Ristek Nano Vertilizer

5/27/2018 Ristek Nano Vertilizer

1/33

PROPOSAL

PENGEMBANGAN TEKNOLOGI NANO DENGAN

MEMANFAATKAN BAHAN BATUAN ALAMI DAN BAHAN

ORGANIK

PROGRAM INSENTIF RISET TERAPAN

Fokus Bidang Prioritas : Ketahanan Pangan

Kode Produk Target : 1.01

Kode Kegiatan : 1.01.01

Peneliti Utama : Ir. Ladiyani Retno Widowati, MSc.

BALAI PENELITIAN TANAH

BALAI BESAR PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN SUMBERDAYA LAHAN PERTANIAN

BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN PERTANIAN

KEMENTERIAN PERTANIAN

2011


2/33

i

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Kegiatan : Pengembangan Teknologi Nano denganMenmanfaatkan Bahan Batuan Alami dan BahanOrganik

Fokus Bidang Prioritas : Ketahanan PanganKode Produk Target : 1.01

Kode Kegiatan : 1.01.01

Lokasi Penelitian : Jawa Barat, DKI

A. Keterangan Lembaga Pelaksana/Pengelola Penelitian

Nama Koordinator : Ir. Ladiyani Retno Widowati, MSc.

Nama Institusi : Balai Penelitian Tanah

Unit Organisasi : Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian

Alamat : Jl. Ir. H. Juanda 98, Bogor 16123

Telepon/Fax/Email : (0251) 8323012, (0251) 8321608

B. Lembaga Lain Yang Terlibat

Nama Lembaga :

Jangka Waktu Kegiatan : 1 (satu) tahun

Biaya Tahun 1 : Rp 179.072.727,-

Biaya Tahun 2 : Rp 133.636.368,-

Total biaya : Rp 312,709,095,-

Aktivitas Riset (baru/lanjutan) : Lanjutan

Rekapitulasi Biaya Tahun yang diusulkan:

No. Uraian Jumlah (Rp)

1. Belanja Uang Honor Rp. 55,870,000,-

2. Belanja Bahan Habis Pakai Rp. 30,000,000,-

3. Belanja Perjalanan Rp. 39,150,000,-

4. Belanja Lainnya Rp. 8,616,368,-

Total Biaya Rp. 133,636,368,-

Setuju Diusulkan:

Kepala Balai Besar Penelitian Penanggung Jawab Kegiatan

dan Pengembangan Sumberdaya

Lahan Pertanian

Dr. Muhrizal Sarwani Ir. Ladiyani R. Widowati, MSc.

NIP. 19600329 198403 1 001 NIP: 19690303 199403 2 001


3/33

ii

RINGKASAN

Peningkatan produksi pangan dalam rangka mendukung program ketahanan

pangan perlu di dukung oleh teknologi yang mampu meningkatkan efisiensi penggunaan

pupuk, ramah lingkungan dan mampu meningkatkan nilai produksi pangan. Penggunaan

pupuk yang tidak berimbang menyebabkan kekurangan hara bagi tanaman dan

sebaliknya menyebabkan keracunan dan polusi lingkungan bila digunakan berlebihan.

Teknologi nano disebut-sebut dapat memecahkan permasalahan pertanian di atas

dengan meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk dan air. Sehingga dengan teknologi

nano ini, memungkinkan pemberian pupuk yang sesuai dengan kebutuhan tanaman

(precision farming). Dengan demikian input sistem produksi pertanian dapat dikurangi

namun hasil produksi pangan dapat ditingkatkan jauh lebih baik. Namun demikian, di

Indonesia teknologi nano di bidang pertanian relatif belum dikenal. Untuk itu sebagai

lembaga penelitian yang menangani pupuk untuk pertanian, Balai Penelitian Tanah

memulai suatu penelitian tentang teknologi nano di Indonesia. Pada tahun pertama

(2010) dengan anggaran dari Proyek Kerjasama Penelitian SINTA telah dilakukan studi

literature (desk work) tentang teknologi nano dalam bidang pertanian di Indonesia

maupun dunia, mengikuti seminar dan pelatihan, serta melakukan formulasi awal pupuk

nano. Pada tahun kedua penelitian merupakan lanjutan untuk menghasilkan produk

pupuk nano yang berkualitas dan teruji. Adapun tujuan dari penelitian tahun kedua ini

adalah: 1) Memperbaiki proses produksi pupuk Nano, 2) Melakukan reformulasi dan

seleksi pupuk majemuk berteknologi nano, dan 3) Uji efektivitas formula pupuk majemuk

nano di lapangan.

Sampai dengan penyusunan laporan akhir tahapan pembuatan pupuk baru

mencapai 80 %, diantaranya penyusunan formula, persiapan bahan dan peralatanpenunjang. Pupuk yang dihasilkan terdiri dari pupuk Organofosfat dan pupuk majemuk

NPK P-nano. Formula pupuk NPK A dan NPK B masih perlu penyempurnaan dalam

granulasinya. Penelitian uji seleksi formula di Rumah Kaca dengan tanaman indikator

tanaman padi, jagung, dan tomat baru mencapai umur 10-18 HST. Hasil analisa contoh

untuk percobaan rumah kaca termasuk berkesuburan rendah untuk tanah Ultisols

Galuga, sedang untuk tanah Inceptisols Cibatok dan sedang untuk tanah Andisols

Megamendung. Walaupun tanaman baru berumur muda tetapi telah menunjukkan

respon pemupukan perlakuan secara signifikan terutama bila dibandingkan dengan

control. Pengaruh perlakuan terbaik Belem dapat disimpulkan pada penelitian ini.

Penelitian uji efektivitas di lapang sedang dilakukan di desa Cisauk-Cibatok (kesuburan

sedang) dan di desa Dukuh Galuga Kabupaten Bogor (kesuburan rendah). Tanaman

berumur 6 MST dan tumbuh dengan baik. Pengaruh perlakuan terbaik belum dapat

disimpulkan, tetapi semua perlakuan berpengaruh secara nyata terhadap parameter

tinggi tanaman bila dibandingkan dengan kontrol. Produk pupuk Organofosfat, NPK-A

(nano) dan NPK-B (Sub-mikron) mempunyai potensi dikembangkan lebih lanjut.

Kata kunci : teknologi nano, pupuk P, efisiensi


4/33

iii

SUMMARY

Improvement of food production for food security should be supported with

technology having capability to increase fertilizer efficiency, environmental friendly, and

to improve food value. Imbalance fertilization cause nutrient deficiency in the other hand

over fertilization cause pollution. Nano technology has possibility to solve those

problems which improve fertilizer efficiency. Thus, by using nano technology has a

chance to create a particular fertilizer for crop requirement (precision farming) and using

a certain sensor having nano size to support nutrient (smart system farming). From nano

technology idea, input of fertilizer can be reduced but the production equal even better

than present recommendation. As a research agency in Indonesia, Soil Research

Institute has task to follow up the research progress of nano technology in agricultural

sector, therefore nanotechnology for fertilizer should be considered. Study and research

on Nano technology by Soil Research Institute had been started from 2010 which is

funded by SINTA Project Research Kemeterian Riset dan Teknologi. The first year

activities (FY 2010) consists of literature study, following training and seminar on

nanotechnology, and preliminary research of formulation and selection on promising

composition. While for the second year research activities (2011) the aims of the

research activity are 1) to improve production process of nano fertilizer, 2) to reformulate

and to select promising nano fertilizer, 3) to test the effectiveness (efficacy) nano

fertilizer formula in the field.

Accomplishment up to Final Report of each research aims has not been

achieved entirely yet. Formulation and development of Organofosfat, NPK A (nano-P)

and NPK B (Submicron P) just have reached 90%, at the moment those fertilizers are

under effectiveness test in the green house and in the field. Formula of NPK A and NPK

B still needs improvement in granulation procedure, while for Organofosfat has almost

reached the formulation target and shape. Soils used for selection of formula are

categorized as low chemical fertility for Galuga Ultisols, and medium for Inceptisols

Cibatok and Andisols Megamendung. Although the crops are still young (10 to 18 DAP),

it response to treatment compare to control significantly. The selection of promising

formula in the greenhouse using three plant indicators namely rice, corn, and tomatoes.

Therefore the best treatment effect to growth parameter could not be summarized yet in

this study. Whereas the test on the effectiveness of developed fertilizer has been

conducted in the village Cisauk-Cibatok (medium fertility) and village Galuga (low

fertility) site. Plants age at current time just reach 6 WAT, therefore the best crop

response also can not be decided yet. All of the treatments affect to plant height

significantly when compared with control, thus for tentative conclusion the product

namely Organophosphates fertilizer, NPK-A (nano), and NPK-B (Sub-micron) have the

potential for further development.

Key words : nanotechnology, NPK compound fertilizer, effectiveness


5/33

iv

PRAKATA

Penelitian berjudul Pengembangan Teknologi Nano dengan Memanfaatkan

Bahan Batuan Alami dan Bahan Organik, merupakan salah satu kegiatan penelitian

Program Insentif Ristek Balai Besar Litbang Sumberdaya Lahan Pertanian. Program ini

merupakan kerjasama antara Kementerian Pertanian dan Kementerian Ristek. Kegiatan

penelitian dilaksanakan selama 8 bulan, yakni dari bulan Maret sampai dengan Oktober

2011. Laporan ini merupakan laporan akhir yang telah dievaluasi oleh Tim Monitoring

dan Evaluasi Balai Besar Litbang Sumberdaya Lahan Pertanian. Pernyempurnaan dan

pengembangan dari kegiatan penelitian ini perlu dilakukan agar dihasilkan produk yang

berkualitas. Semoga hasil penelitian ini bermanfaat dan memberikan dampak yang baik

dalam bidang pertanian, serta memberikan inspirasi kepada peneliti lainnya.

Ucapan terima kasih kami ucapkan kepada Kementerian Ristek yang telah

memberikan kepercayaan kepada kami untuk melaksanakan kegiatan penelitian ini, juga

kepada seluruh anggota Tim untuk kerjasamanya, serta seluruh pihak yang telah

berperan untuk kelancaran pelaksanaan kegiatan penelitian ini.

Bogor, Oktober 2011

Kepala BBSDLP

Dr. Mufrizal Sarwani, MSc.NIP : 19600329 198403 1 001


6/33

v

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR IDENTITAS DAN PENGESAHAN .......................................................................... i

RINGKASAN .......................................................................................................................... iii

PRAKATA .............................................................................................................................. v

DAFTAR ISI ........................................................................................................................... iv

DAFTAR TABEL .................................................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................ viii

BAB I. PENDAHULUAN ...................................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ................................................................................................ 1

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................................. 2

BAB III. TUJUAN DAN MANFAAT ........................................................................................ 5

BAB IV. METODOLOGI ......................................................................................................... 6

4.1. Lingkup Kegiatan ............................................................................................ 6

4.2. Metode Penelitian ........................................................................................... 6

BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................................... 12

5.1. Nalisis karakterisasi komponen formula pupuk ............................................... 12

5.2. Formulasi pupuk Organofosfat dan pupuk Majemuk NPK P-nano ................. 15

5.3. Percobaan seleksi formula di Rumah Kaca dan Uji Efektivitas di lapang ....... 18

BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................................... 24

6.1. KESIMPULAN ................................................................................................. 24

6.2. SARAN............................................................................................................ 24

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................... 25


7/33

vi

DAFTAR TABEL

No. Halaman

1. Perlakuan dan dosis pupuk pada percobaan efektivitas pupuk

organo fosfat dan majemuk nano untuk tanaman padi sawah,

jagung dan tomat di rumah kaca

10

2. Perlakuan dan dosis pupuk pada percobaan efektivitas pupuk

organo fosfat dan majemuk nano untuk tanaman padi sawah dan

jagung di lapang

10

3. Sifat kimia Guano-Wonosari, PA Ciamis, PA Maroko dan Zeolit 13

4. Karakteristik kimia bahan organik komponen pupuk organik 15

5. Hasil analisa tanah untuk lokasi penelitian lapang dan rumah

kaca ...................................................................................................

19

6. Respon tanaman terhadap perlakuan pupuk organofosfat A, B, dan

C di rumah kaca ................................................................................

20

7. Pertumbuhan tanaman padi dan jagung (6 MST) pada percobaan

lapang ..

22


8/33

vii

DAFTAR GAMBAR

No. Halaman

1. Metoda pembuatan partikel nano 4

2. Pembuatan partikel nano secara bottom up .................................. 4

3. Keragaan dari bahan baku P-alam Maroko, P-alam Ciamis,

guano-Wonogiri, serta Zeolit ..........................................................

12

4. Keragaan dari bahan organik dari kiri ke kanan kompos Tithonia

dan pukan Ayam yang telah matang ..

14

5. Formulasi Organofosfat (Kiri) dan Produk Organofosfat dari RP-

Ciamis dan RP-Maroko (Kanan) ..

16

6. Produk Pupuk Organo-fosfat dengan perlakuan fermentasi pukan

ayam (Kode A-2, B-2, C-2) ............................................................

17

7. Proses pembuatan pupuk P-Nano dan P-Submikron .. 17

8. Pupuk P-nano hasil penelitian 2010 dan 2011 .. 17

9. Alat pembuat ukuran nano (kiri) dan alat granulator pupuk

(kanan) ...........................................................................................

18

10. Pertumbuhan tanaman jagung umur 10 HST 21

11. Petumbuhan tanaman padi 2 MST (Kiri) dan tanaman tomat 10

HST (Kanan) ..................................................................................

21

12. Pertumbuhan tanaman jagung pada tanah Inceptisols Cibatok

umur 6 MST ...................................................................................

23

13. Pertumbuhan tanaman padi pada tanah Ultisols Galuga Bogor

umur 6 MST ..................................................................................

23


9/33

BAB I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pemenuhan kebutuhan pangan merupakan target utama pemerintah di bidang

pertanian. Degradasi lahan seperti penurunan kesuburan tanah, pengelolaan lahan yang

tidak tepat seperti pemupukan tidak berimbang serta pencemaran sumberdaya tanah dan air

merupakan salah satu penyebab terjadinya leveling off produksi pangan terutama padi.

Permasalahan yang sama juga dialami oleh banyak negara berkembang. Dari persepsi

termodinamika, sistem pertanian saat ini dianggap sebagai sistem pertanian yang paling

tidak efisien dibandingkan sistem pertanian di masa lalu dilihat dari kalori yang dihasilkan

dibandingkan dengan jumlah kalori yang dibutuhkan untuk memproduksi pupuk sebagai

sarana produksinya (Anane-fenin, 2008).

Peningkatan ketahanan pangan membutuhkan suatu inovasi teknologi yang dapat

memecahkan persoalan dalam managemen pengelolaan lahan. Penggunaan input (pupuk

dan pestisida) yang berlebihan menyebabkan ketidakseimbangan sumberdaya alam seperti

keracunan tanaman, polusi tanah dan air serta pemborosan biaya saprodi. Dilain pihak

kekurangan unsur hara menyebabkan penurunan produktivitas lahan. Sehingga dibutuhkan

suatu teknologi ramah lingkungan yang mempertimbangkan keseimbangan antara

eksploitasi sumberdaya alam dengan lingkungan melalui pengurangan input bahan sintetik

seperti pupuk kimia dan pestisida. Namun demikian, meskipun secara kuantitatif jumlah

pupuk yang diaplikasikan sangat kecil, namun produksi diharapkan jauh melebihi produksi

rata-rata.

Teknologi nano relatif belum dikenal di Indonesia terutama di bidang pertanian. Apa

sebenarnya teknologi nano itu sendiri, bagaimana wujud dan pengaplikasian nyata dalam

bidang pertanian menjadi tanda tanya besar bagi banyak peneliti dan praktisi pertanian saat

ini. Sebagai lembaga penelitian yang berkompeten untuk memajukan teknologi pertanian

terutama dalam bidang pemupukan kita ditantang untuk mempelajari, menguji, merancang

dan mengaplikasikan teknologi nano untuk kemajuan pertanian. Arahan Kepala Badan

Litbang Pertanian agar pengembangan nanoteknologi untuk pangan dan pertanian tetap

mengacu pada 4 target sukses pembangunan pertanian, yaitu swasembada berkelanjutan,

diversifikasi pangan, peningkatan nilai tambah, daya saing dan ekspor, serta peningkatan

kesejahteraan petani (BB Pasca Panen, 2011). Sebagai tindak lanjutnya, dalam proposaltahun kedua (2011) ini sedang dilaksanakan penelitian pendahuluan untuk mempelajari

teknologi nano yang dapat digunakan untuk membuat formulasi pupuk nano dari bahan

batuan alami (rock phosphate) dan bahan organik. Hasil penelitian tahun pertama (2010)

telah dilakukan studi literature dan peningkatan pemahaman tentang nano teknologi,


10/33

2

infentarisasi bahan baku berpotensi, dan formulasi awal pupuk nano (Husnain et al., 2011).

Tim peneliti Balittanah akan bekerjasama dengan beberapa instansi seperti LIPI, BPPT dan

BATAN untuk mempelajari teknologi nano dalam pembuatan bahan pupuk ini.

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

Berdasarkan asal katanya, nano itu sendiri berasal dari bahasa latin yang berarti

sesuatu yang sangat kecil (dwarf) atau satu milyar dari suatu benda (10 -9). Kalau selama ini

kita mengenal istilah micro scale sebagai ukuran terkecil, namun sekarang kemajuan ilmu

pengetahuan sudah membawa kita ke dunia nano scale. Sebagai gambaran, ukuran

sehelai rambut manusia adalah sekitar 80.000-100.000 nano dan sebuah virus rata-rata

berukuran 100 nano. Sehingga teknologi nano itu dapat di definisikan sebagai sebuah ilmu

yang berhubungan dengan benda-benda dengan ukuran 1 hingga 100 nm, memiliki sifat

yang berbeda dari bahan asalnya dan memiliki kemampuan untuk mengontrol atau

memanipulasi dalam skala atom (Kuzma and VerHage, 2006). Dalam bidang pertanian,

teknologi nano disebut-sebut dapat bermanfaat dalam banyak hal antara lain; meningkatkan

efisiensi penggunaan pupuk dan bahan alami dalam tanah, mempelajari mekanisme dan

dinamika hara di dalam tanah.

Perkembangan teknologi nano dewasa ini sudah sangat maju, termasuk dalam

bidang pemupukan tanaman. Dengan teknologi nano dihasilkan pupuk-pupuk berukuran

nano (nano fertilizer) baik dalam bentuk tepung (nano powder) maupun cair. Penggunaan

pupuk nano yang berukuran super kecil (1 nm = 10-9m) memiliki keunggulan lebih reaktif,

langsung mencapai sararan atau target karena ukurannya yang halus, serta hanya

dibutuhkan dalam jumlah kecil. Sehingga hasil pertanian optimal dapat dicapai dengan

hanya mengaplikasikan sejumlah kecil pupuk nano. Dengan demikian, penggunan pupuk

akan sangat efisien, efektif dan dapat menurunkan biaya produksi. Dengan keunggulan-

keunggulan tersebut maka pupuk nano diharapkan dapat menjadi terobosan teknologi

peningkatan produksi pertanian.

Pada dasarnya, prinsip penemuan teknologi nano ini adalah untuk memaksimalkan

output (produktivitas tanaman) dengan meminimumkan input pupuk, pestisida, insektisida,

dll) melalui monitoring kondisi tanah seperti perakaran tanah (rizosfir) dan

mengaplikasikannya langsung ke target. Sehingga teknologi ini mampu mengefisienkan

penggunaan pupuk, menurunkan penggunaan pestisida dan menghasilkan produk-produk

industri bio-nano. Salah satu contoh bahan alami yang dapat digunakan untuk teknologi


11/33

3

nano ini salah satunya adalah zeolit yang dapat ditumpangi unsur hara seperti Ca, N, P dan

K didalam struktur molekulnya sehingga dengan cara ini diharapkan unsur hara yang

dibutuhkan tanaman akan dilepas sesuai kebutuhan tanaman (slow/controlled release

fertilizer). Selain itu melapisi pupuk (fertilizer encapsules) dengan bahan-bahan alami dalam

skala nano juga merupakan salah satu alternatife slow release pupuk. Disamping

penggunaan bahan-bahan alami, penggunaan bahan sintetis yang dikombinasikan dengan

bahan alami untuk melapis (coating) pupuk juga merupakan suatu alternatif dalam teknologi

nano. Bahan-bahan alami lainnya seperti rock phosphate(batuan fosfat) dan bahan organik

kemungkinan juga dapat dijadikan sebagai bahan pupuk nano. Batuan fosfat alam ini

merupakan salah satu sumber pupuk P yang masih terbatas penggunaanya. Walaupun

Indonesia memiliki deposit rock phosphate tetapi kebutuhan pupuk P masih bergantung

pada impor bahan P sehingga harga pupuk P menjadi sangat mahal bagi petani.

Kauwenbergh (2001) menyatakan batuan fosfat alam secara global terdiri dari deposit fosfat

alam sedimen (80-90%) dan igneous fosfat (10-20%). Batuan fosfat alam memilki

keragaman yang tinggi baik dalam komposisi kimia maupun bentuk fisiknya. Aplikasi

langsung rock phosphate sebagai pupuk P masih sangat terbatas dan menjadi kendala.

Dengan teknologi nano, yang menjadikan batuan ini sebagai bahan pupuk berukuran nano

apakah dalam bentuk tepung atau cair sehingga kandungan hara P dan hara lainnya dapat

dengan mudah dimanfaatkan tanaman.

Aplikasi bahan organik seperti pupuk kandang, jerami, sisa pangkasan dan pupuk

organik dalam sistem produksi pertanian sangat dianjurkan. Namun demikian, rendahnya

tingkat dekomposisi bahan organik menyebabkan petani enggan menggunakannya dalamsistem pertanian. Apalagi dengan target produksi yang tinggi sehingga tidak cukup waktu

untuk penguraian bahan-bahan organik alami tersebut. Sudah umum diketahui, bahan

organik sangat bermanfaat bagi tanaman dan tanah dalam penyediaan unsur hara,

perbaikan sifat fisik tanah, peningkatan aktivitas biologi tanah serta mengandung bahan-

bahan kimia alami seperti enzim, asam-asam organik (Setyorini et al, 2006) dan lainnya

yang tidak dapat diperoleh dari bahan pupuk sintetis. Dengan teknologi nano memungkinkan

pemanfaatan bahan organik ini lebih efisien dan tepat sasaran.

Berdasarkan uraian di atas, terlihat bahwa teknologi nano ini akan sangat

bermanfaat dalam membantu mempercepat pertumbuhan produksi pangan di Indonesia dan

negara-negara berkembang lainnya. Dengan penggunaan sejumlah kecil atau beberapa

tetes pupuk nano bila berbentuk cairan dilaporkan dapat meningkatkan produksi pangan

dibandingkan dengan teknologi pertanian saat ini. Dalam beberapa tulisan ilmiah popular di

bidang pertanian, teknologi nano adalah sebuah revolusi kedua di bidang pertanian setelah

revolusi hijau (GR technology) yang mempelopori peningkatan produktifitas bahan pangan


12/33

4

terutama padi dengan pemupukan, perbaikan sistim pengairan, pengembangan varitas-

varitas produksi tinggi serta penggunaan pestisida/insektisida untuk pengendalian hama dan

penyakit tanaman.

Beberapa metoda pembuatan material berukuran nano adalah dengan top down

method (penghancuran secara mekanis) dan bottom up yang biasanya dilakukan secara

kimia. Pada Gambar 1 dan 2 dapat dilihat kedua metoda dengan berbagai cara yang lebih

detil.

Gambar 1. Metoda pembuatan partikel nano

Gambar 2. Pembuatan partikel nano secara bottom up


13/33

5

BAB III. TUJUAN DAN MANFAAT

Tujuan

Jangka Pendek

1. Memperbaiki proses produksi pupuk Nano,

2. Melakukan reformulasi dan seleksi pupuk majemuk berteknologi nano

3. Uji efektivitas formula pupuk majemuk nano di lapangan

Jangka Panjang

Menghasilkan pupuk nano yang berkualitas tinggi dan efektif serta dapat

meningkatkan produktivitas pertanian

Manfaat

Jangka Pendek

1. Informasi proses produksi pembuatan pupuk berteknologi nano

2. Formula pupuk majemuk nano yang terpilih untuk tanaman padi sawah, jagung dan

tomat

3. Informasi efektivitas pupuk majemuk nano pada tanaman padi sawah dan jagung

Jangka Panjang

1. Pupuk nano yang berkualitas tinggi dan efektif serta dapat meningkatkan

produktivitas pertanian2. Peningkatan pendapatan petani dengan mengurangi biaya pupuk, dan

meningkatkan efisiensi pupuk sehingga pencemaran lingkungan pertanian akibat

penggunaan pupuk yang berlebihan dapat dikurangi.


14/33

6

BAB IV. METODOLOGI

4.1. Lingkup Kegiatan

Kegiatan penelitian TA 2011 merupakan kegiatan lanjutan TA 2010 yang sedang

meliputi kegiatan di laboratorium, rumah kaca dan lapangan. Kegiatan diawali dengan

penyempurnaan metode pembuatan/proses produksi pupuk berteknologi nano dengan

menggunakan peralatan yang ada. Tahap selanjutnya adalah reformulasi dan seleksi pupuk

majemuk berteknologi nano yang disusun berdasarkan kebutuhan tanaman dan tingkat

kesuburan tanah. Tahap ketiga adalah uji efektivitas pupuk majemuk nano terpilih untuk

tanaman padi sawah, jagung dan tomat di lapang.

4.2. Metode Penelit ian

4.2.1. Perbaikan proses produksi/metoda pembuatan pupuk berteknologi nano

Hasil kegiatan tahun pertama untuk proses produksi atau metoda pembuatan pupuk

berteknologi nano masih perlu disempurnakan agar dapat diproduksi dalam jumlah banyak.

Akan dicoba beberapa cara diantaranya adalah secara fisik menghaluskan sampai

berukuran nano (nano powder), ataupun diekstraksi dengan senyawa kimia tertentu

misalnya: monocase vinyl alcohol, sodium fatty alcohol ether sulfate (AES) (yang umumnya

digunakan untuk bahan alami) serta ethyl acetate solution, sodium benzene sulfonate (SBS)

untuk bahan sintetis.

4.2.2. Reformulasi dan seleksi pupuk majemuk berteknologi nano untuk tanaman

padi, tomat dan jagungKegiatan ini terdiri dari dua sub kegiatan, yaitu: (1) formulasi pupuk majemuk

berteknologi nano, dan (2) seleksi formula pupuk majemuk. Kegiatan pertama merupakan

kegiatan laboratorium sedangkan kegiatan kedua dilaksanakan di rumah kaca Balai

Penelitian Tanah.

a. Formulasi pupuk majemuk berteknologi nano untuk tanaman padi, sayuran dan

palawija

Sebagai langkah awal, jumlah masing-masing unsur hara yang dibutuhkan tanaman

akan didekati dari hasil/produksi tanaman yang dipanen (diangkut) keluar lahan dan kadar

unsur-unsur hara yang ada di dalamnya. Dosis pupuk yang dihasilkan dengan perhitungan

ini adalah jumlah unsur hara (dalam pupuk) yang perlu ditambahkan untuk menggantikan

unsur-unsur hara yang terangkut ke luar dengan panen, dan belum memperhitungkan

efektivitas pupuk atau kehilangan pupuk karena pencucian, penguapan dan pengikatan

(fiksasi) pupuk oleh tanah. Dosis pupuk yang aktual akan memperhitungan faktor-faktor

tersebut, sehingga formula dan dosisnya menjadi sangat spesifik dan tergantung pada


15/33

7

antara lain: jenis tanah, status hara tanah, pengelolaan lahan dan iklim. Di samping itu, ada

dua tahapan dalam mengelola kesuburan tanah, yaitu tahap peningkatan (establishment)

dan tahap pemeliharaan (maintenance) kesuburan tanah.

Sesuai dengan variasi sifat-sifat tanah pertanian yang ada di Indonesia, formula

pupuk majemuk berteknologi nano akan dirumuskan dalam dua kelompok besar, yaitu: (A)

pupuk majemuk untuk tanah mineral masam, dan (B) pupuk majemuk untuk tanah mineral

tidak masam. Selanjutnya untuk kelompok tanaman palawija dan sayuran, masing-masing

akan dirumuskan beberapa formula. Dalam tahap penelitian formula pupuk ini untuk setiap

macam pupuk akan dipelajari sebanyak lima (5) formula, untuk mengakomodasi berbagai

kombinasi atau ratio unsur-unsur hara, perbedaan sumber hara, dan kemungkinan membuat

pupuk yang dengan dan tanpa diberi pelapisan (coated) dan sebagainya.

b. Seleksi formula pupuk majemuk berteknologi nano untuk tanaman padi, sayurandan palawija

Berbagai formula pupuk majemuk berteknologi nano yang disusun pada kegiatan

pertama akan diseleksi melalui percobaan pot di rumah kaca dengan tanaman indikator

tomat dan jagung. Diharapkan untuk masing-masing jenis tanaman akan dapat dipilih 2 3

formula pupuk yang unggul dan kemudian akan diuji efektivitasnya di lapangan. Seleksi

formula pupuk majemuk dilaksanakan di rumah kaca menggunakan 2 contoh tanah berasal

dari lokasi percobaan lapang.

Padi. Contoh tanah dari lapang dikeringanginkan, ditumbuk/dihaluskan, kemudian

diayak dengan saringan berdiameter 2 mm. Contoh tanah seberat 7,5 kg dimasukkan ke

dalam pot, digenangi dengan air bebas ion kemudian dilumpurkan hingga merata dan

didiamkan 1 minggu sebelum ditanami untuk padi sawah. Bibit padi berumur sekitar 15-21

hari ditanam 3 tanaman per pot. Pemupukan diberikan sesuai perlakuan sebelum tanam.

Pemeliharaan tanaman meliputi pencegahan hama dan penyakit, penyiangan, serta

penyiraman dilakukan secara berkala. Pertumbuhan tinggi tanaman dan jumlah anakan

dilakukan setiap 2 minggu hingga pertumbuhan vegetatif maksimum (menjelang malai

keluar).

Jagung. Contoh tanah dari lapang dikeringanginkan, ditumbuk/dihaluskan, kemudian

diayak dengan saringan berdiameter 2 mm. Contoh tanah seberat 7,5 kg dimasukkan ke

dalam pot. Setelah pupuk dasar dan perlakuan diberikan dengan cara diaduk merata ke

dalam tanah kemudian tanah diairi hingga kapasitas lapang. Benih jagung ditanam dalam

pot masing-masing 2butir/lubang. Pemeliharaan tanaman meliputi pencegahan hama dan

penyakit, penyiangan, serta penyiraman dilakukan secara berkala. Pertumbuhan tinggi


16/33

8

tanaman jagung dilakukan setiap 2 minggu hingga menjelang bunga betina muncul

(pertumbuhan vegetatif maksimum).

Tomat. Contoh tanah dikeringanginkan kemudian digiling dan diayak menggunakan

ayakan 2 mm. Contoh tanah lalu ditimbang masing-masing 5 kg per pot. Pemupukan dasar

dan pupuk majemuk berteknologi nano diberikan sesuai perlakuan sebelum tanam dengan

cara diaduk merata dengan tanah. Bibit tomat yang telah berumur 2-3 minggu dipindahkan

ke dalam pot yang sudah diisi dengan tanah. Pemeliharaan tanaman meliputi pencegahan

hama dan penyakit, penyiangan, serta penyiraman dilakukan secara berkala. Pengamatan

tinggi tanaman diamati setiap 2 minggu hingga tanaman memasuki fase pembungaan.

Seleksi formula pupuk dilaksanakan hingga fase vegetatif menjelang generatif.

Idealnya bila waktu memungkinkan, formula pupuk yang memberikan respon positif

terhadap pertumbuhan tanaman selanjutnya akan diuji efektivitasnya di lapangan. Formula

pupuk majemuk terbaik diseleksi berdasarkan data pertumbuhan dan serapan hara tanamansaat pertumbuhan maksimum.

4.2.3. Uji Efektivitas formula pupuk majemuk berteknologi nano untuk tanaman padidan jagung

Efektivitas pupuk majemuk berteknologi nano untuk tanaman padi sawah sedang

dipelajari pada lahan dengan tingkat kesuburan/status hara P dan K bervariasi dari rendah

hingga tinggi di Sumatera dan Jawa. Sebagai pupuk standar akan digunakan pupuk tunggal

yang berasal dari pupuk urea, SP-36 dan KCl dengan dosis uji tanah dan dosis rekomendasisetempat. Untuk menentukan dosis optimum pupuk majemuk nano sedang dicoba beberapa

dosis pupuk sesuai formula hasil penelitian kegiatan 4.2.2

Rancangan percobaan yang digunakan Rancangan Acak Kelompok (Randomized

Complete Block Design) dengan 3 ulangan. Perlakuan yang diuji adalah 2-3 jenis formula

pupuk majemuk terpilih (hasil dari kegiatan 2.2). Takaran pupuk majemuk nano yang diuji

disesuaikan dengan formula terpilih, semisal adalah 400, 300, 200 kg/ha. Ditambah

perlakuan pupuk NPK yang diberikan dua kali, pupuk NPK sebagai pupuk awal dan NK

sebagai pupuk susulan. Rencana perlakuan dan takaran pupuk disajikan pada Tabel 2.

Pupuk dasar dan pupuk majemuk berteknologi nano yang diuji untuk padi sawah

diberikan dengan cara disebar merata di atas permukaan kemudian dibenam sebelum

tanam sedangkan untuk jagung ditugal disebelah barisan tanaman. Pupuk tunggal Urea dan

KCl diberikan 2 kali yaitu satu minggu setelah tanam dan menjelang fase primordia. Pada

perlakuan pemberian di-split dua kali, separuh bagian pupuk majemuk nano diberikan saat


17/33

9

tanam dan sisanya pada saat fase primordia. Petak percobaan dibuat berukuran sekitar 4 m

x 5 m. Tanaman indikator yang dicoba sesuai rekomendasi setempat.

Pengamatan akan dilakukan terhadap pertumbuhan tinggi tanaman dan jumlah

anakan, berat jerami basah dan kering, berat gabah kering panen dan kering giling (padi

sawah). Untuk jagung diamati pertumbuhan tinggi tanaman, berat kering tanaman dan

tongkol jagung. Contoh tanah akan diambil sebelum diberi perlakuan dan setelah panen.

Contoh tanaman saat panen akan dianalisis untuk mengetahui serapan hara tanaman.

Contoh tanah awal sedang dianalisis: tekstur, pH H2O dan KCl 1N, C-organik, N-total, P

terekstrak HCl 25 %, Bray 1 dan Olsen, K terekstrak HCl 25%, Basa-basa dapat ditukar Ca,

Mg, K, Na dan KTK terekstrak NH4OAc 1 N pH 7, KB, unsur mikro. Contoh tanah setelah

panen akan dianalisis hara N, P, dan NTK. Contoh tanaman setelah panen dianalisis kadar

N, P, dan K total tanaman.

4.3. Bahan dan Alat

Bahan yang dipergunakan dalam pelaksanaan kegiatan penelitian ini diantaranya

adalah ATK, penunjang komputer, bahan kimia (misal HCl, asam sulfat, asam nitrat, NaOH,

Asam Askorbin), berbagai jenis P-alam dan bahan organik. Sedangkan peralatan yang

dipergunakan meliputi peralatan laboratorium untuk analisa kimia, peralatan analisa enzim,

ZPT, asam-asam organik, REE, serta peralatan untuk membuat pupuk nano dan peralatan

untuk mengamati ukuran nano.

4.4. Lokasi dan Waktu

Kegiatan penelitian sedang dilaksanakan di Laboratorium Penelitian dan Uji Tanah,

laboratorium penunjang di bawah Litbang Pertanian, laboratorium Batan/LIPI; Rumah Kaca

Balai Penelitian Tanah-Bogor serta lahan sawah/kering milik petani. Penelitian dimulai dari

bulan Maret sampai dengan November 2011.


18/33

10

Tabel 1. Perlakuan dan dosis pupuk pada percobaan efektivitas pupuk organo fosfat danmajemuk nano untuk tanaman padi sawah, jagung dan tomat di rumah kaca

Kodeperlakuan

Perlakuan Urea SP-36 KCl NPK**

. kg/ha .

T1. Kontrol lengkap 0 0 0 0T2. NPK rekomendasi v v v

T3. P-alam Ciamis+Kohe+Tithonia (A-padat) v v v

T4. P-alam Ciamis+Kohe+Tithonia (B-ferm) v v v

T5. Guano+Kohe+ Tithonia (A-padat) v v v

T6. Guano+Kohe+Tithonia (B-ferm) v v v

T7. P-alam Maroko+Kohe+Tithonia (A-padat) v v v

T8. P-alam Maroko+Kohe+Tithonia (B-ferm) v v v

T9. P-alam Nano (NPK-A) 0 0 0 400

T10. P-alam sub-mikron (NPK-B) 0 0 0 400

T11. NPK dosis petani setempat v v -

Keterangan :* Pupuk diberikan 2 kali, saat tanam dan primordia;** Pupuk majemuk nano, takaran tergantung pada jenis tanamanv Ditentukan berdasar hasil analisis tanah

Takaran petani

Tabel 2. Perlakuan dan dosis pupuk pada percobaan efektivitas pupuk organo fosfat danmajemuk nano untuk tanaman padi sawah dan jagung di lapang

KodePerlakuan Urea SP-36 KCl NPK**

. kg/ha .T1. Kontrol lengkap 0 0 0 0

T2. NPK rekomendasi v v v

T3. P-alam Ciamis+Kohe+Tithonia (A-padat) v v v

T4. Guano+Kohe+ Tithonia (A-padat) v v v

T5. P-alam Maroko+Kohe+Tithonia (A-padat) v v v

T6. P-alam Nano (NPK-A) 0 0 0 1x

T7. P-alam Nano (NPK-A) 0 0 0 3/4x

T8. P-alam sub-mikron (NPK-B) 0 0 0 1x

T9. P-alam sub-mikron (NPK-B) 0 0 0 3/4x

T10. NPK dosis petani setempat v v -

Keterangan :* Pupuk diberikan 2 kali, saat tanam dan primordia;** Pupuk majemuk nanov Ditentukan berdasar hasil analisis tanah

Takaran petani


19/33

11

4.5. Rancangan Penelit ian

4.1. Kegiatan 1. Pemilihan metoda tidak menggunakan rancangan penelitian, tetapi dengan

prinsip metoda-metoda tersebut yang dapat diadopsi dengan menggunakan peralatan

yang tidak terlalu rumit.

4.2. Kegiatan 2. Kegiatan kedua ini berupa reformulasi dari pupuk yang telah dihasilkan

pada penelitian TA 2010. Selanjutnya beberapa calon pupuk nano tersebut diseleksi

kekonsistensian responnya terhadap tanaman indicator padi sawah, jagung dan tomat

di rumah kaca. Rancangan percobaan yang dipergunakan adalah rancangan acak

kelompok.

4.3. Kegiatan 3. Kegiatan ketiga merupakan uji efektivitas beberapa formula pupuk majemuk

nano terpilih di lapangan dengan tanaman indicator padi, jagung dan tomat. Formuka

pupuk yang memberikan respon pertumbuhan dan peningkatan hasil terbaik merupakan

pupuk terpilih. Rancangan percobaan yang dipergunakan adalah rancangan acak

kelompok.


20/33

12

BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1. Analisis karakterisasi komponen formula pupuk

a. Fosfat alam

Hasil survey batuan fosfat alam di Jabar dan Jateng pada tahun anggara 2010

menunjukkan keragaman yang cukup tinggi terutama kandungan P2O5 dari setiap jenis

fosfat alam. Namun demikian, dua jenis fosfat alam dengan kandungan P2O5 tertinggi telah

di pilih yaitu Guano Wonosari dan PA Ciamis (Tabel3). Di sini terlihat bahwa P alam

mengandung unsur hara yang cukup lengkap yang dapat bermanfaat bagi tanaman.

Dengan demikian penggunaan P alam selain menyediakan P bagi tanaman juga merupakan

sumber Ca, Fe dan Si dan unsur lainnya dalam jumlah kecil.

Hasil analisis ekstrak P alam yang digunakan sebagai bahan dasar pupuk

mengandung P2O522.84% untuk Guano Wonosari dan P2O5 16% untuk PA Ciamis. Nilai P

alam Wonosari tergolong cukup tinggi dibanding jenis-jenis P alam lainnya dari berbagai

daerah di Indonesia (Gambar 3). Selain itu juga digunakan RP Maroko dan Tunisia sebagai

sumber pupuk Nano karena mengandung P2O5yang cukup tinggi antara 26-30%. Perlakuan

perubahan ukuran dari 100 mesh menjadi partikel Nano meningkatkan kelarutannya dalam

asam Sitrat dari 10.5 menjadi 14.6 mg/kg. Peningkatan kelarutan pupuk ini memberikan

peluang terhadap peningkatan ketersediaan bagi tanaman. Peningkatan ketersediaan P dari

P-alam biasanya selalu menggunakan asam kuat untuk melepaskan P dari ikatan dengan

bahan mineral lainnya.

Gambar 3. Keragaan dari bahan baku P-alam Maroko, P-alam Ciamis, guano-Wonogiri,serta Zeolit


21/33

13

Tabel 3. Sifat kimia Guano-Wonosari, PA Ciamis, PA Maroko dan Zeolit

Parameter Guano-

Wonosari

PA Ciamis PA Maroko

(Ukuran)

Zeolit

100 mesh Sub-mikron

(0.1-1 m)

Nano

(10-9

cm)

KA (%) 15.97 8.48 - - 12.67

C organik (%) 0.29 0.26 - - -

N organik (%) - 0.09 - - -

C/N - 3 - - -

Total P2O5(%) 22.84 16.22 26 - 27 - -

P2O5 larut asam sitrat (%) 5.77 5.47 10.5 14.6 -

KTK (NH4OAc 1 N pH 7) - - - - 70.15

Total K (g 100g-

) 0.15 0.15 - - -

Total Ca (g 100g-

) 6.18 6.72 - - -

Total Mg (g 100g-1) 0.72 0.10 - - -

Total Fe (g 100g-1

) 21.196 18.286 - - -

Total Mn (mg kg-1

) 435 2.679 - - -

Total Cu (mg kg-1

) 146 203 - - -

Total Zn (mg kg-1

) 195 432 - - -

Total Pb (mg kg-1

) 14.43 22.1 - - -

Total Cd (mg kg-1

) - 2.14 - - -

b. Zeolit

Bahan pembenah tanah Zeolit berpotensi untuk digunakan sebagai bahan pupuk

untuk memegang sementara agar terjadi slow release sehingga Zeolit banyak digunakan

sebagai filer dalam pembuatan pupuk (Gambar 3). Zeolit dikenal memiliki struktur yang

unik dengan pori-pori berukuran nano dan memiliki lorong-lorong tempat penyimpanan

atau gudang sementara unsur hara atau partikel-partikel mengandung unsur hara (Ikatan

Zeolit Indonesia, 2009). Sifat ini yang dimanfaatkan untuk formulasi pupuk slow release.

Kapasitas tukar kation dari Zeolit yang dipergunakan pada formulai ini sebesar 70.15

me/100g.

c. Bahan organik (pukan ayam dan Tithonia)

Bahan organik yang tersedia insitu merupakan bahan yang sangat baik untuk

dipergunakan selain sebagai sumber c-organik tanah, sumber energi bagi mikroba tanah,


22/33

14

juga berfungsi mengikat sementara pupuk P dari P-alam. Bahan komponen pupuk organik

yang digunakan untuk menbuat pupuk organo fosfat adalah pukan ayam dan Tithonia

(Gambar 4). Kandungan hara dan sifat kimia bahan-bahan tersebut dapat dilihat dalam

Tabel 4. Pukan ayam dipilih karena mengandung unsur hara makro dan mikro cukup tinggi.

Pukan ayam mengandung N, P dan K jauh lebih tinggi dibandingkan dengan pukan sapi.

Demikian juga kandungan unsur mikro seperti Fe, Mn, Cu dan Zn yang terdapat dalam

pukan ayam lebih tinggi dibandingkan dengan pukan sapi. Tithonia terlihat memiliki

kandungan unsur hara K yang paling tinggi dibandingkan dengan pukan ayam.

Bahan-bahan organik tersebut dikomposkan sampai matang sebelum digunakan.

Setelah menjadi kompos, setengah bagian dari bahan organik tersebut difermentasi

dengan cara diberi air dengan rasio 1:1 selama 7 hari. Fermentasi bertujuan untuk lebih

mengaktifkan kompos tersebut agar mempunyai manfaat yang lebih bila dibandingkan

dengan dalam bentuk padat. Keefektifan proses fermentasi akan terukur pada hasil

penelitian rumah kaca.

Gambar 4. Keragaan dari bahan organik dari kiri ke kanan kompos Tithonia dan pukanAyam yang telah matang


23/33

15

Tabel 4. Karakteristik kimia bahan organik komponen pupuk organik

5.2. Formulasi pupuk Organofosfat dan pupuk Majemuk NPK P-nano

Berdasarkan rencana perlakuan Tabel 1 dan 2 terdapat tiga kelompok jenis formulapupuk yakni pupuk Organo Fosfat yang berisi kombinasi bahan organic dan P-alam/guano,

pupuk Majemuk NPK - A dengan bahan P dibuat berukuran nano terlebih dahulu, serta

Majemuk NPK B dengan bahan P di buat berukuran sub-mikron.

Pupuk Organofosfat. Pupuk Organofosfat dibuat dengan tujuan untuk

meningkatkan daya guna pupuk P-alam dan guano dan memanfaatkan bahan organic yang

tersedia yang kemudian di formulasi menjadi pupuk mudah tersedia (Gambar 5 dan 6). Pada

pupuk Organo Fosfat diharapkan terjadi proses pelepasan P dari P-alam/guano karena

suasana asam oleh komponen organic kemudian P tersebut diikat sementara oleh bahan

organik. Bentuk terikat bahan organic tersebut adalah bentuk yang sangat mudah diserap

oleh tanaman. Penggunaan pupuk Organofosfat akan efektif untuk tanah masam dan basa.

Pupuk Organofosfat dibuat bahan utama P-alam, pukan ayam, dan tithonia, serta bahan

pendukung adalah zoelit, gypsum, dan molase.

Pupuk NPK A dan B . Pupuk Majemuk NPK P-nano dibuat dengan cara kombinasi

kemikal dan fisikal blending dengan hasil akhir berupa pupuk majemuk (Gambar 6 dan 7).

Parameter Pukan ayam Pukan sapi Tithonia

KA (%) 21.98 48.36 9.59

C organik (%) 20.48 26.66 36.71

N organik (%) 2.58 1.52 2.60

C/N 7.94 17.52 14.11

Total P2O5(%) 9.06 0.75 1.34

P2O5 larut asam sitrat (%) 4.14 0.08 0.70

Total K (g 100g-1

) 5.24 2.80 7.06

Total Ca (g 100g-1

) 5.15 2.47 2.71

Total Mg (g 100g-1

) 1.26 0.53 0.63

Total Fe (g 100g-1

) 16.938 7.335 4.210

Total Mn (mg kg-1

) 782 493 86

Total Cu (mg kg-1

) 121 29 32

Total Zn (mg kg-1

) 412 110 145

Total Pb (mg kg-1

) 31.13 23.48 22.38

Total Cd (mg kg-1

) 0.52 0.78 0.90


24/33

16

Saat ini sumber N berasal dari Urea, bahan P berasal dari P-alam dan guano yang dibuat

ukuran nano dengan menggunakan alat seperti yang terdapat pada Gambar 9. P-alam yang

dipergunakan berasal dari dalam negeri (Ciamis, Wonogiri) dan luar negeri (Moroko).

Penggunaan sumber P-alam dalam negeri dalam upaya untuk meningkatkan efisiensi juga

memanfaat sumber bahan terdekat untuk menekan biaya pengadaan. Sedangkan

penggunaan P-alam Maroko karena berkadar P yang tinggi serta kualitas terjamin,

sedangkan penekanan biaya pengadaan dapat ditekan dengan meningkatkan efisiensi

serapan tanaman juga memotong proses pengasaman P-alam yang sangat kuat di pabrik

yang berpotensi limbahnya mencemari lingkungan.

Tahapan pekerjaan formulasi dimulai dengan inventarisasi bahan, analisa kadar hara

bahan, data kebutuhan tanaman, dan data efisiensi pupuk oleh tanaman. Selanjutnya

dilakukan pembuatan pupuk berdasarkan rencana formula yang disajikan pada Tabel 1 dan

2. Kode fermented adalah fermentasi bahan pupuk kandang ayam dengan tithonia yang

diberi air kemudian diinkubasi selama 1 minggu dengan tujuan untuk meningkatkan

kematangan bahan organik bila nantinya dicampur dengan P-alam. Untuk pupuk

organofosfat dalam pembuatan granul telah menggunakan alat granulator (Gambar 9),

sedangkan untuk NPK-A dan B masih menggunakan manual karena bahan nano dan sub-

mikron dibuat dalam jumlah sedikit (Gambar 7). Hasil analisa kimia mutu pupuk sedang

dilakukan di Laboratorium Penelitian dan Uji Tanah.

Gambar 5. Formulasi Organofosfat (Kiri) dan Produk Organofosfat dari RP-Ciamis dan

RP-Maroko (Kanan)


25/33

17

Gambar 6. Produk Pupuk Organo-fosfat dengan perlakuan fermentasi pukan ayam

(Kode A-2, B-2, C-2)

Bahan P-Nano

Bahan P-Submikron

Proses formulasi denganZeolit

Penghalusan ulang setelahpenjerapan P-nano dan P-

submikron oleh Zeolit

Gambar 7. Proses pembuatan pupuk P-Nano dan P-Submikron

Hasil Penelit ian 2010Hasil Penelit ian 2011

Gambar 8. Pupuk P-nano hasil penelitian 2010 dan 2011


26/33

18

Dalam pelaksanaan formulasi pupuk terdapat kendala teknis dalam pembuatan P-

alam menjadi ukuran Nano dan sub-mikron, terutama berkaitan dengan peralatan. Bahan P-

alam ketika dibuat ukuran sangat kecil tersebut mengalami pemadatan dimana bahan

menggumpal pada waktu penggilingan berjalan 15-30 menit, sehingga alat harus

diberhentikan untuk menguraikan bahan kembali. Kendala tersebut dapat diatasi akan tetapi

terdapat konsekuensi waktu penyelesaian pembuatan pupuk agak mundur dari jadwal yang

direncanakan.

Gambar 9. Alat pembuat ukuran nano (kiri) dan alat granulator pupuk (kanan)

5.3. Percobaan seleksi formula di Rumah Kaca dan Uji Efektivitas di Lapang

5.3.1. Percobaan seleksi formu la di Rumah Kaca

Percobaan seleksi formula di rumah kaca menggunakan contoh tanah dari Dukuh

Galuga Ciampea (Ultisols) dengan tanaman indikator padi, tanah dari Panyaungan

Cigudeg (Inceptisols) dengan tanaman indikator jagung dan dari Sukagalih Megamendung

(Andisols) dengan tanaman indikator padi. Perlakuan yang diujikan disajikan pada Tabel 1.

Berkaitan dengan kendala pembuatan pupuk berukuran nano dan sub-mikron maka

percobaan rumah kaca dilakukan dengan mendahulukan perlakuan yang terdia pupuknya.

Untuk mempermudah dalam pembedaan perlakuan maka telah dilakukan perubahan nama

perlakuan berdasarkan pada bahan utamanya. Untuk nomor perlakuan 9 dan 10 tentang

pupuk NPK A dan NPK B saat ini sedang dalam persiapan pemupukan berhubung

pembuatan partikel nano dari P-alam mengalami keterlambatan sebagai akibat dari masalahteknis (alat rusak).

Hasil analisa tanah kedua lokasi disajikan pada Tabel 5. Ketiga tanah bereaksi tanah

masam, berbahan organik rendah dan sedang, berkadar P-tersedia sedang, K tersedia

rendah dan tinggi. Kapasitas tukar kation dan kejenuhan basa tanah ini tergolong sedang

dan tinggi. Berdasarkan sifat kimianya dapat disimpulkan masing-masing tanah mempunyai


27/33

19

tingkat kesuburan yang sedang untuk tanah dari Desa Galuga Ciampea, rendah untuk

tanah Panyaungan Cigudeg dan sedang untuk tanah dari Megamendung - Cisarua.

Tabel 5. Hasil analisa tanah untuk lokasi penelitian Lapang dan Rumah Kaca

Saat penyusunan laporan ini dibuat umur tanaman percobaan di rumah kaca baru

mencapai 2 MST bagi padi, 8 HST bagi jagung, dan 7 HST bagi tomat. Hasil pengamatan

tinggi tanaman dan jumlah daun/jumlah anakan sebagai respon terhadap perlakuan

disajikan pada Tabel 6. Tanaman padi varitas Ciherang tumbuh dengan baik, rata-rata telah

mempunyai 3 anakan (Gambar 6). Terdapat perbedaan tinggi tanaman secara nyata bila

dibandingkan dengan kontrol. Tanaman tertinggi terdapat pada perlakuan 7. Organofosfat

C-2 lalu diikuti oleh perlakuan 8. Organofosfat C-1. Selanjutnya disusul oleh perlakuan

Organofosfat A dan B. Pembeda dari perlakuan Organofosfat A, B dan C adalah sumber P-

alamnya yakni berturut-turut P-alam Ciamis, Guano, dan P-alam Maroko. P-alam Maroko

adalah yang mempunyai kadar tertinggi serta mempunyai tingkat kelarutan asam sitrat yang

tertinggi pula, sehingga wajar bila tanaman pada perlakuan ini memberikan respon yang

lebih. Aplikasi Organofosfat juga memberikan pengaruh yang baik terhadap tinggi tanaman

bila dibandingkan dengan perlakuan 2. NPK-Rekomendasi. Adanya bahan organic dalam

Parameter Cisauk-Cibatok

(Jagung)

Dukuh-Galuga

(Padi Lapang-RK)

Panyaungan-Cigudeg

(RK Jagung)

Sukagalih-Megamendung

(RK-Tomat)

pH H2O (1:5) 4.85 4.36 4.41 5.80

pH KCl (1:5) 4.16 3.63 3.92 5.38

Tekstur Pasir (%)

Debu (%)

Liat (%)

C organik (%) 1,48 2,43 2,07 2,22

N organik (%) 0.17 0.26 0.26 0.38

C/N 9 9 8 6

P-tersedia (Bray II) (mg/kg) 40,45 27,68 27,12 8,23

P-potensial (HCl 25%) (mg/kg) 1.475 626 382 1284

K2O HCl 25% (mg/kg) 109 92 52 409

K-dd (cmolc(+)/kg) 0,12 0,14 0,04 0,71

Ca-dd (cmolc(+)/kg) 6,30 5,91 7,75 14,02

Mg-dd (cmolc(+)/kg) 1,94 1,32 1,44 1,60

Na-dd (cmolc(+)/kg) 0,04 0,25 0,02 0,04

KTK (cmolc(+)/kg) 13,96 17,33 19,64 25,24

KB (%) 60 44 47 65


28/33

20

pupuk Organofosfat meningkatkan efisiensi serapan hara anorganic oleh tanaman.

Diharapkan respon tanaman yang lebih jelas berkaitan dengan umur sehingga dapat diambil

kesimpulan lebih akurat.

Tabel 6. Respon tanaman terhadap perlakuan pupuk organofosfat A, B dan C di rumah kaca

No Perlakuan Padi (2 MST) Jagung (8 HST) Tomat (7 HST)

Tinggi (cm) Anakan Tinggi (cm) Daun Tinggi (cm)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Kontrol Lengkap

P-Rekomendasi

Organofosfat A-1

Organofosfat A-2

Organofosfat B-1

Organofosfat B-2

Organofosfat C-1

Organofosfat C-2

P-Dosis Petani

26.60 c

31.37 ab

34.93 ab

34.67 ab

34.73 ab

35.00 ab

35.17 a

36.43 a

31.60 ab

3

3

3

3

3

3

3

3

3

26.5 e

31.90 bcd

37.23 ab

36.10 abc

34.60 a-d

35.83 a-d

34.27 a-d

38.67 a

34.87 a-d

4.2 c

4.8 a

4.8 a

4.4 bc

4.8 a

4.8 a

4.8 a

4.4 bc

4.5 b

19.13 b

24.50 a

24.30 a

24.00 a

24.00 a

24.50 a

23.77 a

24.13 a

24.60 a

cv % 8.7 3.5 5.7 3.2 5.7

Pertumbuhan tanaman jagung varitas P-21 di rumah kaca termasuk baik, dimana

tanaman tumbuh rata, seiring dengan bertambahnya umur respon tanaman mulai terlihat.

Pada umur 8 HST telah terlihat respon tanaman terhadap perlakuan yang diberikan

(Gambar 10). Seluruh perlakuan lebih tinggi dari Kontrol secara signifikan (Tabel 6). Tinggi

tanaman tertinggi teramati pada perlakuan 8. Organofosfat C-2 yang diikuti oleh perlakuan 4.

Organofosfat A-2. Pertubuhan tanaman pada Perlakuan 2. P-rekomendasi telah terlewati

oleh perlakuan Organofosfat. Demikian pula hasil pengamatan terhadap jumlah daun,

tanaman jagung respon terhadap pemupukan yang ditunjukkan dengan peningkatan dalam

jumlah. Jumlah daun tertinggi terdapat pada perlakuan 2, 3, 5, 6, 7 secara nyata dengan

kontrol.

Pertumbuhan tanaman tomat varitas Arthaloka sangat baik (Gambar 11). Walaupun

umur tanaman baru mencapai 7 HST, tetapi telah menunjukkan respon terhadap perlakuan.

Seluruh perlakuan yang diuji berbeda nyata dengan kontrol (Tabel 6), tetapi belum berbeda

antar perlakuan. Dengan bertambahnya umur tanaman diharapkan pengaruh perlakuan

akan lebih jelas. Tanaman tomat sangat membutuhkan hara P untuk pembungaan dan

pembentukan buah, sehingga bila ketersediaannya terbatas maka akan mengalami

pembungaan yang lebih cepat tetapi menghasilkan produk yang kecil-kecil dan mudah

rontok.


29/33

21

Gambar 10. Pertumbuhan tanaman jagung umur 10 HST

Gambar 11. Petumbuhan tanaman padi 2 MST (Kiri) dan tanaman tomat 10 HST (Kanan)

5.3.2. Percobaan Uji Efektiv itas di Lapang

Penelitian percobaan lapang dilakukan pada tanah Inceptisol Cibatok dan Ultisols

Galuga. Hasil analisa tanah awal disajikan pada Tabel 5. Hasil analisa contoh tanah dapat

uraikan secara ringkas sebagai berikut: tanah bereaksi sangat masam sampai sangat

masam, berbahan organik rendah sampai sedang, P- tersedia Bray tinggi, K tersedai rendah,

KTK rendah sampai sedang, dan berkejenuhan basa sedang. Pemilihan lokasi

berkesuburan rendah untuk tanah Cisauk-Cibatok dan sedang untuk tanah Galuga -

Ciampea berkaitan dengan tujuan uji efektivitas agar respon tanaman terhadap perlakuan

lebih jelas, berdasarkan parameter pengamatan yang telah ditetapkan.Pertumbuhan tanaman saat ini mencapai umur 6 MST. Padi dan jagung tumbuh

dengan baik (Gambar 12 dan 13). Dari hasil pengatatan tinggi tanaman padi terdapat tiga

perlakuan yang nyata lebih tinggi dari perlakukan lain yaitu NPK Rekomendasi, Pupuk

organo-fosfat B, dan NPK-Submikron B 3/4x terutama dengan Control (Tabel 7). Akan tetapi

bila diamati terhadap jumlah anakan, terdapat kecenderungan peningkatan jumlah anakan

pada perlakuan NPK Rekomendasi, Organofosfat B, Organofosfat C, dan NPK Nano A 1x.


30/33

22

Hasil pengamatan terhadap tinggi tanaman jagung hanya perlakuan NPK-Nano B

3/4x yang cenderung paling tinggi. Pada perlakuan kontrol walaupun tidak dipupuk samapi

umur pengamatan 6 MST masih menunjukkan pertumbuhan yang baik dari pengamatan

tinggi, tetapi tanaman sudah menunjukkan perubahan warna daun menjadi lebih kuning

dengan tertumbuhan batang yang agak lebih kecil. Untuk membedakan pengaruh perlakuan

akan lebih jelas teramati dari hasil panen sehingga dapat dihitung B/C rasionya, karena

tanaman padi dan jagung sangat respon terhadap pupuk P berkaitan dengan produksi.

Tabel 7. Pertumbuhan tanaman padi dan jagung (6 MST) pada percobaan lapang

No. Perlakuan Padi Jagung

Tinggi (cm)Tinggi (cm) Anakan

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

Kontrol Lengkap

NPK Rekomendasi

Organo Fosfat A

Organo Fosfat B

Organo Fosfat C

NPK Nano A 1x

NPK Nano B 3/4x

NPK Sub-Mikron B 1x

NPK Sub-Mikron B 3/4x

NPK Dosis Petani

60.63 b

67.61 a

63.13 ab

68.58 a

65.11 ab

64.01 ab

64.58 ab

60.34 b

67.88 a

63.79 ab

14.43

15.53

15.13

15.60

15.57

15.60

14.33

14.80

15.07

14.27

187.13

187.50

187.58

186.63

187.88

183.23

193.97

180.27

178.63

184.69

cv 4.8% 7.6% 4.8%


31/33

23

Gambar 12. Pertumbuhan tanaman jagung pada tanah Inceptisols Cibatok umur 6 MST

Gambar 13. Pertumbuhan tanaman padi pada tanah Ultisols Galuga Bogor umur 6 MST


32/33

24

BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN

6.1. KESIMPULAN

- Tahapan pembuatan pupuk mencapai 80 %, diantaranya penyusunan formula, persiapan

bahan dan peralatan penunjang. Pupuk yang akan dihasilkan terdiri dari pupuk

Organofosfat dan pupuk majemuk NPK P-nano. Formula pupuk NPK A dan NPK B masih

perlu penyempurnaan dalam granulasinya.

- Penelitian uji seleksi formula di rumah kaca dengan tanaman indikator tanaman padi,

jagung, dan tomat baru mencapai umur 10-18 HST. Hasil analisa contoh untuk

percobaan rumah kaca termasuk berkesuburan rendah untuk tanah Ultisols Galuga,

sedang untuk tanah Inceptisols Cibatok dan tanah Andisols Megamendung. Walaupun

tanaman baru berumur muda tetapi telah menunjukkan respon pemupukan perlakuan

terutama bila dibandingkan dengan kontrol. Pengaruh perlakuan terbaik belum dapat

disimpulkan pada penelitian ini.

- Penelitian uji efektivitas di lapang telah diletakkan di desa Cisauk-Cibatok (kesuburan

sedang) dan di desa Dukuh Galuga Kabupaten Bogor (kesuburan rendah). Tanaman

telah mencapai umur 6 MST dan tumbuh dengan baik. Pengaruh perlakuan terbaik belum

dapat disimpulkan, tetapi semua perlakuan berpengaruh terhadap parameter tinggi

tanaman bila dibandingkan dengan kontrol. Produk pupuk Organofosfat, NPK-A (nano)

dan NPK-B (Sub-mikron) mempunyai potensi dikembangkan.

6.2. SARAN

Keterbatasan waktu efektif dalam pelaksanaan penelitian ini sedikit membatasi

dalam perencanaan pelaksanaan kegiatan. Waktu efektif untuk hasil yang optimum adalah 8

bulan penuh sehingga antara perencanaan dan pelaksanaan masih ada tenggang waktu

kalaupun terjadi permasalah teknis.

Pelaksanaan penelitian lapang pada musim kemarau Juli - Agustus September

termasuk sangat riskan berkaitan dengan ketersediaan air dan serangan hama penyakit,

sehingga pemilihan lokasi penelitian harus dekat dengan sumber air tetapi bukan daerah

endemic hama penyakit. Bila menunggu musim hujan (MH) akan sangat terlambat,

mengingat keterbatasan waktu.


33/33

25

DAFTAR PUSTAKA

Arryanto Y., Siti Amini, M.F. Rasyid, Arif Rahman, Pedy Artsanti. 2007. IPTEK Nano diIndonesia : Terobosan, Peluang dan Strategi. Deputi Perkembangan RIPTEK,Kementerian Negara Riset dan Teknologi. 206 Hal.

Anane-Fenin K. 2008. Nanotechnology in Agricultural Development in the ACP Region.

Joseph T. and M. Morrison. 2006. Nanotechnology in Agriculture and Food. A Nanoforumreport. European Nanotechnology Gateway. 13 p.

Kuzma J and VerHage P. 2006. Nanotechnology in Agriculture and Food Production,Anicipated Application. Project on Emerging Nanotecnologies. Washington.Woodrow Wilson International Center for Scholars.

Husnain, Ladiyani R. Widowati, dan Linca Anggria. 2010. Laporan Penelitian Ristek :Penelitian dan Pengembangan Teknologi Nano Berbahan Baku Batuan Alami danBahan Organik untuk Meningkatkan Efisiensi Pemupukan >35%. Balai PenelitianTanah, Balai Besar Litbang Sumberdaya Lahan Pertanian.

Ikatan Zeolit Indonesia. 2009. Terobosan Aplikasi Teknologi Mikro-Nano Material Zeolit

dalam Bidang Industri, Pertanian, dan Lingkungan. HIBAH SIMPOSIUM NASIONALHIMPUNAN PROFESI IKATAN ZEOLIT INDONESIA (IZI). Direktorat JenderalPendidikan Tinggi, Depdiknas. www.kimiawan.org/docs/hibah/proposal_izi.doc

Rochman N. T. 2009. Nano di Alam : Lebih Dekat dengan Nanoteknologi. Balai InkubatorTeknologi BPPT. Kementerian Negara Riset dan Teknologi. 53 Hal.

Rochman N. T. 2007. Opini : Prospek Nanoteknologi di Tanah Air.www.kimiawan.org/docs/hibah/proposal_izi.doc

Van Kauwenbergh SJ. 2001. Overview of World Phosphate Rock Production. Proceedingsof an International Meeting: Direct Application of Phosphate Rock and RelatedAppropriate Technology-Latest Developments and Practical Experiences. 16-20 Juli2001. An International Center for Soil Fertility and Agricultural Development (IFDC).

Kuala lumpur, Malaysia.Setyorini D, R. Saraswati, EK Anwar. 2006. Kompos. Dalam Pupuk Organik dan Pupuk

Hayati. Balai Besar Penelitian dan Sumberdaya Lahan Pertanian, Badan LitbangPertanian.

BB Pasca Panen. 2011. Badan Litbang Pertanian Menuju Nano Teknologi: Semakin Kecil,Semakin Dahsyat.http://pascapanen.litbang.deptan.go.id/index.php/id/berita/121

Widowati, L.R., 2010. The rule of organic fertilizer on fertilizer efficiency and requirementrate for vegetable crop on Inceptisols Ciherang, Bogor. Journal of Tropical Soils,Vol 14, No. 3.

Documents

Ristek Nano Vertilizer