5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pupuk

Pupuk adalah zat hara yang ditambahkan pada tumbuhan agar berkembang

dengan baik sesuai genetis dan potensi produksinya. Pupuk dapat dibuat dari bahan

organik maupun non-organik (sintetis). Pupuk organik bisa dibuat dalam

bermacam- macam bentuk meliputi cair, curah, tablet, pellet, briket, granul.

Pemilihan bentuk ini bergantung pada penggunaan, biaya, aspek – aspek

pemasaran lainnya.

2.2.Klasifikasi Pupuk

Pupuk dalam arti luas diklasifikasikan sebagai berikut :

a. Berdasarkan asalnya :

1) Pupuk alam, yakni pupuk yang terdapat didalam alam atau dibuat

dengan bahan alam tanpa proses yang berarti. Misalnya, pupuk kompos,

pupuk kandang, guano, dan pupuk hijau.

2) Pupuk buatan, yakni pupuk yang dibuat oleh pabrik. Misalnya, tsp,

urea, rustika, NPK, dan nitroposka. Pupuk ini dibuat oleh pabrik dengan

mengubah sumber daya alam melalui proses fisika ataupun kimia.

b. Berdasarkan senyawanya :

1) Pupuk organik yakni pupuk yang berupa senyawa organic. Kebanyakan

pupuk alam tergolong pupuk organik. Misalnya, pupuk kandang, dan

kompos.

2) Pupuk anorganik atau mineral, yakni pupuk dari senyawa anorganik.

Hampir semua pupuk buatan tergolong pupuk anorganik.

c. Berdasarkan fasanya :

1) Pupuk padat, yakni pupuk yang umumnya mempunyai kelarutan

beragam mulai yang mudah larut dalam air sampai yang sukar larut air.

5

6

2) Pupuk cair, yakni pupuk berupa cairan yang cara penggunaanya

dilarutkan terlebih dahulu dengan air.

d. Berdasarkan cara penggunaannya :

1) Pupuk daun, yakni pupuk yang cara pemupukannya dilarutkan terlebih

dahulu dalam air, kemudian disemprotkan pada permukaan daun.

2) Pupuk akar atau pupuk tanah, yakni pupuk yang diberikan kedalam

tanah disekitar akar agar diserap oleh akar tanaman.

e. Berdasarkan reaksi fisiologisnya :

1) Pupuk yang mempunyai reaksi fisiologis asam, yakni pupuk yang bila

diberikan kedalam tanah ada kecenderungan tanah menjadi lebih

macam (pH menjadi lebih rendah). Misalnya ZA dan urea.

2) Pupuk yang mempunyai reaksi fisiologis basa, yakni pupuk yang bila

diberikan ketanah menyebabkan pH tanah cenderung naik. Misalnya,

pupuk chili saltpeter dan kalsium sianida.

f. Berdasarkan macam hara tanaman :

1) Pupuk makro, yakni pupuk yang mengandung hara makro saja,

misalnya NPK, nitroposka, dan gandsalin.

2) Pupuk mikro, yakni pupuk yang hanya mengandung hara mikro saja,

misalnya mikrovet, mikroplek, dan metalik.

3) Campuran makro dan mikro, misalnya pupuk gandsalin, bayfolan, dan

rustika. Dalam penggunaanya, kedua jenis pupuk ini sering dicampur

dan ditambahkan dengan zat pengatur tubuh (hormone tubuh).

(Rosmarkam, 2002)

2.3. Pengertian Pupuk Organik

Pupuk merupakan bahan yang ditambahkan ke dalam tanah untuk

menyediakan unsur hara yang penting bagi pertumbuhan tanaman. Penggolongan

pupuk umumnya didasarkan pada sumber bahan yang digunakan, cara aplikasi,

bentuk dan kandungan unsur haranya. (Hadisuwito,2012)

Berdasarkan bentuknya, pupuk organik dibedakan menjadi dua, yakni

pupuk cair dan padat. Pupuk cair adalah larutan yang berisi satu atau lebih

7

pembawa unsur yang dibutuhkan tanaman yang mudah larut. Kelebihan pupuk cair

adalah mampu memberikan hara sesuai kebutuhan tanaman. Selain itu,

pemberiannya dapat lebih merata dan kepekatannya dapat diatur sesuai kebutuhan

tanaman. (Hadisuwito,2012)

Berdasarkan sumber bahan yang digunakan, pupuk dapat dibedakan

menjadi pupuk anorganik dan pupuk organik. Pupuk anorganik adalah pupuk yang

berasal dari bahan mineral dan telah diubah melalui proses produksi dipabrik

sehingga menjadi senyawa kimia yang mudah diserap tanaman. Sementara itu,

pupuk organik adalah pupuk yang terbuat dari bahan organik atau makhluk hidup

yang telah mati. Bahan organik ini akan mengalami pembusukan oleh

mikroorganisme sehingga sifat fisiknya akan berbeda dari semula. Pupuk organik

termasuk pupuk majemuk lengkap karena kandungan unsur haranya lebih dari satu

unsur dan mengandung unsur mikro. Jika dilihat dari bentuknya, pupuk organik

dibedakan menjadi dua, yakni pupuk organik padat dan cair. (Hadisuwito,2012)

a. Pupuk Organik padat

Pupuk organik padat adalah pupuk yang sebagian besar atau seluruhnya terdiri

atas bahan organik yang berasal dari sisa tanaman, kotoran hewan, dan manusia

yang berbentuk padat. Dari bahan asalnya, pupuk organik padat dibedakan lagi

menjadi pupuk kandang, humus, kompos dan pupuk hijau.

1. Pupuk Kandang

Pupuk kandang adalah pupuk yang bahan dasarnya berasal dari kotoran

ternak, baik kotoran padat maupun campuran sisa makanan dan air seni ternak.

Hampir semua kotoran hewan dapat digunakan sebagai bahan baku pupuk

kandang. Kotoran hewan seperti kambing, domba, sapi, ayam merupakan kotoran

yang paling sering digunakan untuk dijadikan pupuk kandang. (Hadisuwito,2012)

Pupuk kandang tidak hanya membantu pertumbuhan, tetapi juga dapat

membantu menetralkan racun logam berat didalam tanah. Selain itu, pupuk

kandang dapat memperbaiki struktur tanah, membantu penyerapan unsur hara dan

mempertahankan suhu tanah. Pupuk kandang yang telah siap digunakan memiliki

cirri dingin, remah, wujud aslinya sudah tidak tampak, dan baunya telah berkurang.

Jika belum memiliki cirri-ciri tersebut, pupuk kandang belum bisa digunakan. Para

8

petani biasanya menggunakan pupuk kandang dengan cara disebar dan

dibenamkan. Namun, penggunaan yang paling baik adalah cara dibenamkan.

Pasalnya, penguapan unsur hara akibat proses kimia dalam tanah dapat dikurangi.

(Hadisuwito,2012)

2. Pupuk Hijau

Pupuk hijau merupakan pupuk yang berasal dari tanaman atau bagian

tanaman tertentu yang masih segar, lalu dibenamkan ke dalam tanah. Bagian

tanaman yang sering digunakan untuk pupuk hijau adalah daun, tangkai dan batang

yang masih muda. Umumnya, semua jenis tanaman bisa dijadikan sebagai pupuk

hijau. Namun, jenis tanaman yang paling bagus untuk pupuk hijau adalah jenis

tanaman yang akarnya bersimbiosis dengan mikroorganisme pengikat nitrogen.

Pupuk hijau bermanfaat untuk meningkatkan bahan organik tanah dan unsur hara,

khususnya nitrogen. (Hadisuwito,2012)

3. Kompos

Kompos berasal dari sisa bahan organik, baik dari tanaman, hewan, dan

limbah organik yang telah mengalami dekomposisi atau fermentasi. Pada dasarnya,

pupuk kandang dan pupuk hijau merupakan bagian dari kompos. Jenis tanaman

yang sering digunakan untuk kompos diantaranya adalah jerami, sekam padi,

pelepah pisang, gulma, sayuran busuk, sisa tanaman jagung dan sabuk kelapa.

Sementara itu, bahan dari hewan ternak yang sering digunakan untuk kompos

diantaranya kotoran ternak, urin, pakan ternak yang terbuang dan cairan biogas.

(Hadisuwito,2012)

4. Humus

Humus merupakan hasil dekomposisi tumbuhan berupa daun, akar, cabang,

ranting dan bahan secara alami. Proses dekomposisi ini dipengaruhi oleh cuaca

diatas permukaan tanah dan dibantu oleh mikroorganisme tanah. Antara humus

dengan pupuk hijau sebenarnya memiliki kemiripan. Perbedaannya hanya terletak

pada prosesnya. Humus terbentuk secara alami dan sebagian besar terjadi dihutan.

Sementara itu, pupuk hijau terbentuk dengan bantuan “campuran tangan” manusia.

(Hadisuwito,2012)

9

b. Pupuk Organik Cair

Pupuk organik cair adalah larutan dari hasil pembusukan bahan-bahan

organik yang berasal dari sisa tanaman, kotoran hewan dan manusia yang

kandungan unsur haranya lebih dari satu unsur . Kelebihan dari pupuk organik ini

adalah mampu mengatasi defisiensi hara secara cepat, tidak bermasalah dalam

pencucian hara, dan juga mampu menyediakan hara secara cepat. Jika

dibandingkan dengan pupuk anorganik, pupuk organik cair umumnya tidak

merusak tanah dan tanaman meskipun sudah digunakan sesering mungkin. Selain

itu, pupuk ini juga memiliki bahan pengikat sehingga larutan pupuk yang diberikan

ke permukaan tanah bisa langsung dimanfaatkan oleh tanaman. (Hadisuwito,2012)

2.4. Klasifikasi Pupuk Organik Cair

1. Pupuk Kandang Cair

Pupuk kandang dapat pula digunakan dalam bentuk cair. Pupuk kandang

cair dapat dibuat dengan mencampur kotoran hewan dengan air lalu diaduk.Setelah

larutan tercampur rata simpanlah di tempat yang teduh dan tidak terkena sinar

matahari langsung dengan memberi penutup/pelindung. Biarkan agar terjadi proses

fermentasi seblum digunakan. Penyimpanan pupuk kandang cair dilakukan dalam

kondisi tertutup agar udara tidak dapat masuk. Hal ini dilakukan untuk menekan

kehilangan nitrogen dalam bentuk gas amoniak yang menguap. Dengan

menyimpannya terlebih dahulu sebelum digunakan akan meningkatkan kandungan

fosfat dan membuat kandungan hara menjadi seimbang. Penggunaan pupuk

kandang cair juga akan meningkatkan efisiensi penggunaan fosfat oleh tanaman.

(Hadisuwito,2012)

Dalam penggunaan pupuk kandang perlu diwaspadai dalam pengggunaan

langsung dalam tanaman adalah kemungkinanadanya kandungan gulma, organisme

penyebab penyakit yang terkandung dalam pupuk kandang/kotoran hewan.

Penggunaan secara langsung kemungkinan besar akan terjadi panas karena proses

penguraian. (Hadisuwito,2012)

Pupuk kandang merupakan pupuk organik dapat berperanan sebagai bahan

pembenah tanah.Pupuk kandang dapat mencegah erosi, pergerakan tanah dan

10

retakan tanah. Pupuk kandang dan pupuk organik lainnya meningkatkan

kemampuan tanah mengikat kelembaban, memperbaiki struktur tanah dan

pengatusan tanah.Pupuk kandang memacu pertumbuhan dan perkembang bakteri

dan mahluk tanah lainnya. Pupuk kandangan mempunyai kandungan unsur N, P, K

rendah, tetapi banyak mengandung unsur mikro. Kandungan unsur nitrogen dalam

pupuk kandang akan dilepaskan secara perlahan-lahan. Dengan demikian

pemberian pupuk kandang yang berkelanjutan akan membantu dalam membangun

kesuburan tanah dalam jangka panjang. (Hadisuwito,2012)

Nilai dari pupuk kandang tidak hanya didasarkan pada pasokan jumlahnya

tetapi jumlah nitrogen dan zat yang terkandung. Nitrogen yang dilepaskan dengan

adanya aktivitas mikroorganisme kemudian dimanfaatkan oleh tanaman. Berbagai

contoh di atas memperlihatkan bahwa banyak sekali bahan yang dapat digunakan

sebagai pupuk. Memang dalam penggunaannya pupuk organik ini memiliki

kelemahan dibandingkan dengan pupuk kimia. Meskipun begitu pupuk organik

memiliki banyak kelebihan yang tidak dapat digantikan oleh pupuk kimia. Selain

itu penggunaan pupuk organik dapat melepaskan ketergantungan petani dari dunia

luar dalam hal ini pabrik pupuk. Dengan membiasakan kembali penggunaan

pupukorganik akan menjadikan petani tidak menjadi tidak terombangambingkan

oleh perusahaan-perusahaan pupuk baik kimia maupun pabrik pupuk organik.

(Hadisuwito,2012)

a. Pupuk Organik Cair Dari Urine Sapi

Pupuk organik Cair (POC) yang salah satu bentuknya berupa kompos cair

dapat dibuat secara sederhana. Pembuatan pupuk cair untuk diolah menjadi produk

lain yang lebih berguna masih sangat jarang dilakukan, padahal produksi urin sapi

dari seekor sapi dewasa mencapai kurang lebih delapan liter per hari. Urin sapi

mempunyai prospek yang cerah untuk diolah menjadi pupuk cair karena

mengandung unsur-unsur yang sangat dibutuhkan oleh tanaman secara lengkap.

Unsur-unsur tersebut adalah nitrogen, phosphor, dan potassium dalam jumlah yang

sedikit, serta trace element, yaitu seng, besi, mangan, tembaga, dan lain-lain. Unsur

lain yang lebih penting adalah EDTA, unsur ini sangat bermanfaat untuk

mengembangkan protein sel tunggal di dalam media cairan (Maspary, 2011).

11

Prinsip pembuatan pupuk cair dengan menggunakan urin sapi adalah

menambahkan bakteri pengurai untuk menguraikan senyawa-senyawa organik

yang terkandung di dalam urin tersebut sehingga bisa langsung dimanfaatkan oleh

tanaman. Urin sapi yang digunakan untuk diolah menjadi pupuk cair yang paling

baik adalah urin sapi murni segar, urin sapi ini belum tercampur dengan cemaran

lain yang ada dalam kandang seperti feses, sisa pakan, dan sisa air minum.

Penggunaan urin sapi segar ini lebih baik kurang dari 24 jam setelah urin

dihasilkan oleh sapi.

Urin sapi segar dalam pembuatan pupuk cair membutuhkan bakteri

pengurai. Bakteri pengurai yang umum digunakan adalah berupa produk EM4

ataupun botani dan molasses sebagai energi yang digunakan oleh bakteri. EM4

merupakan Effective MicroorganismE 4 yang berguna untuk memeprcepat proses

pengomposan ataupun pada pembuatan pupuk cair. EM4 mengandung sekitar 80

macam genus mikroorganisme, tetapi hanya ada lima golongan yang paling pokok,

yaitu bakteri fotosintetik, Lactobacillus sp (BAL), Streptomyces sp, ragi (yeast),

dan Actinomycetes. Proses pembuatan pupuk cair dari urin sapi dapat berlangsung

secara cepat dengan bantuan EM4 ini, yaitu sekitar empat sampai tujuh hari. Proses

pengolahan yang baik dan benar akan menghasilkan pupuk cair yang tidak panas,

tidak berbau busuk, tidak mengandung hama dan penyakit, serta tidak

membahayakan pertumbuhan ataupun produksi tanaman (Maspary, 2011)

Proses pengolahan pupuk cair dengan urin sapi sangatlah sederhana, yaitu

dengan mencampurkan urin segar, bakteri pengurai dan molasses pada drum yang

terbuka kemudian didiamkan selama satu minggu. Aerator diperlukan agar proses

fermentasi selalu berjalan secara aerob. Kemasakan urin fermentasi dapat

diidentifikasi dari hilangnya bau pada pupuk cair yang diolah.

Pupuk cair juga dihasilkan dalam pembuatan gas bio. Pengolahan pupuk

cair dari urin sapi dan pengolahan pupuk cair dari keluaran gas bio berbeda. Pupuk

cair yang berasal dari keluaran unit gas bio belum dapat digunakan untuk

pemupukan karena belum banyak mengandung oksigen, sehingga kalau dialirkan

ke sungai akan mematikan ikan. Pupuk padat perlu ditampung di dalam kolam

oksidasi dengan lama berkisar kurang lebih dua minggu untuk memasukkan

12

oksigen ke dalam calon pupuk cair yang telah dipisahkan. Kecepatan

teroksidasinya pupuk cair tergantung pada luas dan kedalaman dari kolam tersebut

juga kecepatan aliran di dalam kolam. Kolam oksidasi sebaiknya dibuat dangkal

dan diberi sekat-sekat, sehingga aliran calon pupuk cair menjadi lebih lambat.

Kelambatan aliran calon pupuk cair memungkinkan oksigen dapat masuk ke

dalamnya (Maspary, 2011).

Mikroba di dalam pupuk cair setelah teroksidasi akan semakin berkembang.

Mikroba di dalam pupuk cair memanfaatkan zat-zat yang tersedia, sehingga kadar

BOD (Biochemical Oxygen Demand) dan COD (Chemical Oxygen Demand)

menurun. Penurunan kadar BOD dan COD tersebut memungkinkan

berkembangnya algae (ganggang). Pertumbuhan algae akan mempercepat proses

oksidasi dan fotosintesis di dalam kolam oksidasi. Pupuk cair yang telah

teroksidasi siap dimanfaatkan untuk menambah unsur hara di sawah, pot bunga,

ladang, dan lain-lain dengan dialirkan atau disemprotkan (Maspary, 2011).

Penggunaan pupuk cair ini dengan cara mencampurkan dengan air.

Perbandingan air dengan banyaknya pupuk cair yang digunakan tergantung dari

kandungan pupuk cair yang digunakan. Telur sering ditambahkan dalam

pencampuran yang berfungsi untuk melekatkan urin fermentasi pada daun sehingga

dapat dimanfaatkan oleh tanaman secara maksimal. Pupuk cair mempunyai fungsi

untuk mencegah kelayuan daun, memberi nutrisi pada daun, merangsang

pertumbuhan tunas, dan meningkatkan produksi pertanian secara umum.

b. Pupuk Organik Cair Dari Kotoran Kambing

Pertanian organik sedang berkembang dan memerlukan peningkatan pasok

pupuk organik. Di antaranya yang berpotensi dikembangkan di Indonesia ialah

pupuk cair dari kotoran/feses (biokultur) dan dari urine (biourine) kambing. Mutu

kedua jenis pupuk cair tersebut dari ternak kambing cukup bagus untuk

diaplikasikan pada tanaman semusim maupun tanaman perkebunan. I Made Londra

dari BPPT Bali yang menguraikan cara pembuatan pupuk cair dari limbah kambing

mengutarakan perlakuan fermentasi yang dilakukan pada pembuatan pupuk cair

mampu meningkatkan kandungan unsur-unsur hara. Pada pembuatan pupuk cair

dari kotoran kambing (biokultur), kandungan unsur K dan C-organik serta N

13

meningkat secara drastis dibanding tanpa perlakuan. Yakni 962 ppm dibanding 422

ppm untuk K, 3.414 ppm dibanding 2.811 ppm untuk C-organik, dan 1,22%

dibanding 0,27% untuk N. Sedangkan unsur P naik menjadi 84 ppm dibanding 69

ppm.

Pada pembuatan biourine kambing, kandungan unsur K melonjak menjadi

1.770 ppm dibanding 759 tanpa perlakuan. C-organik naik menjadi 3.773 ppm

dibanding 3.390 ppm, dan N 0,89% dibanding 0,34%. Tetapi unsur P turun

menjadi 89 ppm dibanding 94 ppm. Penurunan unsur P pada biourine disebabkan

inokulan yang ada kurang mampu melarutkan P. Sehingga perlu dicarikan mikroba

yang cocok untuk melarutkan lebih banyak P dalam proses fermentasi biourine.

(Ricobain, 2011)

2. Biogas

Gabungan dari fermentasi bahan organik cair dengan bahan organik padat dikenal

dengan istilah biogas. Bahan baku pembuatannya berasal dari manusia, hewan,dan

tumbuhan. Pada dasarnya penggunaan biogas memiliki keuntungan ganda, yaitu

gas metana yang dihasilkan dapat berfungsi sebagai bahan bakar. Selain itu, limbah

cair dan limbah padat yang dihasilkan sebagai residu bisa digunakan sebagai

pupuk. (Hadisuwito,2012)

3. Pupuk Cair Limbah Organik

Pada dasarnya, limbah cair dari bahan organik bisa dimanfaatkan sebagai pupuk.

Sama seperti limbah padat organik, limbah cair banyak mengandung unsur hara,

khususnya NPK dan bahan organik lainnya. Penggunaan pupuk dari limbah ini

dapat membantu memperbaiki struktur dan kualitas tanah. (Hadisuwito,2012)

4. Pupuk cair Limbah Manusia

Pupuk cair dari kotoran manusia sebenarnya merupakan campuran antara kotoran

manusia dan cairan yang keluar bersamaan dengan kotoran manusia. Kotoran

manusia merupakan komponen utama dari limbah cair organik rumah tangga.

Kandungan haranya berbeda-berbeda tergantung dari jenis makanan yang

dikonsumsinya. (Hadisuwito,2012)

14

2.5. Pemanfaatan Pupuk

Secara umum dapat dikatakan bahwa manfaat pupuk adalah menyediakan

unsur hara yang kurang atau bahkan tidak tersedia ditanah untuk mendukung

pertumbuhan tanaman. Namun, secara lebih terperinci manfaat pupuk ini dapat

dibagi dalam dua macam yaitu yang berkaitan dengan perbaikan sifat fisika dan

kimia tanah.

1. Manfaaat pupuk yang berkaitan dengan sifat fisika Tanah

Manfaat utama dari pupuk yang berkaitan dengan sifat fisik tanah, yaitu :

Memperbaiki struktur tanah dari padat menjadi gembur

Mengurangi erosi pada permukaan tanah

Sebagai penutup tanah dan dapat memperbaiki struktur tanah

dibagian permukaan.

2. Manfaat pupuk yang berkaitan dengan sifat kimia tanah

Ada beberapa manfaat pupuk yang berkaitan dengan sifat kimia tanah.

Manfaat pupuk yang paling banyak dirasakan penggunaannnya adalah :

Menyediakan unsur hara yang diperlukan bagian tanaman.

Membantu mencegah kehilangan unsur hara yang cepat hilang

seperti nitrogen, fosfor dan kalium.

Memperbaiki keasaman tanah. (Marsono, 2001)

2.5.1. Keunggulan Pupuk Organik Dan Standar Kualitas Pupuk Organik

Pupuk organik memiliki keunggulan, yaitu :

Mengandung unsur hara makro dan mikro lengkap, tetapi jumlahnya sedikit

Dapat memperbaiki struktur tanah, sehingga tanah menjadi gembur

Memiliki daya simpan air (water holding capacity) yang tinggi

Beberapa tanaman yang dipupuk dengan pupuk organik lebih tahan terhadap

serangan hama.

Meningkatkan aktivitas mikroorganisme tanah yang menguntungkan.

Memiliki residual effect yang positif, sehingga tanaman yang ditanam pada

musim berikutnya tetap bagus pertumbuhan dan produktivitasnya.

(Hadisuwito,2012)

15

Tabel 2.1. Standar kualitas pupuk organik menurut Kementrian Pertanian

No. Parameter Satuan Syarat Mutu Teknis

Granul****

) Cair

1. C-Organik % >12

2 C/N rasio % 15-25 12-25

3 Bahan ikutan (krikil,

beling, pasir)

% 10-20*) -

4 Kadar air Ppm 10-20 % -

5 Kadar logam berat

Pb

Cd

Hg

As

ppm

ppm

ppm

ppm

≤ 50

≤ 10

≤ 1

≤ 10

≤ 12,5

≤ 2,5

≤ 0,25

≤ 2,5

6 Ph 4-8 4-8

7 Kadar total

- N % < 6**

< 2

-P2O5 % < 6***

< 2

- K2O % < 6***

< 2

8 Mikroba pathogen

(E. coli, Salmonella sp.)

Cfu/g;

Cfu/mL <10

2 <10

2

9 Kadar Unsur Mikro

Fe total ppm min 0,maks 8000 min 0,maks 800

Mn ppm min 0,maks 5000 min 0,maks 1000

Cu ppm min 0,maks 5000 min 0,maks 1000

Zn ppm min 0,maks 5000 min 0,maks 1000

B ppm min 0,maks 2500 min 0,maks 1000

Co ppm min 0,maks 20 min 0,maks 5

Mo ppm min 0,maks 10 min 0,maks 1

Keterangan :

*) kadar air berdasarkan bobot asal

16

**) N-total = N organik + N-NH4 + N-NO3; Nkjeldahl = N-organik + N-NH4;C/N, N=N- total

***)Bahan-bahan tertentu yang berasal dari bahan organik alami diperbolehkan

mengandung kadar P2O5 dan K2O > 6 % (dibuktikan dengan hasil laboratorium)

****) Diperkaya mikroba

Sumber : Soekirman (2005), Direktorat Jendral Bina Sarana Pertanian, Departemen

Pertanian

(Simamora, 2004)

2.6. Efektive Microorganisme 4 (EM4)

Efektive mikroorganisme 4 (EM4) merupakan campuran dari

mikroorganisme yang menguntungkan. Jumlah mikroorganisme fermentasi

didalam EM4 sangat banyak, sekitar 80 jenis. Mikroorganisme tersebut dipilih

yang dapat bekerja secara efektif dalam memfermentasikan bahan organik. Dari

sekian banyak mikroorganisme, ada 5 golongan yang pokok yaitu bakteri

fotosintetik, lactobacillus sp, streptomices sp, ragi, (yeast), dan

actinomicetes.(Panggabean Henny, 2008).

Efek EM4 bagi tanaman tidak terjadi secara langsung. Penggunaan EM4

akan lebih efisien bila terlebih dahulu ditambahkan bahan organik yang berupa

pupuk organik ke dalam tanah. EM4 akan mempercepat fermentasi bahan organik

sehingga unsur hara yang terkandung akan terserap dan tersedia bagi tanaman.

Selain bermanfaat bagi peningkatan kesuburan tanah dan tanaman, EM4 juga

sangat efektif digunakan sebagai pestisida hayati yang bermanfaat untuk

meningkatkan kesehatan tanaman, EM4 juga bermanfaat untuk sector perikanan

dan peternakan. (Hadisuwito,2012)

Kelebihan dari EM4 ini adalah bahan yang mampu mempercepat proses

pembentukan pupuk organik dan meningkatkan kualitasnya. Selain itu, EM4

mampu memperbaiki struktur tanah menjadi lebih baik serta menyuplai unsur hara

yang dibutuhkan tanaman. (Hadisuwito, 2012)

Kegiatan atau manfaat masing- masing mikroorganisme yang terkandung

dalam EM4 didalam tanah adalah sebagai berikut:

a. Bakteri Fotosintetik (Rhodopseudomonas sp)

17

Bakteri ini merupakan bakteri bebas yang mensintetis senyaa nitrogen, gula

dan substansi bioaktif lainnya. Hasil metabolik yang diproduksi dapat diserap

secara langsung oleh tanaman dan tersedia sebagai substrat untuk perkembangan

mikroorganisme yang menguntungkan. Sistem serap langsung energi organi inilah

yang disebut dengan istilah penguraian bahan organik secara singkat, dalam bahasa

ilmiah disebut “organik material recycling pahwey”.

b. Bakteri asam laktat (lactobacillus)

Bakteri ini tergolong dari jenis gram positif yang tidak membentuk

spora.Bentuk batang dan hanya dapat tumbuh pada suasanan anaerob. Bakteri ini

termasuk family Lactobacillaceae yang anggotanya dapat menghasilkan asam

laktat sebagai produksi utama fermentasi. Asam laktat yang dihasilkan bakteri ini

bermanfaat untuk menekan pertumbuhan jamur dan bakteri yang merugikan serta

mampu meningkatkan penguraian bahan organik.

c. Streptomycetes sp

Streptomycetes sp mengeluarkan enzim streptomisin yang bersifat racun

terhadap hama dan penyakit yang merugikan.

d. Actinomicetes

Distribusi Actinomicetes dialam sangat luas dalam tanah dan beberapa

diantaranya pathogen bagi manusia. Actinomicetes juga dapat menciptakan radiasi

yang baik bagi perkembangan mikroorganisme lain.

e. Ragi/ Yeast

Ragi memproduksi substansi yang berguna bagi tanaman dengan cara

fermentasi. Substansi bioaktif yang dihasilkan ragi berguna untuk pertumbuhan sel

dan pembelahan akar. Ragi ini juga berperan dalam perkembangbiakan atau

pembelahan mikroorganisme menguntungkan seperti Actinomicetes dan bakteri

asam laktat. Bakteri asam laktat juga mempunyai kegiatan untuk mempercepat

penguraian bahan organik dan dapat menghasilkan alkohol, ester maupun zat

mikroba.

Selain berfungsi dalam proses fermentasi dan dekomposisi bahan organik,

EM4 juga mempunyai manfaat lain seperti :

18

1. Membasmi dan mencegah jamur secara biologis

2. Memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah

3. Meningkatkan ketersediaan nutrisi tanah

4. Menekan aktivitas hama dan penyakit pada tanaman

5. Meningkatkan hasil produksi

Bahan – bahan organik masuk kedalam tanah dan difermentasikan oleh

efektive mikroorganisme, reaksi fermentasi tersebut akan berperan dalam :

Menghasilkan senyawa- senyawa organik, hormon tanaman (auxin,

Giberelin, Sitokinin), vitamin, antibiotik, dan polisakarida yang

memacu pertumbuhan tanaman.

Penyediaan senyawa- senyawa organik sederhana yang dapat diserap

langsung oleh tanaman.

Komposisi dari EM4 dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 2.2. Komposisi Aktivator EM4

No Nama bakteri Komposisi

1 Lactobacillus 8,7 x 105

2 Bakteri pelarut fosfat 7,5 x 106

3 Yeast/ragi 8,5 x 106

4 Actinomycetes +

5 Bakteri fotosintetik +

6 Calcium (Ca) 1.675 ppm

7 Magnesium (Mg) 597 ppm

8 Besi (Fe) 5.54 ppm

9 Aluminium (Al) 0,1 ppm

10 Zinc (Zn) 1.90 ppm

11 Tembaga (Pb) 0.01 ppm

12 Mangan (Mn) 3.29 ppm

13 Sodium (Na) 363 ppm

14 Boron (B) 20 ppm

15 Nitrogen (N) 0.07 ppm

19

16 Nikel (Ni) 0.92 ppm

17 Kalium (K) 7.675 ppm

18 Clorida (Cl) 414.35 ppm

(Lab. MIPA IPB Bogor, 2006)

2.7.Unsur Hara Makro

Unsur hara merupakan salah satu faktor lingkungan yang sangat

mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Bila unsur tidak terdapat dalam jumlah yang

cukup dalam tanah, tanaman tidak akan tumbuh normal. Unsur tersebut adalah

unsur hara macro dan unsur hara mikro. Pengelompokkan ini berdasarkan jumlah

yang diperlukan bagi tumbuhan tanaman dan bukan didasarkan pada tingkat

kepentingannya. (Charisma, 2008)

Bergantung pada bahan baku yang digunakan untuk membuat pupuk cair,

kandungan zat hara dalam pupuk cair adalah sebagai berikut:

Tabel 2.3. Kandungan hara makro kotoran padat dan cair beberapa jenis

ternak

Jenis

Ternak Jenis Pupuk

Kandungan Hara Makro (%)

Nitrogen Fosfor Kalium Kalsium

Kuda

Padat 0,56 0,13 0,23 0,12

Cair 1,24 0,004 1,26 0,32

Kerbau Padat 0,26 0,08 0,14 0,33

Cair 0,62 - 1,34 -

Kambing Padat 0,65 0,22 0,14 0,33

Cair 1,43 0,01 0,55 0,11

Sapi Padat 0,33 0,11 0,13 0,26

Cair 0,52 0,01 0,56 0,007

Babi Padat 0,57 0,17 0,38 0,06

Cair 0,31 0,05 0,81 -

Sumber : Agromedia Pustaka, 2004

20

Berdasarkan unsur hara yang diperlukan tanaman dan fungsinya, unsur hara

tersebut digolongkan kedalam unsur hara makro dan unsur hara mikro. Unsur hara

makro terdiri dari C, H, O, N, S, P, K, Ca, dan Mg. unsur hara N, P, K merupakan

unsur hara utama yang diperlukan dalam jumlah yang sedang, tetapi memegang

peranan penting dalam pembentukan jaringan tanaman. Unsur hara mikro

diperlukan dalam jumlah yang sangat sedikit, contohnya : Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, dan

Cl.

a. Nitrogen (N)

Nitrogen diserap tanaman dalam bentuk ion nitrat (NO3- ) dan ammonium

(NH4+). Sebagian besar nitrogen diserap dalam bentuk ion nitrat karena ion

tersebut bermuatan negatif sehingga selalu berada didalam larutan tanah dan

mudah terserap oleh akar. Karena selalu berada didalam larutan tanah, ion nitrat

lebih mudah tercuci oleh aliran tanah. Sebaliknya, ion ammonium bermuatan

positif sehingga terikat oleh koloid tanah. Ion tersebut dapat dimanfaatkan oleh

tanaman setelah melalui proses pertukaran kation. Karena bermuatan positif ion

ammonium tidak mudah hilang oleh proses pencucian.

Nitrogen dapat kembali ketanah melalui pelapukan sisa makhluk hidup

(bahan organik). Nitrogen yang berasal dari bahan organik ini dapat dimanfaatkan

oleh tanaman setelah melalui tiga tahap reaksi yang melibatkan aktivitas

mikroorganisme tanah. Tahap reaksi tersebut sebagai berikut :

1) Penguraian protein yang terdapat pada bahan organik menjadi asam amino.

Tahap ini disebut aminisasi.

2) Perubahan asam-asam amino menjadi senyawa-senyawa ammonia (NH3)

dan ammonium (NH4). Tahap ini disebut reaksi amonifikasi.

3) Perubahan senyawa ammonia menjadi nitrat yang disebabkan oleh bakteri

Nitrosomonas dan Nitrosococus. Tahap ini disebut reaksi nitrifikasi.

(Novizan, 2002)

- Amoniak

Dapat dikatakan bahwa amoniak berada dimana-mana, dari kadar beberapa mg/l

pada air permukaan dan air tanah, sampai kira-kira 30 mg/l lebih, pada air buangan.

Air tanah hanya mengandung sedikit NH3, karena NH3 dapat menempel pada butir-

21

butir tanah liat selama infiltrasi air kedalam tanah, dan sulit terlepas dan butir-butir

tanah liat tersebut. Pada air buangan, NH3 dapat diolah secara mikrobiologis

melalui proses nitrifikasi hingga menjadi nitrit NO2- dan nitrat NO3, sesuai reaksi

dibawah ini :

24 32 ONH asNitrosomon 2NO2

- + 4H

+ + 2H2O + energy

2NO2- + O2 usNitrosococ

2NO3- + energy

- Nitrat (NO3-)

Adalah bentuk senyawa nitrogen yang merupakan sebuah senyawa yang

stabil. Nitrat merupakan salah satu unsur penting untuk sintesa protein, tumbuh-

tumbuhan dan hewan, akan tetapi nitrat pada konsentrasi yang tinggi dapat

menstimulasi pertumbuhan ganggang yang tak terbatas. (Alaerts, G., Santiko,S.S,

1987).

b. Fosfor

Fosfor diserap tanaman dalam bentuk H2PO4-, HPO4

2-, dan PO4

2-akan

tergantung dari nilai pH tanah. Fosfor sebagian besar berasal dari pelapukan batuan

mineral alami, sisanya dari pelapukan bahan organik. Walaupun sumber fosfor

didalam tanah mineral cukup banyak tanaman masih bisa mengalami kekurangan

fosfor. Pasalnya, sebagian besar fosfor terikat secara kimia oleh unsure lain

menjadi senyawa yang sukar larut didalam air. Mungkin hanya 1% fosfor yang

dapat dimanfaatkan tanaman.

Jika terjadi kekurangan fosfor tanaman menunjukkan gejala pertumbuhan

sebagai berikut:

1. Lambat dan kerdil

2. Perkembangan akar terhambat

3. Gejala pada daun sangat beragam, beberapa tanaman menunjukkan warna

hijau tua mengkilap yang tidak normal.

4. Pematangan buah terhambat

5. Perkembangan warna dan bentuk buah buruk

6. Biji berkembang tidak normal (Agustina, L. 1990)

22

c. Kalium

Seperti unsure hara lainnya, kalium bukanlah komponen dari protein,

karbohidrat atau beberapa substansi lainnya didalam tumbuhan. Kalium dengan

mudah diserap oleh akar tanaman. Dan sebagian besar ion kalium (K+) disimpan

didalam sel tumbuh-tumbuhan. (Simpson, K., 1986)

Ion-ion K+ didalam air tanah dan ion-ion K

+ yang diadsorpsi, dapat

langsung diserap. Disamping itu tanah mengandung juga persediaan mineral

tertentu dalam bentuk berbagai macam silikat, dimana kalium membebaskan diri

sebagai akibat dari pengaruh iklim. (Rinsema, W.J., 1993)

Persediaan kalium didalam tanah dapat berkurang karena tiga hal, yaitu

pengambilan kalium oleh tanaman, pencucian kalium oleh air, dan erosi tanah.

Biasanya tanaman menyerap kalium lebih banyak dari pada unsur hara lain kecuali

nitrogen. Beberapa jenis tanaman khususnya rumput-rumputan dan kacang-

kacangan akan terus menyerap kalium diatas kebutuhan normal. Kejadian ini

disebut luxury consumption.S ering terjadi pada pemupukan kalium dengan dosis

tinggi. (Agustina, L., 1990)

2.8. Unsur Hara Mikro

Unsur hara mikro merupakan unsur- unsur kimia alam yang juga berperan

dalam proses pertumbuhan tanaman. Unsur ini memang hanya diperlukan tanaman

dalam jumlah yang sedikit, tetapi kekurangan unsur ini tidak bisa digantikan oleh

unsur lainnya. Unsur hara mikro diantaranya klor (Cl). Klor bermanfaat untuk

membantu meningkatkan atau memperbaiki kualitas dan kuantitas produksi

tanaman. Selain itu, terdapat unsur besi atau ferum yang berperan dalam proses

fisiologis tanaman, seperti proses pernafasan dan pembentukan zat hijau daun

(klorofil). Unsur mikro lain yang diperlukan tanaman diantaranya mangan, boron,

kobal, iodium, seng, selenium, flour dan tembaga.

23

2.9. Kegunaan Unsur Hara Makro

A. Kegunaan Unsur Hara Nitrogen

1. Meningkatkan pertumbuhan tanaman

2. Menyehatkan pertumbuhan daun

3. Meningkatkan kadar protein didalam tubuh tanaman

4. Meningkatkan perkembangan mikroorganisme didalam tanah yang

penting bagi proses pelapukan bahan organis.

5. Diperlukan untuk pertumbuhan dan pembentukan vegetative seperti

daun, batang dan akar. (Foth, H.D. 1994)

B. Kegunaan Unsur Hara Posfor

1. Berperan penting didalam transfer energy didalam sel tanaman,

misalnya ADP, dan ATP.

2. Berperan didalam pembentukan membrane sel, misalnya : lemak

posfat.

3. Berpengaruh pada struktur K+, Ca

+, Mg

+, dan Mn

+ terutama terhadap

fungsi unsure-unsur tersebut yang mempunyai kontribusi terhadap

stabilitas struktur dan konformasi makromolekul, misalnya : gula

fosfat, nukleotida dan koenzim.

4. Meningkatkan efisiensi fungsi dan penggunaan N. (Agustina, L. 1990)

C. Kegunaan Unsur Hara Kalium

1. Mendorong produksi hidrat arang. Kekurangan unsure ini dapat

mengakibatkan berkumpulnya gula pada daun.

2. Mengurangi kepekaan tanaman terhadap kekeringan dan membantu

pengisipan air oleh akar tanaman, dan mencegah menguapnya air

keluar dari tanaman.

3. Memperbaiki beberapa sifat kuantitatif seperti rasa, warna, bau, dan

daya tahan dari buah.

4. Memperluas pertumbuhan akar

5. Efisisensi penggunaan air (ketahanan terhadap kekeringan)

6. Meningkatkan ketahanan tanaman terhadap serangan hama dan

penyakit.

24

7. Memperkuat tubuh tanaman supaya daun, bunga dan buah tidak

gampang rontok

2.10. Metode Kjeldahl

Metode Kjeldahl didasarkan pada destruksi sampel yakni dengan

memanaskan sampel dengan asam sulfat pekat menggunakan katalis dimana

penentuannya terbagi atas 3 tahapan. Cara Kjehdahl umumnya dapat dibedakan

atas 2 cara yaitu makro dan cara semimikro. Cara makro dipergunakan untuk

contoh yang sukar dihomogenisasi dan berukuran besar. Sedangkan cara

semimikro dirancang untuk sampel yang berukuran kecil yaitu kurang dari 300 mg

dari bahan yang homogen.

Tahapan dalam metode Kjeldahl yaitu :

1. Tahap destruksi

Pada tahap ini sampel dipanaskan dengan asam sulfat pekat sehingga terjadi

destruksi menjadi unsur-unsurnya. Elemen karbon, hidrogen teroksidasi menjadi

CO, CO2 dan H2O sedangkan nitrogennya berubah menjadi ammonium sulfat.

Proses destruksi selesai apabila larutan menjadi jernih atau tidak berwarna. Agar

analisa lebih tepat dilakukan perlakuan blanko. Tahap destruksi dapat dilihat pada

reaksi berikut :

(C, H, O, N)Organik + H2SO4 (NH4)2SO4(aq) + SO2(g) + CO2(g)

+H2O(g)

2. Tahap destilasi

Pada tahap ini ammonium sulfat dipecah menjadi ammonia dengan

penambahan NaOH sampai alkalis lalu dipanaskan. Ammonia yang dibebaskan

selanjutnya akan ditangkap oleh larutan standar asam. Asam standar yang

digunakan adalah asam klorida atau asam borat dalam jumlah yang berlebih. Agar

kontak antara asam dan ammonia lebih baik maka diusahakan ujung tabung

destilasi tercelup sedalam mungkin dalam asam. Untuk mengetahui jika asam

dalam kondisi berlebih maka diberikan indikator (metil merah + metil biru).

Destilat diakhiri bila semua ammonia terdestilasi sempurna yang ditandai dengan

destilat tidak bereaksi basa. Tahap destilasi dapat dilihat pada reaksi berikut :

25

(NH4)2SO4(aq) + 2NaOH(aq) 2NH3(g) + 2H2O(aq) +Na2SO4(aq)

NH3(g) + H3BO3(aq) NH4H2BO3(aq)

3. Tahap titrasi

Banyaknya asam borat yang bereaksi dengan ammonia dapat diketahui

dengan titrasi menggunakan asam klorida 0,1 N dengan indikator (BCG + MR).

akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna larutan dari biru menjadi merah

muda. Selisih jumlah sampel dan blanko merupakan jumlah equivalen nitrogen.

Tahap titrasi dapat dilihat pada reaksi berikut :

NH4H2BO3(aq) + H2SO4(aq) H3BO3(aq) + NH4HSO4(aq)

%1001000)(

008,14)(% x

xglberatsampe

xblankosampelmLHCLN

2.11. Metode Spektrofotometri

Cara kerja alat Spektrofotometer UV-Visible ini adalah dimana sinar dari

sumber radiasi diteruskan menuju monokromator kemudian cahaya dari

monokromator diarahkan terpisah melalui blangko dan sampel dengan sebuah

cermin berotasi. Kedua cahaya lalu bergantian berubah arah karena pemantulan

dari cermin yang berotasi secara kontinyu. Detektor menerima cahaya dari blangko

dan sampel secara bergantian secara berulang-ulang. Sinyal listrik dari detektor

diproses, diubah kedigital dan dibandingkan antara sampel dan blangko.

2.11.1. Warna Komplementer

Apabila radiasi atau cahaya putih dilewatkan melalui larutan bewarna maka

radiasi dengan panjang gelombang tertentu akan diserap secara selektif dan radiasi

sinar lainnya akan diteruskan. Absorbansi maksimum dari larutan bewarna terjadi

pada daerah warna yang berlawanan dengan warna yang diamati, misalnya larutan

bewarna merah akan menyerap radiasi maksimum pada daerah warna hijau.

Dengan kata lain, warna yang diserap adalah warna komplementer dari warna yang

diamati (Suharta, 2005)

26

Tabel 2.4. Daftar Panjang Gelombang dan Warna Komplementer

Panjang Gelombang

(nm)

Warna yang diserap

Warna yang diamati

410 Violet Kuning kehijauan

430 Biru violet Kuning

480 Biru Jingga

500 Hijau kebiruan Merah

530 Hijau Merah purple

560 Kuning kehijauan Violet

580 Kuning Biru violet

610 Jingga Biru

680 Merah Hijau kebiruan

720 Merah purple Hijau

(R.A Day dan Underwood, 1994)

2.12. Spektroskopi Serapan Atom (Atomic Absorption Spectroscopy/ AAS)

2.12.1. Pengertian Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)

Spektrometri Serapan Atom (SSA) adalah suatu alat yang digunakan pada

metode analisis untuk penentuan unsur-unsur logam dan metalloid yang

pengukurannya berdasarkan penyerapan cahaya dengan panjang gelombang

tertentu oleh atom logam dalam keadaan bebas. Metode ini sangat tepat untuk

analisis zat pada konsentrasi rendah. Teknik ini mempunyai beberapa kelebihan

dibandingkan dengan metode spektroskopi emisi konvensional. Sebenarnya, selain

dengan metode serapan atom, unsur-unsur dengan energi eksitasi rendah dapat juga

dianalisis dengan fotometri nyala, akan tetapi fotometri nyala tidak cocok untuk

unsur-unsur dengan energy eksitasi tinggi. fotometri nyala memiliki range ukur

optimum pada panjang gelombang 400-800 nm, sedangkan AAS memiliki range

ukur optimum pada panjang gelombang 200-300 nm. Untuk analisis kualitatif,

metode fotometri nyala lebih disukai AAS, karena AAS memerlukan lampu katoda

spesifik (hallow cathode). Kemonokromatisan dalam AAS merupakan syarat

utama. Suatu perubahan temperatur nyala akanmengganggu proses eksitasi

27

sehingga analisis dari fotometri nyala berfilter. Dapat dikatakan bahwa metode

fotometri nyala dan AAS merupakan komplementer satu sama lainnya.

Apabila cahaya dengan panjang gelombang tertentu dilewatkan pada suatu

sel yang mengandung atom-atom bebas yang bersangkutan maka sebagian cahaya

tersebut akan diserap dan intensitas penyerapan akan berbanding lurus dengan

banyaknya atom bebas logam yang berada pada sel. Hubungan antara absorbansi

dengan konsentrasi diturunkan dari Hukum Lambert : bila suatu sumber sinar

monokromatik melewati medium transparan, maka intensitas sinar yang diteruskan

berkurang dengan bertambahnya ketebalan medium yang mengabsorbsi. Dan

hukum Beer : Intensitas sinar yang diteruskan berkurang secara eksponensial

dengan bertambahnya konsentrasi spesi yang menyerap sinar tersebut.

Dari kedua hukum tersebut diperoleh suatu persamaan :

bcI

IA

t

O log

Dimana :

Io = intensitas sumber sinar

It = intensitas sinar yang diteruskan

= absortivitas molar

b = panjang medium

c = konsentrasi atom-atom yang menyerap sinar

A = absorbansi

Dengan : TIt

IA O loglog

T = transmitan

Dari persamaan diatas, dapat disimpulkan bahwa absorbansi cahaya

berbanding lurus dengan konsentrasi atom. (Sastrohamidjojo, 1991)

2.12.2. Prinsip Dasar Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)

Spektrofotometri Serapan Atom merupakan suatu metode analisis

didasarkan pada proses penyerapan energi oleh atom-atom yang berbeda pada

tingkat tenaga dasar (ground state). Penyerapan tersebut menyebabkan

tereksitasinya elektron dalam kulit atom ke tingkat tenaga yang lebih tinggi (exited

28

state). Pengurangan intensitas radiasi yang diberikan sebanding dengan jumlah

atom pada tingkat tenaga dasar yang menyerap energi radiasi tersebut. Dengan

mengukur intensitas radiasi yang diteruskan (transmisi) atau mengukur intensitas

radiasi yang diserap (serapan), maka konsentrasi unsur di dalam cuplikan dapat

ditentukan. (Sastrohamidjojo, 1991)

Cara kerja alat ini berdasar pada penguapan larutan sampel, kemudian

logam yang dikandung didalamnya diubah menjadi atom bebas. Atom tersebut

mengabsorbsi radiasi dari sumber cahaya yang mengandung unsur yang ditentukan.

Banyaknya radiasi yang diserap kemudian diukur pada panjang gelombang tertentu

sesuai jenis logamnya. Alat SSA model flame SSA sangat sensitive untuk

mendeteksi logam dalam konsentrasi yang sangat kecil dalam sampel, dengan

cuplikan dalam bentuk logam. Biasanya larutan yang diperlukan hanya 1-100 µL

dan dengan temperature pembakaran dapat mencapai 3000C (pembakaran secara

elektrik). Proses atomisasi dengan temperature yang tinggi tersebut dapat

menyempurnakan proses. Pengatoman oleh suatu larutan sampel yang dapat

dideteksi dengan alat ini adalah Cd, Cu, Co, Zn, Pb, Mn. (Sastrohamidjojo, 1991)

2.12.3. Atomisasi

Atomisasi dapat dilakukan baik dengan nyala maupun dengan tungku.

Untuk mengubah unsur metalik menjadi uap atau hasil disosiasi diperlukan energi

panas. Suhu harus benar-benar terkendali dengan sangat hati-hati agar proses

atomisasi sempurna. Ionisasi harus dihindarkan dan ini dapat terjadi bila suhu

terlalu tinggi.bahan bakar dan gas oksidator dimasukkan dalam kamar pencampur

kemudian dilewatkan melalui buffle menuju ke pembakar. Nyala akan dihasilkan

oleh sampel yang dihisap masuk dalam kamar pencampur. Diusahakan tetesan

sampel sekecil mungkin agar melalui buffle. Hal ini tidak selalu sempurna,

dikarenakan kadang kala nyala tersedot balik ke dalam kamar pencampuran

sehingga menghasilkan ledakan. Untuk itu lebih disukai dengan lubang yang

sempit dan aliran gas pembakar serta oksidator dikendalikan dengan seksama.

Dengan gas etilen dan oksidator udara tekan, gas akan terbakar dengan suhi

maksimum mencapai 1200 oC. (Sastrohamidjojo, 1991)

29

2.12.4. Metode Analisis

Untuk penentuan kadar unsur dalam larutan dapat digunakan beberapa metode,

yaitu :

1. Metode standart Tunggal

Satu buah larutan standart dan larutan sampel diukur absorbansinya kemudian

konsentrasi larutan sampel dapat dihitung berdasarkan rumus :x

s

x

s

C

C

A

A

Dimana :

As = absorbansi standar

Ax = absorbansi sampel

Cs = konsentrasi larutan standar

Cx = konsentrasi larutan sampel

2. Metode kurva standar

Satu deret larutan standar dan larutan sampel diukur absorbansinya dari data As

dan Cs dibuat kurva Cs lawan As.

3. Metode Adisi Standar

Satu deret larutan standar yang telah ditambah dengan larutan sampel diukur

absorbansinya dan diplot kurva At lawan Cs. didasarkan rumus x

xx

s

t

C

AC

C

A ,

akan didapat - CS = Cx dan karena Cs berharga negative, maka Cx berharga

positif.

(Sastrohamidjojo, 1991)

2.13. Spektrofotometri UV-Vis

Spektrofotometri UV-Vis adalah teknik analisis spektroskopi yang

memakai sumber REM (radiasi elektromagnetik) ultraviolet dekat (190-380 nm)

dan sinar tampak (380-780 nm) dengan memakai instrument spektrofotometer.

Spektrofotometri UV-Vis melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada

molekul yang dianalisis, sehingga spektrofotometri UV-Vis lebih banyak dipakai

untuk analisis kuantitatif dibandingkan kualitatif. Absorbsi cahaya UV-Vis

mengakibatkan transisisi elektron, yaitu promosi elektron-elektron dari orbital

30

keadaan dasar yang berenergi rendah ke orbital keadaan tereksitasi berenergi lebih

tinggi. Energi yang terserap kemudian terbuang sebagai cahaya atau tersalurkan

dalam reaksi kimia. Absorbs cahaya tampak dan radiasi ultraviolet meningkatkan

energi elektronik sebuah molekul, artinya energi yang disumbangkan oleh foton-

foton memungkinkan elektron- elektron itu mengatasi kekangan inti dan pindah

keluar ke orbital baru yang lebih tinggi energinya. Semua molekul dapat menyerap

radiasi dalam daerah UV-Vis karena molekul tersebut mengandung elektron, yang

dapat diseksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi. (Sastrohamidjojo, 1991)

Spektrum UV maupun tampak terdiri dari pita absorbsi dan lebar pada

daerah panjang gelombang. Ini disebabkan terbaginya keadaan dasar dan keadaan

eksitasi sebuah molekul dalam subtingkat – subtingkat rotasi dan vibrasi.Transisi

elektronik dapat terjadi dari subtingkat keadaan dasar ke subtingkat keadaan

eksitasi. Karena pelbagai transisi ini berbeda energinya maka panjang gelombang

absorbsinya juga berbeda dan menimbulkan pita lebar yang tampak dalam

spectrum itu. Disamping pita-pita spektrum visible disebabkan terjadinya tumpang

tindih energi elektronik dengan energi lainnya (translasi, rotasi dan vibrasi) juga

disebabkan oleh faktor lain sebagai faktor lingkungan kimia yang diberikan oleh

pelarut yang dipakai. Pelarut akan sangat berpengaruh mengurangi kebebasan

transisi elektronik pada molekul yang dikenakan radiasi elektromagnetik. Oleh

karena itu, spectrum zat dalam keadaan uap akan memberikan pita spektrum yang

sempit. Panjang gelombang dimana terjadi eksitasi elektronik yang memberikan

absorban maksimum disebut sebagai panjang gelombang maksimum (λmaks).

Panjang gelombang maksimum dapat dipakai untuk identifikasi molekul

yang bersifat karakteristik-karakteristik sebagai data sekunder. Dengan demikian

spektrum visible dapat dipakai untuk tujuan analisis kualitatif dan kuantitatif.

Molekul-molekul yang memerlukan lebih banyak energi untuk promosi elektron

akan menyerap cahaya pada panjang gelombang yang lebih pendek. Molekul yang

menyerap energi lebih sedikit akan menyerap cahaya pada panjang gelombang

yang lebih besar. Analisis kualitatif dengan metode spektrofotometri UV-Vis hanya

bisa dipakai untuk data sekunder. Pada analisis kualitatif dengan metode

spektrofotometri UV-Vis yang dapat ditentukan ada 2 yaitu :

31

1. Pemeriksaan kemurnian spektrum UV-Vis

2. Penentuan panjang gelombang maksimum.

(Sastrohamidjojo, 1991)

2.13.1. Prinsip Dasar Spektrofotometer UV-Vis

Salah satu contoh instrumentasi analisis yang lebih kompleks adalah

spektrofotometer UV-Vis. Alat ini banyak bermanfaat untuk penentuan konsentrasi

senyawa-senyawa yang dapat menyerap radiasi pada daerah ultraviolet (200-400

nm) atau daerah sinar tampak (400-800 nm). Analisis ini dapat digunakan yakni

dengan penentuan absorbansi larutan sampel yang diukur.

Prinsip penentuan spektrofotometer UV-Vis adalah aplikasi dari Hukum

Lambert-Beer, yaitu :

CbI

ITA

o

t ..loglog

Dimana :

A = Absorbansi dari sampel yang akan diukur

T = Transmitansi

I0 = Intensitas sinar masuk

It = Intensitas sinar yang dikeluarkan

= Koefisien ekstingsi

b = Tebal kuvet yang digunakan

C = Konsentrasi dari sampel

(Sastrohamidjojo, 1991)