2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Nitrogen
2.6 Senyawa Humat
Senyawa humat mengandung asam humat, asam fulvat, humin, dan asam himatomelanat, yang dapat diekstrak dengan cara berbeda (Tan, 1982). Asam humat dan fulvat merupakan senyawa utama dalam bahan organik tanah, karena konsentrasinya di dalam tanah paling tinggi dibandingkan asam – asam organik yang belum terhumuskan. Bahan humat merupakan bahan makromolekul polielektrolit yang memiliki gugus fungsional seperti –COOH, -OH fenolat maupun –OH alkoholat sehingga bahan humat memiliki peluang untuk membentuk kompleks dengan ion logam karena gugus ini dapat mengalami deprotonasi pada pH yang relatif tinggi (Alimin et.al, 2005).
7 Senyawa humat tidak hanya terdapat di dalam tanah, tetapi juga terdapat di dalam batuan, endapan sedimen sungai, laut, dan danau. Berdasarkan hal tersebut senyawa humat diklasifikasikan ke dalam 5 tipe (Tan 2003), yaitu :
1. Senyawa humat yang berasal dari Terrestrial atau tanah, dibedakan berdasarkan
asal dari bahan organiknya; kayu daun jarum (softwood), kayu daun lebar
(hardwood), rumput dan bambu.
2. Senyawa humat dari aquatic, merupakan senyawa humat yang berasal dari
endapan sungai, laut dan danau, yang materialnya dapat berasal dari luar maupun dalam cekungan. Jika bahannya berasal dari luar cekungan, maka komposisi senyawa humatnya mirip dengan terrestrial.
3. Senyawa humat dari gambut atau endapan rawa.
4. Senyawa humat dari endapan geologi, berupa batubara dan serpih (shale)
5. Senyawa humat dari Anthropogenic; senyawa humat yang berasal dari aktivitas
pertanian, industri, ternak, unggas dan sisa pembuangan (sampah).
Asam humat merupakan bahan aktif yang diekstrak dari bahan organik. Asam humat memiliki KTK sangat tinggi (lebih dari 200 meq/100g) sehingga dapat digunakan sebagai bahan urea-zeolit-humic acid dengan cara diselimutkan pada urea (Suwardi, Darmawan 2009). Unsur atau penyusun utama humat ialah karbon. Kandungan karbon yang dimiliki asam humat berfluktuasi pada kisaran 56-62%. Sementara kandungan hydrogen dan nitrogen berturut-turut berada pada kisaran 2-5.5% dan 2-8% (Orlov 1985; Orlov 1992). Asam humat tidak hanya mengandung C, N, H dan O tapi juga terdapat sulfur dan fosfor. Asam humat juga mengandung unit aromatik dengan ikatan asam amino (organik N), peptide, asam alipatik dan bahan campuran lain yang tipe dan jumlahnya akan tergantung pada jenis tanaman (Orlov 1985).
Gambar 3 Diagram Pemisahan Senyawa-senyawa Humat ke dalam Fraksi- fraksi Humat yang berbeda
Asam Humat (tidak larut) Perlakuan dengan asam
Bahan Organik Tanah
Bahan Humat (Larut)
Humin Bahan bukan Humat (tidak larut) Ekstraksi dengan Alkali atau Larutan Na4P2O7
Asam fulvat (larut)
Perlakuan dengan alkohol
Asam Humat coklat
(larut) Asam Humat kelabu (tidak larut)
Asam Humat (tidak larut) Asam Himatomelanik
(larut) Perlakuan dengan garam netral
8 Asam humat adalah zat organik yang memiliki struktur molekul kompleks dengan berat molekul tinggi (makromolekul) atau dapat disebut sebagai polimer organik yang mengandung gugus aktif. Di alam, asam humat terbentuk melalui proses fisika, kimia, dan biologi dari bahan-bahan yang berasal dari tumbuhan maupun hewan, yang disebut proses humifikasi. Oleh karena struktur asam humat terdiri dari campuran senyawa organik alifatik dan aromatik (diantaranya ditunjukkan dengan adanya gugus aktif asam karboksilat dan quinoid), maka asam humat memiliki kemampuan untuk menstimulasi dan mengaktifkan proses biologi dan fisiologi pada organisme hidup dalam tanah. Ciri fisik asam humat yaitu merupakan fraksi humat yang larut dalam alkali,namun tidak larut (mengendap) dalam asam dan alkohol (Tan 1992).
Beberapa sifat penting lain dari asam humat yang berhubungan dengan peranannya dalam memperbaiki kondisi tanah dan pertumbuhan tanaman adalah kapasitas tukar kation (Cation Exchange Capacity) yang tinggi, memiliki
kemampuan mengikat air (Water Holding Capacity) yang besar, sebagai zat
pengompleks (Chelating/Complexing Agent), dan kemampuan untuk mengikat
(fiksasi) polutan dalam tanah. Schnitzer (1978), menyatakan bahwa pada prinsipnya interaksi bahan humik dengan fraksi anorganik tanah dapat dinyatakan sebagai reaksi pertukaran ion, jerapan permukaan dan pembentukan kompleks/khelat.
2.7 Polymer
Polimer dapat dibedakan atas polimer alam dan polimer sintesis. Polimer alam adalah polimer yang terdapat di alam dan berasal dari makhluk hidup. Contoh polimer alam antara lain sebagai berikut
Tabel 1 Beberapa contoh polimer alam
No Polimer Monomer Polimerisasi Contoh
1. Pati/amilum Glukosa Kondensasi Biji-bijian, akar umbi 2. Selulosa Glukosa Kondensasi Sayur, Kayu, Kapas
3. Protein Asam
amino
Kondensasi Susu, daging, telur, wol, sutera
4. Asam nukleat
Nukleotida Kondensasi Molekul DNA dan RNA (sel)
5. Karet alam Isoprena Adisi Getah pohon karet
Polimer sintesis atau polimer buatan adalah polimer yang tidak terdapat di alam dan harus dibuat oleh manusia. Sampai saat ini, para ahli kimia polimer telah melakukan penelitian struktur molekul alam guna mengembangkan polimer sintesisnya. Penggunaan polimer untuk industri pupuk pertama kali dikembangkan di Amerika serikat oleh Archer Daniels Midland Company dengan pelapis berkomponen utama disiklopentadiena dan suatu ester gliserol yang dihasilkan oleh kedelai sekitar 60-an (Leiwakabessy dan Sutandi 2004).
9 Contoh polimer sintesis dapat dilihat pada Tabel 2 di bawah ini :
Tabel 2 Beberapa contoh polimer sintesis
No Polimer Monomer Terdapat pada
1. Polietena Etena Kantung, kabel plastik
2. Polipropena Propena (Tali, karung, botol)
plastik
3. PVC Vinilklorida Pipa paralon, pelapis
lantai 4. Polivinil alcohol Vinil alcohol Bak air
5. Teflon Tetrafluoroetena Wajan atau panci anti lengket
6. Dakron Metiltereftalatdan etilenaglikol
Pipa rekam magnetik, kain atau tekstil (wol sintetis)
7. Nilon Asam adipat dan
heksametilena diamin
Tekstil
8. Polibutadiena Butadiena Ban motor
9. Poliester Ester dan etilena glikol Ban mobil
10. Melamin Fenol formaldehida Piring dan gelas melamin 11. Epoksi resin Metoksi benzena dan
alcohol sekunder
Penyalut cat (cat epoksi)
Selama ini penelitian yang banyak dilakukan berfokus pada seleksi bahan membran. Bahan membran yang dikembangkan dapat dibagi menjadi dua jenis utama, yaitu mineral anorganik dan polimer organik. Mineral anorganik adalah silikon, belerang, gips, fosfat, zeolit, bentonit, maifanitum, diatomite, dan lain-lain, sedangkan polimer organik terdiri dari bahan makromolekul alam (misalnya pati, fibrin, alami karet), bahan sintetis molekul tinggi (misalnya polietilena, polivinil klorida), dan bahan semi-sintetik molekul tinggi (misalnya selulosa etil).
Mineral anorganik sebagai bahan membran dapat dengan mudah ditemukan dengan harga murah dan membran yang tersisa di tanah mungkin akan terurai secara alami, namun apabila terdapat dalam konsentrasi yang tinggi dapat memberikan efek buruk terhadap tanah. Sebaliknya, polimer organik sebagai bahan membran telah menunjukkan kontrol yang baik dari hara yang dilepaskan. Meskipun demikian, membran polimer organik membutuhkan proses teknis yang canggih dengan biaya yang relatif tinggi. Selain itu, membran tidak mudah terurai secara alami, menyebabkan resiko pencemaran tanah (Zou et al, 2009).
Alternatif bahan yang bisa ditambahkan pada pelapis pupuk atau perekat salah satunya adalah arabic gum atau gum arab. Gum arab berasal dari getah atau
eksudat yang dihasilkan tanaman akasia (Acacia sp.). Pada dasarnya Gum arab
merupakan polimer yang sangat banyak bercabang terdiri atas rangkaian satuan- satuan D-galaktosa, L-arabinosa,asam D-glukoronat, dan L-Ramnosa (Tranggono
dkk 1991). Arabic gum adalah senyawa komplek yang terdiri dari senyawa
arabinogalaktan, oligosakarida, dan polisakarida. Keunggulan Arabic gum adalah
10 pengemulsi yang baik dan dapat menstabilkan emulsi, berviskositas rendah pada konsentrasi tinggi, dan memiliki pH berkisar antara 4.0-4.8 (Fennema 1996).
11