skripsi

5/11/2018 skripsi - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-55a2359716f15 1/29

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia merupakan negara agraris dimana sebagian besar penduduk Indonesia bermatapencaharian sebagai petani. Menurut

data Badan Pusat Statistik (BPS), jumlah petani mencapai 44 % dari

total angkatan kerja di Indonesia, atau sekitar 46,7 juta jiwa

(Saragih,2009). Tingginya jumlah penduduk Indonesia sebagai

petani akan berdampak pada besarnya jumlah penggunaan pupuk.

Kegiatan pertanian tentunya tidak akan terlepas dari penggunaan

pupuk, baik itu pupuk organik maupun pupuk anorganik.

(Rosmarkam, 2002).

Pupuk organik memiliki banyak kelebihan apabila

dibandingkan dengan pupuk anorganik, yaitu pupuk organik

memiliki unsur hara yang lengkap, baik unsur hara makro maupun

unsur hara mikro dan pupuk organik mengandung asam-asam

organik, hormon dan enzim yang tidak terdapat dalam pupuk buatan

(Murdowo, 2004). Salah satu jenis pupuk organik adalah pupuk

organik cair yang berasal dari urin hewan. Urin hewan yang sering

digunakan adalah urin sapi karena jumlah sapi di Indonesia sebanyak 16.707.053 ekor dan dalam sehari seekor sapi dapat menghasilkan

rata-rata 10 liter urin (Deptan, 2011). Namun, pupuk organik cair

dari urin sapi memiliki kelemahan, yaitu kurangnya kandungan unsur

hara yang dimiliki jika dibandingkan dengan pupuk buatan, sehingga

perlu difermentasi.

Dari hasil penelitian Balai Pengkajian Teknologi Pertanian

Bali (2008) menunjukkan kadar hara N dan C-organik pada urin

yang difermentasi lebih tinggi dibanding urin yang belum

difermentasi, sehingga urin sapi yang difermentasi lebih baik untuk

pupuk cair, dibandingkan dengan urin sapi yang tidak difermentasi.

Fermentasi adalah proses pembusukan senyawa organik,

namun proses ini membutuhkan waktu yang cukup lama.

(Purwasasmita, 2009). Sehingga diperlukanya penambahan aktivator.

Dalam penelitian Roihana (2006) Aktivator yang dapat

meningkatkan kualtitas kompos adalah EM4 (effective

1



microorganisme). EM4 mengandung bakteri fotosintetik, bakteri

asam laktat, actinomycetes, ragi dan jamur. Akan tetapi EM4 cukup

mahal bagi para petani yaitu sekitar Rp 13.500 – Rp 25.000 per

liternya, maka diperlukanya penelitian untuk membuat aktivator lain

yang dapat dibuat sendiri dan murah dalam proses pembuatannya.Dari beberapa literatur dapat diketahui bahwa MOL

(Mikroorganisme Lokal) dapat digunakan sebagai starter pengganti

EM4.

Larutan MOL mengandung unsur mikro dan makro dan juga

mengandung bakteri yang berpotensi sebagai perombak bahan

organik, sehingga MOL dapat digunakan baik sebagai aktivator

pupuk organik. Larutan MOL umumnya dibuat dari buah-buah

busuk seperti pisang, apel, dan mangga. (Purwasasmita, M., 2009).

Pada penelitian ini, penulis menggunakan starter MOL dari

buah pisang yang telah busuk. karena menurut hasil perhitungan

statistik hortikultura 2005 oleh Dirjen Hortikultura (2006), di

Indonesia pisang memberikan sumbangan produksi terbesar yaitu

sekitar 35,02 %, dibandingkan jeruk keprok dan mangga yang hanya

14,54 % dan 9,56 %, dan pisang merupakan jenis buah yang mudah

busuk. Pisang yang sudah busuk akan dibuang begitu saja, maka

diperlukanya pengolahan yang lebih lanjut agar tidak menjadisampah. Sehingga pisang yang sudah busuk dapat dimanfaatkan

sebagai starter MOL.

Rasio C/N bahan organik (bahan baku kompos) merupakan

faktor terpenting dalam laju pengomposan. Proses pengomposan urin

sapi akan berjalan baik jika rasio C/N bahan organik yang

dikomposkan sekitar 25-35. Rasio C/N yang terlalu tinggi

menyebabkan proses pengomposan berlangsung lambat. Keadaan ini

disebabkan mikroorganisme yang terlibat dalam proses

pengomposan kekurangan nitrogen. Sementara itu, perbandingan

yang terlalu rendah menyebabkan kehilangan nitrogen dalam bentuk

ammonia yang selanjutnya akan teroksidasi. (Simamora, dkk., 2005)

Oleh karena itu, diperlukan pengkajian mengenai rasio C/N

pupuk organik cair yang dihasilkan dari proses fermentasi urin sapi

menggunakan MOL pisang busuk. Rasio ini kemudian dibandingkan

2



dengan standar pupuk organik cair untuk mengetahui tingkat

kelayakannya.

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, makadirumuskan beberapa permasalahan berikut:

1. Bagaimana pengaruh konsentrasi mikroorganisme lokal dari

pisang busuk pada proses fermentasi terhadap rasio C/N pada urin

sapi?

2. Bagaimana pengaruh waktu fermentasi menggunakan

mikroorganisme lokal dari pisang busuk terhadap rasio C/N pada

urin sapi?

1.3 BATASAN MASALAH

Berdasarkan rumusan masalah yang telah disebutkan di atas,

maka penelitian ini dibatasi pada:

1. Urin sapi yang digunakan dari jenis sapi potong yang berasal

dari kawasan Desa Bumiaji, Batu, Malang.

2. Variasi penambahan gula adalah 15,6 gram, 78 gram, dan 140,4

gram.

3. Variasi waktu inkubasi adalah: hari ke-1 sampai hari ke-7.

4. Variasi konsentrasi mikroorganisme lokal adalah 0 %, 10 %,

dan 20 %.

1.4 TUJUAN PENELITIAN

Tujuan penelitian ini adalah :

1. Mengetahui pengaruh waktu pada fermentasi urin sapimenggunakan mikroorganisme lokal dari pisang busuk terhadap

rasio C/N.

2. Mengetahui pengaruh konsentrasi mikroorganisme lokal dari

pisang busuk terhadap rasio C/N pada urin sapi.

1.5 MANFAAT PENELITIAN

Dengan dilakukan penelitian ini diharapkan dapat mengetahui

pengaruh waktu inkubasi dan konsentrasi mikroorganisme lokal dari

3



pisang busuk pada fermentasi urin sapi terhadap rasio C/N. Sehingga

dapat diaplikasikan sebagai acuan dalam fermentasi urin sapi dalam

skala besar.

4



BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pupuk Organik

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

(Hadisuwito, 2007).

Pupuk organik adalah nama kolektif untuk semua jenis

bahan organik asal tanaman dan hewan yang dapat dirombak

menjadi hara tersedia bagi tanaman. Dalam Permentan

No.2/Pert/Hk.060/2/2006, tentang pupuk organik dan pembenah

tanah, dikemukakan bahwa pupuk organik adalah pupuk yang

sebagian besar atau seluruhnya terdiri atas bahan organik yang

berasal dari tanaman dan atau hewan yang telah melalui proses

rekayasa, dapat berbentuk padat atau cair yang digunakanmensuplai bahan organik untuk memperbaiki sifat fisik, kimia,

dan biologi tanah. Definisi tersebut menunjukkan bahwa pupuk

organik lebih ditujukan kepada kandungan C-organik atau

bahan organik daripada kadar haranya; nilai C-organik itulah

yang menjadi pembeda dengan pupuk anorganik. Bila C-organik

rendah dan tidak masuk dalam ketentuan pupuk organik maka

diklasifikasikan sebagai pembenah tanah organik. Pembenah

tanah atau soil ameliorant menurut SK Mentan ada bahansintesis atau alami, organik atau mineral (Indrakusuma, 2008).

Pupuk organik mempunyai sangat banyak kelebihan

namun juga memiliki kekurangan bila dibandingkan dengan

pupuk buatan atau anorganik (Hadisuwito,2007).

5



Kekurangan pupuk organik

1. Kandungan unsur hara jumlahnya kecil, sehingga jumlah

pupuk yang diberikan harus relatif banyak bila dibandingkan

dengan pupuk anorganik.2. Karena jumlahnya banyak, menyebabkan memerlukan

tambahan biaya operasional untuk pengangkutan dan

implementasinya.

3. Dalam jangka pendek, apalagi untuk tanah-tanah yang

sudah miskin unsur hara, pemberian pupuk organik yang

membutuhkan jumlah besar sehingga menjadi beban biaya

bagi petani. Sementara itu reaksi atau respon tanaman

terhadap pemberian pupuk organik tidak se-spektakuler

pemberian pupuk buatan.

Keunggulan pupuk organik

1. Pupuk organik mengandung unsur hara yang lengkap, baik

unsur hara makro maupun unsur hara mikro. Kondisi ini

tidak dimiliki oleh pupuk buatan (anorganik).

2. Pupuk organik mengandung asam - asam organik, antara lain

asam humic, asam fulfic, hormon dan enzym yang tidak

terdapat dalam pupuk buatan yang sangat berguna baik bagi

tanaman maupun lingkungan dan mikroorganisme.

3. Pupuk organik mengandung makro dan mikro organisme

tanah yang mempunyai pengaruh yang sangat baik terhadap

perbaikan sifat fisik tanah dan terutama sifat biologis tanah.

4. Memperbaiki dan menjaga struktur tanah.

5. Menjadi penyangga pH tanah.

6. Menjadi penyangga unsur hara anorganik yang diberikan.

7. Membantu menjaga kelembaban tanah8. Aman dipakai dalam jumlah besar dan berlebih sekalipun

9. Tidak merusak lingkungan.

Menurut Simamora, dkk (2005) pupuk organik cair

adalah pupuk yang berbahan dasarnya berasal dari hewan atau

tumbuhan yang sudah mengalami fermentasi dan bentuk

produknya berupa cairan. Kandungan bahan kimia di dalamnya

6



maksimum 5 %. Penggunaan pupuk cair memiliki beberapa

keuntungan sebagai berikut :

1. Pengaplikasiannya lebih mudah jika dibandingkan dengan

pengaplikasian pupuk organik padat.

2. Unsur hara yang terdapat di dalam pupuk organik cair

mudah diserap tanaman.

3. Mengandung mikroorganisme yang jarang terdapat dalam

pupuk organik padat.

4. Pencampuran pupuk organik dengan pupuk organik padat

mengaktifkan unsur hara yang ada dalam pupuk organik

padat tersebut.

Sedangkan menurut Hadisuwito (2007), kelebihan dari

pupuk organik ini adalah dapat secara cepat mengatasi

defesiensi hara, tidak masalah dalam pencucian hara, dan

mampu menyediakan hara secara cepat.

Dibandingkan dengan pupuk anorganik cair, pupuk

organik cair umumnya tidak merusak tanah dan tanaman

walaupun digunakan sesering mungkin. Selain itu, pupuk ini

juga memiliki bahan pengikat, sehingga larutan pupuk yangdiberikan ke permukaan tanah bisa langsung digunakan oleh

tanaman (Prihmantoro, 1996).

2.2 Urin Sapi

Urin sapi adalah cairan sisa yang diekskresikan oleh

ginjal yang kemudian akan dikeluarkan dari dalam tubuh sapi

melalui proses urinasi. Eksreksi urin diperlukan untuk

membuang molekul-molekul sisa dalam darah yang disaringoleh ginjal dan untuk menjaga homeostasis cairan tubuh. Urin

disaring di dalam ginjal, dibawa melalui ureter menuju

kandung kemih, akhirnya dibuang keluar tubuh melalui uretra

(Agusuryani, 1995).

Urin sapi terdiri dari air dengan bahan terlarut berupa

sisa metabolisme (seperti urea), garam terlarut, dan materi

organik (glukosa, asam amino, amonia, kreatinin, asam urat,

H+

, Na+

, K +

, Ca2+

, Mg2+

, Cl-

, HPO42-

, SO42-

, HCO3-

). Cairan dan

7



materi pembentuk urin berasal dari darah atau cairan interstisial

(Agusuryani, 1995).

Hadisuwito (2007), melaporkan bahwa jenis dan

kandungan hara yang terdapat pada beberapa kotoran ternak

padat dan cair dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut

Tabel 2.1 Jenis dan kandungan zat hara pada beberapa kotoran

ternak padat dan cair

Komposisi urin berubah sepanjang proses reabsorpsi

ketika molekul yang penting bagi tubuh, misal glukosa, diserap

kembali ke dalam tubuh melalui molekul pembawa. Cairanyang tersisa mengandung urea dalam kadar yang tinggi dan

berbagai senyawa yang berlebih atau berpotensi racun yang

akan dibuang keluar tubuh. Materi yang terkandung di dalam

urin dapat diketahui melalui urinalisis. Urea yang dikandung

oleh urin dapat menjadi sumber nitrogen yang baik untuk

tumbuhan dan dapat digunakan untuk mempercepat

pembentukan kompos. Persentase kandungan urin sapi yang

8



berpotensi pada peningkatan N, P, K ditunjukkan pada gambar

2.1 berikut (Agusuryani, 1995):

Gambar 2.1 persentase zat didalam urin sapi

2.3 Fermentasi

Fermentasi dapat didefinisikan sebagai perubahan gradual

oleh enzim beberapa bakteri, khamir, dan kapang. Fermentasi

merupakan aktivitas mikroorganisme baik aerob maupun

anaerob yang mampu mengubah atau mentransformasikan

susunan struktur molekul menjadi lebih sederhana

(Rahman,1989). Selanjutnya Winarno (1980) mengemukakan bahwa fermentasi dapat terjadi karena ada aktivitas

mikroorganisme penyebab fermentasi pada subtrat organik yang

sesuai, proses ini dapat menyebabkan perubahan sifat bahan

tersebut.

Rahman (1989), melaporkan bahwa teknologi fermentasi

anaerob untuk skala petani telah banyak dikembangkan, dimana

hasilnya pupuk kandang dikonversikan tidak hanya dalam

bentuk pupuk organik cair yang bagus tetapi juga dalam bentuk biogas yang berenergi tinggi. Prinsip dari fermentasi anaerob ini

adalah bahan limbah organik dihancurkan oleh mikroba dalam

kisaran temperatur dan kondisi tertentu tanpa aerasi.

Proses fermentasi urin sapi dilakukan dengan proses

anaerob (tertutup tanpa tambahan udara dari luar). Proses

anaerob tadi bertujuan untuk menjaga agar ammonia hasil

hidrolisis urea tidak keluar dari lingkungan fermentasi. Gas

ammonia diudara akan diubah oleh bakteri menjadi senyawa

9



yang lebih stabil dan dapat diserap oleh tanaman. Hasil dari

fermentasi tersebut adalah ammonium klorida (NH4Cl), fosfat

(PO42-) dan kalium oksida K 2O (Winarno, 1980).

Menurut Sutanto (2002), fermentasi sering didefinisikan

sebagai proses pemecahan karbohidrat dan asam amino secaraanaerobik yaitu tidak memerlukan oksigen. Karbohidrat akan

terlebih dulu dipecah menjadi unit-unit glukosa dengan bantuan

enzim amylase dan enzim glukosidose, dengan adanya ke dua

enzim tersebut maka pati akan segera terdegradasi menjadi

glukosa, kemudian glukosa tersebut oleh khamir akan diubah

menjadi alkohol. Penelitian sebelumnya, membandingkan sifat

dari urin sapi sebelum difermentasi dengan yang sudah

difermentasi. Seperti yang digambarkan, tabel F.1 di bawah ini:

Tabel F.1. Beberapa sifat Urine Sapi Sebelum dan Sesudah

Difermentasi

Berdasarkan hasil pengamatan pada urin yang belum

difermentasi terdapat perbedaan kandungan, diantara

keduannya. Kandungan nitrogen pada saat belum deifermentasi

yang memiliki kandungan unsur hara N adalah 1,4% dan saat

urin telah difermentasi terjadi peningkatan kandungan jumlahunsur hara N menjadi 2,7%. Pada proses fermentasi urin sapi

terdapat kelebihan jika dibandingakan urin yang tidak

difermentasi, yaitu meningkatkan kandungan hara yang terdapat

pada urin tersebut yang dapat menyuburkan tanaman. Selain itu,

bau urin yang telah difermentasi menjadi berkurang baunya

dibandingkan dengan sebelumnya difermentasi.

2.4 Mikroorganisme Lokal (MOL)

10

Perbandingan N (%) Warna Aroma

Sebelum

Fermentasi

1,4 Kuning Menyengat

Sesudah

Fermentasi

2,7 Coklat

Kehitaman

Kurang

Menyengat



MOL adalah hasil fermentasi yang berbahan dasar dari

berbagai sumberdaya yang tersedia setempat. MOL

mengandung unsur mikro dan makro dan juga mengandung

bakteri yang berpotensi sebagai perombak bahan organik,

perangsang tumbuhan, dan sebagai agens pengendali hama dan penyakit tanaman, sehingga MOL dapat digunakan baik sebagai

pendekomposer pupuk hayati dan sebagai pestisida organik

terutama sebagai fungisida (Purwasasmita, 2009).

MOL dibuat sangat sederhana yaitu dengan

memanfaatkan limbah dari rumah tangga atau tanaman di

sekitar lingkungan misalnya sisa-sisa tanaman seperti bonggol

pisang, batang pisang, buah nanas, jerami padi, sisa sayuran,

nasi basi, dan lain-lain. Bahan utama dalam MOL teridiri dari 3 jenis komponen, antara lain : (Sobirin, 2007).

1. Karbohidrat : air cucian beras, nasi bekas, singkong,

kentang dan gandum

2. Glukosa : cairan gula merah, cairan gula pasir, air

kelapa/nira

3. Sumber bakteri : keong mas, buah-buahan misalnya

tomat, papaya, dan kotoran hewan.

Ada beberapa cara pembiakan MOL yang mudah dibuat, yakni :

(Sobirin,2008).

1. Menggunakan air rebusan kedelai (Air rebusan

kedelai ± 10 liter ditambahkan Gula merah ¼ kg )

2. Menggunakan air kelapa (air kelapa ± 10 liter, gula

merah ¼ kg, buah-buahan busuk secukupnya)

3. Menggunakan batang pisang (air kelapa ± 10 liter,

gula merah ¼ kg, batang pisang 0,5 cm )

4. Menggunakan kotoran hewan (kotoran hewan (sapi,

kerbau) ± 10 liter, gula merah ½ kg, dedak/bekatul 5 kg,

air kelapa secukupnya (untuk mengaduk sampai basah)

2.5 Pisang

11



Pisang adalah buah yang sangat bergizi yang merupakan

sumber vitamin, mineral dan juga karbohidrat. Pisang dijadikan

buah meja, sale pisang, pure pisang dan tepung pisang. Kulit

pisang dapat dimanfaatkan untuk membuat cuka melalui proses

fermentasi alkohol dan asam cuka. Daun pisang dipakai sebagi pembungkus berbagai macam makanan trandisional Indonesia.

Batang pisang dapat diolah menjadi serat untuk pakaian, kertas

dsb. Batang pisang yang telah dipotong kecil dan daun pisang

dapat dijadikan makanan ternak ruminansia (domba, kambing)

pada saat musim kemarau dimana rumput tidak/kurang tersedia.

Secara tradisional, air umbi batang pisang kepok dimanfaatkan

sebagai obat disentri dan pendarahan usus besar sedangkan air

batang pisang digunakan sebagai obat sakit kencing dan

penawar racun (Rismunandar. 1990). Buah pisang yang sudah

busuk dapat digunakan sebagai larutan starter mikroorganisme

lokal.

Menurut hasil penelitan Aegerter (1980) pisang hasil dari

fermentasi memiliki lima bakteri yaitu lactobacillus bulgaricus,

streptococcus thermophilus, streptococcus faecelis, lactobacillus

fermentum, dan leuconostoc mesenteroides.

2.6 Fase Pertumbuhan Bakteri

Dalam fermentasi, bakteri akan tumbuh didalam media

biakan yaitu urin sapi. Setiap jenis bakteri tumbuh didalam

media biakan dengan kecepatan tumbuh yang tidak sama. Fase

pertumbuhan bakteri dapat dibagi menjadi 4 fase, yaitu fase

lag, fase logaritma (eksponensial), fase stasioner dan fase

kematian. Hal ini ditunjukkan pada gambar berikut (Volk,

1993):

12



Gambar 1: Fase pertumbuhan bakteri

Fase lag merupakan fase penyesuaian bakteri dengan

lingkungan yang baru. Lama fase lag pada bakteri sangat

bervariasi, tergantung pada komposisi media, pH, suhu, aerasi,

jumlah sel pada inokulum awal dan sifat fisiologis

mikroorganisme pada media sebelumnya. Ketika sel telah

menyesuaikan diri dengan lingkungan yang baru maka sel

mulai membelah hingga mencapai populasi yang maksimum.Fase ini disebut fase logaritma atau fase eksponensial (Volk,

1993).

Fase eksponensial ditandai dengan terjadinya periode

pertumbuhan yang cepat. Setiap sel dalam populasi membelah

menjadi dua sel. Variasi derajat pertumbuhan bakteri pada fase

eksponensial ini sangat dipengaruhi oleh sifat genetik yang

diturunkannya. Selain itu, derajat pertumbuhan juga

dipengaruhi oleh konsentrasi nutrien dalam media, suhuinkubasi, kondisi pH dan aerasi. Ketika derajat pertumbuhan

bakteri telah menghasilkan populasi yang maksimum, maka

akan terjadi keseimbangan antara jumlah sel yang mati dan

jumlah sel yang hidup (Volk, 1993).

Fase stasioner terjadi pada saat laju pertumbuhan bakteri

sama dengan laju kematiannya, sehingga jumlah bakteri

keseluruhan bakteri akan tetap. Keseimbangan jumlah

keseluruhan bakteri ini terjadi karena adanya pengurangan

13



derajat pembelahan sel. Hal ini disebabkan oleh konsentrasi

nutrisi yang berkurang dan terjadi akumulasi produk toksik

sehingga menggangu pembelahan sel. Fase stasioner ini

dilanjutkan dengan fase kematian yang ditandai dengan

peningkatan laju kematian yang melampaui laju pertumbuhan,sehingga secara keseluruhan terjadi penurunan populasi bakteri

(Volk, 1993).

Proses fermentasi dengan penambahan variasi waktu

diharapkan bisa mendapatkan hasil yang optimum. Selain itu

faktor penunjang hasil fermentasi, adalah menambahkan

sukrosa sebagai nutrisi mikroba sehingga hasil yang didapat

optimum. (Novizan, 2005).

2.7 Penentuan Kadar C dengan Metode Walkley and Black

Metode Walkley and Black merupakan salah satu metode

penentuan C-organik. Prinsip metode ini adalah, karbon yang

terdapat sebagai bahan organik di dalam urin sapi tereduksi

dengan larutan Kalium dikromat (K 2Cr 2O7) 1 N dalam suasana

asam. Kemudian dikromat yang telah bereaksi dititrasi denganlarutan ferro sulfat, dan menggunakan indikator difenilamine

sebagai indikator. (Keenan, 1986)

Reaksi yang terjadi dalam analisa ini adalah: (Fauzi,

2008).

C + K 2Cr 2O7 + H2SO4 CO2 + K 2SO4 + Cr 2O72- + H+

Cr 2O72- + 14 H+ + 4 Fe2+ 2 Cr 3+ + 4 Fe3+ + 7 H2O

Reaksi redoks terjadi secara simultan, suatu spesi yangmengoksidasi disebut oksidator dan mengalami reduksi. Suatu

spesi yang mereduksi disebut reduktor dan mengalami oksidasi.

Tidak ada reduktor atau oksidator yang absolut, pada suatu

reaksi suatu spesi dapat bertindak sebagai oksidator dan pada

suatu reaksi lain spesi itu dapat bertindak sebagai reduktor

(Keenan, 1986).

Kurva titrasi redoks, adalah kurva yang menggambarkan

perubahan potensial redoks terhadap jumlah peniter yang

14



ditambahkan. Makin besar perbedaan potensial baku (E˚) antara

oksidator dan reduktor maka makin besar perubahan potensial

pada titik setara (TS). Makin tajam perubahan potensial redoks

pada TS makin mudah titik akhir (TA) titrasi diamati. Makin

besar beda potensial baku titran dan analit, semakin besar Keqdan menyebabkan reaksi cepat dan sempurna (Keenan, 1986).

Autoindikator merupakan titran berwarna dapat bertindak

sebagai indikator sendiri (autoindikator). Indikator redoks, ada

yang spesifik (khas) ada yang tidak (Indikator luar) (Skoog,

1991):

1. Indikator spesifik dapat bereaksi secara khas/spesifik

dengan salah satu pereaksi(warna) dalam titrasi.

2. Indikator luar, jika tidak ada indikator dalam caranya

adalah tidak dimasukkan ke dalam larutan titrasi

melainkan di luar larutan titrasi yang diletakkan pada

plat tetes.

3. Indikator destruktif, indikator dimasukkan ke dalam

larutan titrasi. Indikator bereaksi dengan pereaksi

menyebabkan indikator teroksidasi dan terurai.

2.8 Penentuan Kadar N dengan Metode Kjeldahl

Penerapan jumlah protein secara empiris yang umum

dilakukan adalah dengan menentukan jumlah N yang

terkandung oleh suatu bahan. Penenntuan protein berdasarkan

jumlah N menunjukan protein kasar karena selain protein juga

terikut senyawa N bukan protein misalnya urea, asam nukleat,

ammonia, nitrat, nitrit, asam amino, amida, purin dan pirimidin.

Penentuan cara ini yang paling terkenal adalah cara Kjeldahl

yang dalam perkembanganya terjadi modifikasi misalnya oleh

gunning dan sebagainya (Fauzi, 2008). Analisa protein cara

kjeldahl pada dasarnya dapat dibagi menjadi tga tahapan yaitu

proses destruksi, proses destilasi, dan proses titrasi.

1. Proses Destruksi

Pada tahap ini sampel dipanaskan dalam asam sulfat

pekat sehingga terjadi destruksi menjadi unsure-unsurnya.

Unsur kerbon, hidrogen teroksidasi menjadi CO, CO2, dan

15



H2O. sedangkan nitrogen akan berubah menjadi (NH4)2SO4.

Asam sulfat yang dipergunakan untuk destruksi

diperhitungkan adanya bahan protein lemak dan karbohidrat.

Sampel yang dianalisa sebanyak 0,4 – 35 g atau mengandung

nitrogen sebanyak 0,02 – 0,04 g. Untuk cara mikro kjeldahl bahan tersebut lebih kecil sedikit lagi yaitu 10 – 30 mg.

Untuk mempercepat proses destruksi sering

ditambahkan katalisator yaitu selenium. Selenium dapat

mempercepat proses oksidasi karena zat tersebut selain

menaikkan titik didih juga mudah mengadakan perubahan

dari valensi tinggi ke valensi rendah atau sebaliknya.

Penggunaan selenium lebih reaktif debandingkan merkuri

dan kupri sulfat tetapi selenium memiliki kelemahan yaitukarena sangat cepatnya oksidasi maka nitrogennya justru

mungkin ikut hilang. Hal ini dapat diatasi dengan pemakain

selenium yang sangat sedikit yaitu kurang dari 0,25 g. proses

destruksi sudah selesai apabila larutan menjadi jernih atau

tidak berwarna.

2. Proses Destilasi

Pada tahap destilasi, ammonium sulfat dipecah menjadi

ammonium dengan penambahan NaOH sampai alkalis dan

dipanaskan. Agar supaya selama destilasi tidak terjadi

superheating ataupun pemercikan cairan atau timbunya

gelembung gas yang besar maka dapat ditambahkan logam

zink. Ammonium yang dibebaskan selanjutnya akan

ditangkap oleh larutan standar. Asam standar yang dapat

dipakai adalah asam klorida atau asam borat 4% dalam

jumlah yang berlebihan.agar supaya kontak antara asamdengan ammonia lebih baik maka diusahakan ujung tabung

tercelup sedalam mungkin dalam asam. Untuk mengetahui

asam dalam keadaan berlebih maka diberi indikator misalnya

BCG + MR, atau PP. Destilasi diakhiri bila semua ammoniak

telah terdestilasi sempurna dengan ditandai destilat tidak

bereaksi basa.

3. Proses Titrasi

16



Apabila penampung destilasi digunakan asam borat

maka banyaknya asam borat yang bereaksi dengan ammonia

dapat diketahui dengan titrasi dengan mengggunakan asam

klorida 0,1 N dengan indikator BCG + MR, akhir titrasi

ditandai dengan perubahan warna larutan dari biru menjadimerah muda. Selisih jumlah titrasi sampel dan blanko

merupan jumalah ekuivalen nitrogen (Sudarmadji, 1989)

Reaksi yang terjadi dalam analisa ini adalah:

Tahap Destruksi

(C,H,O,N)n + H 2SO4(P) (NH 4 )2SO4+SO2 + CO2+ H 2O

Larutan Jernih

Tahap Destilasi

(NH 4 )2SO4 + 2 NaOH 2NH 4OH + Na2SO4

NH 4OH NH 3() +H 2O

NH 3(g) NH 3(l)g

(Indikator phenolphthalein)

2 NH3 + 4H3BO3 (NH4)2B4O7 + 5 H2O

Larutan berwarna merah

Tahap Titrasi

(NH4)2B4O7 + HCl (NH4)2Cl + H2B4O7

Larutan jernih

2.9 Rasio C/N

Rasio C/N adalah perbandingan kadar karbon (C) dan

kadar nitrogen (N) dalam satu bahan. Semua makhluk hidup

terbuat dari sejumlah besar bahan karbon (C) serat nitrogen (N)

dalam jumlah kecil. Unsur karbon dan bahan organik (dalam

bentuk karbohidrat) dan nitrogen (dalam bentuk protein, asam

nitrat, amoniak dan lain–lain), merupakan makanan pokok bagi bakteri anaerobik. Unsur karbon digunakan untuk energi dan

unsur nitrogen untuk membangun struktur sel dan bakteri.

Bakteri memakan habis unsur C 30 kali lebih cepat dari

memakan unsur N (Yuwono, 2006).

Nutrisi merupakan faktor yang berpengaruh besar

dalam sintesis dan pertumbuhan sel serta dalam aktivitas enzim

yang dihasilkan oleh bakteri untuk mendegradasi polutan.

Beberapa nutrisi penting yang dibutuhkan mikroorganisme

17



adalah karbon, nitrogen, dan fosfor. Pada dasarnya semua

mikroorganisme memerlukan karbon sebagai sumber energi

untuk aktivitasnya. Nitrogen dan fosfor merupakan penyusun

senyawa-senyawa penting dalam sel yang menentukan aktivitas

pertumbuhan mikroorganisme. Ketiga unsur ini harus ada dalamrasio yang tepat agar tercapai pertumbuhan bakteri yang

optimal. Rasio C/N yang rendah (kandungan unsur N yang

tinggi) akan meningkatkan emisi dari nitrogen sebagai amonium

yang dapat menghalangi perkembangbiakan bakteri. Sedangkan

rasio C/N yang tinggi (kandungan unsur N yang rendah) akan

menyebabkan proses degradasi berlangsung lebih lambat karena

nitrogen akan menjadi faktor penghambat (Alexander, 1994).

2.10 Turbidimeter

Turbidimetri adalah metode untuk menentukan

banyaknya cahaya yang diabsorbsi suatu suspensi. Turbiditas

merupakan sifat optik akibat dispersi dari sinar dan dapat

dinyatakan sebagai perbandingan cahaya yang dipantulkan

terhadap cahaya yang datang. intensitas cahaya yang

dipantulkan oleh suatu suspensi adalah fungsi konsentrasi jika

kondisi lainnya konstan (Khopkar,1990).

Turbidimeter merupakan alat yang digunakan untuk

menguji kekeruhan, yang biasanya dilakukan pengujian adalah

pada sampel cairan misalnya air.

2.11 Hipotesis

Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah

fermentasi urin sapi menggunakan starter MOL dapat

meningkatkan kandungan N dan C pada urin sapi. Rasio C/N

dari urin yang difermentasi sesuai dengan standar rasio C/N pupuk organik cair.

18



BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Biokimia

Jurusan Kimia Fakultas MIPA Universitas Brawijaya

Malang. Penelitian dilaksanakan pada bulan Agustus tahun

2011.

3.2 Bahan dan Alat Penelitian

3.2.1 Bahan penelitian

Bahan kimia yang digunakan dalam penelitian iniadalah gula pasir, pisang busuk, Tabelt Kjedahl, Asam sulfat

pekat (H2SO4), Akuades, NaOH 50%, Larutan H3BO3 3%,

larutan ferro sulfat, lautan K 2Cr 2O7 1N, larutan indikator

difenilamine, larutan HCl 0,01N, dan indikator phenolphtalein.

3.2.2 Alat penelitian

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah neraca

analitik, labu takar 25 mL, 50 mL, 100 mL, 250 mL, pipet ukur 10 mL, turbidimeter , erlenmeyer 250 mL, botol semprot,

spatula, kolom, buret, corong gelas, mortar, gelas arloji, gelas

kimia.

3.3 Tahapan Penelitian

Tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah:

1. Preparasi alat dan bahan

2. Pembuatan larutan starter MOL dari pisang busuk

3. Menentukan kondisi optimum starter

4. Fermentasi urin sapi dengan starter MOL dari pisang

busuk

5. Analisis kadar nitrogen dengan metode Kjedahl

6. Analisis kadar karbon dengan metode Walkley and

Black

19



7. Menentukan rasio C/N

8. Analisis data

3.4 Prosedur Kerja

3.4.1 Preparasi Larutan

3.4.1.1 Pembuatan Larutan Asam Boraks (H3BO3) 3 %

Ditimbang 30 g H3BO3 dan dimasukkan ke dalam gelas

kimia 2 liter. Ditambahkan 500 ml aquades, diaduk hingga

H3BO3 larut sempurna sambil dipanaskan agar H3BO3 mudah

larut. Setelah dingin dimasukkan kedalam labu ukur 1000 ml

dan ditandabataskan.

3.4.1.2 Pembuatan Larutan HCl 0,01 NDipipet 8,3 ml HCl pekat p.a, kemudian diencerkan

dengan akuades 1 L (HCl 0,1 N). Lalu dipipet kembali sebanyak

100 ml HCl 0,1 N, kemudian diencerkan lagi dengan akuades 1

L (HCl 0,01 N).

3.4.1.3 Penetapan Normalitas (N) HCl 0,01 N

Ditimbang 0,4765 g Na2B2O7.10H2O dalam gelas kimia

250 ml. Dilarutkan dengan ± 150 ml akuades bebas CO2.

Didinginkan dan dimasukkan kedalam labu ukur 250 ml,ditandabataskan dengan akuades. Dikocok hingga homogen,

maka larutan borak 0,0100 N. Dipipet 10 ml larutan borak ke

dalam erlenmeyer 100 ml,diencerkan dengan akuades hingga 30

ml, ditambahkan indikator MR 0,2 %. Dititrasi dengan HCl 0,01

N.

Normalitas (N) HCl =

3.4.1.4 Pembuatan Larutan Kalium Dikromat (K 2Cr 2O7) 0,5 M

Ditimbang 14,8 g K 2Cr 2O7, yang dilarutkan dengan

akuades kemudian ditandabataskan dalam labu ukur 100 ml.

3.4.1.5 Pembuatan Larutan Ferro Sulfat (FeSO4).7H2O) 0,5 M

Ditimbang 35 g FeSO4, yang dilarutkan dengan akuades

kemudian ditambahkan 0,5 ml H2SO4 dan ditandabataskan

dalam labu ukur 250 ml.

20



3.4.1.6 Pembuatan larutan indikator difenilamine

Ditimbang 27,82 g FeSO4.7H2O ke dalam gelas piala 250

ml, lalu ditambahkan 15 ml H2SO4 pekat perlahan - lahan, aduk

hingga larut. Lalu ditandabataskan dalam labu ukur 100 ml.

3.4.2 Pembuatan starter MOL

Pisang segar dipisahkan dengan kulitnya dan dipotong

kecil-kecil, selanjutnya didiamkan sampai pisang membusuk.

Pisang busuk ditimbang 100 gram sebanyak tiga kali, kemudian

dimasukkan kedalam toples yang berisi aquades 100 mL dan

variasi gula pasir tiap toples 15,6 gram, 78 gram, dan 140,4

gram. Direndam selama tujuh hari dengan keadaan toplestertutup (anaerob), selama delapan hari setiap hari larutan di

ukur absorbansinya menggunakan turbidimetri untuk

mengetahui fase pertumbuhan bakteri yang terdapat pada MOL.

3.4.3 Fermentasi Urin Sapi

Urin sapi yang masih segar 200 mL dituangkan dalam

gelas kimia 250 mL dan ditambahkan starter larutan MOL

dengan variasi penambahan starter MOL sebanyak 0 %, 10 %,dan 20 %. Selanjutnya semua urin sapi yang telah ditambahkan

starter MOL difermentasi selama 7 hari. Dilakukan triplo pada

setiap perlakuan.

3.4.4 Uji Kandungan

3.4.4.1 Uji Kandungan Nitrogen

Sampel yang telah difermentasi, diambil sebanyak 1 ml

ke dalam labu kjedahl. Setelah itu, dimasukkan pula tabeltkjedahl ± 1gram dan ditambahkan pula batu didih. Kemudian

dimasukkan 8 ml H2SO4 pekat lalu dikocok. Setelah itu

didestruksi, dengan alat pemanas destruksi, sampai warna hijau

jernih, tabung diangkat dan didinginkan. Selanjutnya dilakukan

destilasi, hasil dari destruksi dimasukkan kedalam tabung

destilasi dan ditambahkan 10 ml NaOH 50 %. Destilat

ditampung kedalam erlenmeyer 250 ml yang berisi 5 ml asam

boraks (H3BO3) serta indikator phenolphthalein. Destilasi

21



dilakukan selama ± 3 menit. Destilat hasil destilasi dititrasi

dengan HCl 0,01 N hingga larutan menjadi jernih.

G.4.4.2 Uji Kandungan C-Organik

Pengujian blanko, dilakukan dengan mengambil akuadessebanyak 1 mL ke dalam labu erlenmeyer kemudian

ditambahkan larutan K 2Cr 2O7 sebanyak 10 mL, dan

ditambahkan larutan H2SO4 sebanyak 20 mL serta dikocok.

Kemudian direfluks sampai 30 menit, lalu ditambahkan

indikator difenilamin sebanyak 1 ml. Sampel dititrasi dengan

menggunakan larutan ferrosulfat 0,5 M hingga berwarna hijau.

Kemudian ditambah lagi dengan K 2Cr 2O7 0,5 ml dan dititrasi

kembali dengan ferrosulfat sampai berubah warna larutan

menjadi hijau kembali, lalu volume titran dicatat. Hal yang

sama dilakukan pula untuk pengujian sampel, yang sudah

difermentasi urin dengan volume 1 ml.

3.4.4.3 Menghitung Rasio C/N

Setelah didapatkan kandungan nitrogen dan karbon dalam

urin sapi yang telah difermentasi, dihitung rasio C/N dengan

membagi nilai karbon dengan nitrogen.

3.4.5 Analisis Data

Mengetahui ada tidaknya pengaruh tiap-tiap perlakuan,

maka dilakukan uji F dan BNT. Uji F dilakukan untuk

mengetahui kebenaran hipotesis, uji BNT dilakukan untuk

mngetahui adanya beda nyata akibat perlakuan dalam penelitian.

22



BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Penentuan Kondisi Optimum MOL

Penentuan kondisi optimum MOL selama delapan hari ditunjukan

pada tabel 4.1 sampai tabel 4.8. Pada tabel ini dapat diketahui bahwa

pada hari kedelapan pertumbuhan bakteri sudah menurun atau sudah

memasuki fase kematian.

Tabel 4.1 Pembuatan MOL hari ke - 1

Sukrosa (g) Absorbansi 1 Absorbansi 2 Absorbansi 3 Rata - rata

15,60,12 0,12 0,11

0,117

780,20 0,20 0,19

0,197

140,40,14 0,11 0,11

0,12



15,60,12 0,14 0,10

0,12

780,22 0,24 0,22

0,227

140,40,14 0,14 0,13

0,137



15,60,13 0,17 0,13

0,143

780,28 0,28 0,25

0,27

23



140,40,17 0,15 0,16

0,16



15,60,47 0,47 0,47

0,47

780,44 0,44 0,44

0,44

140,40,41 0,41 0,41

0,41

Tabel 4.5 Pembuatan MOL hari ke -5


15,60,44 0,42 0,43

0,43

780,57 0,57 0,58

0,573

140,40,48 0,46 0,46

0,467



15,60,54 0,55 0,55

0,547

780,6 0,61 0,62

0,61

140,40,54 0,54 0,54

0,54

24




Sukrosa (g) Absorbansi 1 Absorbansi 2 Absorbansi 3 Rata – rata

15,60,45 0,47 0,46

0,46

780,63 0,66 0,65

0,647

140,40,41 0,41 0,41

0,41


Sukrosa (g) Absorbansi 1 Absorbansi 2 Absorbansi 3 Rata – rata

15,60,91 0,9 0,91

0,907

780,51 0,52 0,52

0,517

140,40,31 0,31 0,31

0,31

Penentuan pertumbuhan bakteri ditentukan dengan tingkat kekeruhan

larutan menggunakan turbidimetri. Apabila larutan semakin keruh

maka dapat diketahui bahwa pada larutan tersebut terdapat

pertumbuhan bakteri.

4.2 Fermentasi Urin Sapi

Bentuk fisik dari urin sapi sebelum fermentasi ditunjukan pada tabel

4.9 dan sesudah fermentasi pada hari ketujuh ditunjukan pada tabel4.10. Warna urin sapi setelah fermentasi menjadi lebih keruh dan

tidak terlalu bau dibandingkan dengan urin sebelum fermentasi, itu

sesuai dengan syarat sebuah pupuk yang tidak berbau.

Tabel 4.9 Urin sapi sebelum fermentasi

Warna Kuning jernih

Aroma Sangat menyengat

25



Fisik Encer

Tabel 4.10 Urin sapi setelah fermentasi hari ketujuh

MOL 0% MOL 10% MOL 20%

Warna Kuning Jernih Hitam Hitam

Aroma Sangat

menyengat

Tidak

menyengat

Tidak

menyengat

Fisik Encer Endapan putih Endapan putih

4.3 Penentuan Kadar karbon, kadar Nitrogen, dan rasio C/N

Penentuan kadar nitrogen dan karbon dilakukan pada penambahan

mol 0%, 10%, dan 20% pada urin sapi. Tabel 4.11 penambahan

sukrosa 15,6 gram; tabel 4.12 penambahan sukrosa 78 gram; tabel

4.13 penambahan sukrosa 140,4 gram.

26



27

Tabel 4.11 penambahan sukrosa 15,6 gram

Konsentrasi

starter Sampel (ml)

Volume Titrasi

FeSO4 (ml)

Rata-

rata (ml) [C] (%)(%) U1 U2 U3

Blanko - 10,62 10,62 10,63 10,6233 -

0 1 ml 8,23 8,21 8,20 8,2133 0,657

10 1 ml 6,76 6,74 6,73 6,7433 1,095

20 1 ml 6,68 6,68 6,65 6,67 1,116

Konsentrasi

Starter (% )

Sampel (ml) Volume Titrasi

HCl (ml)Rata-

rata[N] %

U1 U2 U3

Blanko - 0,36 0,37 0,37 0,367 -0 0,5 1,24 1,26 1,26 1,253 0,031

10 0,5 2,52 2,51 2,54 2,523 0,079

20 0,5 2,88 2,86 2,89 2,8767 0,082

Konsentrasi Starter (%) Rasio C/N

0 22,655

10 % 15,422

20 % 13,61

Tabel 4.12 penambahan sukrosa 78 gram

Konsentrasi

starter Sampel (ml)

Volume Titrasi

FeSO4 (ml)

Rata-

rata (ml)

[C] (%)

(%) U1 U2 U3

Blanko - 10,62 10,62 10,63 10,6233 -

0 1 ml 8,23 8,22 8,23 8,2267 0,654

10 1 ml 6,46 6,44 6,47 6,4567 1,158

20 1 ml 6,28 6,29 6,29 6,2867 1,207

Konsentrasi

Starter (% )

Sampel (ml) Volume Titrasi

HCl (ml)

Rata-

rata [N] %

U1 U2 U3

Blanko - 0,36 0,37 0,37 0,367 -

0 0,5 1,25 1,26 1,25 1,253 0,029

10 0,5 3,10 3,11 3,10 3,103 0,089

20 0,5 3,58 3,56 3,59 3,577 0,105

Konsentrasi Starter (%) Rasio C/N

0 22,551

10 % 13,011

20 % 11,495



Konsentrasi Starter

(%)

Rasio C/N

0 22,689

10 % 10,882

20 % 9,713

28

Tabel 4.13 penambahan sukrosa 140,4 gram

Konsentrasi

starter Sampel (ml)

Volume Titrasi

FeSO4 (ml)

Rata-

rata(ml)

[C] (%)(%) U1 U2 U3

Blanko

-

10,62 10,62 10,63

10,623

3 -

0 1 ml 8,20 8,21 8,23 8,213 0,658

10 1 ml 5,98 5,99 5,96 5,977 1,295

20 1 ml 5,65 5,66 5,64 5,65 1,389

Konsentrasi

Starter (% )

Sampel (ml) Vol, Titrasi HCl

(ml)Rata-

rata[N] %

U1 U2 U3

Blanko - 0,36 0,37 0,37 0,367 -

0 0,5 1,25 1,26 1,25 1,253 0,029

10 0,5 3,10 3,11 3,10 3,103 0,119

20 0,5 3,58 3,56 3,59 3,577 0,143



29

skripsi

Documents