III. METODOLOGI PENELITIAN
4.3 Perubahan Selama Proses Co-composting
4.3.4 Perubahan Nilai C/N
Nilai perbandingan C/N bahan organik merupakan faktor yang penting dalam pengomposan. Nilai C/N adalah nilai perbandingan antara karbon organik (C) dan nitrogen (N). Nilai C/N ini merupakan indikator kualitas dan tingkat kematangan dari sebuah bahan kompos. Sebab aktivitas pendegradasian yang terjadi dalam pengomposan membutuhkan karbon organik (C) untuk pemenuhan energi dan pertumbuhan, dan nitrogen (N) untuk pemenuhan protein sebagai zat pembangun sel metabolisme. Indrasti (2004) menambahkan bahwa mikroorganisme pendegradasi bahan organik membutuhkan zat arang (C) sebagai sumber tenaganya. Selain itu membutuhkan zat lemas (N) sebagai sumber makanan dan nutrisi untuk pertumbuhan. Kadar unsur tersebut harus tersedia dalam bahan baku dan jumlah yang sesuai.
Nilai C/N yang efektif untuk proses pengomposan berkisar antara 30 - 40. Mikroba memecah senyawa C sebagai sumber energi dan menggunakan N untuk sintesis protein. Pada nilai C/N di antara 30 - 40 mikroba mendapatkan cukup C untuk energi dan N untuk sintesis protein. Apabila nilai C/N terlalu tinggi, mikroba akan kekurangan N untuk sintesis protein sehingga dekomposisi berjalan lambat (Isroi, 2008). Pada kompos yang mengandung nilai C/N rendah akan banyak mengandung amoniak (NH3) yang disebabkan oleh bakteri amoniak. Hal ini bisa dioksidasi lebih lanjut menjadi
nitrit dan nitrat yang mudah diserap oleh tanaman. Jika perbandingan C/N terlalu rendah juga akan menyebabkan terbentuknya amoniak, sehingga nitrogen mudah hilang ke udara (Harada et al. 1993). Grafik perubahan nilai C/N dapat dilihat pada gambar 15 dan 16.
Perubahan yang terjadi pada kadar karbon serta kadar nitrogen jelas berpengaruh nilai C/N- nya. Kadar karbon organik pada campuran yang terus menurun karena terdegradasi dan kadar nitrogen yang cenderung konstan dan meningkat otomatis akan menyebabkan nilai C/N menurun tiap minggunya. Pada campuran bahan dengan C/N awal 50 tingkat penurunannya cukup tinggi jika dibandingkan dengan campuran bahan yang C/N awalnya 30. Hal ini terjadi karena campuran bahan dengan C/N awal 50 memiliki kandungan bahan organik yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan campuran dengan C/N awal 40 serta 30. Bahan organik tersebut diubah oleh mikroorganisme menjadi CO2 dan H2O serta kalor (panas). Semakin banyak bahan organik yang didegradasi maka semakin
panas pula tumpukan kompos tersebut. Hal ini sesuai dengan data dimana campuran bahan dengan C/N awal 50 mengalami kenaikan suhu yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan yang lain. Pada grafik terlihat nilai C/N cenderung mengalami penurunan yang cukup signifikan dari minggu ke-0 sampai minggu ke-3 lalu laju penurunannya melambat saat memasuki minggu keempat hingga minggu keenam bahkan cenderung konstan. Penurunan nilai C/N dikarenakan terjadinya biodegradasi bahan menjadi CO2 dan H2O (Isroi, 2008). Penurunan nilai C/N selama pengomposan selaras dengan
pendegradasian bahan organik. Menurut Indrasti dan Elia (2004), proses aerasi membantu pendegradasi yang membutuhkan oksigen dalam mendekomposisi bahan organik, sehingga kecepatan dekomposisi bahan organik berlangsung lebih optimum. Aktivitas pendegradasi dalam mendegradasi bahan organik semakin meningkat sehingga nilai C/N, unsur hara, humus, dan energi dari bahan co- composting semakin mendekati proses pengomposan yang diharapkan menghasilkan kompos berkualitas.
28
Pemberian aerasi juga berpengaruh terhadap proses penurunan nilai C/N. Djaja (2008) memaparkan bahwa umumya mikroba banyak mengonsumsi oksigen, selama proses pengomposan bahan yang mudah dipecah dapat diurai dengan cepat. Oleh karena itu, dibutuhkan banyak oksigen dalam proses degradasi bahan organiknya. Aerasi bisa dilakukan untuk memasok kembali oksigen ke dalam timbunan bahan kompos. Pemberian aerasi secara aktif akan mempercepat proses dekomposisi bahan organik karena mikroorganisme banyak mengonsumsi oksigen dan meningkatkan aktivitasnya sehingga menghasilkan energi, humus, dan unsur hara yang diinginkan. Pada perlakuan aerasi 0,4 l/menit.kg bahan tingkat penurunan nilai C/N cenderung lebih landai jika dibandingkan dengan campuran dengan perlakuan aerasi 1,2 L/menit.kg bahan yang tingkat penurunannya tajam hingga minggu ketiga.
Hasil pengamatan interaksi antara nilai C/N awal dengan perlakuan aerasi 0,4 dan 1,2 l/menit.kg bahan menunjukkan tingkat penurunan hingga minggu terakhir dan mendekati standar nilai C/N kompos. Tingkat pemberian aerasi berpengaruh terhadap laju penurunan nilai C/N. Dimana, untuk campuran yang diberi perlakuan aerasi 0,4 l/menit.kg bahan tingkat penurunannya tidak setinggi campuran yang diberi perlakuan aerasi 1,2 l/menit.kg bahan. Pada perlakuan aerasi 0,4 l/menit.kg bahan, hingga memasuki minggu keenam nilai C/N masih diatas standar C/N kompos. Untuk campuran dengan nilai C/N awal 30 pada minggu keenam nilai C/N nya 25,56, campuran dengan nilai C/N awal 40 memiliki nilai C/N nya 24,41, dan campuran dengan nilai C/N awal 50 pada minggu
Gambar 15. Perubahan nilai C/N pada aerasi 0,4 l/ menit.kg bahan
29
keenam nilai C/N nya 21,91. Sedangkan perlakuan aerasi 1,2 l/menit.kg bahan, nilai C/N akhirnya telah berada pada standar C/N kompos. Untuk yang nilai C/N awal 30 pada minggu keenam nilai C/N nya adalah 17,41. Untuk yang nilai C/N awal 40 pada minggu keenam nilai C/N nya adalah 17,46. Untuk yang nilai C/N awal 50 pada minggu keenam nilai C/N nya masih 21,90. Khusus untuk campuran yang nilai C/N awal 50 pada perlakuan aerasi 1,2 L/menit.kg bahan, tingkat laju penurunannya paling tinggi jika dibandingkan dengan yang lain.
Jika dibandingkan dengan yang diberi perlakuan aerasi aktif maka tingkat penurunan nilai C/N pada kontrol (Gambar 17) lebih landai. Pada perlakuan aerasi aktif terjadi perubahan nilai C/N yang besar, pada perlakuan aerasi 0,4 l/menit.kg bahan perubahan terjadi pada minggu ke-2 dan perlakuan aerasi 1,2 l/menit.kg bahan terjadi pada minggu ke-3. Data nilai C/N selama pengomposan dapat dilihat pada Lampiran 8.
Perubahan yang terjadi pada nilai C/N dipengaruhi oleh perubahan dari kadar karbon serta kadar nitrogen. Kadar karbon organik pada campuran yang terus menurun karena terdegradasi dan kadar nitrogen yang cenderung konstan dan meningkat otomatis akan menyebabkan nilai C/N menurun tiap minggunya. Pada proses pengomposan kandungan karbon organik akan terdegradasi menjadi CO2, H2O, dan panas (kalor) hal ini menyebabkan penurunan nilai kadar karbon yang
terkandung dalam kompos disetiap minggunya. Grafik penurunan kadar karbon dengan penambahan aerasi 0,4 dan 1,2 l/menit.kg bahan dapat dilihat pada Gambar 18 dan 19.
Gambar 17. Perubahan nilai C/N pada kontrol
30
Selama proses dekomposisi bahan organik, karbon akan terurai menjadi unit rantai yang lebih pendek untuk digunakan mikroorganisme mencukupi energinya sehingga total karbon organik akan berkurang. Semakin cepat proses dekomposisi bahan organik tersebut, maka tingkat penurunan karbon organiknya semain tinggi. Pada campuran bahan dengan C/N awal 50 memliki persentasi kadar karbon organik awal paling tinggi kemudian diikuti dengan bahan C/N awal 40 lalu yang terendah bahan dengan C/N awal 30. Pada saat proses pengomposan terlihat bahwa kadar karbon organik ketiga bahan tersebut terus mengalami penurunan. Setelah akhir pengomposan, terlihat bahwa kadar karbon ketiga formulasi mendekati titik yang sama. Hal ini menandakan bahwa proses pendegradasian telah mendekati selesai. Tingkat penurunan kadar karbon organik tertinggi tentu terjadi pada campuran bahan dengan C/N awal 50.
Hasil pengamatan kadar karbon organik pada perlakuan aerasi 0,4 dan 1,2 l/menit.kg bahan hampir mengalami kesamaan yaitu tingkat penurunan kadar karbon organik tertinggi terjadi pada minggu pertama. Hal ini ditandai dengan tingkat kenaikan suhu tertinggi terjadi pada minggu pertama pada masing-masing perlakuan. Sebab selama proses pendegradasian karbon organik terjadi pelepasan panas ke udara. Kemudian interaksi antara pemberian aerasi dengan pembedaan nilai C/N awal hasil yang tidak jauh berbeda. Pada perlakuan aerasi 0,4 l/menit.kg bahan, campuran bahan dengan C/N awal 40 dan 50 memiliki tingkat penurunan yang lebih tinggi dbandingkan dengan campuran C/N awal 30. Pada perlakuan aerasi 1,2 l/menit.kg bahan pada minggu kedua menuju minggu ketiga, pada campuran C/N awal 50 tetap, sedangkan pada campuran C/N awal 40 terjadi penurunan yang rendah, akan tetapi pada campuran awal 30 tingkat penurunannya stabil dan tingkat penurunannya cenderung rendah. Lalu pada minggu berikutnya terus mengalami penurunan hingga mencapai titik yang hampir sama yang menandakan proses pengomposan hampir berakhir, yang juga ditandai dengan suhu yang terus stabil mendekati suhu ruang.
Gambar 20. Perubahan kadar karbon pada kontrol Gambar 19. Perubahan kadar karbon pada aerasi 1,2 l/ menit.kg bahan
31
Jika dibandingkan dengan grafik kontrol (Gambar 20) pun tidak tampak perbedaan yang signifikan. Hanya saja pada grafik penurunan kadar karbon pada kontrol unutk campuran awal 30 dan 40 lebih stabil jika dibandingkan dengan yang diberi aerasi aktif, sedangkan untuk campuran awal 50 terjadi penurunan yang cukup signifikan pada minggu kesatu. Data karbon organik selama pengomposan dapat dilihat pada Lampiran 6.
Unsur lain yang juga sangat penting dalam mempengaruhi proses pengomposan adalah kadar nitrogen (N) sebagai sumber zat pembangun sel pertumbuhan mikroorganisme. Jumlah nitrogen yang terdapat dalam bahan co-composting bagas dan blotong ini lebih sedikit dibandingkan dengan kandungan karbon organiknya. Hasil analisa terhadap kadar nitrogen dalam bahan co-composting bagas dan blotong dapat dilihat pada gambar 21 dan 22.
Hasil pengamatan kadar nitrogen pada perlakuan aerasi 0,4 dan 1,2 l/menit.kg bahan menunjukkan tingkat perubahan yang relatif stabil dan konstan. Pada perlakuan aerasi 0,4 l/menit.kg bahan pada semua campuran baik itu C/N awalnya 50, 40, ataupun 30 mengalami penurunan pada minggu pertama lalu mengalami kenaikan pada minggu ke-2 dan relatif stabil hingga minggu ke-6. Hal ini disebabkan perombakan dan degradasi bahan organik oleh mikroorganisme dan pembentukan sel pertumbuhan oleh zat yang terkandung dalam nitrogen menjadikan jumlah mikroorganisme
Gambar 21. Perubahan kadar nitrogen pada aerasi 0,4 l/ menit.kg bahan
32
meningkat. Secara tidak langsung jumlah nitrogen dalam bahan pengompos semakin meningkat dan akhirnya perbandingan kandungan C dan N dalam bahan semakin menurun. Pada perlakuan aerasi 1,2 l/menit.kg bahan pada semua campuran baik itu C/N awalnya 50, 40, ataupun 30 pada dua minggu pertama stabil lalu mengalami kemainkan pada minggu berikutnya. Pada semua campuran perlakuan aerasi 0,4 dan 1,2 l/menit.kg bahan mengalami penurunan pada minggu terakhirnya dengan tingkat penurunan yang sangat rendah. Data nitrogen selama pengomposan dapat dilihat pada Lampiran 7.
Penurunan nilai C/N hingga mencapai nilai C/N standar kematangan bahan kompos dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu suhu, kadar air, pH, pengaruh aerasi, ukuran bahan co- composting, dan tinggi tumpukan kompos. Dilakukan pembuktian dengan menggunakan analisis varian (Lampiran 9) melalui software SAS (Statistical Analysis System) dengan tiga taraf formulasi berdasarkan nilai C/N awal (30, 40, dan 50) dan dua taraf perlakuan aerasi yaitu aerasi 0,4 dan 1,2 l/menit.kg bahan. Berdasarkan, perhitungan statistik sidik ragam dengan taraf kepercayaan 95%. Menunjukkan bahwa faktor nilai C/N awal dan aerasi pada pengomposan berpengaruh terhadap penurunan nilai C/N awal, sehingga dilakukan uji lanjutan (Duncan). Hasil perhitungan uji lanjutan terhadap perlakuan nilai C/N awal menunjukan campuran dengan nilai C/N awal 50 berbeda nyata dari nilai C/N 30 dan 40, namun antara campuran dengan nilai C/N awal 30 dan 40 tidak berbeda nyata yang menunjukkan nilai C/N awal 30 dan 40 tidak memberikan pengaruh terhadap penurunan nilai C/N yang terjadi selama pengomposan. Hal ini berkaitan dengan formulasi bahan baku pada setiap nilai C/N awal, dimana pada nilai C/N awal 50 memiliki kandungan blotong dan bagas yang lebih seimbang, sehingga memberikan pengaruh terhadap pendegradasian bahan organik. Selain itu, dilihat dari parameter pengukuran suhu dan pH mengalami peningkatan dibandingkan nilai C/N awal 30 dan 40. Pada perlakuan penambahan aerasi 0.4dan 1.2 l/menit kg bahan, menunjukkan hasil berbeda nyata terhadap penurunan nilai C/N. Sedangkan dari analisia data sesuai rancangan percobaan menunjukkan bahwa faktor A (aerasi) dan B (nilai C/N awal) belum berkaitan erat dan memiliki interaksi yang belum berpengaruh terhadap perubahan nilai C/N. Hasil uji sidik ragam dapat dilihat pada Lampiran 9. Uji beda dilakukan untuk membandingkan antara campuran yang diberi perlakuan (diberikan aerasi) dengan campuran tanpa diberi perlakuan (kontrol). Untuk nilai C/N awal 30 dan 40 tidak terdapat perbedaan yang nyata antara kompos kontrol dengan kompos yang diberi perlakuan, sedangkan untuk yang nilai C/N awalnya 50 memliki perbedaan yang nyata antara kompos kontrol dengan kompos yang diberi pelakuan. Hal ini menunjukkan bahwa pemberian aerasi berpengaruh terhadap campuran yang memiliki nilai C/N awal yang besar. Hasil uji beda dapat dilihat pada Lampiran 10