III
BAHAN DAN METODE PENELITIAN
2.1 Bahan dan Alat Penelitian
2.1.1 Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian pengomposan adalah sebagai berikut: 1. Feses sapi perah sebanyak 25 kg
2. Jerami padi segar sebanyak 120 kg
3. Air bersih dengan penggunaan secukupnya untuk menjaga kadar air media 4. Cacing tanah jenis Eisenia fetida berumur 1 bulan sebanyak 2 kg
Bahan yang digunakan dalam penelitian analisis N, P, dan K adalah sebagai berikut:
1. Analisis N Tersedia (NH4 dan NO3) a. 1 mL larutan sampel vermicompost b. H2SO4 0,050 N c. Aquades d. Asam borat 1% e. NaOH 40% f. HCl 25% g. Indikator Conway h. Logam Devarda i. Batu didih
2. Analisis P2O5 a. 0,5 mL sampel vermicompost b. Aquades c. Reagent P 3. Analisis K2O a. 1 mL sampel vermicompost b. Aquades c. HNO3 5 mL d. HClO4 0,5 mL 2.1.2 Alat Penelitian
Peralatan yang digunakan dalam penelitian proses pengomposan adalah sebagai berikut:
1. Timbangan kapasitas 10 kg dengan ketelitian 100 g untuk menimbang bahan komposan.
2. Karung plastik sebanyak 18 buah sebagai tempat pengomposan bahan. 3. Termometer alkohol untuk mengukur suhu pengomposan.
Peralatan yang digunakan dalam penelitian proses vermicomposting adalah sebagai berikut:
1. Bak plastik sebanyak 18 buah sebagai tempat vermicomposting dengan ukuran panjang 40 cm; lebar 30 cm; dan tinggi 14 cm.
2. Penutup bak plastik sebanyak 18 buah untuk menutup bak dari cahaya 3. Bambu pengaduk 2 buah untuk membantu proses pembalikan
4. Timbangan analitik untuk menimbang cacing tanah dan analisis kadar air. 5. Termometer untuk mengukur suhu vermicomposting.
Peralatan yang digunakan dalam penelitian uji N, P, dan K ini adalah sebagai berikut:
1. Labu Kjehdahl 2. Kjehdahltherm 3. Bunsen
4. Pipet ukur volume 5 mL 5. Labu Erlenmeyer
6. Timbangan analitik kapasitas 300 g dengan ketelitian 0,005 g 7. Labu ukur 25 mL
8. Spektrofotometer tipe Genesys 20
9. Atomic Absorption Spectrometer AA240FS 2.2 Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan secara eksperimental dengan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 3 macam perlakuan dan masing-masing pengulangan sebanyak 6 kali, sehingga diperoleh 18 unit percobaan. Tata letak percobaan dapat dilihat pada ilustrasi 1.
Masing-masing perlakuan tersebut terdiri dari :
- P1 = campuran feses sapi perah dan jerami padi dengan nisbah C/N 25 - P2 = campuran feses sapi perah dan jerami padi dengan nisbah C/N 30 - P3 = campuran feses sapi perah dan jerami padi dengan nisbah C/N 35
1 P1 2 P2 3 P3 4 P2 5 P1 6 P3 7 P3 8 P2 9 P1 10 P2 11 P1 12 P3 13 P 1 14 P3 15 P2 16 P2 17 P3 18 P1
Ilustrasi 1. Tataletak Percobaan
Keterangan:
P1: Perlakuan nisbah C/N 25 antara feses sapi perah dan jerami padi (r; 1,2,3,4,5,6) P2: Perlakuan nisbah C/N 30 antara feses sapi perah dan jerami padi (r; 1,2,3,4,5,6) P3: Perlakuan nisbah C/N 35 antara feses sapi perah dan jerami padi (r; 1,2,3,4,5,6)
Dengan model linier yang digunakan sebagai berikut: Yij= µ + i + ij
dimana:
Yij : Variabel yang diamati µ : Rataan Umum
I : Pengaruh perlakuan (i= 1,2,3)
ij : Pengaruh pengacakan pada perlakuan ke i ulangan ke j (j= 1,2,3,4,5,6) Asumsi:
1. Komponen-komponen µ, i, dan ij bersifat aditif. 2. Nilai-nilai i (i=1,2,3) tetap.
3. ij timbul secara acak, artinya ij menyebar secara normal dengan nilai tengah nol dan ragam sebesar o2.
Hipotesis yang diamati adalah sebagai berikut:
: P1 = P2 = P3; perlakuan tidak berpengaruh nyata terhadap respon yang diamati. : P1 ≠ P2 ≠ P3; perlakuan berpengaruh nyata terhadap respon yang diamati. Hasil pengaruh antar perlakuan dapat dilihat dalam table sidik ragam.
Tabel 2. Sidik Ragam Sumber Keragaman DB JK KT Fhit Ftabel0,05 Perlakuan (P) (t-1) = 2 JKP KTP KTP/KTG Galat (G) t(r-1) = 15 JKG KTG Total (tr-1) = 17 JKT Keterangan : DB = Derajat bebas
JK = Jumlah kuadrat KT = Kuadrat tetap Kaidah keputusan:
1. Apabila ≤ Ftab 0,05, maka perlakuan tidak berpengaruh nyata (non signifikan), terima tolak H1
2. Apabila > Ftab 0,05, maka perlakuan berpengaruh nyata (signifikan), tolak
Uji lanjut dilakukan dengan menggunakan Uji Tukey apabila terdapat pengaruh pada perlakuan
Uji Tukey dilakukan untuk mengetahui perbedaan antar perlakuan dengan rumus sebagai berikut:
̃
̃ ⁄ ⁄
Keterangan:
̃ = Galat baku nilai tengah KTG = Kuadrat Tengah Galat
W = Nilai Honestly Significant Difference (HSD) = Nilai table pada α 0,05
r = Jumlah ulangan p = Jumlah perlakuan fe = Derajat bebas galat Kaidah keputusan:
1. Bila d ≤ HSD: tidak berbeda nyata. 2. Bila d > HSD: berbeda nyata.
d = Selisih rata-rata antar perlakuan. 2.3 Prosedur Penelitian
2.3.1 Persiapan Penelitian
Persiapan penelitian adalah sebagai berikut: 1. Mengumpulkan feses sapi perah dan jerami padi 2. Menyiapkan alat dan bahan
3. Menganalisis kandungan nisbah C/N feses sapi perah dan jerami padi a. Analisis C total dengan metode Walkley and Black.
- Menimbang 0,5 g feses sapi perah dan jerami padi yang dipotong halus 0,5 mm, kemudian masukkan ke dalam tabung reaksi/labu ukur 100ml. - Memasukkan 7,5 ml pekat, kemudian menambahakan 5 ml
IN.
- Memanaskan campuran tersebut dengan penangas air mendidih selama 1,5 jam atau dapat juga dengan menggunakan stirrer magnetic.
- Mendinginkan dan mengencerkan dengan air suling menjadi 100 ml atau sampai tanda batas kemudian kocok.
- Membiarkan sampai jernih lalu menyaring dengan menggunakan kertas saring.
- Mengukur dengan alat kalorimetri dengan panjang gelombang 561 mm, sebagai pembanding gunakan deret standar dengan kepekatan antara 0-250 ppm C.
- Mencatat hasil pembacaan trasmittance (T) pada alat lembaran data, kemudian mengkonversikan kembali absorbance (A). Membuat kurva baku berdasarkan kepekaan C glukosa baku dari 0-250 ppm C.
- Menghitung kadar C – organic, contoh: %C + (X-kurva) / (gam contoh)x 100% = Dimana A = -log% T/100
% bahan organic (KU) = 1,72 x C-organik (KU) % bahan organic (KM) = % BO (KU) x F KA
Keterangan: x kurva (mg) dicari dengan menggunakan persamaan regesi.
b. Analisis kandungan N tersedia dengan metode kjeldahl (Titrasi).
- Menimbang 0,5 g sampel yang telah dihaluskan dan memasukkan sampel ke dalam labu kjeldahl 100 ml.
- Menambahkan 1 g katalis, 4 ml lalu dikocok.
- Kemudian memanaskan dengan api kecil selama ± 2 menit (timbul warna hitam), pemanas dilanjutkan dengan memperbesar api sedikit demi sedikit, dan mendestruksi sampai jernih.
- Mendinginkan labu kjeldahl, menambahkan 15 ml aquades setelah labu kjehldahl dingin.
- Pipet 5 ml asam borat 2% yang telah mengandung indikator ke dalam labu Erlenmeyer 100 ml kemudian menempatkannya untuk menampung hasil destruksi.
- Memasang Labu Kjeldahl yang berisi hasil destruksi pada alat destilasi. - Menambahkan 20 ml NaOH 40% pada labu kjeldahl secara hati-hati
kemudian menghubungkan dengan alat destilasi.
- Destilasi sampai habis (memeriksa dengan kertas lakmus)
- Membilas alat destilasi kemudian membilas larutan di dalam labu Erlenmeyer.
- Menitrasi dengan 0,0479 N sampai berubah warna menjadi kemerahan.
4. Menghitung perbandingan feses sapi perah dan jerami padi dengan nisbah C/N perlakuan yang diinginkan (25, 30, 35)
a. Perhitungan C/N
Untuk menentukan komposisi cairan yang dibutuhkan, maka dilakukan dengan rumus sebagai berikut:
) Jerami x erami J N % ( ) Feses x Feses N % ( ) Jerami x Jerami C % ( ) Feses x Feses C % ( N C Keterangan:C/N = Nisbah C/N bahan campuran yang diinginkan (25, 30, 35) C feses = % kandungan C feses sapi perah
C jerami = % kandungan jerami padi
N Feses = % kandungan N total feses sapi perah N Jerami = % kandungan N total jerami padi
Feses = Jumlah feses
Jerami = Jumlah jeramiTabel 3. Komposisi C dan N Feses Sapi Perah dan Jerami Padi
Bahan Organik C Organik (%) N Total (%) Kadar Air (%)
Feses sapi perah 23,14 1,42 85
Jerami padi 33,82 0,76 15
Contoh perhitungan nisbah C/N 25:
1)
) Jerami x erami J N % ( ) Feses x Feses N % ( ) Jerami x Jerami C % ( ) Feses x Feses C % ( N C 2) J) x % (0,76 F) x % (1,42 J) x % 33,82 ( F) x % (23,14 25 3) 25(1,42SF+ 0,76J) = (23,14F + 33,82J) 4) 35,5F + 19J = 23,14F + 33,82J5) 35,5F - 23,14F = 33,82J – 19J 6) 12,36F =14,82J 7) Jika F = 1 kg, maka: 12,36(1) = 14,82J 12,36 = 14,82J 14,82 12,36 J J = 0,82 kg
Pada perhitungan nisbah C/N 25 menunjukkan setiap 1 kg feses sapi perah dibutuhkan 0,82 kg jerami padi sebagai campuran. Total campuran bahan komposan adalah sebagai berikut :
1 kg feses sapi perah + 0,82 kg jerami padi = 1,82 kg b. Perhitungan Kadar Air
Kadar air yang diperlukan pada proses pengomposan sebanyak 60 %. Contoh perhitungan penambahan air pada nisbah C/N 25 adalah sebagai berikut : 100 60 x J) (F x KAC Keterangan:
x : Air yang harus ditambahkan
KAC : Campuran kadar air feses sapi perah dan jerami padi F : Jumlah feses sapi perah yang dibutuhkan
J : Jumlah jerami padi yang dibutuhkan 100
60 : Kadar air yang diharapkan
- Kadar air :
Feses sapi perah : 85 % x 1 kg = 0,85 kg Jerami padi : 15 % x 0,82 kg = 0,12 kg
Kandungan air campuran : 0,85 + 0,12 = 0,97 kg
- Persentase kandungan air : 100% 53,3% kg 1,82 kg 0,97 - Penambahan air : 100 60 x kg 1,82 x kg 0,97 100(0,97 + x) = 60(1,82 + x) 97 + 100x = 109,2 + 60x 100x – 60x = 109,2 – 97 40x = 12,2 x = 0,3kg 40 12,2
Dari perhitungan menunjukkan bahwa dari 1,82 kg bahan komposan, maka massa air yang harus ditambahkan untuk memenuhi kadar air 60% adalah sebanyak 0,3 kg. Jadi, total berat bahan komposan adalah sebagai berikut:
1,82 kg + 0,3 kg = 2,12 kg
5. Menghitung jumlah komposan dan cacing yang akan ditebar untuk
vermicomposting.
Kebutuhan komposan untuk vermicomposting sebanyak 8 liter/sampel. a. Padat tebar yang ideal untuk cacing tanah adalah 2 kg/m2 dengan
kedalaman sekitar 15 cm (Catalan, 1981). Keterangan :
(2000 / 150) x 8 liter = 106,6 g / 8 liter
-Jumlah kebutuhan cacing tanah untuk 18 sampel : 106,6 gr x 18 sampel : 1.918,8 g
2.3.2 Pelaksanaan Penelitian
1. Menimbang feses sapi perah dan jerami padi sesuai dengan hasil perhitungan perbandingan bahan sesuai nisbah C/N perlakuan.
2. Mencampurkan kedua bahan, kemudian menambahkan air sesuai hasil perhitungan dan mengaduk sampai rata.
3. Menyusun hasil campuran bahan ke dalam karung. 4. Menginkubasi padat bahan secara aerob selama 14 hari. 5. Menyiapkan cacing tanah Eisenia fetida.
6. Menimbang komposisi bahan kompos dan cacing 7. Menebar cacing dalam bahan kompos
8. Pemeliharaan cacing tanah (proses vermicomposting)
9. Mengumpulkan vermicompost setelah selesai proses vermicomposting (panen) dengan metode piramida
10. Menganalisis kandungan N, P, dan K dari vermicompost.
a. Analisis kandungan N tersedia dengan metode Kjeldahl (Titrasi) (NO3 dan NH4)
1. Menimbang 0,25 gr sampel vermicompost yang telah dihaluskan ke dalam labu takar 100 ml
2. Menambahkan 50 ml air bebas ion. Tutup rapat kemudian dikocok menggunakan mesin kocok selama 30 menit dengan kecepatan 200 goyangan/menit.
3. Menambahkan air bebas ion sampai tanda tera 100 ml dan kocok bolak-balik dengan tangan sampai homogen.
4. Masukkan 10 ml ekstrak ke dalam labu didih, tambahkan sedikit serbut batu didih dan 100 ml air bebas ion.
5. Menyiapkan penampung destilat, yaitu 10 ml asam borat 1% yang telah diberi tiga tetes indikator Conway dalam erlenmeyer (larutan berwarna merah)
6. Destilasi ekstrak dengan menambahkan 10 ml NaOH 40% ke dalam labu didih. Destilasi hingga penampung sudah mencapai volume 50-75 ml (larutan berwarna hijau).
7. Destilat dititrasi dengan larutan asam baku H2SO4 0,050 N sampai titik akhir titrasi (perubahan warna dari hijau menjadi merah jambu muda)
8. Ekstrak bekas penetapan N-NH4 dalam labu didih ditambah 50 ml air bebas ion dan dibiarkan dingin.
9. Menyiapkan penampung destilat yang lain.
10. Destilasikan dengan menambah 2 g logam Devarda hingga mendidih (timbul buih).
11. Pemanas destilator dihidupkan bila buih dalam labu didih sudah habis dan pemanasan dilakukan secara bertahap, hal ini untuk
menghindari pembuihan kembali yang dapat masuk ke dalam penampung destilat.
12. Destilasi diakhiri dengan tanda volume destilat pada penampung mencapai 50-75 ml
13. Destilat dititrasi dengan asam standar H2SO4 0,050N seperti penetapan N-NH4
b. Analisis kandungan P2O5 dengan menggunakan metode Spektrofotometri.
1. Memasukkan 0,5 ml sampel ke dalam labu ukur 25 ml, kemudian mengencerkannya sampai tanda batas dan mengocok sampai homogen.
2. Mengambil 5 ml larutan dari labu erlenmeyer dan memasukkan ke dalam tabung reaksi, menambahkan 5 ml reagent P (asam vanadate molibdat), mengocok sebentar dan diamkan selama 15 menit. 3. Membaca intensitasnya pada panjang gelombang 600 nm (%T)
dengan spektrofotometer tipe Genesys 20. 0,5; 1; 2; 4; 6; 8 ppm P2O5 ke dalam tabung reaksi. Mencatat hasil pengukurannya.
4. Perhitungan P:
P2O5 potensial dalam tanah (mg/10 gam) (KU) = 100/3 x 12,5/1000 x ppm dalam larutan P2O5 potensial dalam tanah (mg/100 gam) (KM) = P2O5 potensial (KU) x KFA
c. Analisis kandungan K2O dengan menggunakan metode Spektrofotometri.
1. Memasukkan 1 ml sampel ke dalam labu Kjehdahl, menambahkan asam nitrat (HNO3) 5 ml dan asam perklorat (HClO4) 0,5 ml.
2. Melakukan proses destruksi dengan Kjehdahltherm suhu 700oC sampai uap putih hilang.
3. Mengencerkan sampel yang telah didestruksi dengan volume pengenceran 100 ml dan homogenkan.
4. Menganalisis kandungan K menggunakan Automatic Absorption Spectrometer tipe AA240FS, dengan deret standar 0 – 10 ppm K, 0 – 20 ppm K, 0 – 40 ppm K, 0 – 80 ppm K, dan 0 – 100 ppm K, sebagai pembanding.
5. Perhitungan K:
Mg K2O potensial per 100 gam tanah (KU) = 100/5 x 25/1 x 12,5/1000 x ppm K2O potensial (mg/100 g) (KM) = K2O potensial (KU).
Vermicompost
Ilustrasi 2. Diagam Alir Proses Vermicomposting Pengumpulan feses sapi perah dan jerami padi
Analisisi C/N serta kadar air feses sapi perah dan jerami padi
Pengeringan dan pemotongan jerami padi
Analisis kadar air bahan dan perhitungan campuran bahan (nisbah C/N 25,30,35)
Penimbangan bahan sesuai perhitungan
Pencampuran bahan dan penambahan air
Inkubasi (14 hari)
Penyimpanan dalam karung (dekomposisi awal)
Panen
Analisis kandungan N, P, dan K
Vermicomposting (14 hari)
2.4 Peubah yang Diamati
1. Kandungan N pada vermicompost
2. Kandungan P pada vermicompost 3. Kandungan K pada vermicompost
