PERBANDINGAN LAJU DEGRADASI RUMPUT GAJAH DAN
TANAMAN LEGUMINOSA DI DALAM RUMEN
(Comparison of Degradability Rates of Elephant Grass and
Shrub Legumes in The Rumen)
Y.WIDIAWATI1,M.WINUGROHO1danE.TELENI2 1
Balai Penelitian Ternak, PO Box 221, Bogor 16002 2
James Cook University, Townsville Australia
ABSTRACT
Amino acids that are absorbed from the GI tract of ruminant are derived from dietary protein that escapes from degradation in the rumen and from microbial proteins. The degradability of forages in the rumen depend on the degree of lignifications of plant cell wall. Grass and shrub legume have different cell structure thus it was assumed that they will have different degradability rate. Four fistulated sheep were used to determine the degradability of 4 feeds namely Elephant grass, Leucaena, Gliricidia and Calliandra. Dry matter and protein degradation were measured after 2, 6, 12, 18, 24, 36 and 48 hours of incubation. The results show that 1) Dry matter and protein degradation of feed depend on type of feeds. 2) DM and protein of Elephant grass degraded in the rumen were only 45 and 48%, while in Leucaena were 68 and 69%, Gliricidia were 63 and 66% higher than that of Caliandra (49 dan 48%), respectively.
Key Words: Degradability, Elephant Grass, Leucaena, Gliricidia, Calliandra
ABSTRAK
Asam amino yang diserap dari saluran pencernaan ternak ruminansia berasal dari protein pakan yang lolos dari degradasi di dalam rumen dan protein mikroba. Laju degradasi pakan di dalam rumen tergantung proses lignifikasi pada dinding sel tanaman. Semakin banyak dinding sel yang mengalami proses lignifikasi, maka akan semakin sulit pakan tersebut didegardasi oleh mikroba rumen. Dua jenis pakan yaitu rumput dan tanaman leguminosa memiliki struktur sel yang berbeda dengan derajan lignifikasi yang berbeda pula sehingga diduga akan memiliki laju degradasi yang berbeda. Pengujian dilakukan dengan menggunakan 4 ekor domba fistula dengan menerapkan rancangan bujursangkar latin dan metoda kantong nylon. Masa inkubasi dilakukan selama 2, 6, 12, 18, 24, 36 dan 48 jam. Pengamatan dilakukan pada degradasi BK dan protein susbtrat pakan didalam rumen. Hasil menunjukkan bahwa 1) degradasi BK dan protein pakan di dalam rumen sangat dipengaruhi oleh jenis pakan; 2) BK dan protein rumput gajah yang terdegradasi dalam rumen hanya 45 dan 48%. 3) BK dan protein terdegradasi pada Leucaena (68 dan 69%) dan Gliricidia (63 dan 66%) lebih tinggi daripada Kaliandra (49 dan 48%).
Kata Kunci: Degradasi, Rumput Gajah, Leucaena, Gliricidia, Kaliandra
PENDAHULUAN
Asam amino yang diserap dari saluran pencernaan ternak ruminansia berasal dari protein pakan yang lolos dari degradasi di dalam rumen dan protein mikroba. Oleh karena itu informasi tentang besarnya protein pakan yang terdegradasi di dalam rumen menjadi penting untuk dapat digunakan dalam hal mengevaluasi segi ekonomis dari pakan sumber protein. Selain itu juga dapat digunakan untuk
menentukan formulasi pakan apabila akan menggunakan pakan suplemen.
Laju degradasi pakan di dalam rumen tergantung kepada besarnya proses lignifikasi pada dinding sel tanaman. Semakin banyak dinding sel yang mengalami proses lignifikasi, maka akan semakin sulit pakan tersebut didegradasi oleh mikroba rumen. Proses lignifikasi dinding sel lebih banyak terjadi pada dinding sel rumput-rumputan dibandingkan dengan tanaman leguminosa (WILSON dan
HATFIELD, 1997). Sehingga diduga laju degradasi tanaman leguminosa akan lebih cepat dibandingkan dengan rumput.
Proses liginifikasi dinding sel tanaman dapat melindungi protein tanaman tersebut dari proses degradasi dalam rumen. Selain itu bentuk protein tanaman pun sangat menentukan apakah protein tersebut mudah didegradasi atau tidak dalam rumen. Sebagai contoh, protein terlarut dalam air akan lebih mudah didegradasi dalam rumen dibandingkan dengan protein tidak larut dalam air. Kehadiran senyawa sekunder seperti tanin juga mempunyai pengaruh yang besar terhadap degradasi protein di dalam rumen. Hal ini disebabkan senyawa tanin dapat membentuk kompleks dengan protein dan membuat protein tersebut tidak dapat didegradasi oleh mikroba rumen (MCSWEENEY et al., 1999).
Rumput Gajah (Pennisetum purpureum) adalah rumput yang banyak digunakan oleh peternak di Indonesia. Rumput ini mudah dibudidayakan dan dapat dipanen dengan interval pemotongan setiap 40 hari. Jenis rumput ini juga mudah tumbuh dimana-mana, baik dalam kondisi basah maupun kering. Oleh karena itu rumput gajah ini banyak ditanam dan digunakan oleh peternak kecil.
Tiga macam pohon leguminosa yang banyak digunakan sebagai pakan ternak ruminansia adalah Leucaena (Leucaena
leucocephala) Kaliandra (Calliandra calothyrsus) dan Gliricidia (Gliricidia sepium).
Selain memiliki kandungan protein yang cukup tinggi (17 – 28%, SALAWU et al., 1999; AHN et
al., 1989; CHADHOKAR, 1982), tanaman ini mudah dibudidayakan. Dengan frekuensi pemotongan setiap 3 bulan, maka produksi bahan kering daunnya pertahun mencapai 11,4 ton/hektar untuk Leucaena dan Kaliandra dan 12,7 ton /hektar untuk Gliricidia (ELLA et al., 1989).
Penelitian ini ditujukan untuk membandingkan laju degradasi keempat pakan ternak tersebut di dalam rumen dengan menggunakan metoda kantong nylon. Diharapkan dengan adanya informasi tentang laju degradasi pakan tersebut didalam rumen dapat digunakan untuk menentukan formulasi pakan ternak ruminansia yang terdiri dari rumput gajah dan ketiga macam tanaman legunimosa tersebut.
MATERI DAN METODE
Penelitian menggunakan 4 ekor domba fistula yang diberi pakan rumput gajah (56% total BK ransum) dan campuran ketiga macam tanaman leguminosa (44% dari BK total ransum). Campuran leguminosa terdiri dari 17% Gliricidia, 14% Kaliandra dan 13% Leucaena berdasarkan kandungan BK. Pemberian ransum dengan komposisi ini dimaksudkan agar ternak mengkonsumsi ransum dengan level kandungan protein 13%, yaitu level protein pakan yang diperlukan untuk kebutuhan maintenan domba di daerah tropik (DJAJANEGARA et al., 1996). Selain itu, komposisi pakan seperti diatas dimaksudkan untuk mendapatkan rasio N intake: BO tercerna menjadi 0,04 yaitu rasio yang direkomendasikan oleh HOGAN dan WESTON (1970) sebagai rasio untuk pertumbuhan mikroba rumen yang optimum.
Sekitar 5 kg masing-masing jenis pakan, yaitu rumput gajah, Leucaena, Gliricidia dan Kaliandra dikeringkan dengan menggunakan
freeze drying selama sekitar 4 hari untuk
kemudian digiling dengan besarnya diameter lubang saringan 1 mm. Penyiapan substrat untuk pengujian ini mengikuti prosedur KEMPTON (1980).
Kantong nilon yang digunakan dalam penelitian ini berukuran 6 cm x 12 cm dengan ukuran diameter lubang kain 45 µm. Metode pengujian laju degradasi dalam rumen dengan menggunakan metoda kantong nilon ini mengikuti prosedur yang dikeluarkan oleh ORSKOV et al. (1980).
Pengujian empat jenis pakan dilakukan dengan menggunakan metoda Bujursangkar Latin 4 domba x 4 jenis pakan (DANIEL, 1991). Penempatan kantong nilon di dalam rumen domba dilakukan 3 jam setelah ternak diberi pakan di pagi hari. Hal ini dimaksudkan agar populasi dan aktivitas mikroba rumen sedang berada pada puncaknya (CLARKE, 1965 disitir
oleh CHURCH, 1976). Kantong nilon diambil dari rumen domba setelah masa inkubasi 2, 6, 12, 18, 24, 36 dan 48 jam. Parameter yang diukur adalah kandungan nutrisi substrat yang digunakan, laju degradasi bahan kering dan protein.
Laju degradasi baik bahan kering maupun protein dari kantong nilon selama masa inkubasi dihitung dengan menggunakan rumus:
R = a + b (1 – ect), dimana R = degradasi yang
sebenarnya setelah waktu t; a adalah fraksi terlarut dari BK atau P; b adalah fraksi yang dapat didegradasi pada waktu tertentu; c adalah laju konstan dari fraksi terdegradasi dalam rumen; dan e adalah eksponensial dari laju konstan untuk fraksi terdegradasi dalam rumen selama waktu t (ORSKOV et al., 1980).
HASIL DAN PEMBAHASAN Kandungan nutrisi substrat
Kandungan protein, ADF dan NDF dari substrat pakan yang diuji dalam penelitian ini di tampilkan pada Tabel 1.
Kandungan protein tanaman leguminosa hampir dua kali yang dikandung dalam rumput gajah. Dilihat dari kandungan ADF dan NDF nya, tanaman leguminosa mengandung lebih sedikit dinding sel dibandingkan dengan rumput (49 dan 75%). Diantara ketiga leguminosa yang diuji, Leucaena memiliki dinding sel yang lebih sedikit yaitu 28 dan 48% dibandingkan dengan Gliricidia (30 dan 51%) dan Kaliandra (31 dan 50%). Hasil ini sejalan dengan penelitian oleh SALAWU et al. (1997) dan TAHAR dan MAHYUDDIN, (1993) bahwa rumput umumnya mengandung dinding sel (NDF) dalam kisaran 71 – 76%; sedangkan Leucaena, Gliricida dan Kaliandra mengandung NDF dalam kisaran 26 – 60%.
Dari data ini terlihat jelas bahwa ada perbedaan struktur sel pada tanaman rumput dan tanaman leguminosa. Seperti yang dikemukakan oleh MINSON (1990) bahwa terdapat perbedaan struktur sel pada tanaman leguminosa dengan rumput, dimana rumput memiliki lebih banyak dinding sel dan lebih sedikit isi sel. Sedangkan tanaman leguminosa
memiliki lebih sedikit dinding sel tetapi banyak isi selnya.
Laju degradasi bahan kering substrat
Kurva dari laju degradasi bahan kering substrat pakan yang diuji selama masa inkubasi 48 jam ditampilkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Bahan kering terlarut dalam air dan laju degradasi bahan kering dalam kantong nilon dari rumput Gajah (); Leucaena (z); Gliricidia () dan Kaliandra (S) selama masa inkubasi 48 jam
Dari Gambar 1 dapat terlihat bahwa dibandingkan dengan tanaman leguminosa, BK rumput lebih sedikit didegradasi di dalam rumen dalam kurun waktu 48 jam. Sedangkan diantara tanaman leguminosa, Kaliandra yang memiliki BK terdegradasi di dalam rumen yang terendah. Sedangkan pada Leucaena dan Gliricidia jumlah BK yang terdegradasi selama kurun waktu 48 jam relatif sama.
Sedangkan nilai kinetik yang berhubungan dengan degradasi bahan kering substrat dalam rumen berdasarkan rumus ORSKOV et al., (1980) ditampilkan pada Tabel 2.
Tabel 1. Kandungan protein, ADF dan NDF substrat pakan yang diuji dalam penelitian Substrat pakan yang di uji Nutrisi
Rumput Gajah Leucaena Gliricidia Kaliandra
Protein (%) 10 22 23 21 ADF (%) 49 28 30 31 NDF (%) 75 48 51 50 0 10 20 30 40 50 60 70 0 2 6 12 18 24 36 48
Masa Inkubasi (jam)
BK ya ng hil a n g (%)
Tabel 2. Nilai BK terlarut (a); tidak terlarut tetapi dapat didegradasi (b); laju konstant degradasi dari fraksi yang dapat didegradasi selama t waktu (c); fraksi yang tidak dapat terdegradasi [100 - (a + b)] dari substrat rumput Gajah, Leucaena, Gliricidia dan Kaliandra selama masa inkubasi 48 jam
Substrat Parameter
Rumput Leucaena Gliricidia Kaliandra SE P
a (%) 15d 29b 37a 23c 1,70 0,001
b (%) 30b 39a 26b 26b 3,18 0,004
a + b (%) 45b 68a 63a 49b 2,46 0,001
c 0,0545 0,0607 0,0712 0,0568 0,02 0,993
100 – (a+b) 55a 32b 37b 51a 2,57 0,001
Dari data pada Tabel 2 terlihat bahwa terdapat perbedaan nyata pada jumlah fraksi terlarut dan fraksi tidak terlarut tetapi dapat didegradasi antara rumput dan tanaman leguminosa. Tanaman leguminosa memiliki BK terlarut (29, 37 dan 23%) dan BK tidak terlarut tetapi dapat didegradasi dalam rumen (39, 26 dan 26%) lebih tinggi dibandingkan dengan rumput (15 dan 30%). Diantara tanaman leguminosa, Gliricidia memiliki BK terlarut yang tertinggi (37%) dan hanya 29% dan 23% untuk Leucaena dan Kaliandra. Sedangkan BK tidak terlarut tetapi terdegradasi dalam rumen pada Leucaena (39%) lebih tinggi dibanding Gliricidia (26%) dan Kaliandra (26%).
Laju degradasi konstan dalam rumen ternyata tidak dipengaruhi oleh jenis pakan. Dimana nilai laju degradasi rumput gajah sama dengan laju degradasi tanaman leguminosa. Terdapat pebedaan pada jumlah fraksi yang tidak terdegradasi dalam rumen antara keempat substrat yang diuji. Kaliandra memiliki jumlah fraksi yang tak terdegradasi (51%) sama dengan rumput gajah (55%). Nilai ini jauh lebih besar dibandingkan pada Gliricidia (37%) dan Leucaena (32%).
Hasil ini menunjukkan bahwa jumlah BK rumput yang terdegradasi di dalam rumen (49%) jauh lebih sedikit dibandingkan dengan tanamana leguminosa, khususnya Gliricidia (63%) dan Leucaena (68%). Hal ini terjadi karena kandungan NDF lebih tinggi (75%) pada rumput gajah dan 48% pada Leucaena dan 51% pada Gliricidia. Meskipun Kaliandra memiliki jumlah NDF sama dengan Gliricidia yaitu 50% tetapi jumlah fraksi BK yang terdegradasi sama denngan BK rumput Gajah. Hal ini diduga ada kaitannya dengan kehadiran
tanin pada Kaliandra yang menyebabkan terjadinya komplek tanin-karbohidrat sehingga menghambat proses degradasi dalam rumen (POPPI dan NORTON, 1995).
Laju degradasi protein di dalam rumen
Kurva dari laju degradasi protein substrat pakan yang diuji selama masa inkubasi 48 jam ditampilkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Protein terlarut dalam air dan laju degradasi protein dalam kantong nylon dari rumput gajah (); Leucaena (z); Gliricidia () dan Kaliandra (S) selama masa inkubasi 48 jam
Seperti halnya BK substrat, jumlah protein rumput gajah yang terdegradasi dalam rumen jauh lebih rendah dibandingkan dengan tanaman leguminosa. Jumlah protein dalam Leucaena dan Gliricidia yang dicerna dalam rumen relatif sama dan lebih banyak daripada protein dalam Kaliandra yang hampir sama jumlahnya dengan rumput gajah. Selanjutnya data yang berhubungan dengan kinetik degradasi protein substrat dalam rumen di tampilkan pada Tabel 3.
0 10 20 30 40 50 60 70 1 2 3 4 5 6 7 8
Masa inkubasi (jam)
P rot ei n t e rdegr a das i (%)
Tabel 3. Nilai protein terlarut (a); tidak terlarut tetapi dapat didegradasi (b); laju konstant degradasi dari fraksi yang dapat didegradasi selam t waktu (c); fraksi yang tidak dapat terdegradasi [100 - (a + b)] dari substrat rumput Gajah, Leucaena, Gliricidia dan Kaliandra selama masa inkubasi 48 jam
Substrat Parameter
Rumput Leucaena Gliricidia Kaliandra SE P
a (%) 16d 32b 38a 24c 2.62 0.001
b (%) 32ab 37a 28bc 24c 3.03 0.009
a + b (%) 48b 69a 66a 48b 2.47 0.001
C 0.055 0.0603 0.0645 0.0517 0.01 0.675
100 – (a+b) 52a 31b 34b 52a 2.56 0.001
Hasil menunjukkan bahwa jenis substrat/ pakan mempunyai pengaruh nyata pada nilai cerna protein di dalam rumen. Tanaman leguminosa mengandung protein terlarut yang lebih besar (24 – 38%) dibandingkan rumput (16%). Jumlah protein yang tidak terdegradasi dalam rumen pada Kaliandra sama dengan rumput yaitu 52% jauh lebih besar dibandingkan pada Gliricidia (34%) dan Leucaena (31%). Kandungan NDF pada rumput yang lebih tinggi (75%) dibandingkan pada tanaman leguminosa (48 – 51%) sepertinya menjadi penyebab utama perbedaan pada nilai cerna protein.
Diantara tanaman leguminosa, kaliandra memiliki nilai degradasi protein dalam rumen yang lebih kecil daripada Gliricidia dan Leucaena. Hal ini dimungkinkan karena tinggnya nilai tanin pada Kaliandra (19,4%; SALAWU et al., 1999) dibandingkan dengan pada Gliricidia (4%; CHADHOKAR, 1982) dan Leucaena (3,4%; AHN et al., 1989). Seperti diketahui bahwa tanin dapat membentuk komplek tanin-protein melalui beberapa proses, termasuk pelayuan dan pengeringan. Komplek yang terbentuk sulit untuk didegradasi oleh mikroba rumen. Hasil ini sejalan dengan laporan MORRISON dan MACKIE (1996) bahwa komplek tanin-protein yang terbentuk pada Kaliandra tidak dapat didegradasi dalam rumen. Tetapi hasil pengujian ini menunjukkan bahwa terdapat protein yang terlarut dan terdegradasi dalam rumen pada Kaliandra (48%). Hal ini diduga karena tidak semua protein dalam Kaliandra tersebut terikat oleh tanin. Seperti yang dikemukakan oleh MCSWEENEY et al. (1999) bahwa terdapat bagian protein yang tidak
terikat oleh tanin sehingga dapat didegradasi oleh mikroba rumen.
Apabila dikaitkan dengan prinsip protein yang diproteksi untuk menghindari degradasi dalam rumen dan menjadi protein bypass, maka berdasarkan hasil pengujian ini dapat diketahui bahwa Kaliandra menjadi tanaman yang menjanjikan sebagai sumber protein bypass. Namun demikian laporan penelitian oleh WIDIAWATI (2003) menunjukkan bahwa sekitar 65% protein Kaliandra yang dikonsumsi oleh domba dikeluarkan lewat feses. Jumlah tersebut menunjukkan besarnya protein yang tidak didegradasi dalam rumen maupun diserap dalam usus.
KESIMPULAN
Dari hasil yang diperoleh maka dapat disimpulkan bahwa
1. Degradasi BK dan protein pakan di dalam rumen sangat dipengaruhi oleh jenis pakan. 2. Bahan kering dan protein rumput gajah
yang terdegradsi dalam rumen hanya 45 dan 48%.
3. Jumlah BK dan protein terdegradasi dalam rumen pada Leucaena (68 dan 69%) dan Gliricidia (63 dan 66%) lebih tinggi daripada Kaliandra (49 dan 48%).
DAFTAR PUSTAKA
AHN, J.H., B.M. ROBERTSON, R. ELLIOT, R.C. GUTTERIDGE and C.W. FORD. 1989. Quality Assessment of Tropical Browse Legumes: Tannin Content and Protein Degradation. Anim. Feed Sci. and Technol. 27: 147 – 156.
CHADHOKAR, P.A. 1982. Gliricidia Maculata – Promising Legume Fodder Plants. World Animal Review. 44: 36 – 43.
CHURCH, D.C. 1976. Digestive Physiology and Nutrition of Ruminants. Oxford press inc., Oregon.
DANIEL,W.W. 1991. Biostatistics:A Foundation for Analysis in the Health Science. Fifth edition ed. John Wiley and Sons. Inc, USA.
DJAJANEGARA,A.,K.R.POND,L.P.BATUBARA and R.C. MERKEL. 1996. Supplementation Strategies for Small Ruminants in Low and High Input Production System. In: Small Ruminant Production: Recommendations for Southeast Asia. T.S.A.S. MERKEL,R.C. (Ed.). Small Ruminant Collaborative Research Support Program Agency for Agricultural Research and Development of Indonesia, Indonesia.
ELLA,A.,C.JACOBSEN,W.W.STUR and G.J.BLAIR. 1989. Effect of Plant Density and Cutting Frequency on the Productivity of Four Tree Legumes. Tropical grasslands. 23: 28 – 34. HOGAN,J.P. and R.H.WESTON. 1970. Quantitative
Aspects of Microbial Protein Synthesis in the Rumen. In: Physiology of Digestion and Metabolism in the Ruminant. PHILLIPSON, A.T. (Ed.) Oriel Press Limited, England. pp. 474 – 485.
KEMPTON, T.J. 1980. The Use of Nylon Bags to Characterise the Potential Degradation of Feeds for Ruminants. Tropical Animal Production. 5: 107 – 116.
MCSWEENEY,C.S.,B.PALMER,R.BUNCH and D.O. KRAUSE. 1999. In Vitro Quality Assessment of Tannin-Containing Tropical Shrub Legumes: Protein and Fibre Digestion. Anim. Feed Sci. Technol. 82: 227 – 241.
MINSON,D.J. 1990. Forage in Ruminant Nutrition. Academic press, London.
MORRISON, M. and R.I. MACKIE. 1996. Nitrogen Metabolism by Rumen Microorganism: Current Understanding and Future Perspectives. Aust. J. Agric. Res. 47: 227 – 246.
ORSKOV,E.R.,F.D.B.HOVELL and F.MOULD. 1980. The Use of the Nylon Bag Technique for the Evaluation of Feedstuffs. Trop. Anim. Prod. 5: 195 – 213.
POPPI, D.P. and B.W. NORTON. 1995. Intake of Tropical Legumes. In: Tropical Legumes in Animal Nutrition. J.P.F.D.M.A. DEVENDRA, C. (Ed.). CAB International, UK. pp. 173 – 190.
SALAWU,M.B.,T.ACAMOVIC,C.S.STEWART and B. MAASDORP. 1997. Assessment of the Nutritive Value of Calliandra Calothyrsus: Its Chemical Composition and the Influence of Tannins, Pipecolic Acid and Polyethylene Glycol on in Vitro Organic Matter Digestibility. Anim. Feed Sci. Technol. 69: 207 – 217.
SALAWU, M.B., T.ACAMOVIC, C.S.STEWART and R.L. ROOTHAERT. 1999. Composition and Degradability of Different Fractions of Calliandra Leaves, Pods and Seeds. Anim. Feed Sci. Technol. 77: 181 – 199.
THAHAR, A. and P. MAHYUDDIN. 1993. Feed Resources. In: Draught Animal System and Management: An Indonesian Study R.S.F.C.A.D. E. TELENI, H.E. (Ed.) ACIAR Monograph, Canberra, Australia. 19: 41 – 54. WIDIAWATI, Y. 2003. The Utilisation of tropical
Shrub Legumes: Leucaena leucocephala, Gliricidia sepium and Calliandra calothyrsus by Ruminant Animals.Thesis. James Cook University, Townsville, North Queensland Australia.
WILSON,J.R. and R.D.HATFIELD. 1997. Structural and Chemical Changes of Cell Wall Types During Stem Development: Consequences for Fibre Degradation by Rumen Microflora. Aust. J. Agric. Res. 48: 165 – 180.
