Laporan Trilogi Biomassa Blm Fix.docx

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM KESUBURAN, PEMUPUKAN, DAN KESEHATAN TANAH (PNT3115) ACARA I TRILOGI BIOMASSA

Disusun Oleh : 1.

Tika Pramesti

(14511)

2.

Evi Yuana

(14514)

3.

Sulistyaning Kirana

(14547)

4.

Maqdisa Devi

(14603)

5.

Rika Laila Alifah

(14619)

6.

Ani Widyawati

(14743)

Gol./Kel.

: B5/4

Asisten

: Eva Arfatilah Anjani

LABORATORIUM KIMIA DAN KESUBURAN TANAH DEPARTEMEN TANAH FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2017

ACARA I TRILOGI BIOMASSA ABSTRAK Praktikum Kesuburan Pemupukan dan Kesehatan Tanah yang berjudul “Trilogi Biomassa” dilaksanakan pada 3 November 2017 di Laboratorium Tanah , Kuningan, Departemen Tanah, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Acara Trilogi Biomassa terbagi menjadi pembuatan arang sekam, biochar, dan Pupuk Organik Cair (POC). Praktikum ini bertujuan untuk mempelajari macam-macam teknik pemanfaatan limbah organik, mengetahui proses pembuatan Pupuk Organik Cair (POC) dengan menggunakan Reaktor Biokompos HI dan proses pembuatan Biochar. Metode yang digunakan dalam pengelolaan biomassa dapat melalui pirolisis untuk mengelola biomassa padat dihasilkan biochar, melalui bio-composting menggunakan reaktor biokompos Hi untuk mengelola biomassa berair dan dihasilkan biokompos (pupuk organik cair) dan komposting untuk mengelola biomassa lunak dihasilkan kompos. Alat dan bahan yang digunakan antara lain jerami, seresah, kayu bakar, ranting pohon, pemantik api, limbah organik (sayuran atau buah busuk), tong terbuka, tong plastik, air, dan EM4. Kata kunci: POC, biochar, pirolisis, organik, biokompos, reaktor

I.

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Pada saat ini peningkatan jumlah penduduk di belahan dunia ini semakin tidak terbendung. Seiring dengan meledaknya jumlah penduduk di bumi ini maka laju penumpukan sampah di bumi ini juga semakin meningkat baik itu sampah organic maupun sampah anorganik. Menurut Mutaqin dan Heru (2010) akibat dari penumpukan sampah yang berlimpah tersebut menyebabkan berbagai masalah seperti habisnya lahan untuk pembuangan, persoalan bau dan juga pencemaran air akibat keluaranya cairan Lechase dari tumpukan sampah hingga potensi pencemaran lingkungan di sekitar TPA tersebut). Pemanfaatan limbah organic sebagai pupuk sangat memberikan pengaruh yang efektif dan efisien baik dari segi nutrisi tanaman maupun dari segi lingkungan (kesuburan tanah). Pemanfaatan sampah organik rumah tangga sebagai pupuk tanaman dapat memberikan fungsi ganda, selain menghasilkan pupuk juga membantu masyarakat hidup bersih. Sampah organik yang paling mudah untuk ditemukan antara lain sampah rumah tangga yang berupa sampah buah-buahan dan sampah sayur-sayuran. Menurut pendapat Sahwan (2012) sampah organik limbah rumah tangga dapat dikelola dengan

mudah sehinga memiliki potensi ekonomis misalnya untuk dijadikan kompos dengan

memanfaatkan teknologi tepat guna komposter. Perbandingan karbon dan nitrogen (rasio C/N) ideal untuk suatu proses komposting adalah antara 20 sampai 40 atau optimalnya 30 karbon berbanding dengan 1 (satu) nitrogen. Proses pembuatan pupuk alami dengan melakukan pengomposan. Penggunaan pupuk organik dipilih karena mudah, murah, dan ramah ligmungan. Tujuan pembuatan pupuk organik agar mengetahui teknik pembuatan, proses, manfaat dari pupuk organik. Tujuan dari praktikum ini adalah untuk memanfaatkan limbah rumah tangga agar lebih berguna untuk meningkatkan kesehatan tanah.

B. Tujuan 1.

Memahami konsep trilogy biomassa.

2.

Mengetahui proses pembuatan Pupuk Organik Cair (POC) dengan menggunakan Reaktor Biokompos HI

3.

Mengetahui proses pembuatan Biochar

II. TINJAUAN PUSTAKA

Pupuk organik didefinisikan sebagai pupuk yang sebagian atau seluruhnya berasal dari dari tanaman dan atau hewan yang telah melalui proses rekayasa, dapat berbentuk padat atau cair yang digunakan mensuplai bahan organik untuk memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah. Pupuk organik mempunyai fungsi antara lain adalah: 1) memperbaiki struktur tanah, karena bahan organik dapat mengikat partikel tanah menjadi agregat yang mantap, 2) memperbaiki distribusi ukuran pori tanah sehingga daya pegang air tanah meningkat dan pergerakan udara (aerasi) di dalam tanah menjadi lebih baik (Hayati, 2012). Penambahan bahan organik dalam bentuk mulsa, kompos, dan pupuk kandang telah populer untuk meningkatkan kesuburan tanah. Akan tetapi pada daerah tropis, manfaatnya berlangsung untuk satu sampai dua musim tanam saja karena proses oksidasi/mineralisasi bahan organik berlangsung sangat cepat. Dengan begitu, proporsi senyawa karbon organik yang dapat bertahan dalam tanah kecil karena sebagian besar dilepaskan dalam bentuk CO2ke atmosfer. Tanah yang miskin C-organik mempunyai kemampuan penyanggaan (buffering capacity) yang rendah sehingga unsur hara tanah yang ditambahkan dalam pupuk menjadi semakin rentan terhadap proses pencucian sehingga efisiensi pemupukan menjadi rendah (Sukartono & Utomo, 2012). Biomassa didefinisikan sebagai jumlah total bahan organik di atas tanah pada pohon, termasuk daun, ranting, cabang, batang utama, dan kulit yang dinyatakan dalam berat kering oven ton per unit area (Brown, 1997 cit. Agustina 2013). Biomassa merupakan salah satu sumber daya hayati yang bisa dirubah menjadi sumber energi yang dapat diperbaharui. Biomassa terbentuk dari energi matahari yang telh ditransformasi menjadi energi kimia oleh tumbuhan hijau melalui proses fotosintesis. karena itu biomassa lebih identik dari tumbuhan daripada hewan. Tanah di Indonesia secara umum tingkat kesuburannya rendah, sehingga diperlukan pengolahan tanah lebih lanjut agar tanah menjadi subur dan unsur hara nya ideal. Sehingga untuk membuat tanah menjadi lebih subur dalam segala hal maka diperlukan pengelolaan tanah missal seperti penambahan biomassa misalnya biochar

ataupun mengurangi penggunaan pupuk kimia dan beralih dengan pupuk organic cair. Biochar merupakan bentuk karbon stabil yang dihasilkan dari proses pirolisis bahanbahan organik. Saat ini biochar sangat diminati karena sangat berpotensi untuk meningkatkan kesuburan tanah, meningkatkan hasil panen dan mampu menyerap serta menyimpan karbon (C) dalam tanah. Biochar terbukti stabil dan efektif sebagai cadangan karbon. Dalam biochar, karbon terbentuk dari proses pirolisis sehingga tidak mudah terdegradasi oleh aktifitas mikroba seperti biomassa lain yang mengandung karbon tingkat rendah. Kualitas biochar tergantung dari jenis bahan dan karakteristik bahan yang digunakan (Shenbagavalli dan Mahimairaja, 2012 cit. Prasetyo, 2014 ). Biochar merupakan bahan organik yang dapat digunakan untuk meningkatkan kemampuan memegang air, karena gugus- gugus fungsional bahan organik mempunyai kemampuan untuk mengikat air, selain kemampuan tanah memegang air meningkat karena pengisian pori- pori tanah yang terbentuk karena agregasi tanah yang lebih baik (Stevenson, 1982). Selain biomassa ada juga pupuk organic cair (POC). Pupuk organik cair adalah pupuk yang berfase cair yang dibuat dari bahan- bahan organik melalui proses pengomposan. pupuk organik cair (POC) terbuat dari bahan- bahan organik yang difermentasikan dalam kondisi anaerob dengan bantuan organisme hidup yaitu lalat hitam (Hermetia illucens)(Dwi, 2016). Hermetia illucens tersebar luas di daerah beriklim tropis dan hangat antara sekitar 45°N dan 40°S. Di banyak negara-negara berpenghasilan rendah dan menengah, massa sampah organik dapat dikurangi secara substansial dengan menggunakan larva dari non-hama tentara hitam terbang, Hermetia illucens L. Keuntungan tambahan dari H. illucens adalah kemampuannya untuk mengusir oviposisi lalat rumah perempuan yang merupakan vektor penyakit serius terutama di negara berkembang (Diener et al., 2011). H. illucens larva lahap memakan di pembusukan sisa organik dari pasar dan restoran, kotoran hewan dan kotoran manusia, penurunan dapat terjadi masing-masing 33-58% bahan organik dari kotoran sapi dan 50% dari kotoran ayam serta pengurangan bahan kering sampah organic kota hingga 70% (Diener et al., 2015).

III. METODOLOGI

Praktikum Kesuburan, Pemupukan, dan Kesehatan Tanah minggu ke-3 ini dilaksanakan pada hari Jumat, 3 November 2017 di Laboratorium Kuningan, Departemen Tanah, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Pada praktikum dilaksanakan 3 perlakuan yaitu pembuatan arang sekam, biochar dan Pupuk Organik Cair (POC). Alat dan bahan yang digunakan dalam pembuatan arang sekam antara lain reactor arang sekam, korek, sekam padi, kayu bakar (ranting, kayu kering, seresah, dll). Alat dan bahan yang digunakan dalam pembuatan biochar antara lain seresah/ ranting/ kayu/ bakar, korek api, EM4, dan jerami. Sedangkan alat dan bahan yang digunakan untuk pembuatan Pupuk Organik Cair (POC) antara lain tong plastic yang sudah dipasangi kran dan dilubangi, serta sayur-sayuran dan buah- buahan busuk. Adapun langkah-langkah yang dilakukan pada pembuatan arang sekam yaitu disiapkan api unggun, kemudian setelah api menyala disungkup dengan reactor. Setelah itu segera diletakkan sekam diatas reactor sekitar kurang lebih 2 karung. Ditunggu kurang lebih 2-2,5 jam sembari diangkat untuk sekam yang belum hitam. Setelah sekam hitam semua segera disiram dengan air untuk mendinginkan sekam. Setelah sekam dingin dimasukkan kedalam ember lalu ditambahkan EM4 yang telah dilarutkan/ diencerkan sampai sekam terendam. Setelah itu sekam siap diaplikasikan pada lahan pada pengolahan lahan pertama. Pada pembuatan Biochar langkahlangkahnya yaitu kayu dimasukkan kedalam tong drum secara terbuka kemudian dibakar, pembakaran dilakukan hingga kayu menjadi arang bukan menjadi abu, apabila kayu sudah membentuk arang api dimatikan, kemudian arang tersebut direndam pada EM4 untuk aktivator minimal selama 3 hari (semakin lama penyimpanan biochar hasilnya akan semakin bagus). Kemudian untuk pembuatan POC, limbah buah ,sayur dan daging dipotong-potong kemudian dimasukkan kedalam tong tertutup yang sudah terpasang kran. POC didiamkan selama 14 hari, setelah 14 hari diperiksa apakah terdapat lalat hitam ataukah tidak. Setelah bahan- bahan hancur (sekitar 5 minggu), cairan POC diambil melalui kran, kemudian larutan POC diencerkan sampai kepekatan 20%.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil

Gambar 1. Teknik open firing, pirolisis, dan bio-komposting dengan reactor Hi (Sumber : Dokumentasi Pribadi) B. Pembahasan Biomassa secara umum merupakan salah satu sumber daya hayati yang bisa dirubah menjadi sumber energi yang dapat diperbaharui. Biomassa terbentuk dari energi matahari yang telah ditransformasi menjadi energi kimia oleh tumbuhan hijau melalui proses fotosintesis. karena itu biomassa lebih identik dari tumbuhan daripada hewan. Biomassa dibagi dalam tiga bentuk yaitu keras, berair, dan lunak. Menurut Yuwono (2016), seluruh biomassa dapat dikembalikan ke dalam tanah, melalui 3 jalan: a. Bagian keras, contohnya kayu, bambu, cabang, dan ranting dapat dibuat menjadi biochar melalui proses pirolisis (pembakaran tanpa oksigen) yang menghasilkan

arang. Kemudian proses menghidupkan biochar ini direndam dalam POC sehingga menjadi biochar. Biochar dalam tanah dapat bertahan beberapa abad. b. Bagian berair, contohnya sayur, buah, daging, dan susu dapat dibuat menjadi pupuk organik cair (POC) dalam reaktor biokompos Hi (larva lalat hitam atau Hermetia illucens). POC dapat digunakan sebagai sumber hara, sumber inokulen untuk pengomposan, atau sumber organik dan mikroba. POC bermanfaat untuk jangka waktu yang sangat singkat. c. Bagian lunak, contohnya daun dan kotoran ternak, dapat dibuat menjadi kompos melalui proses komposting. Proses komposting ini terdiri dari 2 proses yaitu dekomposisi atau perombakan dan rekomposisi atau sintesis. Pada pengolahan limbah organic terdapat 2 metode, yaitu dengan metode bio composting yang ditambah bantuan lalat hitam (pembuatan POC) dan juga menggunakan metode openfiring /pirolisis (pembuatan biochar). Pirolisis merupakan salah satu pengolahan sampah yang dapat mengurangi berat dan volume sampah, serta menghasilkan produk yang lain, antara lain: (I) gas yang mengandung nilai kalori rendah hingga sedang, sehingga dapat digunakan untuk bahan bakar alternatif; (II) char/residu hasil pembakaran sampah yang mengandung nilai kalori tinggi, dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif; (III) wax yang dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif dan merupakan sumber dari bahan kimia, selain itu juga proses tersebut akan menghasilkan air yang mengandung bahanbahan organic (Rahmawati, 2015). Faktor yang berpengaruh pada proses pirolisis ini adalah kondisi

operasi (temperature, refluks, dan waktu reaksi) dan kondisi umpan (jenis, ukuran dan kadar air). Selain metode pirolisis pada praktikum ini juga menggunakan metode biokomposting dengan reactor biokompos Hi dalam pembuatan Pupuk Organik Cair (POC). Reaktor biokompos Hi dirancang dengan beberapa keunggulan: tidak perlu listrik, tidak perlu tenaga, tidak perlu bahan kimia, tidak perlu air, tidak perlu mikrobia biang (aktovator). Reaktor tertutup sehingga aman dari gangguan hewan yang mengaduk sampah, tidak menjadi sarang nyamuk atau serangga lainnya. Cara menggunakan mudah: membuka tutup, memasukkan limbah organik, dan menutup kembali. Tutup tidak perlu rapat, agar terjadi pertukaran gas, juga tempat keluar masuk lalat dewasa yang mau bertelur. Reaktor dibuat dengan memanfaatkan barang bekas

yaitu tong fiber 200 L (bekas wadah khemikalia), engsel, kran air, pipa L, lem, dengan estimasi biaya Rp. 300.000,00.

Umur teknis reaktor ini diperkirakan 20 tahun

(Yuwono, 2016). Pada proses pembuatan POC dengan reactor biokompos Hi memanfaatkan lalat hitam (Hermetia illucens). Hermetia illucens adalah lalat hitam yang berguna dan menjadi sahabat manusia. Lalat ini merupakan serangga endemik di tropika, dan sekarang tersebar di seluruh dunia.Larva lalat hitam dengan mudah dapat dijumpai pada tumpukan kompos yang ada di sekitar kita (FAO, 2013). Hermetia illucens memiliki peran penting melakukan daur ulang hara dalam rantai pangan. Populasi lalat hitam justru menekan kehadiran lalat lain yang menyebarkan penyakit. Tidak seperti lalat yang lain, lalat hitam tidak masuk rumah atau hinggap di makanan, lalat hitam juga tidak menggigit. Fungsi lalat hitam pada dekomposisi adalah sebagai organisme biokonversi. Biokonversi adalah proses perombakan limbah organik menjadi sumber energi metan melalui proses fermentasi yang melibatan mikroorganisme hidup seperti bakteri, jamur, dan larva serangga. Lalat hitam terutama fase larva akan bekerja dalam proses fermentasi tersebut (Warburton dan Hallman 2002 cit. Fahmi, 2015). Lalat hitam dalam perannya untuk mendekomposisi kompos tidak semua jenis lalat dapat masuk ke dalam reactor melainkan hanya lalat hitam betina yang masuk ke dalam reactor. Lalat hitam betina hinggap di pepohonan untuk melakukan perkawinan, kemudian mencari tempat untuk meletakkan telur, masa hidup mereka 5-8 hari, telur yang dihasilkan sekitar 900. Lalat jantan tidak pernah mendekati tempat pembuatan kompos, karena mereka tidak akan bertelur. Lalat betina meletakkan telur di atas atau di samping sampah, sehingga peluang hidup lebih tinggi. Telur menetas dalam waktu 4 hari menjadi larva yang sangat agresif mengunyah sampah. Pada kondisi optimum, larva mencapai kedewasaan dalam waktu 2 minggu. Namun jika kondisi kurang baik, larva dapat bertahan sampai 6 bulan. Biochar merupakan bahan organik yang memiliki sifat stabil dapat dijadikan pembenah tanah lahan kering. Penggunaan biochar sebagai suatu pilihan selain sumber bahan organik segar dalam pengelolaan tanah untuk tujuan pemulihan dan peningkatan

kualitas kesuburan tanah terdegradasi atau tanah lahan pertanian kritis semakin berkembang dan sekarang ini mendapatkan fokus perhatian penting para ilmuan tanah dan lingkungan (Tambunan, 2014). Biochar mempunyai waktu tinggal dalam tanah cukup lama karena merupakan bahan organik yang sulit terdekomposisi (Sujana dkk. 2014) yakni ratusan bahkan ribuan tahun, sehingga konsep penggunaan biochar sebagai pembenah tanah selain memperbaiki sifat tanah juga dapat merupakan penyimpan karbon yang baik.

V. PENUTUP A. Kesimpulan 1. Biomassa dapat dikembalikan ke tanah dalam tiga bentuk yaitu keras, berair, dan lunak. 2. Pembuatan Pupuk Organik Cair (POC) dilakukan dengan metode biocomposting dengan reactor biokompos Hi, dimana dalam proses dekomposisinya memanfaatkan lalat hitam (Hermetia illucens). 3. Pembuatan biochar dilakukan dengan metode pirolisis (pembakaran dengan oksigen rendah) ditambahkan larutan EM4, biochar memiliki sifat tahan didalam tanah dalam waktu yang relative lama bahkan sampai ratusan tahun karena biochar merupakan bahan organic yang sulit terdekomposisi.

B. Saran Pelaksanaan praktikum sebaiknya satu golongan tidak dibagi menjadi satu kelompok besar saja, karena hal tersebut kurang efektif dan praktikan pun menjadi kurang paham dengan pelaksanaan praktikum karena terlalu banyak orang.

DAFTAR PUSTAKA

Agustina T, L. 2013. Model Penduga Biomassa Hutan Alam Lahan Kering Menggunakan Citra Alos Palsar Resolusi 50 m di area kerja PT Trisetia Intiga [skripsi]. IPB. Bogor. Diener, S., C. Z. Eawag, D. H. Nguyen, A. Morel, T. Koottatep, K. T. Leibniz. 2011. Black soldier fly larvae for organic waste treatment – prospects and constraints. Proceedings of the WasteSafe 52:1-8. Bangladesh. Diener, S., C. Zurbrügg dan K. Tockner, 2015, Bioaccumulation of heavy metals in the black soldier fly, Hermetia illucens and effects on its life cycle. Journal of Insects as Food and Feed, 2015. 1(4): 261-270 Dwi,

A., 2016. Pengertian dan proses pembuatan pupuk cair organik . Diakses pada Jumat 24 November 2017

Fahmi, M. R. 2015. Optimalisasi proses biokonversi dengan menggunakan mini-larva Hermetia illucens untuk memenuhi kebutuhan pakan ikan. Pros Sem Nas Masy Biodiv Indon. 1(1): 139-144. Hayati, E., T. Mahmud, R. Fazil. 2012. Pengaruh jenis pupuk organik dan varietas terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman cabai (Capsicum annum L.). Jurnal Floratek 7 : 173-181 Mutaqin dan Heru, T. 2010. Pengelolaan sampah limbah rumah tangga dengan komposter elestrik berbasis komunitas. Litbang DIY Biro Adm. Pembang. 2 (2) : 1-4. Rachmawati, Q dan W. Herumurti. 2015. Pengolahan sampah secara pirolisis dengan variasi rasio komposisi sampah dan jenis plastik. Jurnal Teknik 4(1) : 27-29 Sahwan, F. L. 2012. Potensi sampah kota sebagai bahan baku kompos untuk mendukung kebutuhan pupuk organik dalam rangka memperkuat kemandirian pangan. J. Tek. Ling 13 (2) : 194-196. Stevenson, F. J. 1982. Humus Chemistry Genesis, Composition, Reaction. John Willey and Sons. New York Sujana, I. P., Suryana, I. M., dan Suyasdipura, I. N. L. 2014. Perbaikan sifat fisik dan kimia tanah sawah tadah hujan melalui pemberian biochar dalam upaya meningkatkan produktivitas lahan. http://ojs.unmas.ac.id/index.php/agrimeta/article/download/137/115. Diakses tanggal 26 November 2017.

Sukartono dan W.H. Utomo. 2012. Peranan biochar sebagai pembenah tanah pada pertanaman jagung di tanah lempung berpasir (sandy loam) semiarid tropis Lombok Utara. Buana Sains 12(1): 91-98. Tambunan. S., E. Handayanto, B. Siswanto. 2014. Pengaruh aplikasi bahan organik segar dan biochar terhadap ketersediaan dalam tanah di lahan kering Malang Selatan. Jurnal Tanah dan Sumberdaya Lahan 1(1) : 89-98 Yuwono, W.N. 2016. Pemanfaatan reaktor biokompos Hi untuk menghasilkan pupuk organik cair dengan bahan limbah sayur dan buah. Prosiding Seminar Nasional "Kontribusi Akademisi dalam Pencapaian Pembangunan Berkelanjutan". Universitas Brawijaya. Malang

LAMPIRAN

Gambar 1. Tong untuk pembakaran

Gambar 2. Pembuatan arang sekam

(Sumber : Doumentasi. Pribadi)

(Sumber : Dokumentasi Pribadi)

Gambar 3. Reaktor biokompos Hi

Gambar 4. Pembuatan POC

(Sumber : Dokumentasi pribadi)

(Sumber : Dokumentasi pribadi)