banyak. Penyerbukan bunga sawi dapat berlangsung dengan
bantuan serangga lebah maupun bantuan manusia. Hasil penyerbukan ini akan
membentuk buah yang berisi biji. (Haryanto, 2003)
5.Buah
Buah sawi termasuk tipe buah polong yakni berbentuk memanjang dan
berongga. (Haryanto, 2003)
2.2.2 Jenis-jenis sawi
Secara umum tanaman sawi biasanya mempunyai daun lonjong, lebar dan tidak
sempit, serta tidak berbulu dan halus. Berwarna hijau muda, hijau keputih-putihan
sampai hijau tua. Dahulu hanya dikenal tiga macam jenis sawi putih, sawi hijau,
dan sawi huma. Sekarang ini masyarakat lebih mengenal caisim alias sawi bakso
yang paling banyak dijajakan di pasar-pasar, dan banyak dibutuhkan oleh
pedagang mie dan sangat banyak di peroleh di restoran Cina. Selain itu masih ada
jenis sawi keriting, sawi monumen dan jenis sawi yang lainnya.
(Haryanto, 2003)
Berikut jenis-jenis sawi menurut Haryanto, (2003):
1. Sawi Monumen
Sawi monumen tumbuh agak tegak dan berdaun kompak, penampilan sawi
ini sekilas mirip dengan petsai. Tangkai daun putih berukuran agak lebar
dengan tulang daun juga berwarna putih. Daunnya sendiri berwarna hijau
Universitas Sumatera Utara
segar, jenis sawi ini tergolong terbesar dan terberat diantara jenis sawi
lainnya.
2. Sawi Putih atau Sawi Jabung
Tanaman sawi jenis ini adalah tanaman sawi yang banyak dikonsumsi oleh
masayarakat, karena memiliki rasa yang paling enak diantara jenis sawi
lainnya. Jenis ini cocok ditanam di Indonesia pada daerah dengan
ketinggian 500-1000 m.
3. Caisim atau sawi Bakso
Caisim atau sawi bakso merupakan jenis sawi yang paling banyak
dijajakan di pasar-pasar. Daunnya lebar memanjang tipis dan berwarna
hijau. Mempunyai rasa yang renyah, segar dengan sedikit sekali rasa pahit.
Selain ditumis atau dioseng caisim banyak dibutuhkan di restoran
makanan Cina, sehingga permintaannya akan sawi caisim cukup tinggi.
4. Sawi Hijau atau Sawi Asin
Sawi jenis ini kurang banyak dikonsumsi sebagai sayur karena rasanya
agak pahit. Masyarakat pada umumnya mengolah terlebih dahulu menjadi
sawi asin sebelum digunakan untuk campuran aneka makanan.
5. Sawi Huma
Jenis sawi ini akan tumbuh baik jika ditanam ditempat-tempat kering
seperti tegalan. Sawi jenis ini memiliki bentuk daun yang sempit, panjang
dan berwarna hijau keputih-putihan. Memiliki batang yang panjang dan
kecil tangkainya bersayap. Dinilai dari harga jual dibandingkan harga sawi
putih lebih murah.
6. Sawi kriting
Ciri khas sawi ini adalah memiliki daun yang keriting. Bagian daun yang
hijau sudah mulai tumbuh dari pangkal tangkai daun yang berwarna putih.
2.3 Fermentasi
Fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi terdapat
defenisi yang lebih jelas yang mendefenisikan fermentasi sebagai respirasi dalam
lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal. Proses
pertumbuhan mikroba merupakan proses yang memiliki batas tertentu. Pada saat
Universitas Sumatera Utara
tertentu, setelah melewati tahap minimum, mikroba akan mengalami fasa
kematian. (Mardiana, 2012)
Proses pertumbuhan mikroba merupakan proses yang memiliki batas
tertentu. Pada saat tertentu, setelah melewati tahap minimum, mikroba akan
mengalami fasa kematian. Faktor-faktor yang dapat menyebabkan berhentinya
pertumbuhan mikroba antara lain:
1. Penyusutan konsentrasi nutrisi yang dibutuhkan dalam pertumbuhan
mikroba karena habis terkonsumsi.
2. Produk akhir metabolisme yang menghambat pertumbuhan mikroba
karena terjadinya inhibisi dan represi. (Mardiana, 2012)
Pertumbuhan kultur mikroba umumnya dapat digambarkan dalam suatu
kurva pertumbuhan.
1. Fasa stasioner adalah fasa yang disebut fasa adaftasi / lag fase. Pada saat
ini mikroba lebih berusaha menyesuaikan diri dengan lingkungan dan
medium baru dari pada tumbuh ataupun berkembang biak. Pada saat ini
mikroba berusaha merombak materi-materi dalam medium agar dapat
digunakan sebagai nutrisi pertumbuhannya. Bila dalam medium ada
komponen yang tidak dikenal mikroba, mikroba akan memproduksi enzim
ekstraseluler untuk merombak komponen tersebut. Hanya mikroba yang
dapat mencerna nutrisi dalam medium untuk pertumbuhannyalah yang
dapat bertahan hidup.
2.
Fasa pertumbuhan dipercepat adalah fasa dimana mikroba sudah dapat
menggunakan nutrisi dalam medium fermentasinya. Pada saat ini mikroba
banyak tumbuh
dan membelah diri sehingga jumlahnya meningkat
dengan cepat.
3. Fasa eksponensial adalah akhir fasa pertumbuhan dipercepat. Pada fasa ini
laju pertumbuhan tetap pada laju pertumbuhan maksimum. Nilai ini
ditentukan oleh konstanta jenuh/saturasi subtrat.
4. Fasa pertumbuhan diperlambat mulai pada akhir fasa eksponensial.
Pertumbuhan mikroba yang begitu cepat tidak diimbangi tersedianya
Universitas Sumatera Utara
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
akumulasi produk metabolit
oleh
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.com/doc/FERMENTASI)
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 C/N
salah satu aspek yang paling penting dari kesetimbangan hara total adalah
rasio organik karbon dengan nitrogen (C/N). Dalam metabolisme hidup
mikroorganisme mereka memafaatkan sekitar 30 bagian dari karbon untuk
masing-masing bagian dari nitrogen. Sekitar 20 bagian karbon dioksida
menjadi CO2 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 30-600C menunjukkan aktifitas pengomposan yang cepat. Suhu
yang lebih tinggi dari 600C 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 (NO3-) dan amonium (NH4+).
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
(NH3) dan ammonium (NH4+). 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 H2PO4-, HPO42-, dan PO4- 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+,Ca2+,Mg2+,dan Mn2+ 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.ca/GFX/PRODS/382N400.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, CO2 dan H2O, 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 + H2SO4
destruksi
(NH4)2SO4 + 2NaOH
destilasi
(NH4)2SO4 + SO4 + CO2
2NH4OH + Na2SO4
NH4OH
NH3 + H2O
NH3 + 2HCl
NH4Cl + HCl(sisa)
HCl(sisa) + NaOH
NaCl + H2O (Mardiana, 2012)
Universitas Sumatera Utara
2.7 Metode Spektrofotometer UV-Visible
Spektrofotometer adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer.
Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang
tertentu dan fotometer alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau
yang diabsorbsi. (Khopkar, 2007)
Sejumlah metode telah ditemukan untuk pengukuran kadar protein
berdasarkan spektroskopi UV-Visible.Spektrofotometer UV-Visible melibatkan
energi elektronik yang cukup besar pada molekul yang dianalisis, sehingga sering
digunakan untuk analisis kuantitatif dibandingkan kualitatif. (Mulja, 1990).
Komponen-komponen yang pokok dari spektrofotometer UV-Visible
adalah
sebagai berikut :
1. Sumber tenaga radiasi
Sumber tenaga radiasi terdiri dari benda yang tereksitasi hingga ke
tingkat energi yang lebih tinggi oleh sumber listrik berenergi tinggi atau
oleh pemanasan listrik. Benda atau materi yang kembali ke tingkat
energi rendah atau ke tingkat dasarnya, melepaskan foton dengan energienergi yang karakteristik yang sesuai dengan delta E, yaitu perbedaan
energi antara tingkat tereksitasi dan dasar rendah.
2. Monokromator
Dalam spektrometer, radiasi yang polikromatik harus diubah menjadi
radiasi monokromatik. Ada dua jenis alat yang digunakan untuk
mengurai radiasi polikromatik menjadi monokromatik yaitu penyaring
dan monokromator. Monokromator merupakan serangkaian alat optik
menguraikan radiasi polikromatik menjadi jalur-jalur yang efektif atau
panjang
gelombang-gelombang
tunggalnya
dan
memisahkan
gelombang-gelombang tersebut menjadi jalur-jalur yang sempit.
3. Tempat cuplikan
Cuplikan yang akan dipelajari di daerah ultraviolet atau terlihat yang
biasanya berupa gas atau larutan ditempatkan dalam sel atau kuvet.
Universitas Sumatera Utara
Untuk daerah ultraviolet biasanya digunakan Quartz atau sel silica yang
dilebur, sedangkan untuk daerah terlihat digunakan gelas biasa.
4. Detektor
Setiap detektor menyerap tenaga foton yang mengenainya dan
mengubah tenaga tersebut untuk dapat diukur secara kuantitatif seperti
sebagai arus listrik atau perubahan-perubahan panas. Kebanyakan
detektor menghasilkan sinyal listrik yang dapat menghasilkan sinyal
yang secara kuantitatif berkaitan dengan tenaga cahaya yang
mengenainya.
(Sastrohamidjojo, 1985)
2.8 Spektrofotometer Serapan Atom
Metode SSA pertama kali dikembangkan oleh Walsh, Alkamede dan Melatz 1995
yang ditujukan untuk analisis logam renik dalam sampel yang dianalisis. Sampai
saat ini metode SSA telah berkembang dengan pesat dan hampir mencapai
sejumlah 70 unsur yang dapat ditentukan dengan metode ini. (Mulja, 1990)
Metode ini harus dalam keadaan gas (dalam keadaan dasar) berdasarkan
serapan sinar yang mempunyai jarak gelombang tertentu. Jika suatu larutan
mengandung suatu garam logam (suatu senyawa logam) dihembuskan kedalam
suatu nyala (misalnya asetilena yang terbakar di udara) dapat terbentuk uap yang
mengandung atom-atom logam itu. Beberapa atom logam dalam gas ini dapat
dieksitasi ketingkat energi yang cukup tinggi untuk memungkinkan pemencaran
yang karakteristik dari logam tersebut. Atom-atom dalam keadaan dasar ini
mampu menyerap energi cahaya yang panjang gelombang resonansinya khas
untuknya, yang pada umumnya adalah panjang gelombang radiasi yang akan
dipancarkan atom-atom itu apabila tereksitasi dari keadaan dasar.
Jadi jika cahaya dengan panjang gelombang resonansi itu dilewatkan nyala
yang mengandung atom yang bersangkutan maka sebagian cahaya itu akan
diserap dan jauhnya penyerapan berbanding lurus dengan banyaknya atom
keadaan dasar yang berbeda dalam nyala. (Vogel, 1994)
Universitas Sumatera Utara
Komponen-komponen pokok dari alat SSA adalah :
1. Sumber cahaya
Sumber sinar yang lazim dipakai adalah lampu katoda berongga. Lampu
ini terdiri dari atas tabung kaca tertutup yang mengandung suatu katoda
dan anoda. (Rohman, 2007)
2. Recorder
Sistem pencatat yang digunakan pada instrument SSA berfungsi untuk
mengubah sinyal yang diterima melalui bentuk digital. (Haswell, 1991)
3. Monokromator
Monokromator terletak diantara nayala dan detektor. Monokromator
memisahkan, mengisolasi, dan mengontrol intensitas dari radiasi energi
yang mencapai detektor. (Haswell, 1991)
4. Tempat sampel
Dalam analisis, sampel yang akan dianalisis harus diuraikan menjadi
atom-atom yang masih dalam keadaan atas. Ada beberapa macam alat
yang dapat digunakan untuk mengubah suatu sampel menjadi uap atomatom yaitu:
a. Nyala (Flame)
Nyala digunakan untuk mengubah sampel yang berubah padatan
atau cairan menjadi bentuk uap atomnya, dan juga berfungsi untuk
atomisasi.
b. Tanpa Nyala (Flameless)
Pengatoman dapat dilakukan dalam tungku dari garfit, kemudian
tabung tersebut dipanaskan dengan system elektris dengan cara
melewatkan arus listrik grafit. (Rohman, 2007)
5. Detektor
Detektor pada SSA berfungsi mengubah intensitas radiasi yang akan
datang menjadi arus listrik. pada SSA yang umum dipakai sebagai
detektor adalah tabung penggandaan foton (PPMT=Photo Multiplier
Tube). (Mulja, 1991)
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tanaman Pisang (Musa paradisiaca L.)
Tanaman pisang (Musa paradisiaca L.) secara umum merupakan tanaman buahbuahan yang tumbuh dan tersebar di seluruh Indonesia dan penghasil pisang
terbesar di Asia. Penyebaran tanaman ini selanjutnya hampir merata keseluruh
dunia, yakni meliputi daerah tropik dan subtropik, dimulai dari Asia Tenggara ke
Timur melalui Lautan Teduh samapai ke Hawai. Selain itu, tanaman pisang
menyebar ke barat melalui Samudra Atlantik, sampai Benua Amerika. (Dewati,
2008)
Tanaman pisang seperti gambar 1. kategorikan menjadi 3 golongan yaitu
pisang yang dapat dikonsumsi, pisang yang diambil pelepah batangnya sebagai
serat dan pisang yang dipergunakan sebagai tanaman hias. Pisang yang dapat
dikonsumsi ada 2 yaitu pisang yang dapat dikonsumsi secara langsung sebagai
buah segar dan pisang yang perlu diolah. Pisang yang dapat diolah menjadi pisang
molen, keripik pisang, sale, tepung pisang, pisang goreng dan sebagainya.
(Dewati, 2008)
Berikut klasifikasi Tanaman Pisang menurut Dewati, (2008):
Kingdom
: Plantae
Filum
: Magnoliophta
Kelas
: Magnolipsida
Ordo
: Zingiberalez
Famili
: Musaceae
Genus
: Musa
Spesies
: Musa acuminate L
Gambar 1. Pisang kepok kuning
2.1.1 Komposisi Kulit Pisang
Universitas Sumatera Utara
Berikut tabel 1. yang menjelaskan tentang komposisi kulit pisang kepok
(Musa acuminate L.)
Hasil tes kimiawi laboratorium
Air
Kadar
73,60%
Protein
02,15 %
Fe mg/100 gram
26,00 %
P mg/100 gram
63,00 %
Gula reduksi
07,62 %
Pati
11,68%
Serat kasar
01,52 %
Abu
01,03 %
Vitamin C mg/100 gram
36,00 %
Ca mg/100 gram
31,00 %
Sumber. ( Dewati, 2008)
2.2 Tanaman Sawi
Sawi (Brassica juncea L.) termasuk sayuran daun dari keluarga cruciferae yang
mempunyai ekonomis tinggi. Tanaman sawi berasal dari Tiongkok (Cina) dan
Asia Timur. Permintaan terhadap tanaman sawi selalu meningkat seiring dengan
bertambahnya jumlah penduduk dan kesadaran kebutuhan gizi. Dilain pihak, hasil
sawi belum mencukupi kebutuhan dan permintaan masyarakat karena areal
pertanaman semakin sempit dan produktivitas tanaman sawi masih relatif rendah.
Bagian tanaman sawi yang bernilai ekonomis adalah daunnya, maka upaya
produksi diusahakan pada peningkatan produk vegetatif untuk mendukung upaya
tersebut dilakukan pemupukan. Tanaman sawi memerlukan unsur hara yang
cukup dan tersedia bagi pertumbuhan dan perkembangannya untuk menghasilkan
prouksi yang maksimal. Salah satu unsur hara yang sangat berperan pada
pertumbuhan daun adalah Nitrogen. (Wahyudi, 2010)
Menurut Tina et al.,(1994), Klasifikasi tanaman sawi adalah sebagai
berikut :
Divisi
: Spermatophyta
Universitas Sumatera Utara
Subdivisi
: Angiospermae
Kelas
: Dicotyledonae
Ordo
: Rhoeadales
Famili
: Cruciferae
Genus
: Brassica
Spesies
: Brassica juncea L.
2.2.1 Deskripsi dan Morfologi Tanaman Sawi
Sawi caisim seperti pada gambar 2. bukan merupakan tanaman asli Indonesia,
akan tetapi keadaan alam Indonesia dengan iklim, cuaca serta keadaan dan sifat
tanah memungkinkan untuk dikembangkan dengan baik. Tanaman sawi dapat
tumbuh di tempat yang berhawa dingin, tetapi dapat tumbuh baik dengan iklim
yang kering dan ketinggian 5-1200 m.
Gambar 2. Tanaman sawi (Brassica juncea L.)
Berikut deskripsi dan morfologi dari tanaman sawi:
1. Daun
Daun tanaman sawi caisim berbentuk bulat dan lonjong, ada yang berkerutkerut (keriting), berwarna hijau muda, hijau keputih-putihan sampai hijau tua.
Daun memiliki tangkai daun panjang dan pendek atau lebar, bersifat kuat dan
halus. Pelepah daun tersusun saling membungkus tetapi tetap membuka. Daun
memiliki tulang-tulang daun yang menyirip dan bercabang-cabang. (Kurniadi,
1992)
2. Akar
Tanaman sawi memiliki sistem perakaran tunggang (radix primaria) dan
cabang-cabang akar yang bentuknya bulat panjang (silindris), menyebar keseluruh
Universitas Sumatera Utara
arah pada kedalaman antara 30-50 cm. Akar-akar ini berfungsi menyerap unsur
hara dan air dari dalam tanah, serta menguatkan berdirinya batang tanaman.
(Haryanto, 2003)
3. Batang
Tanaman sawi memiliki batang (caulis) yang pendek dan beruas, sehingga
hampir tidak kelihatan. Batang berfungsi sebagai alat pembentuk dan penopang
berdirinya daun. Sawi umumnya berdaun dengan struktur daun halus, tidak
berbulu. Daun sawi membentuk seperti sayap dan bertangkai panjang yang
berbentuk pipih. (Rahmat, 2007)
4. Bunga
Bunga sawi tersusun dalam tangkai bunga yang tumbuh memanjang (tinggi)
dan bercabang banyak. Penyerbukan bunga sawi dapat berlangsung dengan
bantuan serangga lebah maupun bantuan manusia. Hasil penyerbukan ini akan
membentuk buah yang berisi biji. (Haryanto, 2003)
5.Buah
Buah sawi termasuk tipe buah polong yakni berbentuk memanjang dan
berongga. (Haryanto, 2003)
2.2.2 Jenis-jenis sawi
Secara umum tanaman sawi biasanya mempunyai daun lonjong, lebar dan tidak
sempit, serta tidak berbulu dan halus. Berwarna hijau muda, hijau keputih-putihan
sampai hijau tua. Dahulu hanya dikenal tiga macam jenis sawi putih, sawi hijau,
dan sawi huma. Sekarang ini masyarakat lebih mengenal caisim alias sawi bakso
yang paling banyak dijajakan di pasar-pasar, dan banyak dibutuhkan oleh
pedagang mie dan sangat banyak di peroleh di restoran Cina. Selain itu masih ada
jenis sawi keriting, sawi monumen dan jenis sawi yang lainnya.
(Haryanto, 2003)
Berikut jenis-jenis sawi menurut Haryanto, (2003):
1. Sawi Monumen
Sawi monumen tumbuh agak tegak dan berdaun kompak, penampilan sawi
ini sekilas mirip dengan petsai. Tangkai daun putih berukuran agak lebar
dengan tulang daun juga berwarna putih. Daunnya sendiri berwarna hijau
Universitas Sumatera Utara
segar, jenis sawi ini tergolong terbesar dan terberat diantara jenis sawi
lainnya.
2. Sawi Putih atau Sawi Jabung
Tanaman sawi jenis ini adalah tanaman sawi yang banyak dikonsumsi oleh
masayarakat, karena memiliki rasa yang paling enak diantara jenis sawi
lainnya. Jenis ini cocok ditanam di Indonesia pada daerah dengan
ketinggian 500-1000 m.
3. Caisim atau sawi Bakso
Caisim atau sawi bakso merupakan jenis sawi yang paling banyak
dijajakan di pasar-pasar. Daunnya lebar memanjang tipis dan berwarna
hijau. Mempunyai rasa yang renyah, segar dengan sedikit sekali rasa pahit.
Selain ditumis atau dioseng caisim banyak dibutuhkan di restoran
makanan Cina, sehingga permintaannya akan sawi caisim cukup tinggi.
4. Sawi Hijau atau Sawi Asin
Sawi jenis ini kurang banyak dikonsumsi sebagai sayur karena rasanya
agak pahit. Masyarakat pada umumnya mengolah terlebih dahulu menjadi
sawi asin sebelum digunakan untuk campuran aneka makanan.
5. Sawi Huma
Jenis sawi ini akan tumbuh baik jika ditanam ditempat-tempat kering
seperti tegalan. Sawi jenis ini memiliki bentuk daun yang sempit, panjang
dan berwarna hijau keputih-putihan. Memiliki batang yang panjang dan
kecil tangkainya bersayap. Dinilai dari harga jual dibandingkan harga sawi
putih lebih murah.
6. Sawi kriting
Ciri khas sawi ini adalah memiliki daun yang keriting. Bagian daun yang
hijau sudah mulai tumbuh dari pangkal tangkai daun yang berwarna putih.
2.3 Fermentasi
Fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi terdapat
defenisi yang lebih jelas yang mendefenisikan fermentasi sebagai respirasi dalam
lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal. Proses
pertumbuhan mikroba merupakan proses yang memiliki batas tertentu. Pada saat
Universitas Sumatera Utara
tertentu, setelah melewati tahap minimum, mikroba akan mengalami fasa
kematian. (Mardiana, 2012)
Proses pertumbuhan mikroba merupakan proses yang memiliki batas
tertentu. Pada saat tertentu, setelah melewati tahap minimum, mikroba akan
mengalami fasa kematian. Faktor-faktor yang dapat menyebabkan berhentinya
pertumbuhan mikroba antara lain:
1. Penyusutan konsentrasi nutrisi yang dibutuhkan dalam pertumbuhan
mikroba karena habis terkonsumsi.
2. Produk akhir metabolisme yang menghambat pertumbuhan mikroba
karena terjadinya inhibisi dan represi. (Mardiana, 2012)
Pertumbuhan kultur mikroba umumnya dapat digambarkan dalam suatu
kurva pertumbuhan.
1. Fasa stasioner adalah fasa yang disebut fasa adaftasi / lag fase. Pada saat
ini mikroba lebih berusaha menyesuaikan diri dengan lingkungan dan
medium baru dari pada tumbuh ataupun berkembang biak. Pada saat ini
mikroba berusaha merombak materi-materi dalam medium agar dapat
digunakan sebagai nutrisi pertumbuhannya. Bila dalam medium ada
komponen yang tidak dikenal mikroba, mikroba akan memproduksi enzim
ekstraseluler untuk merombak komponen tersebut. Hanya mikroba yang
dapat mencerna nutrisi dalam medium untuk pertumbuhannyalah yang
dapat bertahan hidup.
2.
Fasa pertumbuhan dipercepat adalah fasa dimana mikroba sudah dapat
menggunakan nutrisi dalam medium fermentasinya. Pada saat ini mikroba
banyak tumbuh
dan membelah diri sehingga jumlahnya meningkat
dengan cepat.
3. Fasa eksponensial adalah akhir fasa pertumbuhan dipercepat. Pada fasa ini
laju pertumbuhan tetap pada laju pertumbuhan maksimum. Nilai ini
ditentukan oleh konstanta jenuh/saturasi subtrat.
4. Fasa pertumbuhan diperlambat mulai pada akhir fasa eksponensial.
Pertumbuhan mikroba yang begitu cepat tidak diimbangi tersedianya
Universitas Sumatera Utara
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
akumulasi produk metabolit
oleh
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.com/doc/FERMENTASI)
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 C/N
salah satu aspek yang paling penting dari kesetimbangan hara total adalah
rasio organik karbon dengan nitrogen (C/N). Dalam metabolisme hidup
mikroorganisme mereka memafaatkan sekitar 30 bagian dari karbon untuk
masing-masing bagian dari nitrogen. Sekitar 20 bagian karbon dioksida
menjadi CO2 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 30-600C menunjukkan aktifitas pengomposan yang cepat. Suhu
yang lebih tinggi dari 600C 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 (NO3-) dan amonium (NH4+).
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
(NH3) dan ammonium (NH4+). 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 H2PO4-, HPO42-, dan PO4- 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+,Ca2+,Mg2+,dan Mn2+ 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.ca/GFX/PRODS/382N400.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, CO2 dan H2O, 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 + H2SO4
destruksi
(NH4)2SO4 + 2NaOH
destilasi
(NH4)2SO4 + SO4 + CO2
2NH4OH + Na2SO4
NH4OH
NH3 + H2O
NH3 + 2HCl
NH4Cl + HCl(sisa)
HCl(sisa) + NaOH
NaCl + H2O (Mardiana, 2012)
Universitas Sumatera Utara
2.7 Metode Spektrofotometer UV-Visible
Spektrofotometer adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer.
Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang
tertentu dan fotometer alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau
yang diabsorbsi. (Khopkar, 2007)
Sejumlah metode telah ditemukan untuk pengukuran kadar protein
berdasarkan spektroskopi UV-Visible.Spektrofotometer UV-Visible melibatkan
energi elektronik yang cukup besar pada molekul yang dianalisis, sehingga sering
digunakan untuk analisis kuantitatif dibandingkan kualitatif. (Mulja, 1990).
Komponen-komponen yang pokok dari spektrofotometer UV-Visible
adalah
sebagai berikut :
1. Sumber tenaga radiasi
Sumber tenaga radiasi terdiri dari benda yang tereksitasi hingga ke
tingkat energi yang lebih tinggi oleh sumber listrik berenergi tinggi atau
oleh pemanasan listrik. Benda atau materi yang kembali ke tingkat
energi rendah atau ke tingkat dasarnya, melepaskan foton dengan energienergi yang karakteristik yang sesuai dengan delta E, yaitu perbedaan
energi antara tingkat tereksitasi dan dasar rendah.
2. Monokromator
Dalam spektrometer, radiasi yang polikromatik harus diubah menjadi
radiasi monokromatik. Ada dua jenis alat yang digunakan untuk
mengurai radiasi polikromatik menjadi monokromatik yaitu penyaring
dan monokromator. Monokromator merupakan serangkaian alat optik
menguraikan radiasi polikromatik menjadi jalur-jalur yang efektif atau
panjang
gelombang-gelombang
tunggalnya
dan
memisahkan
gelombang-gelombang tersebut menjadi jalur-jalur yang sempit.
3. Tempat cuplikan
Cuplikan yang akan dipelajari di daerah ultraviolet atau terlihat yang
biasanya berupa gas atau larutan ditempatkan dalam sel atau kuvet.
Universitas Sumatera Utara
Untuk daerah ultraviolet biasanya digunakan Quartz atau sel silica yang
dilebur, sedangkan untuk daerah terlihat digunakan gelas biasa.
4. Detektor
Setiap detektor menyerap tenaga foton yang mengenainya dan
mengubah tenaga tersebut untuk dapat diukur secara kuantitatif seperti
sebagai arus listrik atau perubahan-perubahan panas. Kebanyakan
detektor menghasilkan sinyal listrik yang dapat menghasilkan sinyal
yang secara kuantitatif berkaitan dengan tenaga cahaya yang
mengenainya.
(Sastrohamidjojo, 1985)
2.8 Spektrofotometer Serapan Atom
Metode SSA pertama kali dikembangkan oleh Walsh, Alkamede dan Melatz 1995
yang ditujukan untuk analisis logam renik dalam sampel yang dianalisis. Sampai
saat ini metode SSA telah berkembang dengan pesat dan hampir mencapai
sejumlah 70 unsur yang dapat ditentukan dengan metode ini. (Mulja, 1990)
Metode ini harus dalam keadaan gas (dalam keadaan dasar) berdasarkan
serapan sinar yang mempunyai jarak gelombang tertentu. Jika suatu larutan
mengandung suatu garam logam (suatu senyawa logam) dihembuskan kedalam
suatu nyala (misalnya asetilena yang terbakar di udara) dapat terbentuk uap yang
mengandung atom-atom logam itu. Beberapa atom logam dalam gas ini dapat
dieksitasi ketingkat energi yang cukup tinggi untuk memungkinkan pemencaran
yang karakteristik dari logam tersebut. Atom-atom dalam keadaan dasar ini
mampu menyerap energi cahaya yang panjang gelombang resonansinya khas
untuknya, yang pada umumnya adalah panjang gelombang radiasi yang akan
dipancarkan atom-atom itu apabila tereksitasi dari keadaan dasar.
Jadi jika cahaya dengan panjang gelombang resonansi itu dilewatkan nyala
yang mengandung atom yang bersangkutan maka sebagian cahaya itu akan
diserap dan jauhnya penyerapan berbanding lurus dengan banyaknya atom
keadaan dasar yang berbeda dalam nyala. (Vogel, 1994)
Universitas Sumatera Utara
Komponen-komponen pokok dari alat SSA adalah :
1. Sumber cahaya
Sumber sinar yang lazim dipakai adalah lampu katoda berongga. Lampu
ini terdiri dari atas tabung kaca tertutup yang mengandung suatu katoda
dan anoda. (Rohman, 2007)
2. Recorder
Sistem pencatat yang digunakan pada instrument SSA berfungsi untuk
mengubah sinyal yang diterima melalui bentuk digital. (Haswell, 1991)
3. Monokromator
Monokromator terletak diantara nayala dan detektor. Monokromator
memisahkan, mengisolasi, dan mengontrol intensitas dari radiasi energi
yang mencapai detektor. (Haswell, 1991)
4. Tempat sampel
Dalam analisis, sampel yang akan dianalisis harus diuraikan menjadi
atom-atom yang masih dalam keadaan atas. Ada beberapa macam alat
yang dapat digunakan untuk mengubah suatu sampel menjadi uap atomatom yaitu:
a. Nyala (Flame)
Nyala digunakan untuk mengubah sampel yang berubah padatan
atau cairan menjadi bentuk uap atomnya, dan juga berfungsi untuk
atomisasi.
b. Tanpa Nyala (Flameless)
Pengatoman dapat dilakukan dalam tungku dari garfit, kemudian
tabung tersebut dipanaskan dengan system elektris dengan cara
melewatkan arus listrik grafit. (Rohman, 2007)
5. Detektor
Detektor pada SSA berfungsi mengubah intensitas radiasi yang akan
datang menjadi arus listrik. pada SSA yang umum dipakai sebagai
detektor adalah tabung penggandaan foton (PPMT=Photo Multiplier
Tube). (Mulja, 1991)
Universitas Sumatera Utara