DEKOMPOSISI
BAHAN ORGANIK
PENGOMPOSAN
Pengomposan
Proses dekomposisi bahan organik oleh
organisme termasuk bakteri, fungi, aktinomisetes, cacing, dan serangga.
Proses pengomposan
– Aerobik
(ada oksigen bebas, lebih cepat)
– anaerobik
(tanpa oksigen, lambat dan bau).
Bahan yang tidak disarankan
untuk dikomposkan:
– Sisa hewan (daging, ikan, tulang,
lemak, telur, susu),
– Potongan kayu besar,
Apakah kompos?
– Produk yang dihasilkan dari dekomposisi
terkendali bahan organik secara biologis dalam keadaan aerobik
– Stabil dalam bentuk yang menguntungkan
bagi pertumbuhan tanaman
Nutrien penting dalam pengomposan
Karbon (C) dalam bahan organik adalah sumber
energi dan dasar building block sel mikroba.
Nitrogen (N) bersama C merupakan unsur paling
penting, sering merupakan faktor pembatas.
Mikroba membutuhkan 25-30 bagian karbon untuk
setiap bagian nitrogen untuk membentuk protein (C:N 25-30:1).
Bahan dengan nisbah C:N optimum menghasilkan
kecepatan dekomposisi yang tinggi.
Nisbah C:N=25-30 sesuai untuk pengomposan.
Setelah proses pengomposan nisbah C:N secara bertahap turun menjadi 10-20:1.
Bahan dengan nisbah C:N rendah (<15:1) cepat
terdekomposisi, tetapi mudah menghasilkan bau busuk karena cepatnya konsumsi oksigen yang mengakibatkan suasana anaerob.
Mikroba juga memerlukan fosfor, sulfur, dan
unsur mikro tetapi pengaruhnya langsung belum banyak diteliti.
Nutrien penting dalam pengomposan
Nisbah C/N – target 20-40:1
– > 40:1 – tidak cukup makanan bagi populasi mikroba
– < 20:1 – kehilangan nitrogen dalam bentuk amonia (bau menyengat)
Nutrien penting dalam pengomposan
Pengaruh C:N pada kecepatan
Nutrien yang sering ditambahkan adalah
nitrogen, fosfat, dan kapur.
Nisbah C:P optimum 75-150:1
Pupuk kandang merupakan sumber
nitrogen.
Abu kayu (bukan arang) merupakan
sumber fosfor dan kalium.
Kapur merupakan sumber kalsium untuk
mengendalikan keasaman
Nutrien penting dalam pengomposan
Kondisi lingkungan
Kondisi lingkungan yang mendukung proses pengomposan:
– Kecukupan air
– Kecukupan oksigen
– Kecukupan nutrien untuk mikroba
– Kesesuaian suhu (hangat)
Proses Pengomposan
Output
– Panas – Uap air
– Karbon Dioksida
– Nutrien dan mineral (kompos)
Mikroba pengompos mula-mula
mengkonsumsi senyawa yang mudah didegradasi.
Dekomposisi bahan organik dalam
Pelaksanaan Pengomposan
Di bagian dasar pengomposan
ditebarkan (15-25 cm) seresah tanaman (bahan yang akan dikomposkan)
Ditambahkan pupuk kandang dan bahan
lain apabila diperlukan, seperti pupuk P dan kapur.
Ditebarkan lagi (15-25 cm) bahan yang
akan dikomposkan.
Dibuat lapisan berikutnya sampai tinggi
mencapai 1m
Diperciki air sesuai kebutuhan
Diberi sungkup
Pelaksanaan Pengomposan
Beri sungkup bila pengomposan skala kecil.
Balikkan kompos 1-2 kali seminggu.
– Untuk menjamin kecukupan udara.
– Mencegah kekeringan di bagian luar dan atas kompos.
Monitor kelembaban dan tambahkan air bila
diperlukan.
Aerated covered windrow
Aerated covered windrow Medium capital costs
Medium operating costs
Cover for windrows reusable
Forced aeration; computer control of composting possible
Reduced flexibility - careful preparation of feedstock essential
Space efficient
Improved control of temperature and aeration resulting in faster composting (3-6 weeks); further curing usually required
Perubahan suhu selama pengomposan
20 30 40 50 60 70 80 T e m p e ra tu re ( ºC )
therm ophilic stage m esophilic stage
intensive decom position curing
stable pasteurised or
Perubahan Suhu
Mengapa suhu selama pengomposan meningkat ?
– Panas dihasilkan dari metabolisme senyawa organik, misalnya glukosa:
C6H12O6+ 6O2 ---> 6CO2+ 6H2O + KALOR
Akumulasi kalor mengakibatkan peningkatan suhu.
Pengomposan skala kecil (<1m3) mungkin tidak menghasilkan panas karena hilang melalui konveksi.
Perubahan suhu selama pengomposan
Suhu membatasi aktifitas mikroba sehinga
juga membatasi kecepatan degradasi bahan organik.
Kecepatan dekomposisi bahan organik
tertinggi terjadi pada suhu 35-55 ºC.
Kondisi termofilik terjadi sejak suhu
mencapai 45ºC.
Suhu Pengomposan
Suhu merupakan pengendali proses yang
penting – perlu dimonitor dengan seksama
Suhu optimum: 55oC. – 65oC.
Suhu di atas 55o C akan membunuh patogen,
fecal coliform & parasit
– Suhu di pengomposan terbuka mencapai 55oC
Suhu dalam sistem pengomposan tidak
seragam.
Perbedaan antara bagian permukaan dan
bagian tengah sistem pengomposan windrow dapat mencapai 20-45 C.
Pada sistem pengomposan in-vessel
perbedaan hanya 2-5 C.
Diperlukan pemaparan sekurangnya 3 hari
pada suhu 55 C guna membunuh benih
Saat pembentukan kompos yang
stabil dan matang juga tercermin dari suhu .
Suhu di atas 55ºC dibutuhkanuntuk
mendeaktifasi benih gulma, patogen tanaman, hewan, dan manusia.
Suhu Pengomposan
Perubahan Suhu dan Suksesi Mikroba
Suhu mempengaruhi komposisi dalam
populasi mikroba.
Periode awal proses pengomposan dicirikan
oleh aktifitas mikroba (terutama bakteri) mesofilik yang meningkat pesat dan ditunjukkan oleh peningkatan suhu.
Setelah suhu meningkat, mikroba mesofilik
akan mati dan mikroba termofilik mulai mendominasi.
Perubahan Suhu dan Suksesi Mikroba
Apabila suhu mencapai 65-70ºC, aktifitas
mikroba termofilik juga menjadi terhambat, kecuali bakteri pembentuk spora.
Kecepatan dekomposisi menjadi lambat.
Selama masa penurunan suhu, jamur dan
aktinomisetes mulai mengkolonisasi dan mendekomposisi bahan yang lebih sulit terombak seperti selulosa dan lignin.
Pematangan
Pematangan terjadi pada suhu mesofilik
dalam waktu bisa sampai 6 bulan, tergantung bahan yang dikomposkan.
Pada fase ini tingkat konsumsi oksigen,
penghasilan panas, dan evaporasi berlangsung melambat. 40 50 60 70 80 e m p e ra tu re ( ºC )
therm ophilic stage m esophilic stage intensive decom position curing
Pematangan
Pematangan merupakan
proses aerobik sehingga perlu kecukupan udara.
Ukuran tumpukan harus
kecil (tinggi ~1 m) dan kelembaban tidak boleh berlebih (>70%).
Tumpukan besar
memerlukan pemompaan untuk menjaga suasana aerobik.
Mikroba Pengompos
Bacillus sp. termofil
merupakan contoh satu bakteri berbentuk batang yang sering ditemukan dalam kompos.
Bacillus sp. Sering
ditemukan pula dalam bentuk rangkaian. Bakteri ini menghasilkan spora yang menyebabkannya mampu bertahan pada suhu tinggi (di atas 65 C).
Waktu
Waktu yang dibutuhkan untuk mengubah
bahan baku kompos menjadi kompos matang tergantung pada:
–Bahan baku yang digunakan
–Campuran bahan baku
–Suhu
–Kelembaban, dan
Masalah yg sering muncul dlam pengomposan
Masalah Penyebab/Pemecahan Bau busuk Terlalu basah/ tambahkan
bahan pengembang Bau tidak busuk, tidak
ada dekomposisi N terlalu sedikit/ tambahkan sumber N Ukuran terlalu besar/ perkecil ukuran
Kelembaban
Air dibutuhkan pada semua reaksi enzimatik,
oleh karenanya kecukupan air harus terjaga agar pengomposan berlangsung cepat.
Terjadi kehilangan air melalui penguapan
selama proses pengomposan.
Penguapan berfungsi mengendalikan over
hetaed pada proses pengomposan.
Kelembaban
Kandungan air optimum – 50% sampai 60%
(basah)
–< 30% - proses pengomposan berhenti
–< 50% - proses pengomposan lambat karena mikroba kekeringan
–>60% - pemadatan, terbentuk kondisi anaerobik, pembusukan/fermentasi (bau)
Penyiraman selama proses pengomposan
–Satu meter kubik sampah kebun membutuhkan – 200 sampai 300 liter air
Kelembaban
Pengomposan dalam skala kecil pada musim
kering perlu diberi sungkup plastik untuk mempertahankan kelembaban.
Hindari penambahan air yang terlalu banyak.
–Terlalu banyak air melindi nutrien terlarut (misalnya, nitrogen)
–Terlalu banyak air mengurangi ketersediaan oksigen, membentuk zona anaerob,
memperlambat proses pengomposan, dan terbentuk bau busuk.
Aerasi
Konsumsi karbon untuk mendapatkan energi
memerlukan oksigen sebagai elektron akseptor.
Konsentrasi oksigen di udara 21%, tetapi
aktifitas mikroba aerob memerlukan konsentrasi oksigen di atas 5%.
Konsentrasi oksigen optimum untuk
pengomposan adalah 10-14%.
Mikroba anaerobik (tumbuh tanpa oksigen
Porositas dan Aerasi
Porositas optimum 35% - 50%
–> 50% - kehilangan energi lebih besar daripada panas yang dihasilkan suhu pengomposan lebih rendah
–< 35% - suasana anaerobik (bau)
Penghawaan – mengendalikan suhu,
mengurangi kelembaban dan CO2, dan
mencukupkan oksigen
–Aliran udara yang dibutuhkan sebanding dengan aktivitas biologisl
–Konsentrasi O2< 5% - suasana anaerobik
Aerasi
Dengan naiknya suhu konsentrasi oksigen
menjadi tidak merata.
Pembalikan atau pemompaan udara
diperlukan untuk menjamin ketersediaan udara.
Aerasi diperlukan agar kecepatan
dekomposisi tetap tinggi dan tidak terbentuk bau busuk.
Mekanisme aerasi – aerated
static piles
Pada sistem
pengomposan aerated
static pile atau in-vessel digunakan
pemompaan.
Bau Busuk selama Pengomposan
Terbentuknya bau busuk terkait dengan
munculnya suasana anaerobik.
Bau busuk pada pengomposan dihasilkan oleh
Bau Busuk selama Pengomposan
Compound Formula Characteristic odour Threshold(nL/L) Ethanal CH3CHO Pungent 2 Butanoic acid CH3CH2CH2COOH Rancid 0.28
Ammonia NH3 Pungent 37
Trimethyl amine (CH3)3N Pungent 4 3-methylindole (skatole) C6H5C(CH3)CHNH Faecal 7.5x10-5
Hydrogen sulfide H2S Rotten egg 1.1 Carbon oxysulfide COS Pungent -Dimethyl sulfide CH3SCH3 Foul 20
Dimethyl disulfide CH3SSCH3 Foul -Diethyl sulfide CH3CH2SCH2CH3 Foul 0.25 Methanethiol CH3SH Decaying cabbage 1.1 Ethanethiol CH3CH2SH Decaying cabbage 0.016
1-Propanethiol CH3CH2CH2SH Unpleasant 0.075
1-Butanethiol CH3CH2CH2CH2SH Skunk like 1.4
NH3adalah gas paling bermasalah
Penanganan Bau Busuk
Bau busuk dapat mudah diatasi pada sistem
pengomposan in-vessel atau aerated static
pile.
Gas berbau dialirkan ke biofilter (dapat
menggunakan kompos jadi).
Bakteri dalam biofilter dapat memanfaatkan
