4 BAB II KAJIAN PUSTAKA
2.1 Urin Sapi
Urin merupakan salah satu produk sampingan yang banyak ditemukan di lingkungan peternakan hewan. Pembentukan urin terjadi pada ginjal setelah melewati proses eliminasi dari tubuh melalui saluran kemih (urineary) dan bermula dari metabolisme nitrogen dalam tubuh yakni urea, keratin, dan asam urat serta 90%
urin tersusun atas air. Makanan, suhu eksternal, aktivitas ternak, kondisi musim, konsumsi air, dan hal lainnya dapat mempengaruhi kandungan urin pada ternak.
Selain urin, ternak juga menghasilkan limbah berupa padatan yang dikeluarkan sebanyak 10% dari berat hewan ternak itu sendiri (Rinekso et al. 2011). Menurut Sutejo (1994), kandungan hara pada urin ternak bergantung pada proses pencernaan dari hewan itu sendiri. Beliau juga menjelaskan bahwa urin pada ternak sapi tersusun atas 92% air, 1,00% Nitrogen, 0,2% Phospor, dan 1,35% Kalium.
Urin sapi memiliki kandungan zat perangsang tumbuh yang dapat digunakan untuk mengatur tumbuh diantaranya IAA, oleh karena itu urin sapi memiliki dampak positif dalam pertumbuhan vegetatif tanaman. Urin sapi dapat digunakan untuk menghalau berbagai hama yang menyerang tanaman dari baunya yang khas, sehingga mampu berperan sebagai pengendali hama berupa serangga.
Menurut Lingga (1991) yang termuat dalam Yuliarti (2009), ragam hara yang terkandung dalam urin sapi yakni 1,00% N, 0,50% P, dan 1,50% K. Parnata (2004) menyatakan bahwa, kandungan bahan kimia pupuk organik cair hanya 5% sehingga menyebabkan kangdungan hara N, P, dan K pada pupuk organik cair relative rendah. Beberapa keuntungan menggunakan pupuk organik cair adalah adanya kandungan mikroorganisme yang hampir tidak dijumpai pada pupuk padat, pupuk organik cair mampu mengaktifasi unsur hara pada pupuk organik padat.
5 2.2 Unsur yang Dibutuhkan Tanaman
Tanaman memerlukan nutrisi yang juga mengandung zat tumbuh guna mendukung proses pertumbuhan dan hidupnya. Makanan tersebut berguna sebagai pendukung proses metabolism tubuh, pertumbuhan vegetatif (pembesaran tubuh), dan pertumbuhan generatf (berkembangbiak). Pertumbuhan tanaman akan normal jika kebutuhan nutrisinya terpenuhi dengan baik (Pranata, 2004). Berdasarkan hasil penelitian, setiap tanaman memerlukan setidaknya 16 unsur atau zat dengan tujuan dapat tumbuh dengan normal. Tiga unsur yakni karbon, hydrogen, dan oksigen didapatkan dari udara, sedangkan 13 unsur lain tersedia di dalam tanah.
Keseluruhan 13 unsur tersebut yakni N, P, K, Mg, Ca, Cl, S, Fe, Cu, Mn, Zn, B, dan Mo (molybdenum). Unsur yang diperlukan dalam jumlah banyak disebut unsur makro yaitu N, P, K, Mg, S, dan Ca. Namun hanya tiga unsur yang mutlak terkandung dalam tanah serta dibutuhkan oleh tanaman. Sementara itu, tiga unsur lainnya boleh ada maupun tidak meski diperlukan dalam jumlah banyak. Ketiga unsur yang mutlak harus ada dan dibutuhkan dalam jumlah yang banyak ialah N, P, dan K. Oleh sebab itu, pupuk yang diproduksi lebih mengutamakan adanya kandungan ketiga unsur N, P, dan K. Selain unsur makro, terdapat unsur mikro atau unsur yang diperlukan dalam jumlah sedikit yang juga penting bagi tanaman.
Unsure tersebut yaitu Cl, Mn, Fe, Cu, B, Zn, dan Mo (Lingga dan Marsono, 2006).
2.2.1 Unsur Hara makro 2.2.1.1 Nitrogen (N)
Unsur hara N disebut unsur hara makro primer karena diperlukan dalam jumlah yang paling banyak. Umumnya unsur Nitrogen menyusun 1 hingga 5% dari berat tubuh tanaman. Unsur N diserap oleh tanaman dalam bentuk ion amonium (NH4+) atau ion nitrat (NO3-). Unsur N bisa didapatkan dari bahan organik, mineral tanah, ataupun penambahan pupuk organik (Manuel, 2017). Matana (2015), mengatakan jika nitrogen yang telah diserap oleh tanaman dirubah menjadi asam amino, selanjutnya membentuk protein dan asam nukleat. Selain itu, N menjadi komponen integral dari klorofil serta menjadi komponen utama tanaman yang melakukan penyerapan cahaya untuk kemudian digunakan dalam proses fotosintesis.
6
Nitrogen diperlukan oleh tumbuhan untuk melangsungkan pertumbuhan, terutama pada tahapan vegetatif yakni pertumbuhan cabang, batang, dan daun.
Nitrogen diperlukan untuk memproduksi klorofil atau zat hijau daun yang kemudian digunakan untuk proses fotosintesis. Disamping itu nitrogen berguna dalam pembentukan lemak, protein, dan berbagai senyawa organik lainnya. Perlu diketahui bahwa sekitar 78% volume udara didominasi oleh nitrogen. Tanaman akan tumbuh kerdil atau tidak normal kemudian daun akan menguning dan kering jika mengalami kekurangan Nitrogen dan kekurangan nitrogen dalam jumlah besar akan menyebabkan jaringan tanaman mengering dan kematian pada tanaman. Buah yang kekurangan nitrogen akan mengalami ketidaksempurnaan tumbuh, cepat masak, serta memiliki kadar protein yang rendah (Parnata, 2004).
2.2.1.2 Fosfor (P)
Fosfor merupakan unsur esensial dalam reaksi biokimia termasuk fotosintesis dan respirasi. Forfor merupakan komponen utama dari adenosine difosfat (ADP) dan adenosin trifosfat (ATP) yang digunakan untuk mensuplai energi dalam reaksi biokimia pada tumbuhan. Fosfor adalah komponen struktural fosfolipid, asam nukleat, nukleotida, koenzim, dan phosphorprotein (Matana, 2015). Makiyah (2013), menyatakan bahwa unsur fosfor terdapat dalam bentuk phitin, nuklein dan fostide merupakan bagian dari protoplasma dan inti sel. Sebagai bagian dari inti sel sangat penting dalam pembelahan sel demikian pula bagi perkembangan jaringan meristem. Fosfor diambil tanaman dalam bentuk H2PO4- - dan HPO4-. Fosfor diserap tumbuhan dalam bentuk ion mono dan divalen. Tidak sedikit fosfor diperoleh tumbuhan dalam bentuk organik.
Fungsi fosfor pada tanaman adalah untuk membentuk akar, mempercepat penuaaan biji, sebagai bahan dasar protein, mempekuat batang tanaman, dan meningkatkan hasil biji-bijian serta umbi-umbian. Selain itu fosfor juga berfungsi untuk membantu proses respirasi dan aslimiasi (Parnata, 2004). Kekurangan fosfor menyebabkan tanaman menjadi kerdil, pertumbuhan akar tidak baik, dan pertumbuhan cabang atau ranting meruncig. Selain itu, kekurangan fosfor dapat mengakibatkan terlambatnya pemasakan buah, warna daun yang lebih hijau dibanding keadaan normalnya, daun yang sudah tua akan menguning sebelum
7
waktunya, serta hasil buah atau biji kurang. Kekurangan fosfor dalam jumlah besar akan menyebabkan tanaman tidak menghasilkan buah (Parnata, 2004).
2.2.1.3 Kalium (K)
Kalium bukan termasuk komponen dari bahan organik yang membentuk tanaman. Kalium khusus terdapat di dalam cairan sel di dalam bentuk ion-ion K+
.Kalium banyak terdapat pada sel-sel muda atau bagian tanaman yang banyak mengandung protein, inti-inti sel tidak mengandung kalium (Makiyah, 2013).
Haryadi (2015), menyatakan bahwa proses pembentukan daun tidak terlepas dari peranan unsur hara seperti nitrogen dan fosfor yang tersedia bagi tanaman. Kedua unsur hara ini berperan dalam pembentukan sel-sel baru dan komponen utama penyusun senyawa organik dalam tanaman yang mempengaruhi pertubuhan vegetatif tanaman. Fase pertumbuhan vegetatif dibutuhkan juga ketersediaan kalium. Unsur kalium berperan dalam mengatur pergerakan stomata, sehingga dapat membantu meningkatkan pertumbuhan daun.
Kalium berperan sebagai aktifator dari berbagai enzim yang penting dalam proses fotosintesis dan respirasi, sehingga dapat mengatur potensial osmotik dan pengambilan air yang mempunyai pengaruh positif terhadap penutupan dan pembukaan stomata. Kalium berfungsi untuk membantu pembentukan protein dan karbohidrat. Selain itu, kalium berfungsi untuk memperkuat jaringan tanaman dan berperan dalam pembentukan antibodi tanaman yang bisa melawan penyakit dan kekeringan. Jika kekurangan kalium, tanaman tidak tahan terhadap penyakit, kekeringan, dan udara dingin (Parnata, 2004). Kekurangan kalium mampu memperlambat pertumbuhan tanaman serta daun tampak agak keriting serta mengkilap kemudian akan menguning pada bagian pucuk dan sekeliling tepinya.
Akhirnya, bagian daun antara jari-jari menguning, sedangkan jari-jarinya tetap berwarna hijau. Selain itu, kekurangan kalium menyebabkan tangkai daun lemah sehingga mudah terkulai dan kulit biji keriput (Parnata, 2004).
2.3 Pupuk Organik
Meningkatkan aktifitas biologi, kimia, dan fisik tanah serta meningkatkan kesuburan tanah dapat dilakukan dengan pemberian pupuk organik. Hingga kini masih banyak petani yang menggunakan pupuk kimia anorganik untuk suplai hara
8
tanaman, nyatanya penggunaan pupuk anorganik memberikan dampak negatif terhadap tanah (Rahmahlet al., 2014). Pupuk organik dapat diproduksi dalam bentuk cairan atau padatan. Penggunaan pupuk organik cair memiliki kelebihan yakni lebih mudahnya proses penyerapan unsur hara pada tanaman. Dosis yang digunakan pada pengaplikasian pupuk harus diperhatikan karena setiap tanaman memiliki toleran yang berbeda. Kurang tepatnya pemberian dosis dapat mengakibatkan munculnya gejala defisiensi yang ditandai dengan kelayuan pada tanaman (Rahmah et al., 2014).
Tipe pupuk organik cair yang diproduksi melalui proses dekomposisi ada dua macam, pertama ialah dengan melarutkan pupuk organik yang telah jadi atau setengah jadi ke dalam air. Jenis pupuk yang dilarutkan dapat berupa pupuk kandang, pupuk kompos, pupuk hijau, atau campuran dari keseluruhan. Pupuk organik cair yang demikian memiliki karakteristik yang hampir sama dengan pupuk organik padat, hanya saja berbentuk cairan. Pupuk cair tipe ini memiliki suspensi larutan yang kurang stabil serta mudah mengendap sehingga tidak dapat disimpan dalam jangka waktu yang lama dengan kata lain, pupuk harus segera digunakan setelah diproduksi. Pengaplikasian pupuk tipe ini dilakukan pada permukaan tanah dan bukan pada helai daun tanaman (Rahmah et al., 2014). Tipe pupuk yang kedua yakni pupuk organik cair yang diproduksi dari bahan-bahan organik melalui proses fermentasi pada kondisi anaerob dengan bantuan mikroorganisme. Pupuk diproduksi dengan bahan yang sama sekali belum terdekomposisi. Kandungan unsur hara pada larutan pupuk cair tipe ini berbentuk cair dan lebih stabil serta tidak mudah mengendap jika dibiarkan. Oleh karena itu, pupuk tipe ini memiliki sifat dan karakteristik yang berbeda dengan pupuk cair hasil pelarutan pupuk padat ke dalam air (Rahmah et al., 2014).
2.4 PGPR Akar Bambu
PGPR merupakan kelompok bakteri menguntungkan yang secara aktif mengkolonisasi rhyzosfer. PGPR mampu berperan sebagai biostimulan, biofertilizer dan bioprotektan (Khoiratun, Shofiah, dan Tyasmoro, 2018).
Pemakaian PGPR memberikan manfaat dalam menyuburkan tanah, hal tersebut terjadi karena kandungan bakteri pada PGPR mampu mengaktivasi mikroorganisme tanah sehingga mampu mendekomposisi bahan organik yang ada
9
tanah serta menjadikan media tanam semakin subur. Pengaplikasian PGPR mampu meningkatkan daya kecambah benih, memicu pertumbuhan akar lateral, akar primer, adventif, serta menghasilkan hormone IAA (Cahyani, Putrayani, Hasrullah, Ersyan, 2017). Milawati dan Suwandi (2021) menyatakan dalam penelitiannya bahwa penggunaan bahan organik yakni, POC, Mikroorganisme lokal, ZPT, dan PGPR memiliki potensi dalam mendukung pertumbuhan serta produksi tanaman sehingga mampu menjadi pengganti bahan kimia sintetik, dengan kata lain dapat mengurangi pencemaran tanah akibat penggunaan bahan kimia dalam proses pemupukan tanaman.
Menurut Setyorini (2010), akar bambu dapat dimanfaatkan dalam proses fermentasi karena kandungannya yang meliputi bakteri Pseudomonas flourenscens dan bakteri Bacillus polymixa. Bakteri yang terkandung dalam PGPR akar bambu mampu mensekresi cairan yang dapat melarutkan mineral sehingga menjadi unsur hara yang tersedia, merubah serta mengurai bahan organik atau bisa disebut dengan proses dekomposisi bahan organic menjadi nutrisi tanaman. Selain itu enzim dan hormon yang diproduksi oleh bakteri Pseudomonas flourenscens dan bakteri Bacillus polymixa berfungsi untuk memicu pertumbuhan tanaman. Selain itu antibiotik yang diproduksi mampu menghambat pertumbuhan serta perkembangan mikroba yang memiliki sifat patogenik atau bisa menyebabkan penyakit (Efendi, 2011). Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Kurniadinata pada tahun 2008, fermentasi pada pupuk cair urin sapi harus dilakukan kurang lebih 7 hari dengan bantuan 1% decomposer guna mempercepat laju fermentasi. Pupuk organik dinyatakan siap digunakan ketika cairanlberwarna kehitaman serta tidak memiliki bau yang terlalu menyengat.
10 2.5 Kerangka Konseptual
Keterangan:
= diteliti
= tidak diteliti
Gambar 2.1 Kerangka Konseptual Pupuk organik yang ramah lingkungan
Urin sapi
Fermentasi dengan penambahan PGPR akar bambu
Meninkatkanlkandunganlunsurlharalmakro
lNitrogen lFosforl Kaliuml
DatalhasillpenelitianlberupalkandunganlN, lP, danlK padalpupuk cairl
Dimanfaatkan sebagai sumber
belajar biologi Urin sapi mengandung unsur hara makro dan mikro
yang dibutuhkan tanaman seperti N, P, K, Penggunaan pupuk anorganik berlebihan
merusak kualitas kesburan tanah Kebutuhan tanaman akan unsur hara makro
Pengaruh pupuk dengan penambahan PGPR terhadap pertumbuhan tanaman
11
