Gatot Trimulyadi Rekso

Pusat AplikasiTeknologi Isotop dan Radiasi Badan Tenaga Nuklir Nasional

Jl. Cinere, Ps Jumat PO Box 7002 JKSL, Jakarta 12070 Fax : 021 7513270. E-mail gatot2811@yahoo.com

Salah satu upaya meningkatkan efektivitas dan efisiensi pemupukan adalah dengan memodifikasinya menjadi pupuk lepas lambat/ slow release fertilizer (SRF) dengan bahan dasar yang mendukung dan ramah lingkungan.

Masalah utama penggunaan pupuk kimia seperti urea atau NPK pada lahan pertanian adalah effisiensi yang rendah karena kelarutannya yang tinggi dan hilang akibat larut terbawa oleh air, penguapan, dan proses denitrifikasi terhadap pupuk itu sendiri

Menurut Stager (2009) : Slow release fert i l izer adalah pupuk yang dapat mengontrol pelepasan

unsur unsur di dalamnya secara lambat atau bertahap.

•Faktanya, tanaman t idak bisa merasakan kenyang kemudian berhenti makan. Sepanjang banyak tersedia unsur hara, sepanjang itu pula

tanaman akan menyerap sebanyak yang tersedia.

•Fakta ini kemudian melahirkan ist i lah luxury consumption .

•Dikatakan pupuk slow release merupakan pupuk yang sifatnya diserap tanaman sesuai dengan kebutuhan,

hingga tidak mencemari lingkungan.

Oleh karena itu akan dilakukan formulasi pembuatan komposit dengan polimer alam yang memiliki 3 fungsi yaitu sebagai :

slow release, penginduksi pertumbuhan tanaman dan sebagai water absorbent.

Metode penelitian yang akan dilakukan adalah pupuk kimia di ubah menjadi butiran yang lebih besar dengan melapisinya dengan oligo chitosan sebagai lapisan pertamanya.

Penggunaan oligo-chitosan dalam bidang pertanian sudah dikenal sebagai bahan penginduksi pertumbuhan dan anti bacteria serta mampu mengendalikan kecepatan pelepasan unsur unsur nutrient pupuk yang mudah hilang.

Sebagai lapisan kedua dipergunakan campuran CMC starch, chitosan dan monomer akrilamida dan di iradiasi dengan dosis 25kGy pada fasa gelatin sehingga terbentuk ikatan silang.

Fungsi lapisan kedua adalah sebagai water absorben, menjaga kelembaban tanah dan juga pengendalian pelepasan unsur unsur

Water

Dissolved Urea

SolidNPK*

DissolvedNPK

Water

Dissolved NPK

CompleteRelease

*Or other nutrient

OOH

NHCOCH3

HOO

OOH

NHCOCH3

HOO

OOH

NHCOCH3

HOO

Chitin

OOH

NH2

HOO

OOH

NH2

HOO

OOH

NH2

HOOChitosan

Conc.NaOH at boi l. Temp.aq .

Crustacean Shells

1. di l . HCl t at room temp.2. di l . NaOH at boil . temp.

PolysaccharidesPolysaccharidesChitin/Chitosan, Chitin/Chitosan,

and their derivativesand their derivatives

PolysaccharidesPolysaccharidesChitin/Chitosan, Chitin/Chitosan,

and their derivativesand their derivatives

DegradationDegradationIrradiation

Solid stateDilute aq. solution

CrosslinkingCrosslinkingPaste-like condition

Irradiation

Carboxymethylchitin Carboxymethylchitosan

ApplicationsIn Agriculture, Industry, Food, Medicine, Cosmetic

Fields

Pencangkokan/ graftingPencangkokan/ grafting

Pencampuran bahan dan radiasi

• Sebanyak 3 % chitosan yang dihasilkan dilarutkan dalam asam asetat 1% kemudian dicampurkan dengan larutan 1 % CMC, 2 % starch yang sebelumnya telah dilarutkan dalam Aquadest aduk sampai merata .

• Hasil campuran kemudian di bagi menjadi 4 bagian dan masing masing tambahkan 1 %, 2 %, 3 % dan 4 % akrilamida , aduk dan panaskan pada temperatur 800 C selama 60 menit.

• Hasil yang diperoleh di masukan dalam kantong plastik dan kemudian di iradiasi dengan dosis 25 kGy sehingga terjadi proses pengikatan silang. Hasil iradiasi kemudian dikeringkan dalam oven vakum pada temperature 500 C selama 24 jam dan di potong kecil kecil untuk pengujian lebih lanjut

Uji karakterisasi a. Fraksi gel : Dengan metode gravimetri, gel direndam dalam air dan asam asetat pada suhu 700C selama 24 jam kemudian gel dikeringkan dalam oven vakum pada suhu 500C sampai bobot konstant. Fraksi gel dihitung dengan rumus berikut :

Fraksi gel (%) = W1/Wo x 100 %

b. Nilai Swelling : Nilai swelling adalah ukuran banyaknya air atau pelarut lain yang dapat masuk ke dalam kerangka jaringan gel. Masing masing gel direndam dalam air suling lalu dilihat pengaruhnya terhadap pengembangan gel pada berbagai suhu dan waktu.

Nilai Swelling = (M-m) / m x 100 %

c. Uji pelapisan pada NPK

Cairan setelah radiasi di coba dilapiskan pada butiran pupuk NPK dengan mempergunakan sprayer dan hasinya diamati secara visual.

1. Fraksi gel

Penetapan fraksi gel perlu dilakukan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi monomer akrilamida terhadap fraksi padatan (gel) yang tidak larut.

Pengujian fraksi gel pada percobaan ini dilakukan dalam pelarut air dan asam asetat (1%) sebab dalam proses iradiasi tidak semua CMC-starch dan chitosan berikatan silang.

Air digunakan untuk melarutkan CMC dan starch dan asam asetat untuk melarutkan chitosan.

Fraksi gel dalam air yang diperoleh dari campuran CMC-stach-chitosan dan akrilamida

Gambar 1. Data hasil pengukuran fraksi gel campuran CMC-stach-chitosan dan akrilamida dalam air

Dari grafik di atas menunjukkan bertambah besarnya konsentrasi akri lamida nilai fraksi gelnya setelah konsentrasi sebesar 2 % peningkatan fraksi gel sangat rendah , ini menunjukan penambahan monomer akri lamida pada campuran CMC-stach dan chitosan konsentrasi 2 % sudah cukup baik

543210

80

70

60

50

40

30

20

Konsentrasi akrilamida (%)

Fra

ks

i p

ad

ata

n (

%)

Fraksi gel dalam asam asetat

Tabel 1. Data hasil pengukuran fraksi gel campuran CMC-starch-chitosan dan akrilamida dalam asam asetat (1%)

Konsentrasi akrilamida

(%)

% Fraksi gel

Dalam larutan asam asetat (1%)

0

1,0

2,0

3,0

4,0

41,8 %

50,8 %

62,3 %

63,1 %

64,5 %

Tabel 3. Hasil uji pengaruh suhu terhadap nilai swelling gel campuran CMC-stach-chitosan dan akrilamida

Konsentrasi akrilamida

(%)

Nilai swelling (%)

Suhu 30ºC Suhu 40ºC Suhu 50ºC

0

1,0

2,0

3,0

4,0

158,3

156,1

94,6

80,9

75,5

162,0

159,2

96,7

85,9

77,4

125,2

118,8

53,2

38,5

34,2

Dari Tabel 3 menunjukkan bahwa nilai nilai swelling suhu 30ºC sampai dengan suhu 40ºC, mengalami peningkatan ini menunjukkan hidrogel lebih banyak menyerap air sedangkan pada suhu 50ºC nilai swelling menurun ini menunjukkan penyerapan air lebih rendah dibanding temperatur 30ºC dan 40ºC

Untuk mengetahui terjadinya perubahan pada gel CMC-stach-chitosan-akrilamida maka dilakukan pengujian sifat serapan gelombang Inframerah dengan FTIR. Pengukuran dilakukan pada gel CMC-stach-chitosan-akrilamida sebelum iradiasi dan sesudah iradiasi. Gel CMC-stach-chitosan-akrilamida sebelum dan sesudah iradiasi ditunjukkan pada Gambar 1 dan Gambar 2

Karakterisasi dengan FTIR

Gambar 1.Gel CMC-stach-chitosan-akrilamida(2%) sebelum iradiasi

Gambar 2.Gel CMC-stach-chitosan-akrilamida(2%) sesudah iradiasi

1. Pada gel CMC-stach-chitosan-akrilamida, meningkatnya konsentrasi akrilamida fraksi gel meningkat sehingga semakin kenyal hidrogel yang didapat.

2. Fraksi gel yang diperoleh hidrogel gel CMC-stach-chitosan-akrilamida lebih baik dibandingkan hanya gel CMC-stach-chitosan.

3. Nilai swelling pengaruh suhu dari gel CMC-stach-chitosan-akrilamida mengalami peningkatan pada suhu 28º-40ºC dan mengalami penurunan pada suhu 50ºC.

4. Nilai swelling pengaruh waktu dari gel CMC-stach-chitosan-akrilamida pada pelarut asam asetat lebih besar dibanding dalam air, karena asam asetat yang dipakai untuk melarutkan chitosan mempunyai gugus –OH, sehingga meningkatkan sifat hidrofilik dari hidrogel. Nilai swelling tertinggi dari perlakuan hidrogel dicapai pada konsentrasi 2% dengan waktu perendaman 240 menit

Kesimpulan