III. METODOLOGI A. LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN Penelitian ini akan dilaksanakan selama kurang lebih 4 (empat) bulan mulai tanggal 9 Maret hingga 9 Juni 2009 di PUSPIPTEK Serpong; PTPN VIII Batulawang Ciamis, Jawa Barat; Laboratorium Kimia Departemen Ilmu Tanah IPB; dan Laboratorium Fisika dan Mekanika Tanah Departemen Teknik Pertanian IPB. B. ALAT DAN BAHAN Alat-alat yang digunakan saat pelaksanaan penelitian ini antara lain: a. Termometer l. Masker b. ph meter m. Timbangan c. Moisture Tester n. Gacok d. Emerat o. Plastik e. Sekop p. Sprayer f. Mini sekop q. Ember Plastik g. Troli r. Selotip h. Terpal s. Bambu. i. Paku t. Kalkulator. j. Palu u. Laptop k. Sarung tangan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari, limbah pencucian biji kakao terfermentasi, serasah daun, kotoran sapi dan mikroorganisme dekomposer. Limbah pencucian biji kakao terfermentasi yang merupakan bahan utama pada proses pengomposan, didapatkan dari PTPN VIII Batulawang, Ciamis, Jawa Barat. Serasah daun, kotoran sapi dan bioaktivator didapatkan di PUSPIPTEK Serpong. 24
C. METODE PENELITIAN 1. Penelitian Pendahuluan Pelaksanaan penelitian akan dilakukan melalui beberapa tahapan. Tahapan tersebut antara lain penelitian pendahuluan, penelitian utama, dan analisis kualitas kompos. Untuk memperjelas tahapan penelitian yang dilakukan, dapat dilihat pada Gambar 5. Limbah padat Serasah Daun Kotoran Sapi Limbah cair saring dan endapannya Penjemuran (Ka ±20%) Pencacahan Pencacahan Penjemuran (hingga kadar air mencapai ± 15-20 %) Penjemuran (Ka = ± 15-20%) Karakterisasi Bahan Pencampuran, Homogenisasi dan analisis C/N Bahan Pembagian bahan pengompos berdasarkan ketersediaan oksigen dan menambahkan aktivator pengompos. Kemudian, membagi lagi bahan pengompos aerob berdasarkan sistem aerasinya. Metode 1. AAA (AAA) Metode 2. AABB (AABB) Metode 3. AABS (AABS) Metode 4. Anaerob Proses Pengomposan (selama proses berlangsung, dilakukan pengukuran suhu, kadar air dan ph; penambahan air (hari ke-8 dan 16) untuk kompos teraerasi; serta pembalikan (setiap 5 hari sekali). Penepungan dan Pengepakan Kompos AAA Kompos AABB Kompos AABS Kompos Anaerob 25
Uji Kualitas Kompos Selesai Gambar 5. Bagan ailr proses penelitian. a. Penjemuran Penjemuran dilakukan karena bahan mengandung kadar air yang cukup tinggi. Bahan yang dijemur antara lain limbah pencucian biji kakao terfermentasi (limbah padat dan cair) dan kotoran sapi. Bahan kompos mula-mula dijemur hingga kadar air bahan mencapai 15-20%, agar bahan mudah disesuaikan dengan kondisi optimum pengomposan. Selain itu, untuk memudahkan proses pengecilan ukuran pada limbah padat. Mulamula limbah cair diambil endapan scum-nya. Scum merupakan endapan lendir yang telah mengambang. Kemudian, sisa limbah cair disaring dengan saringan yang mempunyai ketelitian ±0.05 mm untuk mendapatkan lendir basah. b. Pencacahan Bahan Pengompos Salah satu faktor yang mempengaruhi kecepatan dekomposisi proses pengomposan yakni, ukuran partikel bahan. Untuk mendapatkan ukuran bahan sesuai standar, yakni antara 2.5 hingga 4 cm (Metcalf & Eddy, 2004), maka dilakukan pencacahan pada serasah daun dan limbah padat kering. Pencacahan dilakukan dengan menggunakan mesin pencacah model MPO 850 HD. Motor penggerak memiliki daya 8.5PK dengan kapasitas pencacahan mencapai 600-700 kg/jam. c. Karakterisasi dan Penentuan Bobot Bahan Pengompos Tahapan penelitian selanjutnya, yakni melakukan karakteristisasi bahan pengompos. Karakterisasi dilakukan untuk mengetahui nilai rasio C/N dan kadar air bahan sehingga sesuai dengan nilai optimum pengomposan (Tabel 1). Parameter yang diukur yakni kadar C, N dan air, masing-masing bahan. Kemudian, dilakukan penentuan jumlah bahan 26
organik yang akan dicampurkan melalui persamaan menurut Indrasti, dkk (2005), sebagai berikut: % % % % Dimana: % C = Kadar karbon % N = Kadar nitrogen 25 35... (1) Penggunaan pendekatan rumus ini adalah untuk menentukan perbandingan bobot bahan karbon organik dan sumber nitrogen agar didapatkan nilai C/N yang ideal dalam proses pengomposan. d. Pencampuran dan Homogenisasi Bahan Bobot bahan baku kompos yang telah sesuai dengan perhitungan formulasi diatas, kemudian dicampurkan. Pencampuran bahan dilakukan agar didapatkan nilai rasio C/N optimum untuk memperlancar jalannya proses pengomposan. Serasah daun dan kotoran sapi dicampur terlebih dahulu, lalu ambil sampel campuran bahan homogen secara komposit. Kemudian dilakukan penambahan limbah pada bahan awal dan dicampur hingga homogen, lalu ambil sampel campuran bahan akhir secara komposit. Pengambilan pada kedua sampel dilakukan untuk mengetahui nilai C/N sesungguhnya melalui analisis laboratorium. e. Pembagian Bahan Berdasarkan pengaruh ketersediaan oksigen, maka bahan pengompos dipisahkan menjadi 2 bagian, yakni aerob dan anaerob, dengan perbandingan 1 : 4, dalam satuan kilogram. Kemudian, bahan kompos aerob diberikan aktivator cair, sedangkan bahan kompos anaerob diberikan aktivator kering, berbetuk remah seperti tanah. Berdasarkan pengaruh sistem aerasinya, kegiatan pengomposan aerobik dilakukan dengan menggunakan metode windrow teraerasi. Adanya perlakuan tersebut maka bahan kompos aerob dipisahkan menjadi 3 bagian, antara lain kompos AAA, AABB dan AABS. Pada masing- 27
masing metode dilakukan dengan 2 kali ulangan. Dengan total pemisahan bahan menjadi 6 bagian. i. Metode Aerob Aerasi Alami (AAA) Pengomposan AAA merupakan pengomposan dengan bantuan oksigen dengan sirkulasi alami. Pada metode pengomposan ini, tidak diberikan alat bantu sehingga sirkulasi udara terjadi alami, maka disebut sistem pengomposan aerob aerasi alami (AAA). Dimensi sistem pengomposan AAA, yakni panjang x lebar x tinggi, sebesar 0.7 m x 0.6 m x 0.5 m (Lampiran 3). ii. Metode Aerob Aerasi Bambu Berlubang (AABB) Berbeda dengan pengomposan AAA, sistem pengomposan AABB merupakan pengomposan dengan bantuan oksigen, namun sistem aerasi dibantu dengan alat berupa bambu yang dilubangi. Dimensi sistem pengomposan terlampir pada Lampiran 4. Bambu pengomposan AABB (Gambar 6a dan 6b), mempunyai celah berbentuk lubang elips berdiameter ± 1-3 cm yang dibentuk dari bambu utuh dengan jarak antar lubang mencapai 15 cm berselang atas bawah memiliki panjang 90 cm, yang jumlahnya mencapai 7 lubang dalam 1 bambu seperti yang terlihat pada Gambar dibawah. 90 cm 15 cm Gambar 6a. Bambu aerasi AABB Gambar 6b. Celah udara pada pengomposan AABB. 28
iii. Metode Aerob Aerasi Bambu Segitiga (AABS) Sistem pengomposan AABS merupakan pengomposan dengan bantuan oksigen, namun sistem aerasi dibantu dengan alat berupa bambu yang dilubangi. Dimensi sistem pengomposan terlampir pada Lampiran 5. Alat bantu pengomposan AABS (Gambar 7a dan 7b), dibuat dengan panjang 90 cm, jumlah celah keseluruhan mecapai 68 celah dan memiliki panjang kali lebar sebesar ± p x l = 3 x 1 cm 2. 90 cm 20 cm p p Gambar 7a. Bambu aerasi AABS l = 1 cm Gambar 7b. Celah ulara pada pengomposan AABS. iv. Metode Anaerob Aplikasi pengomposan anaerob ditempatkan pada sebuah ember berukuran ± 100 L yang tertutup dan diisolasi rapat disekeliling tutup ember, lalu disambung dengan pipa berdiameter 1 inchi serta mempunyai panjang 30 cm (Gambar 8). Pipa tersebut dipasang memanjang vertikal pada tengah tutup ember. Lubang ujung atas pipa diselotip sebagian namun tidak terlalu rapat. Hal ini dilakukan untuk mengkondisikan ruangan tanpa oksigen. 29
Gambar 8. Tempat pengompos anaerob (sketsa pada Lampiran 6). Bahan dimasukkan ke dalam ember hingga ±7/8 bagian ember. Untuk memperjelas dimensi aplikasi sstem pengomposan anaerob, dapat dilihat sketsa Lampiran 6. Pemberian ruang ini dan juga penyambungan ember dengan pipa terselotip sebagian, dilakukan untuk menjaga agar gas metan yang tak tertahan dalam bahan dapat dengan mudah keluar ke lingkungan. Aplikasi pengomposan anaerob dilakukan dengan 2 kali ulangan. 2. Penelitian Utama dan Analisis Laju Proses Pengomposan a. Proses Pengomposan Pada proses pengomposan dilakukan pengumpulan data primer berupa data pengukuran parameter proses pengomposan. Pengukuran dilakukan secara langsung terhadap suhu, ph dan kadar air pengomposan, dengan tujuan untuk mengetahui laju proses pengomposan. Pengukuran suhu dilakukan dengan menggunakan termometer. Sedangkan pengukuran ph dilakukan dengan ph meter dan kadar air diukur dengan menggunakan alat mouisture tester. Parameter suhu diukur setiap hari pada pukul 10.00 WIB. Pengukuran nilai ph dilakukan setiap 5 hari sekali, sedangkan pengukuran kadar air dilakukan 2 hari sekali pada pukul 10.00 WIB. Selama proses pengomposan berlangsung, pada kompos aerob teraerasi dilakukan penambahan air, bila kadar air hampir < 50%. Pada kompos AAA dilakukan pembalikan kompos setiap selang 5 hari. 30
Setelah proses pengomposan selesai, analisis segera dilakukan untuk mengetahui perubahan parameter pengomposan terhadap waktu (laju pengomposan). Untuk mempermudah dalam menganalisis laju pengomposan, maka dibuat data hasil berupa grafik, berdasarkan masingmasing parameter. b. Uji Kualitas Kompos Untuk melihat kualitas produk kompos yang dihasilkan, terdapat beberapa kriteria yang perlu diamati dan diukur melalui uji kualitas sifat fisik, kimia dan biologi. Namun, pengujian yang dilakukan hanya uji sifat fisik dan kimia dikarenakan uji sifat biologi membutuhkan waktu lama. i. Uji Kualitas Fisik Uji kualitas fisik terhadap hasil kompos penelitian dilakukan di laboratorium Fisika Tanah, Departemen Teknik Pertanian, IPB antara lain warna, bau, ukuran partikel, struktur, kadar air akhir, kerapatan isi (bulk density) dan porositas. (a) Warna dan Bau Uji warna terhadap hasil kompos penelitian, dilakukan dengan menggunakan indera penglihatan. Penggunaan metode langsung melalui indera ini dikarenakan metode termudah untuk mengenali warna kompos. Sedangkan uji bau juga dilakukan dengan cara yang sederhana, yakni menggunakan indera penciuman. (b) Ukuran Partikel, Tekstur dan Struktur Ukuran partikel kompos diketahui dengan menggunakan metode analisa ayakan (Lampiran 5). Alat penyaring yang digunakanuntuk mengayak kompos mempunyai ukuran saringan (mesh number) 4.76, 2, 0.84, 0.42, 0.25, 0.105, 0.075 mm. Kompos adalah bahan organis yang merupakan salah satu unsur pembentuk tanah (Murbandono, 1999), sehingga ukuran partikel ataupun tekstur kompos ditentukan berdasarkan klasifikasi fraksi tanah (Tabel 4). Sedangkan struktur kompos hasil penelitian, diuji dengan 31
mengunakan indera peraba dan juga didasarkan atas hasil ukuran partikel yang dominan. (c) Kadar Air Akhir Kadar air akhir dihitung dengan menggunakan metode oven melalui persamaan menurut Asep, dkk (1990) yang dijelaskan sebagai berikut : M = W - S... (2) 100%... (3) Dimana : W = Berat kompos basah (g) S = Berat kompos kering (g) M = Berat air (g) M o = Kadar air basis kering kompos (%) (d) Kerapatan Jenis (Bulk Density) dan Porositas Pengukuran bulk density (BD) dilakukan pada contoh kompos utuh dimana berat isi merupakan berat kompos kering oven yang terdapat dalam volume kompos utuh. Tata cara pengambilan contoh kompos dapat dilihat pada lampiran 5. Untuk mengetahui nilai BD dan porositas kompos, maka harus diketahui terlebih dahulu berat piknometer dan air destilasi pada suhu T o C (ma) dengan persamaan berikut (Asep, dkk, 1990): ma =... (4) Dimana : ma' = Berat piknometer dan air destilasi pada kalibrasi dengan suhu T' o C (g) mf = Berat piknometer kosong (g) Setelah diketahui berat piknometer dan air destilasi pada suhu T o C, maka dapat diketahui berat jenis partikel pada T o C (Gs) dengan persamaan sebagai berikut menurut Asep, dkk (1990): 32
Gs (T o C ) =... (5) Dimana : ms = Berat kompos kering oven di piknometer (g) ma = Berat piknometer dan air pada T o C (g) mb = Berat kompos, air dan piknometer pada T o C (g) Kemudian dapat diketahui volume padatan (Vs), dengan persamaan sebagai berikut (Asep, dkk, 1990): Vs =... (6) Dimana : W = Berat total kompos dalam ring sampel (g) V = Volume padatan terukur pada three phases meter Dengan demikian dapat diketahui nilai bulk density (BD) dan porositas (P) dengan persamaan menurut Asep, dkk (1990): BD = S / Vs...(7) P = 100 - Vs...(8) ii. Uji Kualitas Kimia Uji kualitas kimia dilakukan di laboratorium kimia tanah Departemen Ilmu tanah, IPB oleh teknisi. Uji kualitas sifat kimia meliputi komposisi hara makro (N, P, K), nisbah C/N, kapasitas tukar kation (KTK) dan ph. Prosedur uji kualitas kimia dapat dilihat pada Lampiran 2. 3. Analisis Kualitas Kompos Analisis juga diperlukan untuk mengetahui metode pengomposan terbaik berdasarkan hasil uji kualitas, baik secara fisik maupun kimia yang telah dibandingkan dengan standar kompos yang ada. Untuk mempermudah dalam menganalisis kualitas kompos, maka peneliti akan membuat data hasil kualitas kompos berupa grafik dan juga tabel. Analisis kualitas fisik kompos dilakukan di laboratorium mekanika tanah Departemen Teknik Pertanian, sedangkan kualitas kimia kompos diuji di laboratorium kimia tanah Departemen Ilmu tanah, IPB. 33