Pupuk nano untuk masa depan

Gambar 1. Lahan Persawahan di Yala National Park Bangladesh [Dave Bouskill, 2010]

Miliaran orang di dunia mengkonsumsi nasi sebagai sumber karbohidrat, protein, mineral dan vitamin. Di sebagian besar negara di Asia, terutama di Indonesia, nasi menjadi makanan pokok. Di masyarakat kita, dikenal sebuah guyonan, jika belum mengkonsumsi nasi artinya belum dapat asupan makan yang layak, terlebih belum mengenyangkan. Penyediaan kebutuhan nasi (beras) berhubungan pula dengan kecukupan pemenuhan pupuk untuk menjamin keberhasilan panen. Kebutuhan akan pupuk oleh petani meningkat setiap tahunnya, termasuk untuk memenuhi kebutuhan pupuk padi. Pemakaian pupuk untuk tanaman padi (gabah) dibutuhkan dalam jumlah yang terbilang besar. Menurut BB Padi (Balai Besar Penelitian Tanaman Padi) Departemen Pertanian, kebutuhan pupuk untuk satu ton gabah padi di Indonesia setidaknya membutuhkan antara lain unsur hara Nitrogen (17,5 kg setara 39 kg Urea); unsur Fosfor (3 kg setara 9 kg SP-39) dan unsur Kalium (17 kg setara 34 kg KCl).

Kebutuhan yang cukup banyak untuk me-nutrisi satu ton gabah, utamanya unsur Nitrogen (N) yang berperan besar pada pertumbuhan tanaman, apabila diberikan terus-menerus, secara akumulatif dapat berdampak pada kualitas lingkungan, termasuk kualitas tanah dan padi itu sendiri tentunya. Terlebih Urea bersifat sangat mudah larut di dalam air. Demi mencegah dan mengatasi penurunan kualitas tanah dan tanaman akibat penggunaan pupuk, maka diperlukan suatu upaya solutif, salah satunya penggunaan teknologi pupuk tersedia lambat (slow-released fertilizer atau SRF) yang dinilai mampu meningkatkan efisiensi karena pelepasan zat hara pada pupuk dapat dilepaskan secara berkala, sehingga tanaman dapat menyerap zat hara dari pupuk secara lebih optimal.

Di Indonesia, penggunaan pupuk jenis SRF sudah diperkenalkan dan mulai digunakan, salah satunya produk zeolite prima. BPPT, seperti yang dilansir dalam berita di website resminya, juga telah melakukan upaya pengembangan produksi SRF dan saat ini telah berhasil memproduksi pupuk SRF dengan ukuran granul 2-4 mm. Namun demikian, meskipun sudah tersedianya produk komersil SRF yang digunakan dan produksi SRF tengah diupayakan, pengembangan formulasi SRF terus selalu dilakukan untuk upaya ketahanan pangan yang lebih baik, salah satunya pengembangan yang dilakukan oleh para ilmuan di Sri Lanka yang melakukan hibrida skala nano pada senyawa hidroksiapatit-urea untuk penyediaan pupuk SRF yang dapat menyuplai kebutuhan unsur nitrogen, dengan harapan nutrien dari pupuk ke tanaman tersedia dan terserap secara lebih efisien.

Gambar 2. Nanohibrida Urea (U) dan Hidroksiapatit (HA) [Kottegoda dkk, 2017 –  dengan beberapa penyesuaian]

Mari kita telisik lebih lanjut teknologi pupuk tersedia lambat (slow-released fertilizer atau SRF), yaitu nanohibrida hidroksiapatit-urea (selanjutnya akan disebut pupuk nanohibrida U-HA) dan tahap uji coba aplikasi pupuk tersebut di lahan persawahan di Sri Lanka.

Urea yang mengandung sejumlah Nitrogen (N), seperti yang telah disebutkan sebelumnya merupakan zat hara utama bagi pertumbuhan tanaman.  Sementara, Hidroksiapatit (HA) sendiri merupakan senyawa kalsium fosfat yang bersifat stabil, memiliki bioactivity dan biocompatible yang secara luas telah diaplikasikan dalam dunia medis karena sifat morfologis dan komposisinya yang mirip dengan jaringan keras (gigi dan tulang) pada manusia. Demikianlah para ilmuan kemudian menggabungkan keunggulan dari urea yang dibungkus hidroksiapaptit untuk menghasilkan pupuk tersedia lambat (slow-released fertilizer atau SRF)  nanohibrida U-HA dengan ukuran ~18 nm yang dapat menutrisi tanaman dengan senyawa nitrogen yang mampu terlepas ke lingkungan dan menutrisi tanaman secara berkala.

Gambar 3. Hasil Uji Laju Kelarutan Pupuk didalam Air Mengalir [Kottegoda dkk, 2017 –  dengan beberapa penyesuaian]

Pupuk nanohibrida U-HA melalui serangkaian uji coba, salah satunya  uji laju kelarutan pupuk dalam media air mengalir, diketahui bahwa pupuk ini membutuhkan waktu lebih lama, 63 menit, untuk melepaskan senyawa Nitrogen dibandingkan dengan Urea murni yang membutuhkan waktu lebih cepat, 5 menit. Sisa Nitrogen yang belum terlepas dalam pupuk nanohibrida, masih akan terlepas selama kurun waktu satu minggu, kurun waktu yang tentu lebih lama dibanding dengan pelepasan Nitrogen pada Urea konvensional.

Gambar 4. Hasil Uji Coba pada Lahan Pertanian di Rice RND Institute Bangladesh [Kottegoda dkk, 2017 –  dengan beberapa penyesuaian]

Pupuk nanohibrida U-HA ini kemudian dievaluasi untuk menguji kemampuan nutriennya untuk dapat terserap oleh tanaman padi di lahan persawahan Rice Research and Development Institute Bangladesh, dan membandingkannya dengan pupuk urea konvensional yang sudah banyak digunakan petani di Sri Lanka. Hasil menunjukkan dengan menggunakan setengah dari kebutuhan urea yang disarankan, yaitu 50 kg nanohibrida U-HA (T3) dapat mempertahankan hasil tanaman padi sebanyak ~7,9 ton/ hektar, hasil yang diperoleh tersebut lebih banyak dibanding dengan pemberian 100 kg Urea murni (T2). Uji kandungan NPK pada batang padi juga menunjukkan bahwa penggunaan pupuk nanohibrida U-HA mampu memberikan asupan nutrisi berupa fosfor dan kalium tanpa perlu penambahan jenis pupuk lainnya, ini dikarenakan hidroksiapatit juga telah mengandung sejumlah fosfor yang mampu memberikan nutrisi tambahan yang cukup untuk menunjang pertumbuhan tanaman. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Kottegoda dkk, pengaplikasian pupuk nanohibrida U-HA menunjukkan bahwa pelepasan nitrogen secara berkala menggunakan teknologi nano dapat dilakukan untuk menutrisi dan memperoleh hasil panen yang lebih banyak. Diharapkan kedepan hasil penelitian semacam ini akan mampu mengurangi jumlah kebutuhan pupuk kimia yang digunakan selama masa tanam, khususnya padi, serta sekaligus dapat berperan dalam menjaga keseimbangan lingkungan tanpa khawatir kekurangan suplai makanan pokok di masa mendatang.

Sumber:

[1] BB Padi Balitbangtan Kementerian Pertanian. “Pemupukan pada Tanaman Padi”. http://bbpadi.litbang.pertanian.go.id/index.php/berita/info-teknologi/content/226-pemupukan-pada-tanaman-padi  (diakses pada 20 maret 2017)

[2] BPPT. “Inovasi Teknologi Pupuk Lepas Lambat (Slow Release Fertilizer, SRF)”. http://ptseik.bppt.go.id/berita-ptseik/14-inovasi-teknologi-pupuk-lepas-lambat-slow-release-fertilizer-srf (diakses pada 16 Mei 2017)

[3] Fluidinova. “Hydroxyapatite”. http://www.fluidinova.pt/hydroxyapatite-properties-uses-and-applications (diakses pada 16 Mei 2017)

[4] Kottegoda, Nilwala dkk.“Urea-Hydroxyapatite Nanohybrids for Slow Release of Nitrogen”. ACS Nano, 2017, 11 (2), pp 1214–1221

[/um_loggedin]

 

Nilai Artikel Ini
Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:
Nailul Izzah

Nailul Izzah

Pembelajar | Penikmat kopi | DIII Teknik Kimia Undip Alumni | Staf Admin POGI | Semarang | nailul.izzah91@gmail.com

Yuk Ajukan Pertanyaaan atau Komentar