Tujuan buku ini adalah memberikan gambaran bagaimana sampah dapat diolah sedemikian rupa berdasarkan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sehingga dapat memberikan manfaat dan nilai ekonomi. Selaku Rektor Universitas Udayana Bali yang telah memberikan perhatian, dorongan, bimbingan dan saran hingga selesainya buku ini. Me Ketut Satriawan selaku Dekan Fakultas Teknologi Pertanian yang memfasilitasi penulis serta memberikan masukan dan saran sehingga buku ini dapat terselesaikan.
Buku ini dapat digunakan oleh banyak kalangan baik di kampus, khususnya di fakultas teknologi pertanian dan fakultas yang mengajarkan bioproses, maupun oleh masyarakat umum seperti para petani. Akhir kata, kami dari penerbit mengucapkan terima kasih atas kepercayaan penulis kepada kami dengan menerbitkan buku ini.
Pentingnya Pemupukan
Selain itu, tidak tersedianya unsur hara pada lahan pertanian juga menyebabkan terjadinya penyimpangan pada pertumbuhan tanaman, yang dapat disebabkan oleh kekurangan berbagai unsur hara mikro maupun makro. Pemupukan adalah suatu kegiatan penambahan unsur hara tertentu ke dalam tanah, khususnya pada daerah dataran rendah yang dibudidayakan, sesuai dengan kebutuhan pertumbuhan dan perkembangan tanaman, sehingga tercapai tujuan produksi (Sutedjo, 2002). Pemupukan lahan pertanian sangat penting kaitannya dengan upaya peningkatan produktivitas tanaman melalui peningkatan kesuburan tanah. Oleh karena itu, petani pada umumnya selalu melakukan pemupukan pada tanaman budidaya dengan menggunakan pupuk organik dan/atau pupuk anorganik.
Ciri-ciri pupuk anorganik adalah hanya dapat menyuplai unsur hara yang terkandung di dalam pupuk, sedangkan pupuk organik dapat menyuplai unsur hara mikro dan makro bagi tanaman budidaya.
Pupuk Anorganik
Pemupukan dasar pada tanaman budidaya bertujuan untuk menunjang pertumbuhan vegetatif tanaman dalam proses pembentukan akar, batang, dan daun tanaman. Keunggulan pupuk kimia adalah lebih mudah diserap tanaman, sehingga dua sampai lima hari setelah pemupukan, tanaman merespon positif dengan menyerap unsur hara yang lebih mudah dijangkau tanaman. Dengan demikian, pupuk kimia akan cepat meningkatkan kesuburan tanah dan ketersediaan unsur hara bagi tanaman, karena unsur hara berbentuk ion atau kation yang mudah diserap oleh akar tanaman.
Namun sifat pupuk kimia adalah tidak mampu memperbaiki sifat fisik dan biologi tanah. Begitu pupuk kimia berada di daerah perakaran tanah, pupuk tersebut akan bereaksi dengan senyawa pembentuk tanah lainnya dan terikat secara kimia dalam bentuk ion atau kation. Karena sifat-sifat tersebut, pupuk kimia yang terdapat pada daerah perakaran tidak mampu mengubah komposisi fraksi pasir, debu, dan lempung penyusun tanah, sehingga tidak mengubah tekstur tanah (Arsa et al., 2013).
Selain itu unsur pupuk juga tidak mampu mengubah jumlah mikropori dan berat jenis tanah, sehingga jumlah air dalam mikropori dan terikat secara higroskopis tidak berubah. Pupuk buatan tidak mampu mengubah tekstur tanah, sehingga jumlah makropori dalam tanah tidak berubah, sehingga laju infiltrasi dalam tanah tidak berubah dan drainase tanah tidak dapat diperbaiki dengan metode pemupukan ini. Oleh karena itu, lahan pertanian yang terus menerus dipupuk dengan pupuk akan mudah dipadatkan setelah diolah, karena kepadatan massa tanah akan terus meningkat.
Pupuk kimia tidak mampu memperbaiki sifat biologis tanah karena unsur-unsur yang terkandung dalam pupuk lebih mudah diserap oleh akar tanaman.
Pupuk Organik
Oleh karena itu, pemberdayaan petani melalui program Simantri (Sistem Pertanian Terpadu) di Provinsi Bali menjadi sangat penting. Program Simantri mengintegrasikan peternakan, perikanan, dan pertanian secara terpadu sehingga limbah tidak terbuang percuma dan tetap dimanfaatkan sebagai pupuk. Limbah peternakan dan pertanian hasil kegiatan kelompok tani yang tergabung dalam Simantri diolah menjadi kompos dan pupuk cair.
Pupuk kandang merupakan pupuk organik hasil penguraian kotoran ternak secara aerobik dan anaerobik, seperti: sapi, ayam, kambing, kuda, kelinci dan lain-lain. Kotoran hewan padat (kotoran) yang bercampur dengan sisa makanan dapat diubah menjadi kompos melalui proses pengomposan. Namun kedua bahan baku tersebut harus diolah secara aerobik atau anaerobik untuk menjadi pupuk yang memenuhi baku mutu.
Saat menanam tanaman pangan, petani lebih sering menggunakan pupuk kompos dibandingkan biourin dan pupuk organik cair lainnya. Kompos juga dapat meningkatkan ketahanan tanaman terhadap penyakit (Pinamonti et al., 1997) dan mengurangi ketersediaan logam berat (Pare et al., 1999).
Peranan Pupuk Organik pada Perbaikan Sifat Fisik Tanah
- Porositas Tanah
- Kemampuan Tanah Menahan Air
- Kemampuan Meneruskan Air (Infiltrasi)
- Struktur Tanah
Oleh karena itu, lahan pertanian yang dipupuk dengan kompos kotoran ayam mempunyai ciri porositas tanah yang lebih besar dibandingkan tanah yang dipupuk dengan kompos kotoran sapi. Mikropori dan pori makro pada tanah yang dipupuk dengan kompos kotoran ayam atau kotoran sapi ditunjukkan pada Gambar 1. Jumlah mikropori tanah pada tanah yang dipupuk dengan kompos kotoran ayam atau kotoran sapi adalah ±60% dari total pori-pori tanah. sangat baik untuk sifat fisik tanah.
Lahan pertanian di Bedugul-Bali yang dimanfaatkan untuk menanam kentang karena sejak tahun 2011 telah dipupuk dengan kompos kotoran ayam, memiliki porositas tanah lebih dari 50%. Namun jumlah porositas tanah pada tanah yang diberi pupuk kompos kotoran sapi mencapai 46% pada tahun 2015 (Setiyo et al., 2014). Banyaknya air kapiler dan gravitasi tergantung pada jumlah pori mikro dan makro dalam tanah.
Pupuk kompos secara fisik mampu meningkatkan jumlah mikropori dalam tanah, sehingga berdampak pada peningkatan jumlah air pada pori-pori tersebut atau jumlah air kapiler. Besarnya kadar air kapasitas lapang pada tanah yang dipupuk kompos semakin meningkat seiring dengan meningkatnya dosis pupuk, hal ini dapat dilihat pada tabel 3 dan tabel 4. Kompos kotoran ternak yang diberikan sebagai pupuk organik dengan dosis 15-20 ton/ha penting misalnya untuk meningkatkan kesuburan tanah. meningkatkan jumlah bahan organik di zona perakaran tanaman budidaya.
Peningkatan jumlah fraksi debu pada lahan pertanian yang dipupuk kompos sangat bergantung pada jumlah dosis pupuk kompos yang digunakan.
Peranan Pupuk Organik Padat pada Perbaikan Sifat Kimia Tanah Pupuk organik padat mengandung usur hara makro dan unsur
Derajat Keasaman Tanah (pH)
Pada pH netral unsur hara mikro dan makro sangat mudah diserap oleh akar tanaman kentang, sehingga rata-rata KTK dari dalam tanah lebih dari 25,2 ± 1,2 meg/100g jika takaran kompos 15,0 ton/ha atau lebih. Oleh karena itu, jika tanah dipupuk dengan takaran kompos lebih dari 15 ton/ha, maka tanah tersebut akan kaya bahan organik dan tergolong tanah subur. Hasil penelitian ini mendekati hasil penelitian Yolanda Marmolejo Santillán dkk. 2014) dalam pemupukan dengan kompos kotoran unggas.
Kesuburan Tanah
Peranan Pupuk Organik Padat pada Sifat Biologi Tanah
Kelompok biota mikroba merupakan pengurai bahan organik pertama, sedangkan nematoda dan lainnya merupakan pengurai bahan organik berikutnya. Populasi mikroba pada tanah yang baru menerapkan input eksternal rendah untuk pertanian berkelanjutan atau sistem LEISA jauh lebih rendah dibandingkan populasi mikroba pada tanah yang sudah lama menerapkan sistem LEISA. Salah satu penerapan LEISA adalah pemanfaatan kompos sebagai pupuk organik dalam budidaya tanaman pangan maupun non pangan.
Populasi mikroba awal produksi kentang pada petak kentang yang sudah lama digarap antara 2,2 x 104-4,7 x 104 cfu, sedangkan populasi mikroba pada petak kentang yang baru digarap adalah 8,8 x 103-2,8 x 104 cfu. Meskipun dosis dan jenis kompos yang digunakan sebagai pupuk organik pada budidaya kentang menghasilkan jumlah populasi mikroba yang berbeda-beda pada awal budidaya, hal ini diyakini karena lahan tempat menanam kentang sejak lama sudah mengandung mikroba (Setiyo dkk., 2016; Setiyo dkk., 2017). Populasi mikroba pada lahan produksi kentang berfluktuasi, pada awal panen pada minggu ke 0-2 relatif stabil dan pada minggu ke 4 populasi mencapai puncak populasi, puncak populasi mikroba adalah 1,6 x 105- 8,0 x 105 cfu.
Mikroba yang aktif menguraikan kompos pada lahan kentang sebagian besar adalah kelompok bakteri dan jamur, dengan populasi yang hampir sama. Makanan yang membusuk berasal dari kompos, residu pestisida, sisa-sisa tanaman dan mikroba yang mati akibat persaingan. Hasil skrining mikroba pada media Mineral Salt Peptone Yeast (MSPY) yang mengandung profenofos 100 ppm ditandai dengan koloni bakteri berlendir dan mengkilat dengan jumlah total 8 koloni.
Hal ini menunjukkan bahwa koloni mampu beradaptasi pada media mSpy yang mengandung residu pestisida profenofos.
Soal Latihan
Inokulasi mikroba selulolitik untuk mempercepat proses pengomposan sampah pasar dan pengaruh pengomposan terhadap produksi sayuran dan usahatani”. Parameter mikrobiologi dan derajat kematangan selama pengomposan residu Posidonia oceanica dicampur limbah sayuran pada kondisi pedoklimatik semi kering”. Populasi mikroba selama proses pengomposan fraksi organik sampah kota”, Penelitian Ekologi Terapan dan Lingkungan.
Pengaruh penggunaan kotoran ternak terhadap sifat tanah di Tizayuca, Hidalgo, Meksiko”. Pemanfaatan isi rumen (kambing dan domba) sebagai inokulan pada proses pengomposan sampah pasar (organik) dengan kotoran sapi perah”. Perbaikan sifat fisik dan kimia tanah budidaya kentang (Solanumtuberosum L.) dengan penerapan sistem LEISA”.
Bioremediasi in-situ pada tanah yang terkontaminasi pestisida golongan Mancozeb oleh mikroba dari beberapa jenis kompos." "Optimalisasi produktivitas kentang granola G3 dengan memperkenalkan teknologi mulsa plastik dan proses bioremediasi in-situ". “Pengomposan sampah pasar (organik) dan kotoran sapi menggunakan kandungan inokulan semen kerbau dan sapi dengan konsentrasi berbeda”.
Perbandingan struktur dan dinamika komunitas bakteri selama pengomposan termofilik dari berbagai jenis limbah padat: residu pencernaan anaerobik, kotoran babi dan kotoran ayam”, Bioteknologi Mikroba 7: 424–. “Isolasi dan Karakterisasi Mikroorganisme dari Sampah Pasar dan Kandungan Benih Serta Pemanfaatannya Sebagai Starter Dalam Pengomposan Sampah.” Tesis.
TENTANG PENULIS
Pada tahun 1986, beliau lulus dengan gelar Sarjana Teknologi Pertanian dari Departemen Teknologi Pangan dan Gizi Institut Pertanian Bogor (IPB). Sebelum diterima menjadi pengajar di Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Udayana, beliau menjabat sebagai manajer produksi di salah satu perusahaan air mineral dalam kemasan (PT. Wihadi Jaya) selama 2 tahun. Pada tahun 1997, penulis menyelesaikan program magister ilmu dan teknologi pangan di PPs Universitas Gadjah Mada (UGM) Yogyakarta dan gelar doktor (PhD) bidang biosains terapan di PPs Universitas Hokkaido, Jepang, dan lulus pada tahun 2006.
Beberapa penelitian yang pernah ia ikuti antara lain pengembangan pemanfaatan limbah lignoselulosa sebagai bahan baku produksi bioetanol, biodesulfurisasi minyak dengan bakteri, pengembangan mikroalga sebagai bahan baku bioenergi, senyawa bioaktif dan nutrisi. Selain itu, penelitiannya menyangkut bioremediasi dan pengolahan limbah industri pertanian dan produksi minuman fermentasi. Selain kegiatan diatas, penulis juga aktif menulis buku, seminar, publikasi di majalah nasional dan internasional.
Penulis juga aktif dalam organisasi profesi, antara lain: Persatuan Mikrobiologi Indonesia (Permi), Persatuan Profesi Teknologi Pangan Indonesia (PATPI), Asosiasi Profesi Teknologi Agroindustri (APTA), dan Pakar Perubahan Iklim dan Kehutanan Indonesia (APIK Indonesia) .
