Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Mei sampai November 2009 di Laboratorium Teknologi Hasil Ternak Sub Laboratorium Limbah dan Hasil Ikutan Ternak, Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor. Analisis kandungan pupuk dilakukan di Laboratorium Pusat Penelitian Tanah Bogor.
Materi
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah cair Monosodium Glutamat (MSG) GM-1 yang berasal dari PT. Sasa Inti, feses sapi perah, larutan guano, larutan tepung tulang kambing, HNO3, larutan NaOH, larutan KOH, aquades. Mikroba tanah yang ditambahkan terdiri dari Rhizobium, Azospirillum, mikroba pelarut fosfat dan EM4.
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ember, jerigen berkapasitas 20 liter, timbangan, pengaduk kayu, pengaduk kaca, pH meter, corong, aerator, sarung tangan, gelas ukur, gelas piala, toples berukuran 10 liter.
Prosedur Penelitian
Penelitian ini terdiri dari dua tahap, yaitu tahap peningkatan kualitas limbah MSG dari PT. Sasa Inti dan pengkayaan dengan mikroba tanah. Tahap peningkatan kualitas terdiri dari persiapan bahan-bahan dan alat yang akan digunakan, pengujian sampel limbah MSG PT. Sasa Inti (GM-1), perhitungan formulasi pupuk yang akan dibuat agar sesuai standar SNI pupuk sipramin dan persyaratan teknis pupuk anorganik cair, dan pembuatan pupuk sesuai dengan formulasi perhitungan.
Semua bahan dan alat yang dibutuhkan dipersiapkan, kondisi laboratorium disesuaikan dengan kebutuhan. Limbah MSG yang berasal dari PT. Sasa Inti dihomogenkan terlebih dahulu sebelum dipergunakan. Masing-masing bahan yang dibutuhkan ditimbang menggunakan timbangan digital. Bahan-bahan tambahan seperti NaOH, KOH, guano dan tepung tulang yang berbentuk padatan dibuat menjadi larutan dengan cara ditambah aquades dengan perbandingan 1:2 (bahan:aquades). Feses dikoleksi dari kandang sapi perah sesuai kebutuhan, diukur pHnya kemudian ditimbang sebanyak 500 gram untuk masing-masing perlakuan dengan penambahan feses.
Sampel limbah MSG PT. Sasa Inti (GM-1) sebanyak 500 ml diuji kandungan N, P, K, C-organik dan pHnya di laboratorium Pusat Penelitian Tanah, Bogor. Hasil analisis kandungan N, P, K, C-organik, dan pH ini akan menjadi pertimbangan dalam penentuan dan perhitungan formulasi pupuk yang dibuat. Perhitungan menggunakan parameter kandungan N, P, K dan C-organik serta pH hasil analisis dan pendekatan kandungan N, P, K, C-organik dan pH menurut standar SNI pupuk sipramin dan persyaratan teknis pupuk anorganik cair yaitu dengan total N, P, K sebesar 10%. Formulasi yang digunakan adalah formulasi yang nilai pHnya mendekati nilai pH standar SNI. Standar nilai pH yang ingin dicapai mendekati nilai pH standar SNI pupuk sipramin yaitu 5,5-6,5, atau lebih dari standar untuk mengantisipasi penurunan pH karena pupuk diaplikasikan untuk tanah latosol yang bersifat masam. Formulasi pupuk yang telah mencapai standar pH yang diinginkan beserta kandungannya berdasarkan perhitungan ditunjukkan dalam Tabel 7 dan Tabel 8.
Tabel 7. Perlakuan Peningkatan Limbah MSG Kode Perlakuan Limbah MSG (ml) HNO3 (ml) KOH (ml) NaOH (ml) Perlakuan (ml) Feses (g) A1B1 6.331 735 1.065 500 1.370 - A2B1 5.530 735 1.065 600 2.070 - A1B2 6.030 735 1.065 800 1.370 500 A2B2 5.530 735 1.065 600 2.070 500
Tabel 8. Kandungan N, P, dan K Formulasi Pupuk Cair Berdasarkan Perhitungan
Perlakuan Kandungan Total
N P K ---%--- A1B1 7,04 1,43 5,44 13,91 A2B1 6,78 1,56 5,36 13,70 A1B2 6,95 1,43 5,41 13,79 A2B2 6,79 1,56 5,36 13,71 Keterangan :
A1B1 = Limbah MSG + HNO3 + KOH + NaOH + Guano
A2B1 = Limbah MSG + HNO3 + KOH + NaOH + Tepung Tulang A1B2 = Limbah MSG + HNO3 + KOH + NaOH + Guano + Feses
A2B2 = Limbah MSG + HNO3 + KOH + NaOH + Tepung Tulang + Feses
Bahan-bahan yang telah dipersiapkan kemudian dicampurkan berdasarkan formulasi yang telah diperoleh. Limbah MSG, KOH, NaOH dan HNO3 dicampurkan ke dalam ember berkapasitas 10 liter dan perlakuan penambahan bahan sumber hara seperti guano, tepung tulang dan feses. Urutan pencampuran bahan-bahan berdasarkan formulasi ditunjukkan dalam Gambar 1.
Gambar 1. Urutan Pencampuran Bahan-Bahan Berdasarkan Formulasi
Campuran bahan-bahan tersebut kemudian dimasukkan ke dalam jerigen berkapasitas 20 liter. Pengukuran pH dilakukan pada setiap formulasi pupuk yang sudah dicampur untuk mengetahui kesesuaian pH.
Proses pengkayaan dengan penambahan mikroba tanah dilakukan dengan menambahkan EM4 sebanyak 50 ml dan mikroba hayati sebanyak 250 ml ke dalam pupuk pada tiap-tiap perlakuan. Mikroba hayati yang ditambahkan terdiri dari Azospirillum, Rhizobium dan mikroba pelarut fosfat. Kemudian dilakukan proses aerasi selama 10 hari menggunakan aerator. Setiap aerator terdiri dari dua lubang udara sehingga tiap aerator dapat digunakan untuk aerasi 2 buah jerigen. Proses aerasi dilakukan pada 12 jerigen pupuk dengan 4 perlakuan dan 3 ulangan, jumlah aerator yang dibutuhkan sebanyak 6 buah aerator. Perlakuan aerasi ini dilakukan selama 4 jam tiap harinya. Pengukuran pH dilakukan pada hari pertama dan terakhir selama aerasi.
Kualitas pupuk yang sudah mengalami pengkayaan dan proses aerasi kemudian diukur dengan parameter kandungan unsur hara N, P, K dan C-organik serta pHnya. Pengukuran kandungan N, P, K, C-organik dan pH diukur di laboratorium Pusat Penelitian Tanah, Bogor.
Diagram alir pembuatan pupuk hasil pengkayaan limbah MSG secara umum disajikan dalam Gambar 2.
Gambar 2. Diagram Alir Proses Pembuatan Pupuk Cair Hasil Pengkayaan Limbah MSG
Perhitungan Formulasi Berdasarkan Standar SNI
Pencampuran bahan Berdasarkan Perhitungan Formulasi (Limbah MSG, NaOH, KOH, NH3,
Guano, Tepung Tulang, Feses)
Pengukuran pH Analisis Awal Sampel Limbah MSG (Kandungan
Unsur Hara dan pH)
Mikroba Hayati 250 ml
Aerasi selama 10 hari
Pengukuran pH
Analisis Laboratorium Akhir
EM4 50 ml Persiapan Alat dan Bahan
Peubah yang Diamati Nilai pH Pupuk
Derajat keasaman (pH) merupakan ukuran derajat keasaman atau kebasaan suatu larutan atau bahan. Pengukuran derajat keasaman pada penelitian ini menggunakan pH meter yang dilakukan pada hari ke-1, dan ke-10 pada saat proses aerasi selama 10 hari.
Kadar Nitrogen (N-Total)
Sebanyak 5 ml contoh dipipet dan dimasukkan ke dalam tabung Kjeldahl, lalu ditambahkan 1 gram serbuk Selenium Mixer, 5 ml H2SO4 pekat dan paraffin cair 5 tetes. Destruksi atau dipanaskan dengan suhu 150-250º C. Setelah berubah warna kuning kehijauan, dimatikan dan didinginkan, lalu ditambahkan air destilata ± 100 ml dan ditambahkan NaOH 50 %. Air destilata yang ditambahkan NaOH dididihkan di atas suhu ± 50º C dan hasil destilasi ditampung dengan Erlenmeyer 250 ml yang telah diisi H3BO3 1 % dan ditambahkan indikator Conway. Setelah hasil tampungan atau destilasi ±100 ml, alat dimatikan dan hasil tampungan dititrasi dengan HCl 0,05 ml atau yang sudah diketahui normalitasnya. Hasil titrasi dan beberapa ml HCl yang digunakan kemudian dicatat (Sudarmaji et al., 1997).
Perhitungan :
N total (ppm) = 1000 x 14 x (ml contoh-ml blangko) x NHCl 5
Kadar Fosfor (P2O5)
Pupuk cair disaring dengan kertas saring. Pipet 1 ml hasil saringan dimasukkan ke dalam labu ukur 50 ml lalu diencerkan dengan aquades dan dihimpitkan sampai tanda tera. Ekstrak yang sudah mengalami pengenceran tadi dipipet sebanyak 1 ml dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Sebanyak 4 ml aquades ditambahkan, dikocok dan dibiarkan selama lima menit. Satu seri larutan standar baku P dibuat dengan konsentrasi 0, 1, 2, 3, 4 dan 5 ppm. P diukur dengan alat ukur spektrofotometer pada panjang gelombang 660 mm (Sudarmaji et al., 1997).
Perhitungan :
P (ppm) = 1000 x 50 x 10 x Standar P x Pembacaan (ppm) 1 1 1000
Kadar Kalium (K2O)
Pupuk cair disaring dengan kertas saring, dipipet 1 m. Hasil saringan dimasukkan ke dalam labu ukur 50 ml lalu diencerkan dengan aquades dan dihimpitkan sampai tanda tera. Sebanyak 1 ml hasil saringan yang sudah mengalami pengenceran tadi (dalam labu ukur 50 ml) dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Sebanyak 9 ml aquades ditambahkan, dikocok sebentar. Satu seri larutan standar baku K dibuat dengan konsentrasi 0, 5, 10, 15, 20 dan 25 ppm K. Kemudian diukur dengan alat ukur flame photometer pada filter K (Sudarmaji et al., 1997).
Perhitungan :
P (ppm) = 1000 x 50 x 10 x Standar K x Pembacaan (ppm) 1 1 1000
Kadar Nitrat (NO3-)
Sebanyak 5 ml sample dipipet ke dalam labu didih volume 300 ml. Lalu ditambahkan 1 gram devarda alloy, ditambahkan air destilata 100 ml dan ditambahkan NaOH 50 ml. Kemudian air destilasinya ditampung ke dalam Erlenmeyer 250 ml yang telah diisi H3O3 1% sebanyak 10 ml dan ditambah indikator Conway dengan volume ±50 ml. Hasil destilasi tersebut dititrasi dengan HCl yang telah diketahui normalitasnya. Jumlah ml HCl yang dipakai titrasi dicatat (Sudarmaji et al., 1997).
Perhitungan :
NO3- (ppm) = 1000 x (ml contoh-ml blangko) x NHCl x 62 5
Kadar C-Organik
Kadar C-Organik dalam pupuk cair dianalisis dengan menggunakan metode Walkley & Black. Sampel direaksikan dengan potassium dichromate dengan katalisator asam sulfat, C-organik yang ada di sampel akan mereduksi Cr6+ (warna jingga) menjadi Cr3+ (warna hijau). Setelah itu konsentrasi C-organik bisa ditentukan dengan kolorimetri, spectrophotometer, atau dengan titrasi menggunakan sodium thiosulfate dengan indikator diphenylamine.
Rancangan Percobaan
Rancangan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola faktorial 2x2 dengan tiga ulangan. Faktor A adalah penambahan unsur hara organik yang berbeda, yaitu guano dan tepung tulang. Faktor B adalah penambahan feses dan tanpa feses. Kombinasi perlakuan faktor A dan faktor B disajikan dalam Tabel 9.
Tabel 9. Kombinasi Perlakuan Faktor A dengan Faktor B
Faktor B1 (Tanpa Feses) B2 (Feses)
A1 (Guano) 1. A1B1 2. A1B1 3. A1B1 1. A1B2 2. A1B2 3. A1B2 A2 (Tepung Tulang) 1. A2B1 2. A2B1 3. A2B1 1. A2B2 2. A2B2 3. A2B2 Keterangan : Faktor A = Jenis Sumber Hara
Faktor B = Level Penambahan Feses
Model
Model matematika yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut (Steel dan Torrie, 1995)
Yijk = µ + αi + βj + (αβ)ij+ εijk
Keterangan :
Yijk = Nilai pengamatan pada faktor A (penambahan unsur hara organik) taraf ke-i (guano dan tepung tulang) dan faktor B (penambahan feses) taraf ke-j (penambahan feses dan tanpa feses) dan ulangan ke-k (1, 2, dan 3)
µ = Rataan umum pengamatan
αi = Pengaruh faktor A ke-i
βj = Pengaruh faktor B ke-j
(αβ)ij = Pengaruh interaksi antara faktor A ke-i dengan faktor B taraf ke-j
εijk = Pengaruh galat percobaan faktor A ke-i dan faktor B ke-j pada ulangan ke-k
HASIL DAN PEMBAHASAN