1

DEKOMPOSISI

BAHAN ORGANIK

PENGOMPOSAN

Pengomposan

Proses dekomposisi bahan organik oleh organisme termasuk bakteri, fungi, aktinomisetes, cacing, dan serangga.

Proses pengomposan

– Aerobik

(ada oksigen bebas, lebih cepat)

– anaerobik

(tanpa oksigen, lambat dan bau).

Bahan yang tidak disarankan

untuk dikomposkan:

– Sisa hewan (daging, ikan, tulang, lemak, telur, susu),

– Potongan kayu besar,

– Gulma yang ganas,

– Bahan bukan organik

Apakah kompos?

– Produk yang dihasilkan dari dekomposisi terkendali bahan organik secara biologis dalam keadaan aerobik

– Stabil dalam bentuk yang menguntungkan bagi pertumbuhan tanaman

– Keamanan biologisnya terjaga oleh panas yang dihasilkan selama proses pembentukannya

– Menyediakan humus, nutrien, dan unsur mikro bagi tanah

2

Nutrien penting dalam pengomposan

Karbon (C) dalam bahan organik adalah sumber

energi dan dasar building block sel mikroba.

Nitrogen (N) bersama C merupakan unsur paling

penting, sering merupakan faktor pembatas.

Mikroba membutuhkan 25-30 bagian karbon untuk

setiap bagian nitrogen untuk membentuk protein

(C:N 25-30:1).

Bahan dengan nisbah C:N optimum menghasilkan

kecepatan dekomposisi yang tinggi.

Nisbah C:N=25-30 sesuai untuk pengomposan. Setelah proses pengomposan nisbah C:N secara bertahap turun menjadi 10-20:1.

Bahan dengan nisbah C:N rendah (<15:1) cepat terdekomposisi, tetapi mudah menghasilkan bau busuk karena cepatnya konsumsi oksigen yang mengakibatkan suasana anaerob.

Mikroba juga memerlukan fosfor, sulfur, dan unsur mikro tetapi pengaruhnya langsung belum banyak diteliti.

Nutrien penting dalam pengomposan

Nisbah C/N – target 20-40:1

– > 40:1 – tidak cukup makanan bagipopulasi mikroba

– < 20:1 – kehilangan nitrogen dalam bentukamonia (bau menyengat)

Nutrien penting dalam pengomposanPengaruh C:N pada kecepatan

dekomposisi bahan organik

3

Nutrien yang sering ditambahkan adalah nitrogen, fosfat, dan kapur.

Nisbah C:P optimum 75-150:1

Pupuk kandang merupakan sumber nitrogen.

Abu kayu (bukan arang) merupakan sumber fosfor dan kalium.

Kapur merupakan sumber kalsium untuk mengendalikan keasaman

Nutrien penting dalam pengomposanKondisi lingkungan

Kondisi lingkungan yang mendukung proses pengomposan:

– Kecukupan air

– Kecukupan oksigen

– Kecukupan nutrien untuk mikroba

– Kesesuaian suhu (hangat)

Proses Pengomposan

Output

– Panas

– Uap air

– Karbon Dioksida

– Nutrien dan mineral (kompos)

Proses terjadi secara alami, tetapi dapat dipercepat dengan mengendalikan elemen-elemen esensial

Mikroba pengompos mula-mula

mengkonsumsi senyawa yang mudah

didegradasi.

Dekomposisi bahan organik dalam proses pengomposan terjadi bertahap.

4

Pelaksanaan Pengomposan Di bagian dasar pengomposan

ditebarkan (15-25 cm) seresah tanaman(bahan yang akan dikomposkan)

Ditambahkan pupuk kandang dan bahan lain apabila diperlukan, seperti pupuk P dan kapur.

Ditebarkan lagi (15-25 cm) bahan yang akan dikomposkan.

Dibuat lapisan berikutnya sampai tinggi mencapai 1m

Diperciki air sesuai kebutuhan

Diberi sungkup

Pelaksanaan Pengomposan

Beri sungkup bila pengomposan skala kecil.

Balikkan kompos 1-2 kali seminggu.

– Untuk menjamin kecukupan udara.

– Mencegah kekeringan di bagian luar dan atas kompos.

Monitor kelembaban dan tambahkan air bila diperlukan.

Aerated covered windrow

Aerated covered windrow

Medium capital costs

Medium operating costs

Cover for windrows reusable

Forced aeration; computer control of composting possible

Reduced flexibility - careful preparation of feedstock essential

Space efficient

Improved control of temperature and aeration resulting in faster

composting (3-6 weeks); further curing usually required

Perubahan suhu selama pengomposan

10

20

30

40

50

60

70

80

Time

Tem

pera

ture

(ºC

)

thermophilic stage

mesophilic stage

intensive decomposition curing

stable

& mature

compost

pasteurised or

fresh compost

5

Perubahan Suhu

Mengapa suhu selama pengomposan meningkat ?

– Panas dihasilkan dari metabolisme senyawa organik, misalnya glukosa:

C6H12O6 + 6O2 -----> 6CO2 + 6H2O + KALOR

Akumulasi kalor mengakibatkan peningkatan suhu.

Pengomposan skala kecil (<1m3) mungkin tidak menghasilkan panas karena hilang melalui konveksi.

Perubahan suhu selama pengomposan

Suhu membatasi aktifitas mikroba sehinga juga membatasi kecepatan degradasi bahan organik.

Kecepatan dekomposisi bahan organik tertinggi terjadi pada suhu 35-55 ºC.

Kondisi termofilik terjadi sejak suhu mencapai 45ºC.

Suhu Pengomposan

Suhu merupakan pengendali proses yang penting – perlu dimonitor dengan seksama

Suhu optimum: 55o C. – 65o C.

Suhu di atas 55o C akan membunuh patogen, fecal coliform & parasit

– Suhu di pengomposan terbuka mencapai 55o C selama 15 hari

Suhu optimum dicapai dengan mengatur aliran udara melalui pembalikan dan ukuran tumpukan

Suhu dalam sistem pengomposan tidak seragam.

Perbedaan antara bagian permukaan dan bagian tengah sistem pengomposan windrowdapat mencapai 20-45 C.

Pada sistem pengomposan in-vesselperbedaan hanya 2-5 C.

Diperlukan pemaparan sekurangnya 3 hari pada suhu 55 C guna membunuh benih gulma, mikroba patogen dan parasit.

Pemaparan ini merupakan kunci dari upaya minimalisasi resiko dalam proses pengomposan.

Suhu Pengomposan

6

Saat pembentukan kompos yang stabil dan matang juga tercermin dari suhu .

Suhu di atas 55ºC dibutuhkan untuk mendeaktifasi benih gulma, patogen tanaman, hewan, dan manusia.

Suhu Pengomposan Perubahan Suhu dan Suksesi Mikroba

Suhu mempengaruhi komposisi dalam populasi mikroba.

Periode awal proses pengomposan dicirikan

oleh aktifitas mikroba (terutama bakteri)

mesofilik yang meningkat pesat dan

ditunjukkan oleh peningkatan suhu.

Setelah suhu meningkat, mikroba mesofilik akan mati dan mikroba termofilik mulai mendominasi.

Perubahan Suhu dan Suksesi Mikroba

Apabila suhu mencapai 65-70ºC, aktifitas mikroba termofilik juga menjadi terhambat, kecuali bakteri pembentuk spora.

Kecepatan dekomposisi menjadi lambat.

Selama masa penurunan suhu, jamur danaktinomisetes mulai mengkolonisasi danmendekomposisi bahan yang lebih sulitterombak seperti selulosa dan lignin.

Pematangan

Pematangan terjadi pada suhu mesofilik dalam waktu bisa sampai 6 bulan, tergantung bahan yang dikomposkan.

Pada fase ini tingkat konsumsi oksigen, penghasilan panas, dan evaporasi berlangsung melambat.

10

20

30

40

50

60

70

80

Time

Tem

pera

ture

(ºC

)

thermophilic stage

mesophilic stage

intensive decomposition curing

stable

& mature

compost

pasteurised or

fresh compost

7

Pematangan Pematangan merupakan

proses aerobik sehingga

perlu kecukupan udara.

Ukuran tumpukan harus

kecil (tinggi ~1 m) dan

kelembaban tidak boleh

berlebih (>70%).

Tumpukan besar

memerlukan pemompaan

untuk menjaga suasana

aerobik.

Mikroba Pengompos

Bacillus sp. termofilmerupakan contoh satubakteri berbentuk batangyang sering ditemukandalam kompos.

Bacillus sp. Seringditemukan pula dalambentuk rangkaian. Bakteriini menghasilkan sporayang menyebabkannyamampu bertahan padasuhu tinggi (di atas 65 C).

Waktu Waktu yang dibutuhkan untuk mengubah

bahan baku kompos menjadi kompos matangtergantung pada:

–Bahan baku yang digunakan

–Campuran bahan baku

–Suhu

–Kelembaban, dan

–Frekuensi penghawaan.

Untuk memperoleh waktu pengomposan terpendek, perlu diperhatikan kecukupan air, kecukupan nitrogen dan kecukupan udara.

Masalah yg sering muncul dlam pengomposan

Masalah Penyebab/Pemecahan

Bau busuk Terlalu basah/ tambahkan bahan pengembang

Bau tidak busuk, tidak ada dekomposisi

N terlalu sedikit/ tambahkan sumber NUkuran terlalu besar/ perkecil ukuran

Tumpukan kering Kurang bahan hijauan atau kelembaban/ tambahkan bahan hijauan dan air

8

Kelembaban

Air dibutuhkan pada semua reaksi enzimatik, oleh karenanya kecukupan air harus terjaga agar pengomposan berlangsung cepat.

Terjadi kehilangan air melalui penguapan selama proses pengomposan.

Penguapan berfungsi mengendalikan over hetaed pada proses pengomposan.

KelembabanKandungan air optimum – 50% sampai 60% (basah)

– < 30% - proses pengomposan berhenti

– < 50% - proses pengomposan lambat karena mikroba kekeringan

– >60% - pemadatan, terbentuk kondisi anaerobik, pembusukan/fermentasi (bau)

Penyiraman selama proses pengomposan

– Satu meter kubik sampah kebun membutuhkan –200 sampai 300 liter air

Kelembaban

Pengomposan dalam skala kecil pada musim kering perlu diberi sungkup plastik untuk mempertahankan kelembaban.

Hindari penambahan air yang terlalu banyak.

– Terlalu banyak air melindi nutrien terlarut (misalnya, nitrogen)

– Terlalu banyak air mengurangi ketersediaan oksigen, membentuk zona anaerob, memperlambat proses pengomposan, dan terbentuk bau busuk.

Aerasi

Konsumsi karbon untuk mendapatkan energi memerlukan oksigen sebagai elektron akseptor.

Konsentrasi oksigen di udara 21%, tetapi aktifitas mikroba aerob memerlukan konsentrasi oksigen di atas 5%.

Konsentrasi oksigen optimum untuk pengomposan adalah 10-14%.

Mikroba anaerobik (tumbuh tanpa oksigen bebas) menyebabkan bau busuk pada kompos

9

Porositas dan Aerasi

Porositas optimum 35% - 50%

–> 50% - kehilangan energi lebih besar daripada panas yang dihasilkan suhu pengomposan lebih rendah

–< 35% - suasana anaerobik (bau)

Penghawaan – mengendalikan suhu, mengurangi kelembaban dan CO2, dan mencukupkan oksigen

–Aliran udara yang dibutuhkan sebanding dengan aktivitas biologisl

–Konsentrasi O2 < 5% - suasana anaerobik

Aerasi

Dengan naiknya suhu konsentrasi oksigen

menjadi tidak merata.

Pembalikan atau pemompaan udara

diperlukan untuk menjamin ketersediaan

udara.

Aerasi diperlukan agar kecepatan

dekomposisi tetap tinggi dan tidak terbentuk

bau busuk.

Mekanisme aerasi – aerated

static piles

Pada sistem pengomposan aeratedstatic pile atau in-vessel digunakan pemompaan.

Kadang diperlukan penyungkupan agar terbentuk panas merata.

Bau Busuk selama Pengomposan

Terbentuknya bau busuk terkait dengan

munculnya suasana anaerobik.

Bau busuk pada pengomposan dihasilkan oleh gas atau asap (partikel padat di fasa gas).

10

Bau Busuk selama Pengomposan

Compound Formula Characteristic odour Threshold

(nL/L)

Ethanal CH3CHO Pungent 2

Butanoic acid CH3CH2CH2COOH Rancid 0.28

Ammonia NH3 Pungent 37

Trimethyl amine (CH3)3N Pungent 4

3-methylindole (skatole) C6H5C(CH3)CHNH Faecal 7.5x10-5

Hydrogen sulfide H2S Rotten egg 1.1

Carbon oxysulfide COS Pungent -

Dimethyl sulfide CH3SCH3 Foul 20

Dimethyl disulfide CH3SSCH3 Foul -

Diethyl sulfide CH3CH2SCH2CH3 Foul 0.25

Methanethiol CH3SH Decaying cabbage 1.1

Ethanethiol CH3CH2SH Decaying cabbage 0.016

1-Propanethiol CH3CH2CH2SH Unpleasant 0.075

1-Butanethiol CH3CH2CH2CH2SH Skunk like 1.4

NH3 adalah

gas paling

bermasalah

Penanganan Bau Busuk

Bau busuk dapat mudah diatasi pada sistem

pengomposan in-vessel atau aerated static

pile.

Gas berbau dialirkan ke biofilter (dapat menggunakan kompos jadi).

Bakteri dalam biofilter dapat memanfaatkan gas berbau sebagai nutrien.