Peran Mikroba Starter dalam Dekomposisi Kotoran Ternak dan Perbaikan Kualitas Pupuk Kandang

BAB I

PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang

Pupuk adalah suatu bahan yang mengandung satu atau lebih unsur hara bagi tanaman. Bahan tersebut berupa mineral atau organik, dihasilkan oleh kegiatan alam atau diolah oleh manusia di pabrik. Unsur hara yang diperlukan oleh tanaman adalah C, H, O (ketersediaan di alam masih melimpah), N, P, K, Ca, Mg, S (hara makro, kadar dalam tanaman > 100 ppm), Fe, Mn, Cu, Zn, Cl, Mo dan B (hara mikro, kadar dalam tanaman < 100 ppm).

Beberapa kendala pada penggunaan pupuk kandang adalah sifatnya yang bulky, kandungan air yang cukup tinggi dan kandungan hara yang rendah. Pupuk kandang biasanya diberikan dalam jumlah yang cukup banyak agar dapat memenuhi kebutuhan hara tanaman. Oleh karena itu, diperlukan strategi tertentu untuk meningkatkan kualitas pupuk kandang. Salah satu cara untuk meningkatkan kualitas pupuk kandang yaitu dengan menambahkan mikrobia starter.

Mikroba starter memiliki manfaat positif bagi tanaman apabila ditambahkan ke dalam pupuk kandang. Kandungan hara organik di dalam kompos akan berperan sebagai tempat hidup dan makanan bagi mikroba starter. Mikroba-mikroba tersebut berfungsi sebagai penambat N dari udara, melarutkan P, membantu penyerapan hara, merangsang pertumbuhan tanaman dan membantu mengatasi serangan penyakit. Mikroba yang dapat ditambahkan dalam pembuatan kompos yaitu mikroba yang tahan terhadap suhu kompos tinggi, maupun ditambahkan setelah kompos matang. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa penambahan mikroba ke dalam kompos memberikan pengaruh positif yang signifikan terhadap kualitas pupuk kandang.

B.  Rumusan Masalah

1.    Apa yang dimaksud dengan pupuk?

2.    Apa yang dimaksud dengan mikrobia starter?

3.    Bagaimana peran mikroba starter dalam pembuatan pupuk kandang terhadap perbaikan kualitas fisik dan kimia pupuk kandang?

C.  Tujuan

1.    Untuk mengetahui pengertian pupuk dan mikrobia starter.

2.    Untuk mengetahui cara-cara meningkatkan kualitas pupuk.

3.    Untuk mengetahui peran mikroba starter dalam pembuatan pupuk kandang terhadap perbaikan kualitas fisik dan kimia pupuk kandang.

BAB II

PEMBAHASAN

A.  Pengertian Pupuk

Pupuk adalah suatu bahan yang digunakan untuk mengubah sifat fisik, kimia atau biologi tanah sehingga menjadi lebih baik bagi pertumbuhan tanaman. Penggolongan pupuk umumnya didasarkan pada sumber bahan yang digunakan, cara aplikasi, bentuk dan kandungan unsur haranya (Hadisuwito, 2012). Jenis pupuk alami yang sering ditemukan adalah pupuk kandang.

Pupuk kandang merupakan pupuk yang bahan dasarnya berasal dari kotoran ternak, baik kotoran padat maupun campuran sisa makanan dan urine 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).

 Zat hara yang terkandung dalam pupuk kandang tergantung dari sumber kotoran bahan bakunya. Pupuk kandang ternak besar kaya akan unsur nitrogen dan mineral logam seperti magnesium, kalium dan kalsium. Pupuk kandang ayam memiliki kandungan fosfor lebih tinggi. Namun, manfaat utama pupuk kandang adalah mempertahankan struktur fisik tanah sehingga akar tanaman dapat tumbuh secara baik. Pupuk kandang tidak hanya membantu pertumbuhan, tetapi juga dapat membantu menetralkan racun logam berat di dalam tanah. Selain itu, pupuk kandang dapat membantu penyerapan unsur hara dan mempertahankan suhu tanah.

Kebanyakan pupuk kandang berupa feses yang dikeluarkan oleh hewan ketika sedang berada di kandang maupun ketika sedang digembalakan di lahan pertanian, misal ketika sedang memakan brangkasan dan gulma. Kualitas nutrisi yang terkandung di dalam pupuk kandang sangat ditentukan oleh jenis hewan dan apa yang dimakan oleh hewan tersebut. Kotoran kuda masih mengandung banyak rumput karena sistem pencernaannya tidak sama dengan ruminansia.

 Tumpukan kotoran hewan dapat menghasilkan panas selama proses dekomposisi sehingga dapat terbakar secara spontan jika ditumpuk dalam tumpukan yang besar. Ketika kotoran hewan sudah terbakar, udara akan tercemar dan menimbulkan bau tidak sedap.

Penggunaan pupuk kandang sebagai pupuk bagi tanaman dapat bermanfaat dalam mengurangi pencemaran lingkungan karena pupuk tersebut tidak dibuang pada sembarang tempat yang dapat mengotori lingkungan dan badan  perairan umum. Selain itu, penggunaan pupuk kandang bermanfaat dalam mengurangi logam-logam berat yang bersifat racun bagi tanaman dan juga dapat dipergunakan dalam mereklamasi lahan yang tercemar, seperti lahan-lahan bekas tambang (Hartatik, 2010).

B.  Mikrobia Starter

Starter merupakan media berisi mikroba tertentu dan digunakan untuk memacu tumbuhnya mikroba yang diharapkan. Starter komersil banyak dijual, misalnya ragi peuyeum, ragi kue, EM4, Starbia, Stardek dan lain-lain. Wujud starter beragam, tergantung dari mikroba yang dikandungnya. Starter yang mengandung jamur atau ragi berbentuk kering, sedangkan starter bakteri berbentuk cair.

Starter merupakan media berisi mikroba yang sudah diinaktifkan. Dalam keadaan inaktif, kebutuhan mikroba terhadap energi menjadi rendah. Dengan demikian, pemanfaatan energi yang terkandung dalam media starter menjadi lambat sehingga kehidupan mikroba di dalam starter dapat bertahan lama. Starter dapat dibuat dengan mengendalikan lingkungan hidup mikroba sehingga mikroba yang diharapkan tetap hidup dan mikroba lain tidak dapat tumbuh dan berkembang. Kegagalan pengendalian lingkungan dapat menyebabkan populasi mikroba yang diharapkan menjadi menurun atau aktivitasnya menurun.

Starter adalah populasi mikroba dalam jumlah dan kondisi fisiologis yang siap diinokulasikan pada media fermentasi. Starter mikroba dapat dijumpai dalam berbagai bentuk, salah satunya adalah ragi untuk pembuatan roti. Mikroba pada starter tumbuh dengan cepat dan fermentasi segera terjadi. Media starter biasanya identik dengan media fermentasi. Media ini diinokulasi dengan biakan murni dari agar miring yang masih segar (umur 6 hari). Starter baru dapat digunakan 6 hari setelah diinokulasi dengan biakan murni. Permukaan starter akan tumbuh mikroba dan membentuk lapisan tipis berwarna  putih. Lapisan ini disebut dengan nata. Semakin lama lapisan ini akan semakin tebal sehingga ketebalannya dapat mencapai 1,5 cm. Starter yang telah berumur 9 hari (dihitung setelah diinokulasi dengan biakan murni) tidak dianjurkan digunakan lagi karena kondisi fisiologis mikroba tidak optimum bagi fermentasi dan kemungkinan tingkat kontaminasi sudah cukup tinggi. Volume starter disesuaikan dengan volume media fermentasi yang akan disiapkan. Dianjurkan volume starter tidak kurang dari 5% volume media yang akan difermentasi menjadi nata. Pemakaian starter yang terlalu banyak tidak dianjurkan karena tidak ekonomis.

C.  Pengaruh Mikrobia Starter terhadap Kualitas Pupuk Kandang

1.   Sifat Fisik Pupuk Kandang

Sifat fisik pupuk dapat digunakan sebagai parameter dalam menilai kualitas pupuk. Parameter dari sifat fisik pupuk meliputi nilai pH, warna, aroma maupun tekstur. Menurut Hadisuwito (2012) bahwa ciri-ciri fisik pupuk kandang yang telah siap digunakan yaitu dingin, remah, wujud aslinya sudah tidak tampak dan baunya telah berkurang. Pupuk kandang yang belum memiliki ciri-ciri tersebut, belum bisa digunakan. Para petani biasanya menggunakan pupuk kandang dengan cara disebar dan dibenamkan. Namun, penggunaan yang paling baik adalah cara dibenamkan. Hal ini dikarenakan adanya penguapan unsur hara akibat proses kimia dalam tanah dapat dikurangi.

Hasil pengomposan meningkat suhu dan pada saat tertentu suhu akan menurun. Keadaan tersebut disebabkan terjadinya proses perombakan dari bahan organik menjadi bahan anorganik. Oksigen dan senyawa yang mudah terdegradasi yang terkandung  dalam  kompos  akan  segera  dimanfaatkan  oleh  mikroba mesofilik sehingga  suhu akan meningkat lebih cepat. Suhu akan tetap tinggi selama waktu tertentu. Mikroba yang aktif pada kondisi ini adalah mikroba termofilik yaitu mikroba yang aktif  pada  suhu tinggi. Pada saat itu terjadi proses dekomposisi bahan organik yang sangat aktif. Mikroba dalam kompos menggunakan oksigen akan menguraikan bahan organik menjadi karbondioksida, uap air, dan panas. Setelah sebagian bahan terurai, maka suhu akan berangsur – angsur mengalami penurunan dan terjadi pematangan kompos (Hapsari, 2013).

Selama tahap awal proses dekomposisi, akan terbentuk asam-asam organik. Kondisi asam akan mendorong pertumbuhan jamur dan akan mendekomposisi lignin dan selulosa yang terkandung di dalam kotoran ternak yang akan menjadi pupuk organik. Nilai pH kotoran sapi cenderung bersifat asam lemah sampai netral. Namun, hasil penelitian yang dilakukan oleh Agus et al. (2014) menyatakan bahwa pemberian larutan mikroba starter yang bersifat basa akan cenderung meningkatkan nilai pH pupuk menjadi netral sampai agak basa. Hal ini mendorong terjadinya perbaikan kualitas lingkungan hidup sehingga aktivitas mikroorganisme pendekomposi lebih tinggi dan proses dekomposisi bahan organik menjadi lebih cepat.

Agus et al. (2014) juga menyatakan bahwa warna pupuk kandang cenderung semakin gelap atau coklat kehitaman dengan adanya pengomposan menggunakan mikroba starter. Hal ini disebabkan proses mineralisasi dan humifikasi bahan organik berjalan cukup cepat. Menurut Hapsari (2013) perubahan warna pupuk disebabkan oleh hilangnya nitrogen yang diakibatkan karena proses dekomposisi yang terjadi di dalam pengomposan. Panas yang dihasilkan mampu memecah ikatan lignin sehingga nitrogen menjadi berkurang sehingga warna berubah menjadi coklat dan pengomposan menuju ke fase pematangan.

Selain itu, bau menyengat pada pupuk diduga merupakan bau amoniak yang dihasilkan dari bahan-bahan  pembuatan  pupuk  organik  yang  terlalu  banyak  mengandung Nitrogen  yang  ratio  C/N  terlalu  rendah. Hasil penelitian Agus et al. (2014) bahwa penambahan larutan mikroba starter dapat mengurangi aroma menyengat pupuk kandang yang berasal dari kotoran sapi. Hal ini disebabkan gas-gas berbau yang dikeluarkan dalam proses pengomposan dapat ditekan oleh mikroba starter.

2.   Sifat Mikrobiologi Pupuk Kandang

Sifat mikrobiologi pupuk kandang ditentukan oleh adanya jumlah dan jenis mikroba yang terkandung. Jumlah mikroba pathogen dalam pupuk kandang semakin tinggi maka nilai kualitas pupuk tersebut menjadi rendah. Berdasarkan hasil penelitian Agus et al. (2014) bahwa pemberian mikroba starter dalam pembuatan pupuk kandang sapi masih mengandung bakteri E. coli dan Salmonella sp.. Jumlah E. coli dan Salmonella pada pupuk kandang ayam jauh lebih rendah dibandingkan pada pupuk kandang sapi.

Proses pengomposan secara natural mikrobia pathogen termasuk E. coli dan Salmonella sp. mengalami penurunan jumlah atau kematian akibat adanya panas termofilik yang terjadi saat proses pengomposan. Pada suhu 60-70⁰C sebagian besar mikroba pathogen akan mati. Suhu pada saat pengomposan meningkat hingga dapat membunuh mikrobia pathogen, sehingga kompos yang terdekomposisi dengan baik akan bebas pathogen. Menurut Agus et al. (2014) kandungan mikrobia E. coli dan Salmonella sp dalam pupuk organik yang diberi larutan mikroba starter cenderung menurun seiring dengan lama waktu pengomposan. Kandungan mikrobia berbahaya pada kotoran sapi relatif sedikit dibandingkan pada kotoran ayam.

Pengggunaan langsung pupuk kandang dalam tanaman perlu diwaspadai. Hal ini dikarenakan kemungkinan adanya kandungan gulma, organisme penyebab penyakit yang terkandung dalam pupuk kandang / kotoran hewan. Selain itu, penggunaan langsung pupuk ini juga kemungkinan besar akan menyebabkan panas karena proses penguraian (Hadisuwito, 2012).

Menurut Maspary (2011) pembuatan pupuk membutuhkan bakteri pengurai atau mikroba starter. 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 mempercepat proses pengomposan pada pembuatan pupuk. 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 pengolahan yang baik dan benar akan menghasilkan pupuk yang tidak panas, tidak  berbau  busuk,  tidak  mengandung  hama  dan  penyakit serta  tidak membahayakan pertumbuhan ataupun produksi tanaman.

3.   Sifat Kimiawi Pupuk Kandang

Sifat kimiawi pupuk sangat berpengaruh terhadap penilaian kualitas pupuk. Sifat tersebut meliputi nisbah C/N dan kandungan unsur hara baik mikro maupun makro. Perubahan yang penting pada pengomposan adalah penurunan nisbah C/N, meningkatkan persentase hara dan ketersediaan hara serta bau yang baik.  Kompos  yang  matang  dapat disimpan  dalam  waktu  lama  tanpa  terjadinya perubahan  biokimia  yang  signifikan,  menjadi asam  ataupun  mengalami  pemanasan  kembali.

Pupuk kandang merupakan pupuk organik dapat berperanan sebagai bahan pembenah tanah. Pupuk kandang dapat mencegah erosi, pergerakan tanah dan retakan tanah. Pupuk kandang dan pupuk organic lainnya meningkatkan kemampuan tanah mengikat kelembaban, memperbaiki struktur tanah dan pengatusan tanah. Pupuk kandang memacu pertumbuhan dan perkembang bakteri serta makhluk tanah lainnya. Pupuk kandang mempunyai kandungan unsur N, P dan K rendah, tetapi banyak mengandung unsur hara mikro.

Penelitian Hapsari (2013) bahwa secara kuantitas pupuk organic dengan penambahan inokulum dalam pembuatan pupuk menggunakan kotoran sapi memiliki kandungan unsur hara yang relatif lengkap. Selain itu, unsur mikro nutrisi yang ada juga cukup memenuhi standar, karena kebutuhan dalam tanaman sangat relatif kecil namun esensial.

Hasil penelitian Agung et al. (2014) menyatakan bahwa setelah aplikasi mikroba starter terjadi penurunan kandungan C pada pupuk kandang ayam, sedangkan pada pupuk kandang sapi tidak terjadi penurunan. Penurunan kandungan C ini dapat disebabkan oleh adanya perombakan bahan-bahan organik sehingga menjadi lebih tersedia dan dilepaskan dalam bentuk CO₂.

Nilai dari pupuk kandang tidak hanya didasarkan pada pasokan jumlahnya tetapi jumlah nitrogen dan zat yang terkandung. Kandungan unsur nitrogen dalam pupuk kandang akan dilepaskan secara perlahan-lahan. Unsur nitrogen yang dilepaskan dengan adanya aktivitas mikroorganisme kemudian akan dimanfaatkan oleh tanaman. Dengan demikian, pemberian pupuk kandang yang berkelanjutan akan membantu dalam membangun kesuburan tanah secara jangka panjang (Hadisuwito, 2012).

Menurut Agus et al. (2014) bahwa aplikasi mikroba starter dalam pupuk kandang ayam maupun sapi meningkatkan kandungan nitrogen (N), kemudian mengalami penurunan pada pupuk kandang  ayam,  tetapi  penurunan kandungan  N  total  tersebut  tidak  terjadi  pada pupuk kandang sapi. Nisbah C/N baik pada pupuk kandang sapi mengalami peningkatan sedikit setelah aplikasi mikroba starter. Perubahan kandungan ammonium dan nitrat pada pupuk kandang ayam serupa dengan perubahan yang terjadi pada kandungan N total. Penurunan kandungan N ini disebabkan oleh volatilisasi / kehilangan nitrogen dalam bentuk ammonia sehingga menyebabkan nisbah C/N pupuk kandang meningkat lagi. Nisbah C/N dapat menjadi indikator yang baik bagi kematangan kompos dari bahan selulotik seperti jerami padi. Perubahan tersebut menunjukkan bahwa kehilangan N dalam bentuk ammonia sangat menonjol pada pupuk kandang ayam, dibandingkan pupuk kandang sapi.

Dalam keadaan anaerobik, proses perombakan pada pembuatan pupuk menjadi tidak sempurna. Hal ini disebabkan karbondioksida (CO₂) kurang terbentuk dan sebaliknya, ammonia (NH₃) lebih banyak yang terbentuk disertai dengan bau menyengat dari hydrogen sulfida (H₂S) dan senyawa yang mengandung sulfur yang tereduksi. Dengan perlakuan mikroba starter, bagian  senyawa  sulfur  dari  bahan  organik  banyak yang  terombak  menjadi  gas  SO₂ yang  relatif  tidak berbau, dan sebaliknya H₂S serta senyawa reduktif sulfida lainnya menjadi  terhambat pembentukannya. Perombakan dengan mikroba starter sebaiknya diupayakan dalam suasan aerobic atau dengan suasana lembab tetapi tidak sampai anaerobik sehingga kehadiran senyawa H₂S dan senyawa sulfur reduktif lainnya dapat dikurangi atau tidak terbentuk.

Penurunan kandungan S organik (%) terlihat jelas dari kondisi sebelum aplikasi mikroba starter dibandingkan dengan setelah aplikasi. Perubahan kandungan  hara  P,  kation-kation seperti  K  dan  Mg  serta  logam-logam  seperti  Fe, Cu,  Mn,  Zn  dan  logam  berat  Cr setelah  aplikasi mikroba starter terjadi pada pupuk kandang ayam maupun pupuk kandang sapi (Agus et al., 2014).

Penambahan maikroba starter menyebabkan kandungan P dan K mengalami penurunan pada pupuk kandang ayam, sedangkan kandungan P pada pupuk kandang sapi relatif tidak berubah. Kandungan K pada pupuk kandang sapi mengalami peningkatan setelah aplikasi mikroba starter. Menurut Sutedjo (2010) penambahan mikrobia atau inoculum dalam pupuk  mampu  meningkatkan  unsur  hara  makro N, P, K sehingga kualitas pupuk organik menjadi lebih baik. Kation-kation seperti Mg, Fe dan Cu mengalami peningkatan pada pupuk kandang ayam setelah aplikasi mikroba starter, kemudian kandungan tersebut relatif tetap setelah aplikasi. Pada pupuk kandang sapi, kandungan unsur Mg, Fe dan Cu relative tidak berubah hingga mengalami penurunan pada 24 jam setelah aplikasi. Kandungan Zn, Mn dan logam berat Cr mengalami penurunan baik pada pupuk kandang ayam maupun sapi setelah aplikasi mikroba starter.

BAB III

PENUTUP

A.  Kesimpulan

1.      Pupuk adalah suatu bahan yang mengandung satu atau lebih unsur hara bagi tanaman.

2.      Beberapa kendala pada penggunaan pupuk kandang adalah sifatnya yang bulky, kandungan air yang cukup tinggi dan kandungan hara yang rendah.

3.      Mikroba starter memiliki manfaat positif bagi tanaman apabila ditambahkan ke dalam pupuk kandang.

4.      Mikroba-mikroba tersebut berfungsi sebagai penambat N dari udara, melarutkan P, membantu penyerapan hara, merangsang pertumbuhan tanaman dan membantu mengatasi serangan penyakit tanaman.

5.      Penambahan mikroba ke dalam kompos memberikan pengaruh positif yang signifikan terhadap kualitas pupuk kandang.

DAFTAR PUSTAKA

Agus, C., E. Faridah, D. Wulandari dan B. H. Purwanto. 2014. Peran mikroba starter dalam dekomposisi kotoran ternak dan perbaikan kualitas pupuk kandang. Jurnal Manusia dan Lingkungan. Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.

Hadisuwito, W dan L. R Widowati. 2012. Pupuk kandang. Jurnal Pupuk Organik dan Pupuk Hayati. Balai Penelitian Tanah, Jakarta.

Hapsari, A. Y. 2013. Kualitas dan kuantitas kandungan pupuk organik limbah serasah dengan inokulum kotoran sapi secara semianaerob. Skripsi. Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.

Sutedjo, M. 2010. Pupuk dan Cara Pemupukan. Rineka Cipta, Jakarta.

https://id.wikipedia.org/wiki/Pupuk_kandang di unduh pada hari Selasa, 01 Maret 2016 pukul 20.37 WIB

http://izinpupukpestisida.blogspot.co.id/2009/10/strategi-peningkatan-kualitas-pupuk.html di unduh pada hari Selasa, 01 Maret 2016 pukul 20.37 WIB

https://www.academia.edu/10935428/Laporan_Praktikum-_Mikroba_Starter diunduh pada hari Selasa, 01 Maret 2016 pukul 21.38 WIB