BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Kiambang (Azolla pinnata)
Kiambang berasal dari Bahasa Latin yaitu dari kata Azollaceae, yang merupakan tumbuhan paku air yang termasuk ordo Salviniales, family Azollaceae, dan mempunyai 6 spesies. Sangat mudah berkembang terkadang dianggap petani sebagai gulma, penduduk Indonesia menyebutnya Kiambang. Kiambang pada daerah persawahan akan mengambang diatas permukaan air dan bila air surut akan menempel pada tanah yang lembab. Pemanfaatan Kiambang sebagai pupuk pengganti urea telah banyak dilaporkan karena dapat mengikat nitrogen yang cukup besar. Spesies yang banyak terdapat di Indonesia terutama di Pulau Jawa adalah Kiambang, dan biasa tumbuh bersama – sama padi di sawah ( Lumpkin dan Plucknet, 1982 ).
2.1.1 Kiambang sebagai pengganti Urea
Meski sudah diperkenalkan dan dipopulerkan sejak awal tahun 1990-an, ternyata belum banyak petani yang memanfaatkan tanaman Kiambang untuk usaha taninya. Padahal manfaat tanaman air yang satu ini cukup banyak. Selain biasa untuk pupuk dan media tanaman biasa, Kiambang juga bisa dimanfaatkan untuk pakan ternak dan ikan.
Bila melihat kandungan unsur hara yang tertera pada tabel 2.1, maka Kiambang sudah dapat dijadikan pupuk. Bila Kiambang diberikan secara rutin setiap musim tanam, maka suatu saat tanah itu tidak memerlukan pupuk lagi. Dibanding pupuk buatan, Kiambang memang lebih ramah lingkungan. Cara kerjanya juga mudah karena Kiambang mampu mengikat Nitrogen langsung dari udara.
2.1.2 Kandungan nutrisi Kiambang
Berikut susunan unsur hara dan asam amino yang terkandung didalam Kiambang.
Tabel 2.1 Susunan unsur hara kiambang ( % ) berdasarkan berat kering.
Unsur Kandungan
ditambah dengan adanya air yang mempercepat lapuknya batuan menjadi bagian yang lebih kecil dan halus, inilah awal terjadinya tanah.
Tanah, sebenarnya tersusun atas mineral primer dan mineral sekunder serta bahan organik, tetapi kemudian diklasifikasikan berdasarkan komponen – komponen penyusun tanah, yaitu :
1. Partikel mineral yang merupakan hasil perombakan batuan dipermukaan bumi dan ini merupakan bagian terbesar tanah
2. Bahan organik yang berasal dari sisa tanaman dan kotoran binatang serta bangkainya
3. Air 4. Udara
5. Kehidupan mikroorganisme
Secara umum tanah mempunyai fungsi : 1. Memberi unsur hara dan sebagai media perakaran
2. Menyediakan air sekaligus sebagai tempat penampungan air 3. Menyediakan udara untuk respirasi akar
4. Sebagai tempat bertumpunya akar untuk menahan berdirinya tanaman.
2.3. Unsur Hara yang Diperlukan Tanaman
Unsur hara yang diperlukan tanaman terbagi dua yaitu unsur hara makro dan mikro.
2.3.1. Unsur Hara Makro yang Diperlukan Tanaman
1. Unsur Karbon ( C ), Oksigen ( O ), dan Hidrogen ( H )
2. Unsur Nitrogen ( N )
Unsur ini diperlukan untuk pertumbuhan vegetatif ( pertumbuhan daun dan batang ), dan untuk berkembangnya mikroorganisme dalam tanah. Nitrogen diserap akar tanaman dalam bentuk nitrat atau ammonium, yang berpengaruh mempercepat sintesis karbohidrat diubah menjadi protein. Nitrogen memang banyak terdapat diudara yaitu sekitar 78%, tetapi untuk dapat diserap tanaman harus dalam bentuk nitrat dan amoniak ( Isnaini, M., 2006 ).
Fungsi nitrogen yang selengkapnya bagi tanaman adalah sebagai berikut : 1. Untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman
2. Dapat menyehatkan pertumbuhan daun, daun tanaman lebar dengan warna yang lebih hijau. Kekurangan nitrogen dapat menyebabkan klorosis ( pada daun muda menjadi berwarna kuning pucat ).
3. Meningkatkan kadar protein dalam tanaman
4. Meningkatkan kualitas tanaman penghasil daun – daunan
5. Meningkatkan perkembangbiakan mikroorganisme didalam tanah (Mulyadi, M., 2002).
3. Unsur Fosfor ( P )
4. Unsur Kalium ( K )
Meskipun bukan elemen pembentuk bahan organik tetapi peran kalium penting untuk pembentukan karbohidrat protein, mengeraskan batang tanaman, meningkatkan ketahanan tanaman dari penyakit, dan meningkatkan kualitas biji. Ion kalium sangat penting bagi berlangsungnya fotosintesis, tanpa kalium fotosintesis berhenti. Sumber – sumber kalium adalah beberapa jenis mineral, sisa tanaman, air irigasi, abu tanaman, dan pupuk buatan.
5. Unsur Kalsium ( Ca )
Unsur ini penting untuk pertumbuhan ujung tanaman bulu – bulu akar. Kalsium berhubungan langsung dengan pembentukan dinding sel sehingga sangat mempengaruhi kesegaran tanaman. Kalsium juga dapat menetralkan asam dalam tanah. Sumber kalsium yang paling umum adalah batu kapur.
6. Unsur Magnesium ( Mg )
Merupakan bagian dari klorofil yang sangat berpengaruh pada proses fotosintesis.
Unsur ini banyak terdapat dalam buah atau bagian generatif tanaman. Sumber magnesium antara lain adalah hasil dekomposisi batuan yang mengandung mineral misalnya batu kapur dolomite.
7. Unsur Belerang ( S )
2.3.2. Unsur Hara Mikro yang Diperlukan Tanaman
Selain unsur hara makro yang diperlukan oleh tanaman dalam jumlah banyak, ada unsur hara yang diperlukan dalam jumlah yang sedikit, biasa disebut unsur hara mikro, unsur hara minor atau trace element. Dalam satu hektar lahan misalnya hanya memerlukan beberapa gram sampai satu kilogram unsur hara mikro saja. Sumber utama unsur hara mikro ini antara lain batu – batuan mineral, sisa – sisa bahan organik, dan air irigasi. Unsur – unsur hara mikro ini yaitu Besi ( Fe ), Boron ( B ), Mangan ( Mn ), Tembaga ( Cu ), Seng ( Zn ), Molybdenum ( Mo ), dan yang terakhir adalah Khlor ( Cl ) (Isnaini, M., 2006).
2.4. Pupuk
Pupuk merupakan kunci dari kesuburan tanah, karena berisi satu atau lebih unsur yang akan habis dihisap tanaman. Jadi, memupuk berarti menambah unsur hara kedalam tanah dan tanaman ( Lingga, P., 2004 ).
Bagi tanaman, pupuk sama seperti makanan pada manusia. Oleh tanaman, pupuk digunakan untuk hidup, tumbuh, dan berkembang. Jika dalam makanan manusia dikenal ada istilah gizi, maka dalam pupuk dikenal dengan nama zat atau
unsur hara. Pupuk yang beredar saat ini terdiri dari bermacam – macam jenis, bentuk, warna, dan merk. Namun, berdasarkan cara aplikasinya hanya ada dua jenis pupuk, yaitu pupuk akar dan pupuk daun ( Sigit, P., 2001 ).
Pupuk didefenisikan sebagai material yang ditambahkan ke tanah atau tajuk tanaman dengan tujuan untuk melengkapi ketersediaan unsur hara (Novizan, 2005).
2.4.1. Jenis – jenis Pupuk
1. Pupuk Akar
Disebut pupuk akar karena lebih tepat sasaran bila diberikan lewat akar atau tanah. Pupuk akar merupakan pupuk yang pertama dikenal manusia. Pemberian pupuk lewat akar sebenarnya relatif aman tetapi efisiensinya relatif rendah. Pada pemberian pupuk akar, sebagian unsur hara didalamnya akan hilang tercuci lewat air penyiraman atau air hujan. Dengan demikian, sebagian unsur yang dibutuhkann tanaman menjadi berkurang ( Sigit, P., 2001 ).
Menurut cara melepaskan unsur hara, pupuk akar dibedakan menjadi dua, yaitu :
a. Pupuk Fast Release
Jika pupuk ini ditebarkan ke tanah, dalam waktu singkat, unsur hara yang dikandungnya dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Kelemahan pupuk ini adalah cepat habis, bukan hanya diserap oleh tanaman, tetapi juga menguap atau tercuci oleh air. Contohnya, urea.
b. Pupuk Slow Release
Sering disebut dengan pupuk lepas terkendali ( controlled release ) akan melepaskan unsur hara yang dikandungnya sedikit demi sedikit sesuai dengan kebutuhan tanaman. Dengan demikian, manfaat yang dirasakan dari satu kali aplikasi lebih lama dibandingkan dengan pupuk diatas. Mekanisme ini dapat terjadi karena unsur hara yang dikandung pupuk slow
release dilindungi secara kimiawi dan mekanis ( Novizan, 2005 ).
2. Pupuk Daun
Berdasarkan bentuknya, pupuk dapat digolongkan menjadi dua jenis, yaitu : 1. Pupuk Padat
Bila diperinci pupuk padat dapat terdiri dari bermacam – macam bentuk, seperti serbuk, butiran, tablet, dan kapsul.
2. Pupuk Cair
Dibedakan atas kekentalan atau konsentrasinya yang berkaitan dengan kadar unsur yang dikandungnya ( Sigit, P., 2001 ).
Berdasarkan komponen utama penyusunnya, pupuk dibagi menjadi : 1. Pupuk Organik
Pupuk organik adalah pupuk yang terbuat dari sisa – sisa makhluk hidup yang diolah melalui proses pembusukan ( dekomposisi ) oleh bakteri pengurai. Contohnya adalah pupuk kandang dan pupuk kompos. Pupuk kompos berasal dari sisa – sisa tanaman, dan pupuk kandang berasal dari kotoran ternak. Pupuk organik mempunyai komposisi kandungan unsur hara yang lengkap, tetapi jumlah tiap jenis unsur hara tersebut rendah.
2. Pupuk Buatan ( Anorganik )
Adalah jenis pupuk yang dibuat oleh pabrik dengan cara meramu berbagai bahan kimia sehingga memiliki presentase kandungan hara yang tinggi. Contoh pupuk anorganik adalah urea, TSP, dan gandasil. Jenis pupuk buatan sangat banyak ( Novizan, 2005 ).
Menurut unsur hara yang dikandungnya, pupuk buatan dapat dibagi menjadi 3 jenis, yaitu :
a. Pupuk Tunggal
Ialah pupuk yang hanya mengandung satu jenis unsur, misalnya urea b. Pupuk Majemuk
Ialah pupuk yang mengandung lebih dari satu jenis unsur, misalnya NPK, beberapa jenis pupuk daun, dan kompos
c. Pupuk Lengkap
2.5. Kompos
Kompos merupakan salah satu jenis pupuk organik alami yang banyak dikenal oleh petani. Istilah kompos lazim digunakan untuk pupuk organik yang berasal dari daun atau bagian tanaman lainnya. Setelah dilapukkan, daun atau bagian tanaman lain akan menjadi bahan yang berbeda dengan asalnya dan sebagai penyedia unsur hara bagi tanaman. Selain sisa tanaman, untuk membuat kompos dapat juga digunakan sampah kota atau sampah rumah tangga. Secara alamiah, bagian atas tanah yang disebut serasah merupakan kompos hasil pelapukan sisa tanaman.
Kompos yang baik adalah kompos yang sudah mengalami pelapukan yang cukup dengan dicirikan warna sudah berbeda dengan warna bahan pembentuknya, tidak berbau, kadar air rendah, dan mempunyai suhu sesuai dengan suhu ruangan.
Cara membuat kompos sangat bervariasi. Namun, pada dasarnya cara pembuatannya sama, yaitu mengubah bahan – bahan yang bersifat organik menjadi bahan anorganik atau siap diserap tanaman. Terjadinya perubahan pada bahan kompos tersebut disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme atau bakteri pembusuk. Oleh karena itu, salah satu kunci agar didapat kompos yang berkualitas baik adalah dengan cara merangsang dan mengembangkan bakteri – bakteri pembusuk.
2.5.1. Metode Pembuatan Kompos
Metode pembuatan kompos terbagi atas dua ( 2 ) yaitu : 1. Metode aerob
Pada pengomposan secara aerob, proses dekomposisi bahan baku menjadi kompos akan berlangsung optimal jika ada oksigen.
2. Metode anaerob
Pada pengomposan anaerob, tidak memerlukan oksigen. Pengomposan secara anaerob akan lebih efektif jika diterapkan dalam skala besar, seperti untuk mengolah tandan kosong kelapa sawit . Proses pengomposan anaerob lebih efisien karena tidak perlu proses pembalikan seperti yang dilakukan pada pengomposan secara aerob ( Sofian, 2008 ).
2.5.2. Manfaat Kompos Bagi Tanaman
Kompos sangat berperan dalam proses pertumbuhan tanaman. Kompos tidak hanya menambah unsur hara, tetapi juga menjaga fungsi tanah sehingga tanaman dapat tumbuh dengan baik. Manfaat kompos yaitu :
1. Memberikan nutrisi bagi tanaman
Berdasarkan jumlah yang dibutuhkan tanaman, unsur hara terbagi atas unsur hara makro dan unsur hara mikro, yang keduanya dapat dilengkapi apabila
menggunakan kompos sebagai pupuk. 2. Memperbaiki struktur tanah
Kompos merupakan perekat pada butir – butir tanah dan mampu menjadi penyeimbang tingkat kerekahan tanah. Kehadiran kompos pada tanah juga menjadi daya tarik bagi mikroorganisme untuk melakkukan aktivitas pada tanah. Dengan demikian, tanah yang semula keras dan sulit ditembus air dan udara, kini dapat menjadi gembur akibat dari adanya mikroorganisme tersebut. 3. Meningkatkan kapasitas tukar kation
4. Menambah kemampuan tanah untuk menahan air
Tanah mempunyai pori – pori ( suatu bagian yang tidak terisi bahan padat ). Bagian ini biasanya diisi oleh air dan udara. Tanah yang dicampur dengan kompos akan mempunyai pori – pori yang mempunyai daya rekat dengan tanah yang baik sehingga mampu mengikat dan mempertahankan ketersediaan air didalam tanah. Secara tidak langsung penambahan kompos membantu untuk menahan terjadinya erosi.
5. Membantu meningkatkan aktivitas biologi
Kompos yang diberikan kepada tanah berisi mikroorganisme yang menguntungkan tanaman. Jika berada didalam tanah, mikroorganisme tersebut akan membantu kehidupan mikroorganisme didalam tanah. Selain berisi jamur dekomposer dan bakteri, keberadaan kompos akan membuat tanah menjadi sejuk, kondisi inilah yang disenangi oleh banyak mikroorganisme.
6. Meningkatkan pH pada jenis tanah asam
Unsur – unsur hara didalam tanah, akan lebih mudah diserap oleh tanaman apabila tanah tersebut memiliki pH netral.
7. Meningkatkan unsur hara mikro
Kompos membantu mencukupkan kebutuhan tanaman akan unsur hara mikro yang jumlahnya sangat sedikit didalam tanah.
8. Kompos tidak menimbulkan masalah lingkungan
Berbeda dengan jenis pupuk kimia yang akhir dari penggunaannya hanya
menambah kerusakan lingkungan karena zat kimia yang dipakai tidak dapat diuraikan kembali oleh mikroorganisme yang terdapat didalam tanah (Yuwono, D., 2007).
2.5.3. Faktor yang Mempengaruhi Pengomposan
Faktor – faktor yang mempengaruhi proses pengomposan adalah yaitu : 1. Rasio C/N
bahwa proses dekomposisi sudah mencapai tingkat akhir atau kompos sudah matang.
2. Suhu
Faktor suhu sangat berpengaruh terhadap pengomposan. Suhu optimum bagi pengomposan adalah 40 – 60oC. Jika suhu pengomposan mencapai angka 60oC, bakteri akan berhenti bekerja.
3. Tingkat Keasaman ( pH )
Pengaturan pH selama proses pengomposan sangat penting untuk selalu dilakukan. Pada awal pengomposan, reaksi cenderung agak asam karena masih terjadi perombakan asam – asam organik sederhana. Namun pH akan beralih naik sejalan dengan proses pengomposan yang mulai berhenti dan akhirnya akan stabil pada pH netral.
4. Jenis mikroorganisme yang terlibat
Proses pengomposan cenderung menghabiskan banyak waktu. Untuk itu sering digunakan bakteri atau starter atau aktivator yang berfungsi untuk mempercepat berlangsungnya proses pengomposan. Biasanya aktivator ini mengandung mikroorganisme ( kultur bakteri ), enzim, dan asam humat. Mikroorganisme yang ada didalam aktivator ini akan merangsang aktivitas mikroorganisme yang ada dalam bahan – bahan yang akan dikomposkan tadi agar cepat berkembang. Akibatnya, mikroorganisme yang ada dalam bahan kompos akan semakin banyak dan proses dekomposisi pun akan semakin
cepat. 5. Aerasi
Dalam proses pengomposan, aerasi yang baik sangat diperlukan agar proses pengomposan dapat berjalan dengan lancar. Pada umumnya pengaturan aerasi dilakukan dengan cara membolak – balikkan tumpukan bahan kompos secara berkala.
6. Kelembapan
Kelembapan optimum yang diperlukan dalam proses pengomposan ini adalah sekitar 50 – 60% setelah dilakukan pencampuran bahan organik.
7. Ukuran bahan baku
2.5.4. Standart Kualitas Kompos
Kompos dikatakan bagus dan siap digunakan jika sudah memiliki tingkat kematangan yang sempurna. Kompos yang baik dapat dikenali dengan memperhatikan bentuk fisiknya, yaitu sebagai berikut :
a. Jika diraba, suhu tumpukan bahan yang dikomposkan sudah dingin, mendekati suhu normal ruangan.
b. Tidak berbau busuk
c. Bentuk fisiknya sudah menyerupai tanah yang berwarna kehitaman d. Jika dilarutkan kedalam air, kompos yang sudah matang tidak akan larut e. Strukturnya remah dan tidak menggumpal
Jika dianalisis dilaboratorium, kompos yang sudah matang akan mempunyai ciri sebagai berikut :
a. Tingkat keasaman ( pH ) kompos antara 6,5 – 7,5 b. Memiliki C/N sebesar 10 – 20
c. Kapasitas tukar kation ( KTK ) tinggi, mencapai 110 me/100gram d. Daya absorbsi tinggi ( Simamora, S., 2006 ).
2.5.5. Aktivator
Membuat kompos sebenarnya sangat mudah, bahkan tanpa tempat dan peralatan / mesin khusus sekalipun, secara alami sampah organik akan terurai menjadi kompos. Namun, dengan membiarkannya begitu saja, proses pengomposan tersebut akan memakan waktu lama. Saat ini, banyak aktivator yang beredar dipasaran.
Beberapa aktivator yang sering digunakan yaitu : 1. Dectro ( cair )
Dectro berisi mikroorganisme menguntungkan yang diambil dari tanah dan tanaman melalui kultur jaringan dalam biakan cair. Hasil kerja mikroorganisme ini mampu mempercepat proses dekomposisi limbah dan sampah organik, mempercepat pelepasan unsur hara, meningkatkan tersedianya unsur hara bagi tanaman, dan mampu menekan aktivitas mikroorganisme yang merugikan ( pathogen ).
Dectro terdiri dari Lactobacillussp., Actynomycetes sp., Streptomycetes sp., Rhizobium sp., Acetybacter sp., mould, dan yeast. Activator Dectro memiliki
beberapa keunggulan sebagai berikut : a. Melapukkan bahan organik
b. Menguraikan bahan organik menjadi senyawa dasar ( hara ) yang diserap tanaman
c. Mempercepat proses pengomposan bahan organik
d. Menekan dan menghilangkan bakteri merugikan ( pathogen ) e. Menetralkan pH tanah
f. Media pengantar dalam proses fermentasi bahan organik
g. Menetralisir kadar racun dalam tanah yang merupakan akumulasi sisa penggunaan pupuk kimia
2. Organic Decomposer (Orgadec)
OrgaDec atau Organic Decomposer merupakan bioaktivator yang bahannya berupa mikroorganisme asli Indonesia yang memiliki kemampuan menurunkan C/N ratio dalam waktu relatif singkat dan bersifat antagonis terhadap beberapa penyakit akar. Mikroba yang terkandung dalam OrgaDec terdiri dari Trichoderma pseudokoningii dan Cythophaaga sp.
Berikut ini sifat kimia kompos dari berbagai limbah padat organik yang diproses menggunakan bioaktivator OrgaDec. Data ini merupakan hasil analisis yang dilakukan di Laboratorium Tanah dan Daun, Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia ( BPBPI ), Bogor.
Tabel 2.5.5 Sifat kimia kompos yang diproses menggunkan bioaktivator OrgaDec
Keuntungan menggunakan bioaktivator OrgaDec sebagai berikut : a. Sesuai dengan kondisi tropis
b. Menurunkan C/N secara cepat
c. Tidak membutuhkan tambahan bahan lain d. Tidak perlu dilakukan pembalikan
e. Antagonis terhadap penyakit jamur ( Sofian, 2008 ).
3. Effective Microorganism 4 ( EM4 )
(Lactobacillus sp.), bakteri fotosintetik (Rhodopseudomonas sp. ), Actinomycetes sp., dan ragi ( yeast ).
Satu hal yang menjadi pembatas dalam aplikasi EM4 adalah jangka hidup dari mikroorganisme yang terkandung didalamnya. Dalam kondisi dorman dikemasan, EM4 dapat disimpan selama satu tahun ( Sigit, P., 2001 ).
2.5.6. Dedak padi
Dedak padi adalah hasil samping dari pabrik penggilingan padi dalam memproduksi beras, yaitu bagian luar (kulit ari) beras yang dibuang pada waktu dilakukan (pemutihan) beras. Definisi dedak (bran) adalah hasil samping proses penggilingan padi, terdiri atas lapisan sebelah luar butiran padi dengan sejumlah lembaga biji. Sementara bekatul (polish) adalah lapisan tipis dari butiran padi yang melindungi butiran beras termasuk sebagian kecil endosperm berpati. Namun, karena alat penggilingan padi tidak memisahkan antara dedak dan bekatul maka umumnya dedak dan bekatul bercampur menjadi satu dan disebut dengan dedak atau bekatul saja.
Dedak padi per 100 gramnya mengandung 600 – 700 mg Mg, Kalsium sebanyak 500 – 700 mg, Zink 1,7 mg dan Phosfor sebesar 1000 – 2000 mg (Kurniati dan Nugrahaeni, 2009). Dedak padi kaya akan thiamin dan sangat tinggi dalam niasin
(Bidura, 1998).
Tabel 2.5.6 Komposisi kimia dari Dedak Padi
Keterangan Dedak padi
Protein ( % ) (Nx6,25) Lemak ( % )
Serat kasar ( % ) Karbohidrat ( % ) Abu (%)
Kalsium (mg/g) Magnesium (mg/g) Fosfor (mg/g)
12,0 - 15,6 15,0 – 19,7 7,0 - 11,4 34,1 – 52,3
6,6 – 6,9
Fitin fosfor (mg/g) Silika (mg/g) Seng (mg/g)
Tiamin (μg/g) Riboflavin (μg/g) Niasin (μg/g)
9 – 22 6 – 11 43 – 528
12 – 24
1,8 – 4,3 267 - 499
2.6. Penentuan Kadar Unsur Hara Makro
2.6.1. Penentuan Nitrogen
Cara ini terutama penting dalam penentuan kadar protein. Pada dasarnya, bahan didestruksi dengan asam sulfat pekat panas hingga hancur. Disini nitrogen diubah menjadi ion amonium. Pada tahap berikutnya, larutan ditambah basa kuat sehingga bereaksi basa lalu didestilasi. Hasil destilasi ditampung dengan HCl baku yang tertentu jumlahnya untuk mengikat NH3. Destilat dititrasi dengan NaOH baku untuk menentukan kelebihan asam.
Reaksi – reaksi :
X + oksidator NH4+ + CO2 + H2O + lain – lain (destruksi) NH4+ + OH- NH3 + H2O (destilasi)
NH3 + HCl NH4Cl (penampungan) NH4Cl + NaOH NaCl + NH4OH (titrasi)
Atau :
NH3 + H3BO3 NH4BO2 (penampungan)
Cara Kjeldahl digunakan untuk menganalisis kadar protein kasar dalam bahan makanan secara tidak langsung, karena yang dianalisis dengan cara ini adalah kadar nitrogennya. Dengan mengalikan hasil analisis tersebut dengan angka konversi 6,25, diperoleh nilai protein dalam bahan makanan itu. Untuk beras, kedelai, dan gandum angka konversi berturut – turut sebagai berikut : 5,95; 5,71; dan 5,83. Angka 6,25 berasal dari angka konversi serum albumin yang biasanya mengandung 16% nitrogen.
Tabel 2.6.1. Faktor yang Digunakan untuk Konversi Nitrogen menjadi Protein
Komoditi Faktor konversi untuk protein dalam tabel komposisi bahan
Faktor koreksi dari
2.6.2. Penentuan C – Organik
Material organik tanah merupakan sisa tumbuhan, hewan, dan organisme tanah, baik yang telah mengalami dekomposisi maupun yang sedang mengalami dekomposisi. Material organik tanah yang tidak terdekomposisi menjadi humus yang berwarna coklat sampai hitam dan bersifat koloidal. Pengukuran kandungan bahan organik tanah berdasarkan jumlah organik yang mudah teroksidasi akan mereduksi Cr2O7 2-yang diberikan secara berlebihan. Reaksi ini terjadi karena adanya energi 2-yang dihasilkan oleh reaksi H2SO4 pekat dan K2Cr2O7. Keadaan ini menyebabkan Cr6+ direduksi oleh C – Organik menjadi warna hijau dari Cr3+ (Nurdin, M. S., 2002 ).
Teknik penetapan C – Organik yang paling standart adalah oksidasi bahan organik oleh dikromat yang mana metode ini sering disebut Metode Walkey Black. Dalam prosedurnya kalium dikromat ( K2Cr2O7 ) dan asam sulfat pekat (H2SO4) ditambahkan kedalam bahan organik, dimana larutan tersebut harus didinginkan terlebih dahulu sebelum ditambahkan dengan air. Penambahan asam posfat ( H3PO4 ) kedalam larutan tersebut berguna untuk mengurangi interferensi dari Fe3+ yang mungkin sering terjadi.
Persamaan reaksi :
2 Cr2O72- + 3 C + 16 H+ 4Cr3+ + 3 CO2 + 8H2O
Prosedur Walkey Black ini sangat luas digunakan, sederhana, cepat, dan tidak
memerlukan peralatan yang yang mahal ( Zimmerman, 1997 ).
2.6.3. Penentuan Posfor
Ada beberapa metode analisis kuantitatif fosfor, yaitu : 1. Metode asam askorbat
itu, metode ini lebih sederhana, cepat dan akurat. Akan tetapi reagen yang digunakan kurang stabil (Bernhart, 1954).
2. Metode SnCl2 (Deniges methods)
SnCl2 merupakan salah satu pereduksi yang mempunyai kesensitifan besar, tetapi pereaksi ini kurang stabil dan harus digunakan dalam keadaan baru. Dalam metode ini, SnCl2 bereaksi dengan ammonium molibdat membentuk kompleks berwarna biru yang mengabsorpsi maksimum cahaya pada panjang gelombang 690 nm. Kepekatan warna yang dihasilkan tergantung pada proporsi reagen yang ditambahkan, temperatur dan waktu reaksi. Metode ini terganggu oleh silikat dan arsenit (positif) sedangkan arsenat, fluorida, thorium, bismut, sulfida, tiosianat (negatif). Warna yang terbentuk lebih stabil dibandingkan dengan metode asam askorbat (Abbott, 1963).
3. Metode Vanadat
Fosfor bereaksi dengan vanadat membentuk senyawa kompleks berwarna kuning. Pencampuran pereaksi vanadat dan molibdat harus dilakukan beberapa hari sebelum digunakan karena sangat cenderung untuk mengendap. Bahan-bahan organik yang turut tercampur harus terlebih dahulu dihilangkan agar tidak mengganggu warna yang dihasilkan menggunakan pereaksi pengoksidasi (The Tintometer, 1967) .
4. Metode Hidroquinon-molibdat
Salah satu pereduksi yang paling klasik adalah hidrouinon yang pada saat sekarang ini kurang dianggap penting, namun masih digunakan dalam Association of Official Analytical chemistry (AOAC). Pada metode ini ammonium molibdat
direaksikan dengan larutan fosfor membentuk ammonium fosfomolibdat berwarna kuning, kemudian direduksi dengan hidroquinon menjadi senyawa kompleks berwarna biru (molydenum blue). Waktu tunggu untuk pembentukan warna maksimum adalah selama 5 menit.
5. Metode molibdat-metol (Tschopp ,s method)
dari 1 mg boleh digunakan Comparator, dan jika lebih dari 3 mg harus menggunakan pereaksi Neshler. Metode ini 500 kali kurang sensitif terhadap silika dibanding fosfat. Selain itu reaksi arsenit dan fosfor akan memberi warna yang hampir sama sehingga arsenit perlu dihilangkan dengan penambahan H2S, diikuti penyaringan dan penguapan. Komponen lain seperti gula, laktat, citrat, tartarat, oksalat dan garam-garam organik lainnya akan menekan intensitas warna yang dihasilkan sehingga semua komponen tersebut juga harus dihilangkan terlebih dahulu.
6. Metode amino-naftol-asam sulfonat
Metode ini didasarkan atas modifikasidari fisk dan prosedur Subbarow. Fosfor anorganik direaksikan dengan ammonium molibdat, selanjutnya direduksi dengan amino-naftol-asam sulfonat sehingga dihasilkan kompleks berwarna biru.Metode ini pada umumnya kurang sensitif. Waktu reaksi yang diperlukan untuk pengembangan warna adalah 15 menit (Snell, 1984).
7. Metode Valin Vanadomolibdat Tablet
Metode ini telah disederhanakan dengan menggunakan pereaksi dalam bentuk tablet. Sama halnya seperti vanadat, kompleks yang dihasilkan berwarna kuning (The Tintometer, 1967).
2.6.4. Penentuan Kalium dengan Spektrofotometer Serapan Atom
Spektrofotometer serapan atom berprinsip pada absorpsi cahaya oleh atom dimana atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu tergantung pada sifat unsurnya. Cahaya pada panjang gelombang ini mempunyai cukup energi untuk mengubah tingkat elektronik suatu atom. Transisi elektronik suatu unsur bersifat spesifik. Dengan absorpsi energi, berarti lebih banyak memperoleh energi, suatu atom pada keadaan dasar dinaikkan tingkat energinya ke tingkat eksitasi (Khopkar, 2002).
1. Spektrofotometri Serapan Atom dengan Atomisasi Nyala
Gambar berikut menunjukkan dalam bentuk skema komponen-komponen dasar dari suatu spektrofotometer serapan atom.
Gambar 1. Komponen-komponen dari suatu SSA Keterangan :
1. Lampu katoda berongga 2. Nyala
a. Bahan bakar b. Contoh c. Oksigen 3. Monokromator 4. Detektor
5. Penguat arus searah 6. Pencatat
Sumber umum pada absorpsi atomik adalah tabung katoda berongga.Tabung ini mengandung katoda dan anoda yang cekung dan silindrik dalam suatu atmosfir gas inert (seringkali argon) pada tekanan rendah. Tabungnya dijalankan dengan sumber tenaga yang memberikan beberapa ratus volt. Atom-atom gas terionisasikan didalam lucutan listrik dan benturan ion-ion berenergi dengan permukaan katoda. Mengusir atom-atom logam yang telah tereksitasikan. Hal ini mengakibatkan terjadinya spektrum garis dari logam yang menampakkan diri sebagai suatu basa didalam ruangan pada katoda cekung (Underwood, 1994).
6 a
b c
2. Spektrofotometri Serapan Atom dengan Atomisasi tanpa nyala
Metode tanpa nyala lebih disukai daripada metode nyala. Bila ditinjau dari sumber radiasi, haruslah bersifat sumber yang kontiniu. Disamping itu sistem dengan penguraian optis yang sempurna diperlukan untuk memperoleh sumber sinar dengan garis absorbsi yang semonokromatis mungkin. Perangkat sumber yang dapat memberikan garis emisi yang tajam dari suatu unsur spesifik tertentu dikenal sebagai lampu pijar hollow cathode. Lampu ini memiliki 2 elektroda, 1 diantaranya berbentuk silinder dan terbuat dari unsur yang sama dengan unsur yang dianalisis. Lampu ini di isi dengan gas mulia bertekanan rendah. Dengan pemberian tegangan pada arus tertentu, logam mulai memijar dan atom-atom logam katodanya akan teruapkan dengan pemercikan. Atom akan tereksitasi kemudian mengemisikan radiasi pada panjang gelombang tertentu. Suatu garis yang diinginkan dapat diisolasi dengan suatu monokromator (Khopkar, 2002).
Cara kerja Spektrofotometer Serapan Atom :
1. Sumber sinar yang berupa tabung katoda berongga (Hollow Chatode Lamp) menghasilkan sinar monokromatis yang mempunyai beberapa garis resonansi 2. Sampel diubah fasenya dari larutan menjadi uap atom bebas di dalam atomizer
dengan nyala api yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar dengan oksigen
3. Monokromator akan mengisolasi salah satu garis resonansi yang sesuai dengan sampel dari beberapa garis resonansi yang berasal dari sumber sinar
4. Energi sinar dari monokromator akan diubah menjadi energi listrik dalam detektor
5. Energi listrik dari detektor inilah yang akan menggerakkan jarum dan mengeluarkan grafik
Beberapa faktor yang dapat menimbulkan gangguan dalam SSA di antaranya:
1. Laju aspirasi cuplikan ke dalam nyala. Ini tergantung pada tekanan udara, ukuran kapiler dan viskositas larutan.
2. Derajat dispersi atau atomisasi larutan; hanya tetesan lebih halus tersedot dalam nyala, sedangkan tetesan lebih besar turun dan keluar lewat pembuangan. Bagian tetesan halus tergantung dari tekanan udara, suhu ‘nozzle’ tempat terjadinya atomisasi, dan tegangan permukaan larutan.
3. Suhu nyala. Faktor ini mempengaruhi derajat penguraian senyawa menjadi atom-atom dan berpengaruh terhadap garis serapan.
4. Kedudukan berkas sinar dalam nyala. Populasi atom berubah terhadap tinggi nyala dengan cara yang rumit. Jika penguraian menjadi atom-atom lambat, populasi atom naik di bagian makin tinggi dalam nyala sampai dekat ujung nyala dan populasi atom berkurang ditempat nyala yang dingin. Jika penguraian berlangsung cepat, populasi atom sesuai dengan tinggi suhu nyala. 5. Pengaruh antar unsur, yang paling nyata disebabkan oleh reaksi kimia dalam
nyala. Unsur yang dapat menyebabkan gangguan itu berasal dari larutan itu sendiri.
6. Gangguan pada pengerjaan sampel, yaitu terjadinya pencampuran bahan-bahan
kimia lain pada sampel
