Teknologi ArangTerpadu

PUSAT PENGEMBANGAN TEKNOLOGI ARANG TERPADU (PPTAT)

ARANG

Arang adalah matrial berwarna hitam hasil pembakaran dari bahan-bahan organik yang tersedia di alam. Arang dapat dibuat dari berbagai material seperti kayu, bambu, limbah pertanian seperti tempurung kelapa, sekam, tongkol jagung, dll. Arang dapat digunakan untuk bermacam-macam keperluan seperti untuk bahan bakar, untuk penyaring air, untuk bahan pembuat batrai, amplas, untuk pertanian, dll. Ada bermacam cara juga untuk membuat arang dari cara biasa, murah, sampai cara yang mahal dan biaya tinggi untuk mendapatkan arang yang berkualitas.

Di PPTAT cara membuat arang ada berbagai cara. Tetapi secara umum prosesnya sama. Ada 4 tahap proses pembuatan arang: 1) tahap pengeringan, 2) tahap Karbonisasi, 3) tahap Penyempurnaan dan tahap pendinginan. Ke empat tahap ini berlaku untuk semua cara pembuatan arang. Yang membedakannya Cuma jenis dapur atau tungku dan cara pengoprasiannya.

Ketika kayu dibakar di udara terbuka, itu akan menjadi abu. Namun, jika dipanaskan dalam wadah tertutup atau lingkungan kedap udara, proses itu disebut  pirolisis (Pirolisis adalah dekomposisi kimia bahan organik melalui proses pemanasan tanpa atau sedikit oksigen atau reagen lainnya, di mana material mentah akan mengalami pemecahan struktur kimia menjadi fase gas.), atau diubah melalui aksi panas akan menjadi arang. Arang adalah sisa pirolisis selulosa, lignin dan zat lainnya dan terdiri dari 80-90% karbon padat. Gambar. 7 menunjukkan gambar diperbesar dari bagian arang. Memiliki nilai pH tinggi antara 8,0 dan 9,0.

Arang sangat berpori dan memiliki luas permukaan internal yang besar. Luas permukaan per gram tidak kurang dari 200 hingga 400 meter persegi! Pori-pori dari berbagai arang dari beberapa mikron sampai 100 mikron lebar. Karena porositas yang tinggi dan luas permukaan yang sangat luas arang memiliki kapasitas yang tinggi untuk menyerap gas dan kelembaban. Untuk alasan ini, arang tradisional telah digunakan sebagai penghilang bau, penyaring atau pembersih dalam aplikasi mulai dari rokok sampai pengolahan air.

Dalam kasus pertanian, arang memiliki banyak manfaat. Ketika diterapkan pada tanah, menyerap gas berbahaya. Hal ini juga menjaga nitrogen dalam tanah yang seharusnya dapat dikeluarkan sebagai gas amonia.

Arang juga menyediakan rumah bagi banyak mikroba yang bermanfaat. Karena arang tidak mengandung bahan organik, saprophytes (yang memakan bahan organik dan jenis bakteri dominan dalam tanah) tidak dapat hidup di dalamnya. Sulit bagi jamur untuk masuk arang karena telur mereka terlalu besar. Namun, actionmyces dan basil bisa masuk dengan mudah.

Meskipun arang itu sendiri memiliki jumlah mineral sedikit dan tanpa nitrogen, mikroba yang biasanya pertama memasukinya  adalah semua Azotobacter, yang menghasilkan nutrisi mereka sendiri dengan memfiksasi nitrogen. Oleh karena itu arang menyebabkan peningkatan bakteri pengikat nitrogen. Karena Nitrogen terakumulasi dalam arang, tanaman berakar di dalamnya dan ada peningkatan bakteri seperti vesikular-Arbuskular mikoriza yang hidup dalam simbiosis dengan akar. Bakteri mikoriza vesikular-Arbuskular mendapatkan nutrisi dari akar, dan pada saat yang sama menyerap asam fosfat dan mineral dari tanah dengan mengedarkan telurnya. Inilah yang kemudian membuat substansi yang lebih mudah tersedia untuk akar. Selain itu, penyakit tanah tampaknya berkurang dengan adanya bakteri mikoriza dan mikroba mikoriza vesikular-Arbuskular lainnya.

Oleh karena itu, seperti cuka kayu, arang bukanlah pupuk atau bahan kimia pertanian. Namun, menciptakan lingkungan yang baik untuk pertumbuhan, melengkapi efek pupuk, dan mengurangi penyakit.

MANFAAT PENGGUNAAN ARANG DI BIDANG PERTANIAN

Banyak sekali manfaat arang bagi kepentingan hidup kita. Di bawah ini adalah salah satu manfaat arang dibidang pertanian:

1. Karena kenyataan bahwa arang sangat berpori, itu adalah filter efisien udara dan air, dan menyerap dan mudah mempertahankan kelembaban. Oleh karena itu juga meningkatkan karakteristik fisik tanah seperti permeabilitas air dan retensi air.
2. Jika arang diterapkan di tanah, maka ia akan meningkatkan kuantitas mikroba yang berguna seperti mikoriza vesikular-Arbuskular. Akibatnya, tanaman akan mengembangkan sistem akar kuat dan kerusakan oleh hawar dan serangga akan menurun.
3. Di greenhouses, arang menyerap amonia dan bahan kimia berbahaya lainnya yang terbentuk dari waktu ke waktu
4. Arang terdiri dari berbagai  mineral seimbang termasuk kalsium dan boron. Karena proses karbonisasi, mineral ini ada dalam bentuk yang mudah diserap oleh tanaman.
5. Mencampur arang dengan pupuk kandang mengurangi bau dan memfasilitasi proses pengomposan.

CUKA KAYU

Selama proses karbonisasi dalam proses pembuatan arang, asap dilepaskan. Jika asap ini didinginkan, cairan dapat dikumpulkan. Cairan ini, jika dibiarkan diam, akan terpisah menjadi tiga lapisan yang berbeda. Sebuah cairan berminyak menempati lapisan atas sementara tar kental kayu mengendap di bagian bawah. Lapisan tengah terdiri transparan, cairan kekuningan-coklat yang biasa disebut cuka kayu mentah.

Sampai saat ini, arang dan cuka kayu telah digunakan terutama di bidang-bidang lain selain pertanian. Arang telah digunakan sebagai bahan bakar, pengolahan limbah dan amplas logam. Cuka kayu telah digunakan dalam berbagai cara, termasuk sebagai bahan dalam obat-obatan, tambahan untuk pakan ternak, sebagai deodoriser (penghilang bau), sebagai mordant (pewarnaan) dalam proses pencelupan, fasilitator dalam proses fermentasi, filter dalam pengolahan limbah dan bahan baku di berbagai industri lainnya.

Namun, baru-baru ini petani dan peneliti pertanian telah beralih ke penggunaan arang dan cuka kayu sebagai alternatif bahan kimia dalam meningkatkan hasil panen dan mengendalikan hama. Menurut penelitian dan uji coba lapangan baru-baru ini, berikut ini adalah beberapa manfaat menggunakan arang dan cuka kayu di bidang pertanian.

MANFAAT CUKA KAYU

Cuka kayu memiliki berbagai efek menguntungkan berasal dari fakta bahwa itu terdiri dari berbagai mineral, senyawa dan asam. Para peneliti telah menemukan bahwa cuka kayu terdiri dari lebih dari 200 bahan yang berbeda. Tabel 1 dan 2 menunjukkan bahan utama yang ditemukan dalam cuka kayu mentah dan halus. Komponen yang paling umum dalam cuka kayu, kecuali air, asam asetat, yang menyumbang 3-7% dari total bahan dan 50-70% dari bahan organik. Selain asam asetat dan cuka organik lainnya, cuka kayu mentah juga terdiri dari sekitar 5% fenol dan beberapa persen dari berbagai jenis alkohol termasuk metanol dan etanol.

Para peneliti telah menemukan bahwa efek menguntungkan dari cuka kayu dalam aplikasi pertanian meliputi:

1. Penyemprotan cuka kayu yang diencerkan pada daun tanaman dapat meningkatkan vitalitas dan meningkatkan kualitas tanaman.
2. Penyemprotan juga membantu mengontrol serangga berbahaya dan beberapa jenis penyakit tanaman
3. Cuka Kayu dan pertanian kimia saling melengkapi. Khasiat menggunakan mereka bersama-sama lebih besar dari menggunakan salah satu saja.
4. Jika cuka kayu diterapkan di tanah atau dicampur ke dalam konsentrasi tinggi, menghambat eelworms (nematoda parasit) dan penyakit tanah. Dalam konsentrasi rendah atau ketika sedang dalam proses th yang rusak di tanah itu meningkatkan kuantitas mikroba baik.
5. Cuka kayu membantu memperbanyak dan memperkuat akar tanaman.
6. Pencampuran cuka kayu dengan pupuk kandang mengurangi bau dan memfasilitasi pembuatan kompos.

Cuka kayu memiliki berbagai manfaat lainnya. Sebagai contoh, jika dicampur dengan pakan ternak, meningkatkan kualitas daging. 

KOMPOS

Kompos adalah pupuk yang dihasilkan melalui proses penguraian bahan-bahan organik dengan perlakuan khusus agar tanaman lebih mudah memanfaatkannya. kompos dengan bahan organik yang telah terurai menyediakan unsur-unsur hara yang bisa diserap oleh tanaman secara langsung. Meskipun sedikit jumlahnya, kompos menyediakan sebagian besar unsur hara yang diperlukan oleh tanaman.

Kegunaan kompos arang:

1. Memperbaiki tekstur, struktur, kimia dan biologi tanah
2. Memperbaiki tata air dan udara tanah.
3. Mengatur temperatur tanah
4. Meningkatkan daya penyerapan tanah
5. Memperbaiki kehidupan jasad-jasad renik/mikroorganisme di dalam tanah.
6. Menyerap logam-logam berat (Al, Fe, dll) yang bersifat merugikan tanaman dan gas-gas beracun dalam    tanah yang dapat berakibat negatif bagi tanaman.

Manfaat penggunaan Arang dalam Kompos:

1. Menyediakan kondisi yang baik bagi mikroba pengurai (tempat, air, aerasi, suhu) sehingga pertumbuhannya lebih cepat dan banyak; meningkatkan kuantitas mikroba pengurai sehingga proses pengomposan bisa dipercepat
2.  Mempertinggi suhu kompos yang beragi
3. Tidak perlu membolak-balik kompos
4. Menghilangkan bau busuk pada kompos karena arang menyerap amonia
5. Menambah mineral pada kompos     

      Manfat cuka kayu pada kompos

1.      Mempercepat pertumbuhan mikroba yang berguna (juga mengurangi mikroba-mikroba             patogen) sehingga mempercepat proses pengomposan dan meningkatkan kualitas kompos. cuka kayu adalah nutrisi bagi mikroba.
2.       Mengurangi bau busuk pada kompos terutama kotoran ternak

Kandungan Unsur Hara dalam Kompos Arang

Unsur-unsur hara yang diperlukan oleh tanaman juga terkandung dalam kompos walau dalam jumlahnya lebih sedikit dari pupuk kimia. namun kompos lebih lengkap. Ada unsur hara makro seperti N, P, K, Ca dan Mg dalam kompos. Kompos arang dan cuka kayu juga dilengkapi mineral dan senyawa-senyawa yang baik untuk pertumbuhan tanaman. Kandungan unsur-unsur hara dalam kompos tergantung dari bahan apa saja yang ada di dalamnya. Setiap bahan memiliki kandungan unsur hara yang berbeda-beda jumlahnya.

Bahan-bahan untuk membuat kompos:

1.   Bio Mass: rumput hijau, daun-daun legum, sisa-sia tanaman padi, jagung, sayuran, pisang, sisa buah-buahan, sisa sisa makanan, hewan, sisa-sisa serbuk kayu, sampah sawmill, dll.

2.     Arang yang sudah dihancurkan berbentuk granular atau seperti pasir.

3.     Pupuk kandang   (ayam, babi, sapi, kambing, dll)

4.     Tanah Humus (bisa dari bawah rumpun bambu)

5.     Larutan dekomposer:

a.       
        Cuka kayu : air                           = 1 : 100 (artinya: 1 cc diencerkan dengan air 100 cc)

b.       EM4 : air                                    = 1 : 1000

c.       Air Kelapa : air                           = 1 : 10

d.       Busukan Tomat : air                   = 1 : 10

6.     Gula 1 ons untuk 10 ltr air

Perbandingan bahan kompos

Dalam pembuatan kompos tidak ada perbandingan yang baku. Perbandingan bahan tergantung dari tujuan kita ingin mendapatkan unsur apa yang terbanyak. Dalam pengalaman semakin tinggi perbandingan pupuk kandang dan arang dari bio mass akan dihasilkan kompos yang tinggi pula kualitasnya.

Sekerdar contoh perbandingan yang cukup mudah dan murah seperti berikut: kotoran ternak (1 bagian), Arang ( 1 bagian), Biomass (3 bagian), Dedak/serbuk kayu (1 bagian), Humus (1 bagian),  dekomposer dan air disesuaikan dengan jumlah kompos mentah. Tidak masalah bahan mana yang akan kita perbanyak. Tetapi lebih baik diperbanyak arang dan pupuk kandang.

Cara Pembuatan Kompos:

1. Siapkan tempat kompos baik yang permanen atau sementara. Lebih baik ada atap agar tidak terkena hujan dan sinar matahari langsung. sediakan tutup kompos berupa jerami, daun-daun atau terpal.
2. Cincang atau potongpotong biomass sampai ukuran 3 – 5 cm. Jika lebih halus, maka pengomposan bisa lebih cepat.
3. Campurkan semua bahan yang sudah disediakan dan aduk sampai tercampur rata.
4. Siram dengan air yang sudah dicampur dengan larutan cuka kayu atau larutan dekomposer + gula merah/molases sesuai perbandingan. Gengam kompos kuat-kuat, jika airnya merembes ke sela jari, berarti airnya sudah cukup.
5. Simpan kompos pada wadah dan tutup dengan terpal atau daun-daun yang tersedia. 
6. Setelah 3 – 4 hari lihat kondisi kompos. apakah panas, kering atau terlalu basah. Jika panas balik kompos. Jika terlalu kering siram dengan air secukupnya.

7.    Sebaiknya tinggi tumpukan kompos tidak lebih dari 30 cm. Maksudnya agar suhu kompos terkendali dan tidak perlu membalik-balik kompos.

Panen Kompos

Pengomposan yang baik berlangsung antara 1 – 3 bulan. Warna kompos sudah coklat kehitaman, material sudah hancur seperti tanah humus, tidak berbau busuk atau amonia, melainkan berbau tanah humus. Simpan kompos di tempat yang teduh, tidak terkena sinar matahari atau hujan. Bisa juga dikemas dalam karung.

Aplikasi

Aplikasikan kompos pada lahan yang hendak di tanam saat mengolah tanah sebanyak 1 – 2 kg / 1 m2. Atau bisa juga dicampur dengan tanah di lobang tanam sebanyak 500 gr – 1000 gr/lobang tanam.

Kompos bisa juga diaplikasikan setelah tanaman berumur 3 – 4 minggu. Aplikasikan disekitar akar tanaman sebanyak 500-1000 gr pertanaman.

Aplikasi kompos dapat berkurang jika pengunaannya sudah maksimal pada pengolahan tanah atau penanaman sebelumnya. Karena tanah sudah mulai subur.

Aplikasi Arang dan cuka kayu pada tanah (soil treatment)

Manfaat pencampuran arang pada tanah:

1. Memperbaiki tekstur, struktur, kimia dan biologi tanah sehingga kondisi tanah menjadi sehat dan siap menunjang pertumbuhan tanaman.
2. Pada musim hujan air terserap dan disimpan oleh arang, sedangkan musim kemarau air yang diserap tadi dilepaskan secara perlahan-lahan untuk diserap tanaman.
3. Aerasi tanah menjadi meningkat
4. Menyediakan tempat tinggal dan lingkungan yang menguntungkan bagi mikroba yang bermanfaat. Terutama jamur mycoriza.
5. Menyerap gas-gas berbahaya seperti amonia, dan CO. Namun juga menjaga N di dalam tanah.
6. Merangsang pertumbuhan akar halus tanaman sehingga tanaman dapat sehat, kokoh dan tumbuh dengan subur.
7. Keasaman tanah dapat dikurangi atau pH tanah dapat dinaikkan, terutama untuk tanah-tanah yang asam. Pemakaian cuka kayu yang sifatnya asam dapat dikurangi keasamannya oleh arang.

Beberapa cara aplikasi, standar kosentrasi dan ferkuensi penggunaan Cuka Kayu

Manfaat Aplikasi Cuka Kayu

• Menekan aktivitas bakteri patogen (berbahaya untuk tanaman) terutama jamur-jamur yang berbahaya
• Kerusakan akibat penyakit tanaman dan serangga akan menurun.
• Meningkatkan efektivitas pupuk baik organik maupun anorganik dengan mempermudaj penyerapannya oleh tanaman
• Mengurangi akibat garam yang berlebih
• Menurunkan serangan nematoda dan layu
• Memulihkan kualitas tanah yang tergradasi oleh penggunaan kimia yang berlebihan

Aplikasi untuk Pengolahan Tanah (Soil Treatment)

1. Saat mengolah tanah, siram atau semprotkan cuka kayu pada tanah paling tidak seminggu sebelum tanam. Dengan perbandingan cuka kayu dan air = 1 : 50 – 100.
2. Sebelum mencangkul atau mengolah tanah, taburkan arang yang sudah dicampur cuka kayu dengan perbandingan Arang dan cuka kayu = 5 : 1. Lalu campurkan arang yang telah diberi cuka kayu ini dengan tanah yang akan ditanami. Bisa juga dengan merendam arang ke cuka kayu dengan perbandingan yang sama. Lalu taburkan di tanah saat mencangkul tanah agar arang bercampur dengan tanah.
3. Saat mengolah lahan, taburkan terlebih dahulu kompos arang, kemudian siramkan cuka kayu (1: 50 -100) di atasnya, kemudian lahan dicangkul.

Penggunaan Cuka Kayu dengan nutrisi tanaman lainnya

Bahan-bahan seperti bawang putih, cabe, rumput laut, kulit udang, kepiting, kerang, keong, sisa-sisa ikan dapat direndam ke dalam cuka kayu untuk mendapatkan pestisida pada hama dan penyakit, namun juga meningkatkan penyerapan unsur-unsur hara dari bahan tersebut. Misalnya campurkan 1 – 2 kg dari salah satu bahan dengan 10 l cuka kayu. Bahan-bahan berikut dapat direndam dalam cuka kayu:

• Bawang putih yang direndam dalam cuka kayu dapat digunakan untuk pestisida. Diaplikasikan dengan mengambil airnya diencerkan menjadi 500 – 1000 kali, lalu disemprotkan pada akar, batang dan daun tanaman.
• Cabe yang direndam dalam cuka kayu juga dapat menjadi pestisida. Aplikasi sama seperti campuran bawang putih.
• Rumput laut, kulit udang, kepiting, kerang dicampur dengan cuka kayu untuk menyediakan unsur kalsium, besi, yodium, nitrogen. Aplikasi sama dengan di atas.
• Sisa-sisa ikan yang direndam dengan cuka kayu akan menghasilkan nitrogen dan kalsium. Aplikasi sama dengan di atas.

Standar konsentrasi (tingkat pengenceran) cuka kayu

Standar umum untuk pengenceran cuka kayu yang akan digunakan untuk penyemprotan tanaman antara 1 : 300 – 1000. Pengenceran di bawah 300 dapat merusak tanaman. Gejalanya adalah seperti berkit:

• Ada bercak-bercak pada daun atau daun menjadi coklat (ini karena asam organik cuka kayu, bisa juga ter)
• Pertumbuhan menjadi lambat atau terhenti. Pada tanaman daun lembut bisa saja tanaman tersebut mati
• Pertumbuhan tanaman bisa dipercepat, terlalu subur, tidak berbunga dan tidak berbuah (Ini karena cuka kayu sebagai perangsang, mempercepat metabolisme, mempermudah penyerapan akar).

Standar tenggang waktu saat mulai aplikasi cuka kayu sampai saat tanam

Terapkan cuka kayu paling tidak satu minggu sebelum tanam. Hal ini karena cuka kayu di tanah (basa) bereaksi dan menghasilkan CO (gas berbahaya bagi tanaman). CO berubah jadi CO2, perubahan ini menghilangkan oksigen (O) tanah. Kondisi ini akan normal paling tidak perlu waktu seminggu.

Frekuensi Penyemprotan dengan cuka kayu

Penyemprotan cuka kayu dapat dilakukan 2 sampai 3 kali (atau 15 – 20 hari sekali) selama musim tanam sampai 15 hari sebelum panen. 

Aplikasi Arang dan Cuka Kayu untuk tanaman padi Sawah

Pembibitan padi:

1. Sebelum menabur benih, terlebih dahulu rendamlah benih padi dalam cuka kayu untuk disinfeksi (Konsentrasi = 1 : 500) selama 30 menit. Angkat dan tiriskan.
2. Pada lahan persemaian campurkan arang dengan tanah 1 kg /m2. Lalu siram dengan cuka kayu 1: 1000.
3. Taburkan benih di atas lahan yang telah disiapkan.
4. Saat benih berusia 15 – 20 hari semprot lagi dengan cuka kayu 1:1000.

Pengolahan lahan sawah:

1. Taburkan arang di lahan sawah 2 kg / m2. Lalu semprot dengan cuka kayu (1: 100). Lalu sawah dibajak. Biarkan selama 1 minggu.
2. Setelah itu benih padi dapat ditanam.
3. Semprotkan cuka kayu pada tanaman padi setiap 15 hari sekali. Penyemprotan dihentikan kira-kira 15 – 20 hari sebelum panen. Konsentrasi pengenceran 1 : 1000 kali. Semprotkan pada daun, batang dan akar tanaman
4. Penyemprotan bisa juga dengan cuka kayu yang dicampur dengan bahan-bahan lain.