TINJAUAN PUSTAKA
Tinjauan Umum Tanaman caisim (Brassica juncea L.)
Tanaman Caisim atau Brassica juncea L. memiliki klasifikasi sebagai berikut : Divisi Spermathophyta, sub division Angiospermae, Kelas Dicotyledonae, Ordo Brassicales, Famili Brasicaceaae, Genus Brassica, Spesies
Brassica juncea (Rubatzky, 1998). Tanaman sawi berakar serabut dan berkembang secara menyebar ke semua arah, perakarannya sangat dangkal pada kedalaman sekitar 5 cm. Tanaman ini sangat cocok ditanam pada tanah gembur, subur, dan mudah menyerap air (Cahyono, 2003).
Caisim merupakan tanaman semusim, berbatang pendek hingga hampir tidak terlihat. Daunnya bulat panjang, halus dan tidak berbulu. Urat (tulang) daun utamanya lebar dan berwarna putih. Caisim cenderung tidak berkrop (Hendro, 2010). Wahyudi (2009), menambahkan bentuk daun caisim berbentuk oval agak bulat, tebal dan agak berserat, warna daun hijau, sedangkan tangkai daun hijau muda.
Dalam perdagangan internasional caisim disebut dengan green mustard,
Produktifitas Lahan
Produktifitas lahan adalah kemampuan atau daya dukung lahan tersebut untuk didapatkan nilai bobot hasil tertinggi per satuan luas dalam satuan waktu tertentu. Dalam penentuan produktivitas lahan sangatlah dipengaruhi oleh manusia sebagai “manager”. Manusia sebagai manajer akan menentukan sistem pertanian yang akan dilaksanakan dari kegiatan usahataninya. Berdasarkan hal tersebut di atas maka produktivitas usaha (lahan pertanian) adalah kemampuan manusia untuk mengelola semua sumberdaya yang ada agar didapatkan nilai tukar uang optimal dari satuan luas lahan pertanian yang diusahakannya dalam suatu sistem pertanian (Sjechnadarfuddin & Indrayanti, 2005).
Produktifitas tanah adalah kapasitas tanah untuk memproduksi hasil (yield) tertentu dengan pengelolaan optimum hal ini lebih luas dibandingkan dengan kesuburan tanah ditambah dengan faktor-faktor lain yang terkait praktik-praktik pengelolaan. Tanah dapat saja mengandung unsur hara dalam jumlah cukup dan seimbang serta mempunyai sifat-sifat lainnya. Tetapi, jika tanah tersebut dibiarkan tidak dikelola, ia tidak akan mampu menghasilkan tanaman sesuai yang diinginkan (Munawar, 2011). Sutedjo (2008), menambahkan produktifitas tanah selain kesanggupan tanah untuk menyediakan unsur hara juga menyangkut pengelolaannya. Jadi produktifitas tanah adalah kesuburan tanah ditambah dengan manajemen (pengelolaannya).
Pupuk Organik
Kecenderungan semakin intensifnya penggunaan pupuk anorganik menyebabkan turunnya kandungan bahan organik tanah dan kemampuan tanah menyimpan dan melepaskan hara dan air bagi tanaman. Akibatnya, efisiensi penggunaan pupuk dan air irigasi serta produktivitas lahan semakin menurun, sehingga berdampak negatif terhadap kelestarian lingkungan, terutama perairan. (Irsal, 2006).
Menurut Menteri Pertanian (2005) dalam Ceppy (2010), kelebihan pupuk organik adalah mampu menyediakan unsur hara, baik makro maupun makro dalam jumlah cukup sesuai kebutuhan tanaman. Artinya pupuk organik mampu mempertahankan dan meningkatkan kesuburan tanah. Meningkatkan jumlah dan aktifitas metabolik jasad mikro di tanah serta memperbaiki penampilan tanaman.
Bahan organik yang telah mengalami penguraian, akan terjadi humifikasi dan mineralisasi. Pada humifikasi terbentuk humus yang relatif stabil, warna coklat sampai kehitam-hitaman dan bersifat koloidal. Sedangkan pada mineralisasi dilepaskan berbagai senyawa dan unsur-unsur yang berperan sebagai unsur hara tanaman. Di dalam tanah bahan organik dan humus bercampur dengan bagian-bagian mineral tanah. Maka bahan organik ini memegang peranan ;
a. Terhadap sifat-sifat tanah :
b. Pengaruh bahan organik pada kimia tanah
Bahan organik meningkatkan kapasitas tukar kation tanah, berfungsi sebagai cadangan sekaligus sumber hara makro dan mikro, meningkatkan kation yang mudah tersedia bagi tanaman tetapi menahan kehilangan hara akibat pencucian (leaching), berfungsi didalam pembentukan chelat (ikatan organik) terhadap unsur mikro Fe, Zn, Mn, sehingga tetap tersedia bagi tanaman (Tisdate et al, 1993). Irsal, et al., (2006) juga menegaskan, pupuk organik berfungsi untuk menyediakan hara makro (N, P, K, Ca, Mg, dan S) dan mikro (Zn, Cu, Mo, Co, B, Mn, dan Fe), mencegah kahat unsur hara mikro pada tanah marginal atau tanah yang telah diusahakan secara intensif dengan pemupukan yang kurang seimbang, meningkatkan kapasitas tukar kation (KTK) tanah, dan membentuk senyawa kompleks dengan ion logam beracun seperti Al, Fe, dan Mn sehingga logam-logam tersebut tidak meracuni tanaman.
c. Mempengaruhi kehidupan jasad hidup tanah.
datang kepermukaan tanah dan mengangkat lapisan tanah bawah, sehingga dapat terjadi pencampuran residu dengan tanah. Cacing juga menciptakan saluran-saluran air dan udara yang akan bermanfaat untuk aerasi tanah (Munawar, 2011).
Pengomposan Anaerob
Pupuk organik adalah pupuk yang berasal dari bahan, seperti hijauan (jerami, batang pisang, dan hijauan lainnya) dan kotoran hewan (kotoran kambing, sapi, ayam, kelinci, kerbau, dan sebagainya). Sebelum digunakan bahan organik tersebut terlebih dahulu difermentasikan (Ceppy, 2010). Didi, et al., (2004) juga menegaskan, pupuk organik adalah pupuk yang sebagian besar atau seluruhnya terdiri atas bahan organik yang berasal dari sisa tanaman, kotoran hewan atau manusia antara lain pupuk kandang, pupuk hijau dan kompos (humus) berbentuk padat atau cair yang telah mengalami dekomposisi.
Permentan Nomor 70/Permentan/Sr.140/10/2011 menyatakan pupuk organik adalah pupuk yang berasal dari tumbuhan mati, kotoran hewan dan/atau bagian hewan dan/atau limbah organik lainnya yang telah melalui proses rekayasa, berbentuk padat atau cair, dapat diperkaya dengan bahan mineral dan/atau mikroba, yang bermanfaat untuk meningkatkan kandungan hara dan bahan organik tanah serta memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah. Dan untuk menjamin standar mutu pupuk organik maka ditetapkan persyaratan teknis minimal pupuk organik disajikan yang pada Tabel 2.
tanaman, kotoran hewan dan manusia berbentuk padat. Sedangkan pupuk organik cair adalah larutan dari hasil pembusukan bahan-bahan organik yang berasal dari sisa tanaman, kotoran hewan, dan manusia yang kandungan haranya lebih dari satu unsur (Sukamto, 2012).
Selain itu pupuk organik cair memiliki beberapa keuntungan antara lain; pengaplikasian pupuk cair lebih mudah jika dibandingkan dengan aplikasi pupuk padat, unsur hara yang terdapat di dalam pupuk cair mudah diserap tanaman, pupuk organik cair mengandung mikroorganisme yang jarang terdapat dalam pupuk padat, pencampuran pupuk cair organik dan pupuk organik padat dapat mengaktifkan unsur hara yang ada dalam pupuk organik padat tersebut. (Simamora et al., 2005).
Tabel 2. Persyaratan standar mutu pupuk organik cair
Parameter Satuan Standar mutu
C-organik % Min 6
Bahan ikutan :
(plastic, kaca, kerikil)
% Maks 2 Sumber : Peraturan Menteri Pertanian Nomor 70/Permentan/Sr.140/10/2011
akan tinggi, sebaliknya bahan yang mengandung unsur Nitrogen yang tinggi nilai C/N Ratio-nya akan rendah. Nilai C/N Ratio tersebut akan berpengaruh terhadap proses pengomposan.
Semakin tinggi C/N Ratio suatu bahan maka semakin lambat untuk diubah menjadi kompos. Sebaliknya bahan dengan C/N Ratio yang rendah akan mempercepat proses pengomposan, tetapi apabila nilai C/N Ratio terlalu rendah maka pengomposan akan menghasilkan produk sampingan yaitu gas amoniak yang berbau busuk.
Idealnya bahan-bahan yang akan dikomposkan bernilai C/N Ratio 30:1. pada nilai tersebut diperlukan waktu lebih-kurang satu bulan untuk mengubah bahan menjadi kompos. Namun demikian, di alam tidaklah begitu mudah memperoleh bahan yang memiliki C/N Ratio 30:1. Untuk memperoleh bahan-bahan dengan C/N Ratio mendekati angka tersebut, disarankan mencampur beberapa bahan. Bahan-bahan dengan kandungan C tinggi dicampur dengan bahan-bahan yang mengandung N tinggi sehingga diperoleh campuran bahan yang nilai C/N rationya mendekati 30:1. Dengan demikian diharapkan proses pengomposan dapat berlangsung lebih cepat. Sebagai contoh, untuk mempercepat pengomposan dedaunan dapat ditambahkan kotoran hewan atau pupuk urea ke dalam campuran (Syarifah et al., 2003).
dihasilkan sedikit, tidak memerlukan lahan yang besar dan tidak membutuhkan energi untuk aerasi. Kekurangannya dalam sistem anaerobik adalah proses pertumbuhan mikroorganismenya lambat dibandingkan mikroorganisme yang tumbuh pada proses aerob (Indriyati, 2002).
Ikbal (2005) menambahkan, dibandingkan dengan biologi aerobik, proses anaerobik mempunyai beberapa keunggulan, diantaranya ;
• Hemat energi. Pada pengolahan anerobik, proses penguraian
polutan-polutan organik oleh mikroba berlangsung pada kondisi tanpa udara, sehingga tidak diperlukan energi untuk menyuplai udara.
• Menghasilkan biogas (gas metana). Salah satu produk akhir hasil
penguraian polutan organik adalah gas metana (CH4
• Mampu mengolah limbah organik berkonsentrasi tinggi, yaitu Biological
Oxygen Demand (BOD) 80.000 mg.
) yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar gas.
• Lumpur organik (surplus sludge) yang dihasilkan lebih sedikit dan dengan
mudah dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pupuk organik (kompos). Proses anaerobik yang terjadi secara umum dibagi menjadi 3 tahap, yaitu tahap hidrolasi dan fermentasi, tahap pembentukan asam asetat dan tahap pembentukan metana.
a. Hidrolisis dan Fermentasi (Asidogenik)
kompleks, seperti polisakarida dihidrolisa menjadi monosakarida, protein menjadi asam amino dan lemak (lipid) menjadi gliserol dan asam lemak. b. Asetogenik (Pembentukan asam Asetat)
Dalam proses hidrolisis dan asidogenik, selain dihasilkan asam lemak juga terbentuk senyawa-senyawa lain seperti senyawa alkohol, asam organik rantai panjang lain, senyawa unikarbon (HCOOH), dan senyawa multi karbon. Senyawa-senyawa dalam fasa ini diubah menjadi asam asetat oleh bakteri asetogenik sebelum memasuki tahap pembentukan metana.
c. Metanogenik (Pembentukan Gas Metana).
Dalam tahapan pembentukan asetat diatas juga dihasilkan hidrogen. Kedua macam senyawa tersebut merupakan bahan utama pembentuk gas metana. Pembentukan gas metana ini dilakukan oleh bakteri metanogen (Djoko, 2003).
Pada proses pengomposan bekerja berbagai mikroba, semakin banyak mikroba semakin cepat pengomposan berlangsung. Umumnya mikroba dapat bekerja secara optimal pada kelembapan ± 60%. Kelembapan yang tidak sesuai menyebabkan tidak berkembangnya atau bahkan matinya mikroba. Aerasi dapat dilakukan dengan pembalikan, misalnya sekali dalam seminggu tergantung kondisi pengomposan, aerobik atau anaerobik (Suharwaji, 2010)
Identifikasi proses degradasi bahan organik pada proses pengomposan dapat dilakukan dengan mengamati terjadinya perubahan pH kompos. Menurut Center for Policy and Implementation Study (1992) dalam Dedy (2011), derajat keasaman (pH) yang dituju adalah 6 – 8,5, yaitu kisaran pH yang pada umumnya ideal bagi tanaman. Hasil dekomposisi bahan organik ini menghasilkan kompos yang bersifat netral sebagai akibat dari sifat-sifat basa bahan organik yang difermentasikan.
Isi Rumen
Ternak ruminansia seperti sapi, kerbau, domba dan kambing mempunyai lambung yang hampir sama dengan ternak non ruminansia pada saat dilahirkan yaitu abomasums (lambung sejati) masih mendominasi dari total lambung. Akan tetapi setelah bertambahnya umur ternak maka lambung depan pada ternak ruminansia akan lebih cepat dibandingkan dengan abomasumnya. Setelah kelahiran, rumen, reticulum dan omasum berkembang sampai mencapai kesempurnaan dalam fungsinya. Sapi ataupun kerbau yang dewasa maka berat rumennya kurang lebih 80%, reticulum 5%, omasum 7% dan abomasums sebesar 7% dari seluruh lambung yang dimilikinya (Limbang, 2002)
abomasum. Digesta dipompa dari omasum langsung ke abomasum. Abomasum berhubungan dengan omasum di bagian depan dan usus halus di bagian belakang. Abomasum memproduksi asam dan merupakan bagian saluran pencernaan tempat awal proteolisis. Hasil pencernaan tersebut akhirnya masuk ke dalam sistem peredaran darah (Collier et all., 1984). Abbas (1987), Kandungan zat-zat makanan isi rumen beberapa daerah di Indonesia (%) dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Kandungan zat-zat makanan isi rumen beberapa daerah di Indonesia (%)
Zat makan Sapia Sapib Sapic Sapid Sapie Sapie Sapi
Sumber : aSihombing dan Simamora (1979) sapi dan kerbau dari RPH Bogor dalam Abbas (1987) b
Suwandyastuti (1980) sapi dan domba dari RPH Purwokerto dalam Abbas (1987) c
Rasyid et al. (1981) sapi dari RPH Ujung Padang dalam Abbas (1987) d
Delmukhlis et al. (1984) sapi dari RPH Padang dalam Abbas (1987) e
Brata et al. (1985) sapi dari RPH Den pasar dalam Abbas (1987) fSuhermiyati et al. (1984) sapi an Domba dari RPH Bandung
dalam Abbas (1987).
Bakteri Rumen
a. Bakteri selulolitik
Bakteri ini menghasilkan enzim yang dapat menghidrolisis ikatan glukosida β 1,4, selulosa dan dimer selobiosa. Sepanjang yang diketahui
tak satupun hewan yang mampu memproduksi enzim selulosa sehingga pencernaan selulosa sangat tergantung pada bakteri yang terdapat di sepanjang saluran pencernaan. Beberapa bakteri selulolitik antara lain adalah Bacteriodes succinogenes, Ruminicoccus flavefaciens,
Ruminicoccus albus, Cillobacterium cellulosolvens (Sumatera, 2011).
b. Bakteri hemiselulolitik
Hemiselulosa merupakan struktur polisakarida yang penting dalam dinding sel tanaman. Mikroorganisme yang dapat menghidrolisa selulosa biasanya juga dapat menghidrolisa hemiselulosa. meskipun demikian ada beberapa species yang dapat menghidrolisa hemiselulosa tetapi tidak dapat menghidrolisa selulosa. Contoh bakteri hemiselulosa antara lain;
Butyrivibrio fibriosolven dan Bacteriodes ruminicola (Sumatera, 2011).
c. Bakteri pemakai asam
d. Bakteri amilolitik
Beberapa bakteri selulotik juga dapat memfermentasi pati, meskipun demikian beberapa jenis bakteri amilolitik tidak dapat menggunakan atau memfermentasi selulosa. Bakteri amilolitik akan menjadi dominan dalam jumlahnya apabila makanan mengandung pati tinggi. Bakteri amilolitik yang terdapat dalam rumen antara lain, Bakteri amylophilus, Butyrivibrio fibriosolven dan Bacteriodes ruminicola. Beberapa kelompok bakteri lain berdasarkan substratnya adalah kelompok bakteri pemakai gula, bakteri
proteolitik, bakteri methanogenik, bakteri lipolitik, dan bakteri ureolitik
(Sumatera, 2011).
Protozoa Rumen
Sebagian besar protozoa yang terdapat dalam rumen adalah ciliate
meskipun flagellate juga banyak dijumpai. Ciliata merupakan non pathogen dan
anaerobic michroorganism. Dari hasil serangkaian studi, diperoleh informasi bahwa diduga ciliate mempunyai peranan sebagai sumber protein dengan keseimbangan kandungan asam amino yang lebih baik dibandingkan dengan bakteri sebagai makanan ternak ruminansia (Sumatera, 2011).
Jamur Rumen
sukar dicerna. Sampai saat ini telah dikenal lebih dari 20 species yang berbeda, meskipun sebagian belum mempunyai nama (Sumatera, 2011).
Air Kelapa
Buah kelapa merupakan komoditas yang banyak dimanfaatkan oleh masyarakat Indonesia. Namun air kelapa belum banyak dimanfaatkan. Air kelapa tua hanya mengandung beberapa vitamin dalam jumlah kecil. Kandungan vitamin C hanya 0,7-3,7 mg/100 g air buah, asam nikotinat 0,64 mg/100 ml asam panthonet 0,52 mg/100 ml, biotin 0,02 mg/100 ml, riboflavin 0,01 mg/100 ml, dan asam folat hanya 0,003 mg/100 ml (Palungkun, 2004). Berdasarkan Hasil analisis kimia limbah cair air kelapa disajikan pada Tabel 4. dibawah ini.
Tabel 4. Hasil analisis limbah cair air kelapa
Komposisi Konsentrasi (%)
Air Protein Lemak Karbohidrat Serat Abu
92,70 0,17 0,09 6,97 - 0,45
Sumber : Lilis, dkk., (1996)
Sebutir Kelapa dalam dan hibrida mengandung air kelapa masing-masing 300 dan 230 ml dengan berat jenis rata-rata 1.02 dan pH agak masam, air kelapa dapat digunakan sebagai media pertumbuhan mikroba, misalnya acetobacter xylinum untuk produksi nata de coco (Hasbullah, 2001).
karena apabila terjadi kekurangan nutrisi akan menjadi pnghambat bagi pertumbuhan bakteri (Yesung dkk., 2011).
Simon (2005) menambahkan bahwa pertumbuhan mikroba, khususnya mikroba rumen membutuhkan berbagai zat nutrisi dalam jumlah, komposisi dan waktu yang tepat. Seyawa N, karbohidrat, vitamin, mineral, merupakan unsur pertumbuhan mikroba rumen, namun senyawa N dan kabohidrat dibutuhkan dalam jumlah terbesar, dan harus tersedia secara simultan untuk mendorong pertumbuhan mikroba dengan cepat (Simon, 2005). Nutrsi yang terdapat pada air kelapa diharapkan dapat dimafaatkan untuk pertumbuhan mikroorganisme dalam proses fermentasi.
Penambahan ekstrak kamir (0,025 dan 0,075%) ke medium air kelapa hijau muda dapat meningkatkan pertumbuhan biomassa (37,12 dan 49,18 g/l), kecepatan pertumbuhan biomassa (0,061 dan 0,074/jam), produksi total astaxanthin (4,871 dan 9,442 mg/l), konsentrasi spesifik astaxanthin (118,99 dan 176,56 mg/g biomassa), kecepatan produksi astaxanthin (0,042 dan 0,088/jam), bati astaxanthin (0,236 dan 0,342 mg/g glukosa) dan konsumsi total glukosa (19,84 dan 26,95 g/l) (Timotius, dkk., 2003). Dan dari hasil penelitian Kapahang (2010) juga dihasilkan isolasi bakteri yang berpotensi untuk memproduksi gas metan dari limbah air kelapa.
