PENGOLAHAN LIMBAH PETERNAKAN SECARA TERPADU MENJADI PUPUK ORGANIK CAIR (POC), FEED ADDITIF (PAKAN IMBUHAN), BIOGAS DAN PUPUK ORGANIK PADAT PENDAHULUAN Limbah peternakan pada dasarnya memang bahan yang sudah tidak bisa lagi dimanfaatkan untuk proses produksi ternak. Namun demikian, karena limbah tersebut hampir seluruhnya terdiri atas bahan organik maka secara alami akan dimanfaatkan oleh makhluk hidup (organisme) lain. Organisme yang memanfaatkannya dinamakan norganisme pengurai (decomposer) . Karena secara alami limbah peternakan akan terurai dengan sendirinya ketika persyaratan hidup untuk organisme pengurai terpenuhi maka ada peternak yang mengelola limbah tersebut dengan hanya menumpuk begitu saja di lahan. Hal tersebut tidak menjadi masalah ketika daya dukung lahan memadai, tetapi seiring perkembangan penduduk yang pesat ketersediaan lahan untuk pembuangan limbah peternakan menjadi berkurang drastis. Kalau pengelolaan limbah tersebut masih dilakukan dengan cara demikian atau dibuang ke perairan maka akan menimbulkan pencemaran lingkungan. Dengan demikian perlu upaya pengolahan, karena dengan pengolahan, limbah peternakan yang asalnya sudah tidak bermanfaat untuk proses produksi ternak secara sadar dan terencana diubah menjadi sesuatu yang bermanfaat secara lingkungan dan ekonomis. Upaya pengolahan atau pemanfaatan limbah peternakan selama ini sudah banyak dilakukan oleh para peternak. Limbah tersebut diolah menjadi pupuk organik, pakan untuk organisme lain, dan bahkan untuk sumber bahan bakar yaitu berupa biogas. Walaupun sudah banyak yang mengolah menjadi berbagai produk sesuai dengan tujuannya masing-masing, produk tersebut diolah secara terpisah (parsial) sehingga memerlukan biaya tambahan bagi peternak dan pengolahan tersebut masih menyisakan limbah. Selain itu, sumber daya yang dimanfaatkannya hanya limbah ternak, padahal dalam proses tersebut ada sumber daya lain yang sebenarnya mungkin lebih potensial. Sumber daya tersebut adalah organisme pengurai yang apabila diketahui potensinya dan tepat pengelolaannya dapat dimanfaatkan untuk berbagai tujuan. Untuk dapat memanfaatkan semua sumber daya tersebut, baik limbah ternak emaupun organisme pengurai menjadi produk yang bermanfaat cara pengolahan tersebut harus terpadu. Pengolahan limbah peternakan secara terpadu maksudnya adalah dengan memperhatikan hubungan timbal balik secara terpadu antara limbah peternakan dan organisme pengurai, sehingga pengolahan limbah tersebut dilakukan secara tepat (efektif), murah (efisien), produk yang dihasilkan banyak (produktif), dan ramah lingkungan yang berarti pengolahan tersebut tidak lagi menimbulkan limbah. Dengan cara yang benar dan tepat waktu pengolahan limbah peternakan secara terpadu sekaligus dapat menghasilkan produk pupuk organik (baik berupa pupuk organik padat/POP, maupun berupa pupuk organik cair/POC), biogas, pakan imbuhan, bahkan menjadi bahan pakan, pangan dan suplemen kesehatan. 1. PENGOLAHAN LIMBAH PETERNAKAN SECARA TERPADU MENJADI BERBAGAI PRODUK Pengolahan limbah peternakan terpadu yang diharapkan adalah dapat memanfaatkan semua sumber daya yang ada, baik limbah peternakan itu sendiri dan organime pengurai. Untuk itu proses awal yang dilakukan dinamakan dekomposisi awal yang secara proses serupa dengan fermentasi dan secara prinsip serupa dengan pengomposan. Istilah fermentasi tidak dipakai untuk pengolahan limbah peternakan karena fermentasi biasanya dipakai untuk pengolahan pakan dan pangan, sedangkan istilah pengomposan tidak dipakai karena prosesnya sampai menjadi kompos (pupuk). Tujuan dekomposisi awal adalah untuk mendapatkan biomassa organisme pengurai sebanyak-banyaknya yang akan digunakan sebagai bahan baku pembuatan POC. Karena tujuan utama dekomposisi awal limbah peternakan adalah untuk mendapatkan biomassa organisme pengurai sehingga limbah peternakan tersebut fungsinya sebagai substrat bagi tumbuh kembangnya organisme pengurai yang setelah dipisahkan dengan organisme pengurai tersebut, hasil dekomposisi (dekomposan) dapat dilanjutkan untuk diolah menjadi berbagai produk sesuai kebutuhan. Hal tersebut memungkinkan karena substrat yang telah dipisahkan dari mikroba pengurai masih banyak mengandung bahan organik yang dalam kondisi telah terombak sebagian sehingga memudahkan untuk diolah lebih lanjut untuk pembuatan biogas dan pembuatan POP melalui pengomposan konvensional maupun vermicomposting. 2.1. Pupuk Organik Cair (POC) Pupuk organik cair yang sudah banyak diketahui dibuat dengan cara mem-fermentasi air kencing ternak. POC yang dibuat dengan cara tersebut memang benar sesuai dengan pengertian pupuk yaitu bahan yang terdiri dari satu atau lebih unsur hara yang diperlukan oleh tanaman/tumbuhan dan dalam kondisi yang siap diserap (edible), serta bernilai (valueble). Walaupun POC dapat dibuat dari air kencing ternak tetapi unsur hara yang terkandung sangat jauh dari yang diperlukan oleh tanaman/tumbuhan. Tanaman/tumbuhan memerlukan unsur hara yang lengkap dan berkeseimbangan untuk menghasilkan produksi yang terbaik. Menurut teori pembuatan pupuk organik, pupuk organik yang berkualitas tinggi (mempunyai kelengkapan dan keseimbangan unsur hara) dibuat dari bahan organik yang mengandung protein yang berkualitas tinggi. Protein yang berkualitas tinggi tersusun dari unsur yang hampir lengkap termasuk mineral di dalamnya dan dalam kondisi seimbang untuk keperluan tanaman/tumbuhan. Organisme pengurai sering disebut protein sel tunggal yang artinya sebagian besar selnya tersusun dari protein. Diantara sekian banyak organisme pengurai yang terbukti dapat dijadikan bahan baku pembuatan POC adalah jamur/kapang/cendawan mikroskopis (selnya hanya dapat dilihat dengan bantuan mikroskop). Dengan demikian unsur hara dalam POC yang dibuat dengan konsep pengolahan limbah peternakan secara terpadu diharapkan sebagian besar berasal dari mikroorganime pengurai. Pembuatan pupuk organik cair dilakukan dengan prinsip agar unsur hara yang terbentuk dalam kondisi larutan yang stabil dan dibuat melalui tiga tahap dekomposisi, sebagai berikut : Pertama, dekomposisi bahan baku padat secara aerobik (perlu oksigen). Pada tahap ini perlu oksigen karena yang diharapkan tumbuh dominan adalah jamur mikroskopis. Jamur mikroskopis tersebut bersama-sama dengan mikroorganisme pengurai lain berperan memecah senyawa/bahan organik kompleks (protein, lemak, karbohidrat) menjadi senyawa/bahan organik sederhana (asam amino, asam lemak, sakarida). Setelah jamur tumbuh dengan optimal, selanjutnya dekomposan (hasil dekomposisi tahap awal) selanjutnnya dipersiapkan untuk diekstraksi (diambil jamurnya dari dekomposan). Persiapan yang dilakukan yaitu pengeringan dekomposan yang bertujuan untuk menjaga agar jamur yang sudah tumbuh tetap ada dalam dekomposan tetapi dalam kondisi tidak aktif (dorman). Pengeringan menjadi penting karena pada kondisi dekomposan lembab jamur akan hidup dan pada akhirnya akan mati dan hilang dari dekomposan. Pengeringan yang terbaik dilakukan dengan diangin-angin, karena proses pengeringannya perlahan. Pengeringan juga bertujuan untuk memudahkan ekstraksi. Setelah kering, dekomposan siap diekstraksi menggunakan air karena air merupakan pelarut protein. Setelah ekstraksi, pisahkan cairan dengan padatannya, selanjutnaya cairan siap pada prose yang kedua yaitu dekomposisi cair. Kedua, dekomposisi cair secara anaerobik. Dimaksudkan untuk memecah sisa senyawa organik kompleks menjadi senyawa organik sederhana yang dapat dilakukan oleh mikroorganisme. Ketiga (terakhir) dekomposisi cair secara aerobik. Dimaksudkan agar pemecahan senyawa organik kompleks yang masih tersisa dilanjutkan oleh mikroorganisme aerobik sampai habis dan terjadi oksidasi senyawa organik sederhana menjadi unsur hara dalam bentuk ion (NH4+, NO3-, SO4-, dsb)) atau oksida (K20, P205, MgO,dsb). Agar proses dekomposisi dapat terjadi dengan baik, ada beberapa persyaratan yang harus terpenuhi, antara lain : Mikroorganisme yang akan digunakan. Untuk pembuatan pupuk tidak perlu ditambahkan karena untuk negara beriklim tropis mikroorganisme alami cukup tersedia. Lagi pula tidak perlu menggunakan mikroorganisme tertentu secara spesifik. Kandungan nutrisi bahan baku yang digunakan, yang ditentukan berdasarkan imbangan karbon (C) sebagai sumber energi dan nitrogen (N) sebagai sumber protein untuk pertumbuhan dan berkembangan sel mikroorganisme. Imbangan tersebut berkisar antara 25 – 30, artinya untuk setiap 1 molekul N harus tersedia 25 – 30 molekul C. Pada dekomposisi padat, kadar air bahan baku berkisar antara 40 – 60 %, atau rata-rata 50 %. Kebutuhan udara (oksigen) untuk pernafasan mikroorganisme. Pada dekomposisi padat dapat dilakukan dengan cara pembalikan komposan secara periodikatau dibuatkan sistem sirkulasi udara secara khusus. Oksigen juga dapat dimasukkan sebanyak-banyaknya di awal proses sehingga aktivitas pembalikan secara periodik atau pembuatan sistem sirkulasi udara tidak diperlukan lagi . Sedangkan pada proses dekomposisi cair dapat dilakukan dengan cara pengadukan secara periodik menggunakan tongkat pengaduk atau menggunakan aerator. Pemeliharaan proses dekomposisi agar dekomposisi bahan tidak mengalami hambatan. Hal ini dilakukan terutama pada dekomposisi padat agar komposan tidak mengalami kekeringan/kebasahan atau penyebab lain yang mungkin terjadi, misal gangguan hewan liar sehingga tumpukan komposan rusak. Proses Pembuatan Pupuk Organik Cair (POC) Bahan dan alat Bahan organik limbah (limbah ternak, limbah rumah tangga, limbah restoran, dsb). Wadah untuk menampung bahan komposan (peti kayu, bak semen, karung plastik atau dapat menggunakan permukaan tanah dengan cara menumpuk bahan komposan). Ukuran tempat dekomposisi disarankan berukuran lebar ±1 m, panjang ≥ 1 m disesuaikan dengan kondisi yang ada dan tinggi ± 1 m. Tongkat pengungkit dari bambu untuk pembuatan kompos yang berfungsi untuk memadatkan komposan dan memasukkan udara. Molases (gula tetes) bila diinginkan atau diperlukan.. Penyaring dari bahan kain Penyaring dari tiga buah baskom yang terdiri atas baskom berlubang lapis pertama sebagai penampung substrat bahan baku pupuk yang akan disaring, baskom berlubang lapis kedua yang dialas dengan sekam padi atau limbah pengetaman kayu atau cincangan rumput kering atau bahan jenis lain yang dapat digunakan dan mudah diperoleh dilokasi kegiatan setebal 5 – 10 cm; dan baskom lapis ketiga yang tidak berlubang tapi dilengkapi dengan kran pengalir larutan hasil penyaringan. Alat pengaduk tongkat dari kayu/bambu atau bahan jenis lain untuk pengadukan saat melakukan aerasi. Ember penampung dan ember pengangkut larutan hasil penyaringan. Drum plastik untuk proses dekomposisi cair secara anaerobik. Tahapan pembuatan 1) Proses dekomposisi padat (aerobik) Penghitungan komposisi bahan organik limbah agar nisbah C/N berkisar antara 25 – 30 berdasarkan kandungan C dan N bahan limbah yang akan digunakan. Pengumpulan bahan organik limbah yang akan digunakan Pencincangan bahan, terutama untuk bahan yang masih berukuran besar agar menjadi berukuran panjang 1 - 5 cm. Pencampuran bahan sampai homogen. Pengukuran kadar air komposan yang dibutuhkan (40 – 60 %) berdasarkan kadar air masing-masing bahan yang akan digunakan. Secara praktis dilapangan dapat dilakukan dengan cara diperas dengan kekuatan penuh tangan orang dewasa. Bila air yang keluar hanya menetes pelan, tandanya kadar air komposan sudah memenuhi syarat ( ± 50 %). Bila air yang keluar menetes cepat atau terpancur tandanya terlalu basah dan sebaliknya bila tidak keluar air yang diikuti dengan mudah terurainya komposan berarti kadar airnya masih kurang. Selanjutnya komposan dimasukan ke dalam wadah yang akan digunakan secara merata dan dipadatkan menggunakan tongkat pengaduk/pengungkit. Dengan menggunakan tongkat pengungkit, oksigen dimasukkan dan kemudian ditutup dengan tangan. Bagian permukaan komposan ditutup agar kelembaban terjaga. Setelah 7 hari dibongkar, kemudian ditiriskan hingga kering udara dan simpan. 2) Proses dekomposisi cair (anaerobik) Komposan hasil dari dekomposisi padat yang telah kering diekstraksi cair. Caranya : direndam selama 2 jam bila menggunakan air panas dan sampai 24 jam bila menggunakan air dingin. atau seperti membuat ‘teh celup’, yaitu komposan kering dimasukkan kedalam karung kemudian dicelupkan ke dalam air selama 2 jam bila menggunakan air panas atau sampai 24 jam menggunakan air dingin Bila menggunakan cara perendaman langsung, saring menggunakan sistem resapan dengan nampan berlubang yang beralaskan lapisan sekam padi setebal ± 5 cm, kemudan larutan yang keluar ditampung. Bila menggunakan cara seperti ‘the celup’ angkat karung kemudian tiriskan (tuuskeun, istilah sunda). Selanjutnya larutan disaring kembali menggunakan saringan kain TC-28 masukkan ke dalam drum plastik dan bila perlu tambahkan molases sebanyak 0,5 %. Setelah drum terisi penuh dan suhu larutan sudah turun (suhu kamar) Selanjutnya ditutup dengan rapat agar kondisinya menjadi anaerob. Lakukan pengadukan menggunakan tongkat yang telah disediakan setiap hari selama 5 menit. Lakukan dekomposisi selama seminggu atau sampai larutan tidak mengeluarkan gas yang berbau busuk. 3) Proses dekomposisi cair (aerobik) Larutan hasil ekstraks dari proses dekomposisi cair anaerob dituangkan ke dalam nampan terbuka. Lakukan pengadukan setiap hari selama 5 menit, Setiap minggu dilakukan penyaringan menggunakan kasa aluminium untuk mengontrol kemungkinan ditumbuhi jentik nyamuk. Jentik nyamuk yang tumbuh segera diambil dan dimanfaatkan untuk makanan ikan anakan atau keperluan lain sebagai sumber protein hewani. Dekomposisi diteruskan sampai selesai menjadi pupuk dengan tanda-tanda larutan tampak jernih dan berwarna gelap, pertumbuhan mikroorganisme telah berhenti yang dapat dilihat dipermukaan larutan, dan larutan tidak lagi mengeluarkan gas yang berbau busuk. Selanjutnya simpan ke dalam drum plastik. Terakhir dikemas untuk kemudian digunakan atau dipasarkan. Contoh saringan untuk estraksi (dari kiri ke kanan : sekam untuk menyaring, baskom dengan dasar berlubang, baskom dengan kran outlet) Outlet Penampungan sementara hasil esktraksi Baskom berlubang untuk tempat komposan Baskom berisi sekam Saringan yang telah disusun Langkah pembuatan pupuk organik cair : Bahan baku dimasukkan dalam karung untuk pengomposan Dekomposisi selama 1- 2 minggu Bahan baku setelah pengomposan 1- 2 minggu Bahan kering yang akan diekstrak Bahan kering disiram dengan air Bahan didiamkan selama ± 2-24 jam Bahan dimasukkan ke dalam saringan Ekstraksi (disiram dengan air) Penampungan hasil ekstraksi Tong fermentor sederhana dengan saringan kain Ekstrak dimasukan ke dalam tong melalui kain penyaring Penambahan molasses sebanyak 0,5 % dari volume ekstrak Pengadukan 2.2. Biogas Biogas adalah gas-gas yang dihasilkan dari proses penguraian bahan organik menjadi gas-gas oleh mikroorganisme khususnya bakteri anaerob. Proses pembentukan biogas meliputi tiga tahap, yaitu : 1. Hidrolisis, yaitu pemecahan bahan organik oleh air. 2. Non metanogenik, yaitu proses pemecahan senyawa organik kompleks ((protein, lemak, karbohidrat) senyawa sederhana (asam amino, asam lemak, sakarida) dan CO2 oleh bakteri non metanogenik. 3. Metanogenik, yaitu pemecahan senyawa organik sederhana menjadi gas metana (CH4) dan gas-gas lain. Padatan hasil pemisahan ekstraksi POC masih mengandung senyawa organik sehingga masih memungkinkan dapat digunakan sebagai substrat pembuatan biogas bahkan pembentukan gas metana dapat lebih cepat karena senyawa organiknya berupa senyawa organik sederhana. 2.3. Pupuk Organik Padat (POP) Bahan baku untuk pembuatan POP dapat berasal dari padatan hasil pemisahan cairan dan padatan pada proses ekstraksi POC atau dari lumpur (sludge) pembuatan biogas. Metode yang digunakan bisa pegomposan konvensional atau vermicomposting. 2.4. Pakan Imbuhan Feed Suplemen atau Feed Additif Bahan baku untuk pembuatan pakan imbuhan berasal dari hasil ikutan pada proses pembuatan POC. Pakan imbuhan yang dibuat fungsinya sebagai probiotik ketika diberikan pada ternak. 2.5. Bahan Pakan/Pangan/Suplemen Kesehatan Bahan baku pembuatan bahan pakan/pangan/suplemen kesehatan dapat berupa padatan dari proses ekstraksi POC atau sludge biogas melalui proses vermicomposting. Vermicomposting menghasilkan kascing dan biomassa cacing tanah yang dapat digunakan sebagai bahan pakan atau bahan pangan atau sebagai suplemen kesehatan. Cacing tanah merupakan sumber protein hewani yang berkualitas tinggi karena mengandung protein tinggi (mencapai 60% bahkan lebih), selain itu kandungan asam-asam amino essensialnya lengkap dan seimbang. Cacing tanah juga mengandung enzim-enzim yang dapat membantu pencernaan dan zat aktif lain yang berfungsi sebagai zat anti mikroorganisme patogen. disusus oleh :D. Taufik AR, SPt. BPP Kecamatan Cikidang Kabupaten Sukabumi Provinsi Jawa Barat