Arang Aktif Limbah Sagu Sebagai Media Pupuk Lepas Lambat

Abstract

Penelitian dan penggunaan arang (biochar) dalam bidang pertanian sudah banyak dilakukan. Namun penggunaan arang dalam bidang pertanian tersebut hanya ditujukan untuk memperbaiki sifat fisik tanah tapi tidak untuk meningkatkan nutrisi tanah, karena pada dasarnya arang memiliki kandungan nutrisi rendah terutama arang berbasis biomassa. Limbah sagu merupakan biomassa yang memiliki potensi sangat besar dan secara teknis dapat dijadikan sebagai bahan baku arang. Arang limbah sagu mengandung nutrisi tanaman yang rendah. Untuk meningkatkan kandungan nutrisinya arang tersebut harus diproses lebih lanjut menjadi arang aktif. Proses pembuatan arang aktif dapat dilakukan dengan aktivasi kimia menggunakan bahan kimia berbasis nitrogen dan fosfor. Arang aktif memiliki banyak sifat yang spesifik diantaranya adalah struktur yang berpori dan luas permukaan yang tinggi serta mempunyai daya jerap yang tinggi sehingga banyak digunakan sebagai adsorben. Arang aktif yang dihasilkan dengan menggunakan metode aktifasi kimia memiliki sifat-sifat yang cenderung lebih baik dibandingkan dengan arang aktif yang dihasilkan dengan menggunakan metode aktivasi fisika. Pengujian arang aktif hanya pada sifat teknis arang, luas permukaan dan daya jerap iodin, sedangkan pengamatan terhadap residu bahan kimia yang tertinggal belum banyak dilakukan. Pengamatan terhadap sisa bahan kimia dimungkinkan karena selama proses perendaman terjadi infiltrasi bahan kimia ke dalam arang, hal ini disebabkan karena arang memiliki struktur yang berpori dan bersifat adsorben. Dengan demikian maka kemungkinan peningkatan nutrisi tanaman ke dalam arang aktif seperti fosfor dan nitrogen dapat dilakukan dengan metode aktivasi kimia menggunakan bahan kimia seperti asam fosfat (H3PO4) atau ammonium hidroksida (NH4OH). Berdasarkan pertimbangan di atas maka dalam penelitian ini dilakukan aktivasi kimia untuk meningkatkan kandungan fosfor atau nitrogen pada arang aktif. Tujuan penelitian ini adalah untuk memanfaatkan limbah sagu sebagai bahan baku arang aktif yang dapat digunakan untuk memperbaiki sifat tanah, meningkatkan nutrisi tanah dan bersifat lepas lambat. Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan. Penelitian tahap pertama yaitu menganalisis komponen kimia, sifat proksimat dan ultimat limbah sagu yang akan digunakan sebagai bahan baku pembuatan arang aktif. Hasil penelitian tahap pertama menunjukkan bahwa ampas sagu mengandung lignin 6.11%, selulosa 12.75%, hemiselulosa 32.99%, zat terbang 84.56%, nitrogen 0.13% dan fosfor 0.08% sedangkan kulit sagu mengandung lignin 29.38%, selulosa 44.00%, hemiselulosa 22.74%, zat terbang 81.48%, nitrogen 0.03% dan fosfor 0.11%. Penelitian tahap kedua yaitu menganalisis sifat proksimat dan ultimat prekursor arang yang dibuat dengan metoda karbonisasi pirolisis menggunakan suhu 400 °C selama 4 jam dan metoda karbonisasi hidrotermal menggunakan suhu 250 °C selama 5 jam. Hasil penelitian menunjukan bahwa prekursor arang pirolisis ampas sagu mengandung zat terbang 18.26%, nitrogen 0.11% dan fosfor 0.02%; prekursor arang pirolisis kulit sagu mengandung zat terbang 24.38%, nitrogen 0.02% dan fosfor 0.05%. Sementara itu prekursor arang hidrotermal ampas sagu mengandung zat terbang 53.56%, nitrogen 0.10% dan fosfor 0.04%; prekursor arang hidrotermal kulit sagu mengandung zat terbang 51.89%, nitrogen 0.01% dan fosfor 0.06%. Penelitian tahap ketiga yaitu untuk menentukan steaming terbaik berdasarkan Hartoyo et al (1990). Selanjutnya hasil steaming terbaik akan digunakan dalam pembuatan arang aktif dengan metode aktivasi kimia. Hasil yang diperoleh adalah steaming terbaik berdasarkan prekursor arang pirolisis adalah 60 menit sedangkan steaming terbaik berdasarkan prekursor arang hidrotermal adalah 80 menit. Penelitian tahap keempat yaitu untuk menentukan konsentrasi asam fosfat (H3PO4) dan ammonium hidroksida (NH4OH) terbaik. Hasil penelitian tahap keempat menunjukan bahwa arang aktif terbaik berdasarkan aktivator asam fosfat (H3PO4) adalah arang aktif ampas sagu pirolisis dengan konsentrasi asam fosfat 5%. Arang aktif ini mengandung zat terbang 4.84% dan fosfor 0.40%. Sedangkan arang aktif terbaik berdasarkan amonium hidroksida (NH4OH) adalah arang aktif ampas sagu pirolisis dengan konsentrasi ammonium hidroksida 5%. Arang aktif ini mengandung zat terbang 7.67% dan nitrogen 0.34%. Penelitian tahap kelima yaitu untuk menganalisis pola pelepasan fosfor dan nitrogen arang aktif menggunakan metode pelindian. Hasil yang diperoleh adalah pupuk arang aktif terbaik berdasarkan aktivator asam fosfat dapat melepaskan fosfat lebih lambat. Fosfor arang aktif yang terlindi lebih kecil dibandingkan dengan fosfor yang terlindi dari kedua sampel lainnya hingga minggu ke-8. Sedangkan pupuk arang aktif terbaik berdasarkan aktivator amonium hidroksida juga dapat melepaskan nitrogen lebih lambat. Nitrogen arang aktif yang terlindi lebih kecil dibandingkan dengan nitrogen yang terlindi pada kedua sampel lainnya hingga minggu ke-8. Penelitian tahap keenam yaitu untuk menganalisis pengaruh pupuk arang aktif terbaik terhadap pertumbuhan semai samama (Antochephalus macrophyllus). Hasil yang diperoleh adalah pupuk arang aktif terbaik berdasarkan aktivator asam fosfat dapat meningkatkan pertambahan tinggi sebesar 50%, dan diameter sebesar 11%. Sedangkan pupuk arang aktif terbaik berdasarkan aktivator amonium hidroksida dapat meningkatkan pertambahan tinggi sebesar 22%, diameter sebesar 74% dan meningkatkan kandungan nitrogen akar semai samama sebesar 11.7%.