Manfaat Futuristik si Cantik Azolla dan Lemna
untuk Pertanian dan Lingkungan
Oleh:
Ir. R.M. Purwandaru Widyasunu Tondakusuma, MSc.Agr.
(Laboratorium Tanah/Manajemen Sumberdaya
Lahan, Faperta - Universitas Jenderal Soedirman - Purwokerto)
30
Januari 2016.
Abstrak
Penulis selama 16 tahun ini
melakukan riset dan Pengabdian Kepada Masyarakat secara terstruktur menggunakan
biomassa Azolla microphylla (Am), terakhir pada tahun 2012 dengan Tim
melaksanakan riset dayaguna Lemna
polyrhiza (Lp). Keduanya adalah
tanaman air, bisa digunakan sebagai inputan pertanian baik pupuk dan pakan,
maupun sebagai bio-massa regulasi cemaran kimia, pengawetan N air, dan prospektus
untuk ikut meredam pemanasan global. Prospek paling akhir ini memerlukan kerja
besar bersama petani, pakar, dan pemerintah. Futurologi penting lainnya adalah
prospektus sebagai bahan karbon mudah luruh untuk biomassa energi. Hal ini juga
memerlukan berbagai riset terstruktur bersifat fundamen-tal dan praktikal.
Mengingat prospek fungsinya untuk Clean-Agriculture
yang begitu luas, maka penulis menganggap perlu menuliskan dalam makalah ini
review manfaat prospektus Am dan Lp hasil kerja riset dan PKM 16 tahun
dan diperkuat dengan review jurnal, prosiding, dan bahan primer lainnya baik
nasional maupun internasional. Si cantik perlu dipergunakan secara luas sebagai
salah satu input untuk pertanian dan penyelesai masalah lingkungan.
Kata kunci: Azolla microphylla,
Lemna polyrhiza, prospektus.
Abstract
The Futuristic Use
of Pretties “Azolla and Lemna” to Agriculture and Envinronment
During research and extension
activities as long as 16 years, first writter has used biomass of Azolla microphylla (Am), and by end of 2012, the tim have done the powerful exploratory used of Lemna polyrhiza (Lp), although it was still prolonged until this manuscript is
writting. Those two plants are part of water surface as “beauty plant” for
organic fertilizer and animal feed making. The another important function as
they used is to regulate water chemical condition and pollution, and is to
conserv water N. In addition, it have hipotetically prospectous to decline
global warming. This ultimate function has need the big help, coordination and
work among farmer, scientist, and goverment. The most ultimate functionality
will lay on their prospect on how the carbon of atmospher can be suquestered.
To more same futurology, the biomass will also prominent to be used as carbon
resources for organic energy. This need more research fundamentally as well as that
of practically. Concerning to those prominently prospects, however, the writter
would like to write and draw those futurist need and research that of collected
from 16th years of research, wether those from national or international
journal, from the proceeding as well, and from many of primary manuscripts. The
data, information and theory need to build the important of Clean-Agriculture. Though the pretty is
mean Am and Lp need to be practically used as part of national agricultural cycling
input and biomass environment problem solver.
Key words: Azolla
microphylla, Lemna polyrhiza, prospectous.
I. Pendahuluan
Tulisan ini
adalah tentang manfaat Azolla
microphylla (Am) dan Lemna
polyrhiza (Lp) untuk masa
depan pertanian dan lingkungan. Dalam makalah ini dituliskan hasil riset
sendiri manfaat Am antara tahun
1997-2012 dan manfaat Lp khususnya
sebagai bahan pupuk organik (bokashi basis Lp)
tahun 2012 sebagai pembanding dan ekplorasi baru Am sebagai bahan basis bokashi. Pemanfaatan Am sebagai biomassa pengelolaan hara sawah berlangsung antara tahun
1997-2008, mulai 2009 panenan biomassa Am
dimanfaatkan dibuat untuk membuat bokashi. Bokashi Am didefinisikan sebagai
pupuk organik basis Am yang kaya
agensi hayati (Widyasunu et al.,
2011). Pada tahun 2012 biomassa Lp
panenan riset eksplorasi digunakan untuk basis bokashi Lp (Supartoto et al.,
2012). Tata laksana pembuatan bokashi basis Am 60 % dapat dilihat pada blog
penulis (http://Purwandaru-Widyasunu.blogspot.com:
Rumah PurwandaruWidyasunu). Pengertian manfaat futuristik bagi pertanian
dan lingkungan adalah: (i) Am dan Lp sebagai material pupuk organik padat
maupun cair, (ii) biomassa pengumpul N2 diubah menjadi N-Am sehingga sangat baik sebagai pupuk
hijau, (iii) dual crops Padi-Am
mengkonservasi NH4+ air sehingga penguapan N-NH3
direduksi; manfaat dual crops Padi-Lp
tahun 2013 akan dieksplorasi, (iv) pada dua crops Padi-Am, produksi padi meningkat, (v) bokashi basis Am 60 % dan POC basis Am
40 % meningkatkan hasil padi, (vi) biomassa Am pernah diuji mampu menyerap hara
N, P, K, S, Ca, Mg air (replika sawah), sehingga mampu mengkonservasinya tidak
ikut mengair bebas di persawahan, (vii) Am
sebagai material 15 % pakan itik dan meningkatkan hasil, (viii) Am dan Lp mampu mengkondisikan sifat kimia dan fisika air habitat mikronya
di bawah “frond-nya” ideal untuk kehidupan ikan dan potensial menghambat difusi
gas NH3 dan CH4 berlebihan, dan (ix) Biomassa Am doubling-timenya hanya 2 malam (uji
1996 s/d 2012 konsisten di sekitar Purwokerto), biomassa Lp doubling-timenya hanya semalan; hal tersebut prospektus sebagai
biomassa pensekuestrasi CO2 sehingga bisa ikut meredam pemanasan
global. Manfaat-manfaat tersebut akan dibahas singkat dalam artikel prosiding
ini.
Azolla microphylla adalah tanaman paku air, hidupnya mengambang di permukaan air
dengan lembaran dan kumpulan daunnya menyembul di atas permukaan air,
mendapatkan nutrisi (hara) dari air atau tanah berlumpur, memerlukan cahaya
matahari dan menyerap CO2 udara agar dapat melakukan fotosintesis.
Daun tanaman air ini bertumpuk-tumpuk kalau sudah dewasa namun kalau masih muda
lembaran daunnya belum bertumpukan, satu kumpulan tanaman (clump) bisa
berdiameter 1-2 cm dan bertumpukan setinggi 0,5-1 cm, warna daunnya hijau muda
saat muda dan akan berubah hijau agak tua pada saat dewasa. Tanaman air ini
berkembang biak dengan mudah secara vegetative namun juga bisa menggunakan
sporanya. Dalam lingkungan iklim tropika Azolla
microphylla (Am) mudah
dibiakkan hanya secara vegetative, sehingga dalam agronomi (pertanian) sangat
berprospek tinggi sebagai bahan pupuk organic (padat kering, curah dan cair),
inokulan penambat N2 menjadi sumber utama hara N padi sawah, pakan
ikan, pakan ternak hewan (sapi, ayam, bebek), dan laporan terakhir cocok untuk
diet manusia (Widyasunu 2010, Widyasunu et al., 2010 a, b, c; www.probiotikorganik.blogspot.com).
Am merupakan salah satu spesies dari Azolla sp. yang diseluruh dunia ada 7 spesies yang diketahui populer,
barangkali masih ada lain spesies namun belum dilaporkan (FAO, 2009). Azolla
didefinisikan FAO (2009) sebagai tumbuhan makro yang hidupnya mengambang pada
permukaan air dengan akar yang masuk ke air;
akar berada tepat di bawah batang dan cabang batang dan kumpulan laminar
yang mengambang (pen.). Karena Azolla adalah tumbuhan fotosintetik dan
simbionnya dapat menambat N2 udara maka Azolla dapat disebut sebagai
tanaman air CELSS (a controlled ecological life support system) (Liu et al, 2008) atau dibahasa Indonesiakan
menjadi tanaman yang berfungsi sebagai kontrol keekologian yang mendukung sistem
kehidupan di planet bumi (pen.). Daya fotosintetiknya sangat-sangat kuat sehingga mampu menyerap
CO2 udara dan membebaskan O2 ke udara, suatu kapasitas
yang sangat-sangat besar untuk ikut mensukseskan program penurunan pemanasan
global secara nyata.
II. Tujuan Penulisan
1.
Memberikan informasi manfaat Azolla
dan Lemna untuk kegiatan pertanian
(budidaya tanaman, peternakan,
perikanan, dan lingkungan).
2. Azolla dan Lemna bisa
dijadikan komoditas baru untuk bisnis inputan pertanian.
3.
Azolla bisa dijadikan sebagai bahan peredaman pemanasan global (carbon credit
IPCC) dan sangat cocok untuk penyelenggaraan clean agriculture input probiotik organic.
III. Khalayak Sasaran Strategis
1. Petani dan unsur SDM
penyuluhan pertanian.
2. Para stake holder
pertanian organic.
3. Masyarakat umum,
teknolog, swasta.
4. Pemerintah Pusat
maupun Daerah.
IV. Uraian Teknologi
Manfaat Azolla microphylla (Am) dan Azolla sp.
Kemampuan fiksasi (pengikatan) N2 udara termasuk
tinggi-sangat tinggi yaitu 2-3 kg/ha/hari (Pullin dan Almazan, 1983), menurut
pengamatan penulis Am dapat
menghasilkan N total biomass sebesar 500-800 kg/N/musim padi. Melihat potensi
ini kita dapat mengatakan Am mampu dimanfaatkan
untuk menggantikan pupuk urea dan ZA termasuk pula pupuk fosfat dan kalium,
sehingga akan segera membebaskan petani sawah tergantung pada pupuk pabrikan. Ini
akan memberi arah kemandirian pertanian.
Azolla sp. diseluruh dunia juga telah dimanfaatkan untuk beberapa
kegiatan produksi biomassa tanaman baik serealia, legume dan hortikultura,
caranya adalah dengan membuat bokhasi berbiomassa Azolla (FAO, 2009). Am telah dimanfaatkan menjadi basis
biomass tanaman material bokhasi dan pupuk organic cair sampai dengan 40-70 %
material oleh tim penulis (pen.; Widyasunu, 2010 a). Tahun 2010 Am telah sukses dipelajari sebagai
material hijauan baik segar maupun silase kepada ikan nila dan lele dumbo di
sekitar Purwokerto (Widyasunu, 2010 b). Am
juga telah diketahui mampu memelihara pH air sekitar netral di bawah populasi Am (Widyasunu, 2010 a), disamping itu
telah sukses menurunkan volatilisasi amoniak pupuk mengandung nitrogen baik
organic maupun pupuk N pabrikan (urea)
(Widyasunu et al., 1998;
Widyasunu, 1997). Hasil pengamatan praktikal terakhir (Widyasunu et al., 2010) menunjukkan bahwa air
kolam di bawah Am mempunyai
tanda-tanda sifat kimia, fisika dan biologis yang baik untuk kehidupan ikan
(lele dan nila); kondisi kolam adalah mendapatkan pencahayaan matahari penuh. Di
bawah populasi Am hidup mikroba,hewan
messo air, fito dan zoo-plankton yang sangat penting sebagai pakan alami ikan
(Widyasunu et al., 2011 d).
Manfaat biomassa Azolla
microphylla sebagai basis pupuk organic:
Am biomassanya mengandung unsur hara makro dan mikro penting. Hara
makro (NPK) umumnya lebih tinggi dari hijauan lainnya (Widyasunu, 2009). Hasil
analisis Laboratorium terhadap pupuk Bokhasi basis Am 60 % dan POC basis Am 40
dan 100 % yang dibuat oleh mahasiswa Prodi Ilmu Tanah menunjukkan sifat fisika dan kimia pupuk organic yang
masuk criteria persyaratan pupuk organic menurut Permentan No
28/Permentan/OT.140/2/2009 (Widyasunu et
al., 2011 c). Pupuk Bokhasi-Am dan
POC-Am yang disuplementasi dengan beberapa
nutrisi organic hasil fermentasi aneka sayur, buah, asam amino ikan local
Kabupaten Banyumas telah berhasil menjadi nutrisi budidaya padi Pandanwangi model
SRI “full organic” dengan hasil konversi per hektar antara 6,0-8,0 ton
(Widyasunu et al., 2011: data primer).
Tabel 1 menyajikan informasi hara produk pupuk organic basis Am tahun pelaksanaan riset 2010-2011.
Tabel 1. Kandungan hara produk bokashi dan POC, dan air
kolam lele basis bahan dan pakan dari biomassa Azolla microphylla (Am)
Keharaan
|
Bokashi-Am 60 %
|
POC-Am 40 %
|
POC-Am 100 (ppm)
|
AK Lele pakan Am 25
% (ppm)
|
||||
a)
|
b)
|
a)
|
b)
|
a)
|
b)
|
a)
|
b)
|
|
C -organik
|
26,83
|
14,71
|
17,16
|
m.a.
|
-
|
1766,13
|
134,11
|
83,17-86,05
|
B.O.
|
46,27
|
25,45
|
29,58
|
m.a.
|
-
|
3055,40
|
231,23
|
143,88-148,87
|
N-total
|
2,09
|
1,64
|
0,21
|
m.a.
|
-
|
2433,72
|
44,43
|
68,56-63,27
|
P2O5 total
|
2,48
|
1,08
|
0,19
|
m.a.
|
-
|
102,02
|
30,58
|
109,19-110,83
|
K2O total
|
0,65
|
163
|
0,35
|
m.a.
|
-
|
214,13
|
24,64
|
165,87-178,51
|
C/N
|
12,84
|
9,54
|
82,48
|
m.a.
|
-
|
0,726
|
3,02
|
1,21-1,36
|
pH
|
7,38
|
6,8
|
4,01
|
m.a.
|
-
|
6,86
|
6,77
|
6,78-7,45
|
Bahan ikutan (plastic, kerikil)
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
a) data riset Widyasunu et
al. (2010); b) data PKM Riset Widyasunu et al., 2011 b.(m.a.= masih dilakukan analisis di Lab. Tanah).
Uji
produk bokhasi-Am 60%, POC-Am 40 %, dan air kolam ikan lele pakan
basis Am untuk padi, jagung dan
sayuran (Widyasunu et al., 2011 d):
Rangkaian budidaya padi-jagung-sayuran-Am-ikan-itik memberikan gambaran
mudahnya pengelolaan pertanian terpadu menggunakan lahan pekarangan dan sawah.
Pertumbuhan yang pesat dari ikan lele dan ikan local berprobiotik pakan alami
dan pakan basis Am 20 % dan
seringkali basis mencapai 50 % menunjukkan Am
sangat prospektif untuk masa depan pertanian. Semua kolam ikan yang dicontohkan
(PKM)merupakan kolam air statis (tidak mengalir); ikan lele, nila, gurameh,
mujaher local semuanya tumbuh dengan pesat. Bahkan ikan mujaher local dan nila
mudah berkembang biak hanya dengan pemberian pakan sayur (Am 50 % dan sayur lokal lainnya 50 %). Sayur local lain yang
diberikan adalah kangkung, daun-daun ubi jalar singkong, kerokot, papaya, dan
rumput.
Padi organic melebihi konvensional oleh perlakuan
pupuk organik basis Am (bokashi-Am 60%, POC-Am 40 %, air kolam lele basis Am
20 -50 %). Padi IR-64 dan Pandanwangi (polybag) desainnya digenangi air 5 cm air
kolam lele. Namun demikian, kenyataannya polybag baru dari toko 95 % nya bocor halus
sehingga justru menjadi praktik budidaya padi aerobic. Penambahan air kolam
lele dan mujaher menjadikan peningkatan jumlah anakan padi melebihi standar
anakan petani local (10-14 anakan). Percontohan baik budidaya padi SRI (satu
bibit) dan non-SRI 3 bibit semuanya anakannya berkisar antara 15–40 anakan.
Distribusinya 70 % populasi terdapat 15-25 anakan dan populasi dengan jumlah
anakan di atas 25 adalah 30 %). Jumlah anakan produktif berkisar 10-25 anakan
yang menunjukkan keberagaman tinggi namun masuk standar nasional anakan produktif.
Masih perlu formulasi lanjut terhadap pupuk organic Am.
Jagung pemupukan organic penuh (pupuk organik basis Am (bokashi-Am 60%, POC-Am 40 %, air
kolam lele basis Am 20-50 % + kompos
kohe ayam; total 40 ton/ha), hasilnya melebihi jagung berpemupukan konvensional
(NPK 400-600kg/ha). Diameter tongkol jagung tengah berkelobot perlakuan
pemupukan berkisar 4,5-6,0 cm sedangkan yang berpemupukan konvensional berkisar
3,5-5,5 cm. Hasil pengukuran jagung organic luasan lahan 20 m2,
bobot basah lapangan jagung berkelobot adalah 23 kg, sedangkan jagung pemupukan
konvensional 22 kg. Pertumbuhan vegetatif dan perkembangan generative jagung
pemupukan organik penuh menunjukan lebih baik dibanding jagung berpemupukan
NPK. Bahan pupuk organic mengandung hara dan asam humat yang cukup untuk proses
pembenahan tanah Inseptisols dan member hara cukup bagi tanaman jagung hibrida.
Gambar 1 (a) Gambar 1 (b)
Gambar 1. (a): Jagung berkelobot
muda pemupukan organic penuh diameter 4,5-6,0; (b) Jagung berkelobot muda
pemupukan NPK diameter 3,5-5,5 cm.
Sayuran organik basis pemupukan bokashi-Am 60%, POC-Am 40 %, air kolam lele basis Am
20 -50 % menunjukkan manfaatnya bagi pertumbuhan dan perkembangan pak-choy dan
tomat. Seperti manfaat pada tanaman padi dan jagung pemupukan organic basis
bahan dari biomassa Am juga mampu
menjadi pupuk pengganti inorganic-NPK pabrikan. Peran dari asam humat yang
diproduksi dari fermentasi bahan pupuk organic basis Am menunjang proses perbaikan bekas tanah sawah tadah hujan yang
memadat. Asam humat memperbaiki struktur tanah sehingga tidak mudah memadat,
memperbesar aerasi perakaran, namun juga bisa menyumbang hormone rhizosfera
karena berkembangnya mikroba yang berfungsi sebagai probiotik.
Azolla spp. dilaporkan oleh FAO
(2009) biomassanya mengandung 10 asam amino esensial yang sangat baik untuk
pakan ikan baik segar maupun bahan pakan silase/campuran dengan bebijian; Am dilaporkan mampu meningkatkan bobot
ikan jenis tilapia.
Hasil
telaah pustaka internasional, nasional, dan kegiatan kerja riset/praktikal
sendiri di atas (Widyasunu et al.,
2011 d) menunjukkan bahwa Azolla
microphylla sangat berprospek besar menjadi biomassa subyek untuk
pengelolaan kesuburan tanah sawah dan kolam. Disamping itu ada indikasi yang
baik bahwa Azolla microphylla mampu
berfungsi sebagai pro-probiotik. Tulisan ini diharapkan dapat memberikan
pencerahan bagi petani dan penyuluh untuk berusaha mencapai kemandirian bertani
menggunakan tanaman paku air Azolla
microphylla.
Pengaruh Biomassa Azolla
microphylla terhadap Dinamika Fisika dan Kimia Kolam:
Air kolam lele, kolam input nutrisi alami dan kolam budidaya Am juga telah diketahui dinamika sifat
fisik dan kimianya dengan cara pengukuran langsung. Hasil pengukurannya
disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Dinamika pH, redoks, dan temperature kolam lele, input
alami, dan pemeliharaan Am (Ciwarak,
Karanggintung, Kec. Sumbang, Kab. Banyumas)
Tanggal Th. 2011
|
Hari ke
|
pH KL
|
pH KI
|
pH K Am
|
Suhu (°C) KL
|
Suhu (°C) KI
|
Suhu (°C) K Am
|
Redoks (mv) KL
|
Redoks (mv) KI
|
Redoks (mv) K Am
|
11 Agt
|
1
|
7.49
|
7.57
|
6.84
|
23,60
|
24,10
|
22,40
|
-52
|
-57
|
-19
|
12 Agt
|
2
|
7.80
|
7.92
|
6.90
|
27,30
|
25,90
|
25,70
|
-57
|
-62
|
-5
|
13 Agt
|
3
|
7.79
|
7.89
|
6.79
|
29,20
|
25,90
|
27,90
|
-56
|
-61
|
7
|
14 Agt
|
4
|
7.79
|
7.92
|
7.75
|
28,50
|
25,90
|
25,50
|
-56
|
-61
|
-18
|
15 Agt
|
5
|
7.75
|
7.90
|
8.93
|
29,60
|
26,30
|
33,40
|
-54
|
-60
|
-12
|
16 Agt
|
6
|
7.65
|
7.90
|
8.34
|
27,10
|
25,20
|
28,90
|
-49
|
-61
|
-89
|
20 Agt
|
10
|
6.65
|
6.81
|
6.76
|
27,40
|
2530
|
29,40
|
-54
|
-65
|
-58
|
21 Agt
|
11
|
7.01
|
6.81
|
6.47
|
28,30
|
24,0
|
24,0
|
-58
|
-70
|
-39
|
22 Agt
|
12
|
6.77
|
6.82
|
6.80
|
29,80
|
25,90
|
31,10
|
-62
|
-67
|
-67
|
23 Agt
|
13
|
6.68
|
6.98
|
6.89
|
30,0
|
26,70
|
31,20
|
-65
|
-66
|
-67
|
24 Agt
|
14
|
6.68
|
6.84
|
6.75
|
26,50
|
2460
|
27,60
|
-58
|
-69
|
-58
|
27 Agt
|
17
|
6.78
|
6.92
|
6.47
|
27,80
|
24,30
|
29,20
|
-66
|
-76
|
-39
|
30 Agt
|
20
|
6.76
|
6.93
|
6.57
|
27,40
|
25,50
|
27,10
|
-64
|
-76
|
-48
|
02 Sept
|
23
|
6.97
|
7.01
|
6.60
|
30,50
|
27,80
|
30,60
|
-79
|
-82
|
-49
|
05 Sept
|
26
|
7.01
|
7.01
|
6.51
|
29,30
|
27,10
|
24,20
|
-83
|
-84
|
-43
|
08 Sept
|
29
|
7.11
|
7.10
|
7.08
|
29,70
|
27,10
|
27,80
|
-91
|
-89
|
-89
|
11 Sept
|
32
|
7.01
|
7.07
|
6.84
|
27,90
|
26,40
|
26,60
|
-83
|
-87
|
-68
|
14 Sept
|
35
|
6.77
|
7.04
|
6.69
|
27,10
|
25,10
|
25,60
|
-64
|
-88
|
-54
|
21 Sept
|
42
|
6.98
|
7.35
|
6.88
|
27,80
|
26,69
|
26,80
|
-66
|
-93
|
-52
|
28 Sept
|
49
|
7.26
|
7.40
|
7.02
|
29,0
|
27,20
|
26,80
|
-88
|
-97
|
-68
|
04 Okt
|
56
|
7.02
|
7.00
|
6.90
|
27,0
|
26,07
|
25,90
|
-75
|
-97
|
-70
|
11 Okt
|
63
|
7.47
|
7.45
|
7.37
|
29,70
|
27,90
|
28,30
|
-101
|
-99
|
-95
|
18 Okt
|
70
|
7.24
|
7.51
|
7.10
|
29,80
|
28,60
|
28,50
|
-84
|
-105
|
-75
|
25 Okt
|
77
|
7.07
|
7.62
|
6.88
|
30,20
|
29,0
|
28,80
|
-71
|
-112
|
-60
|
Sumber: data primer Widyasunu
et al. (2011 b). KL = kolam ikan
lele, KI = kolam input nutrisi alami, K Am
=kolam budidaya Azolla microphylla.
Dinamika perubahan pH, redoks, dan
temperatur air tempat perbanyakan Am telah dilaksanakan setelah populasi Am
mulai berkembang 50 % memenuhi luasan tempat pembibitannya (penangkarannya).
Uji pH, redoks, dan temperatur pada tahun 2010 (bulan Juni) menunjukkan populasi
Am mulai 50 % berhasil mempertahankan
pH air < 7,5, redoks air < 70 mv, dan temperatur air < 30°C
(Widyasunu, 2010). Evaluasi terhadap sifat fisika dan kimia air tersebut juga stabil kisarannya pada nilai tersebut pada tahun 1997 dan 2009 (Widyasunu,
1997, 2009), tahun 1998, 2002, dan 2006 (Widyasunu et al, 1998 a dan b, 2002, dan 2006). Bukti ini merupakan
kemampuan Am dan system probiotik
organic di bawah populasi Am yang
stabil untuk proliferasi yang baik dan menguntungkan dari sifat kimia, fisika,
dan biologi air kolam ikan dan sawah. Inilah kemampuan replikasi dan
stabilitasnya yang dapat dipertanggung jawabkan pemanfaatannya secara ilmiah
dan praktikal.
Dinamika
kimia dan fisika air kolam lele dan pemeliharaan Am disajikan pada Tabel 2. Data menunjukkan bahwa kolam ikan lele
pH airnya sekitar netral sampai agak alkalis dengan redoks tidak di bawah – 200
mv merupakan kondisi air cukup baik untuk ikan lele. Semua nutrisi berbahan Am dapat digunakan untuk memberikan hara
suplemen bagi padi (Tabel 1). Nilai pH dan redoks kolam Am menunjukan pH netral dan kondisi O2 cukup di bawah
biomassa Am menjadi tempat optimal hidupnya
bermacam-macam biotic baik hewan messo maupun mikroba berguna, hal tersebut
sesuai pendapat Etikawati dan Jutono (2002). Kondisi tersebut memberikan
implikasi positif penggunaan biomassa Am
menjadi “biomassa plus” untuk pembuatan bokashi dan POC. Manfaat luarbiasa Am atau spesies lain (A. pinnata, A. filiculoides) telah dilakukan sejak lama dan besar-besaran di
Cina,Korea, Filipina, India, Vietnam, Thailand, dan Negara-negara Amerika
Latin. Pengembangan didukung penuh oleh Pemerintahnya dan petaninya.
Mengembangkan Azolla microphylla bagi
pertanian ke masa depan berarti sebagai bagian aksi adaptasi dan mitigasi
perubahan iklim global (asas input local dan non energy fosil).
V. Tata Kelola Pemanfaatan Azolla microphylla untuk Clean Agriculture yang Mempercepat
Proses Desa Mandiri Pertanian
Potensi Azolla tersebut di atas menjadi
alasan kuat bagi Am untuk dikembangkan di lahan persawahan
menjadi sumber hara N pengganti pupuk urea dan sebagai sumber hara makro
lainnya dan hara mikro (dikomposkan dan dibuat pupuk organic cair). Guna memperkaya kandungan hara pupuk
organik asal Am kita tinggal menambahkan bahan lain yang sudah tersedia di pedesaan
(kotoran ternak, sisaan tanaman), contoh dengan menggiatkan lagi pengembangan orok-orok
(Crotalaria sp.), gliriside, petai cina, turi, Tithonia sp., dll.
Widyasunu (1997), telah membuktikan bahwa Azolla microphylla (Am) sangat baik dikembangkan pada sawah wilayah iklim tropika
dan telah berhasil didayagunakan dalam penelitian untuk menekan tingkat
volatilisasi (penguapan) amoniak
pupuk urea sehingga meningkatkan efisiensi pemupukan urea
sampai 70 %. Efisiensi pupuk organic yang
N-nya tidak diuapkan dalam bentuk amoniak juga dicapai bilamana air genangan
sawah dipenuhi dengan biomassa Am. Am sangat layak untuk didayagunakan sebagai agen fiksasi (penambatan)
N2 atmosfer dan efisiensi penggunaan hara untuk tanaman
padi dan tanaman lainnya pada lahan sawah. Jadi praktek inokulasi Am pada budidaya padi sawah ada tiga manfaat
pentingnya yaitu: (i) menekan penguapan amoniak pupuk bernitrogen, (ii)
menambat N2 udara secara
alami langsung di sawah menjadi N dalam air dan lumpur sawah (pabrik N), dan
(iii) menghasilkan hara makro dan mikro lengkap setelah biomassnya menjadi
kompos dalam lumpur.
Azolla microphylla telah
diidentifikasi oleh Watanabe et al.
(1992) dalam Roger (1992), sebagai spesies Azolla yang toleran dikembangkan pada sawah wilayah
tropik bersuhu tinggi (kisaran 37° C siang hari - 29° C malam hari). Hasil
pengamatan mutakhir (data primer: Widyasunu, 2010 a) menunjukkan Azolla microphylla mampu menghadapi panas lingkungan siang hari dan
dingin lingkungan sekitar sawah malam hari lebih baik setelah diberikan living
organism basic organic (probiotik) +
glukosa. Probiotik dapat dibuat sendiri oleh petani ataupun kelompok tani
asal mau dan tekun. Hal tersebut
merupakan perbaikan terhadap kelemahannya di tropika yang selain oleh panas
berlebihan juga harus ada suplai fosfat tinggi (Lumpkin dan Plucknett, 1982); fosfat bisa
diantisipasi oleh P-organik (Widyasunu et al., 2006).
Tatakelola pemanfaatan Azolla microphylla sebagai subyek pengelolaan kesuburan tanah
organik-biodinamik untuk go budidaya padi organik meliputi pendekatan: (i)
teknis, (ii) tata ruang, (iii) rekayasa sosial-budaya, (iv) agronomis, (v)
keindustrian berbasis pemberdayaan kelompok tani, dan (vi) penata layanan
sistem budidaya tanaman/ternak alami-organik-biodinamik.
Aspek-aspek pendekatan tersebut selanjutnya difungsikan dalam bentuk program
kegiatan sistem pertanian organik yang padu (holistic) sehingga terjadi sinergi pelaksanaannya.
Pemaparannya disajikan pada paragraf-paragraf selanjutnya.
Membangun sistem tersebut juga bisa langsung dikaitkan dengan
pemaduan sub sistemnya antara komoditas tanaman, ikan, dan ternak darat, karena
Am berfungsi banyak seperti
dijelaskan di atas. Sistem permakulture (permanen agriculture)
tanaman-ikan-itik-Am bisa diterapkan
pada tataruang pekarangan maupun sawah. Biomassa Am bisa dijadikan komoditas baru di dunia pertanian.
Metode teknis yang dipergunakan untuk pengembangan Am sebagai basis pengelolaan kesuburan tanah yang
organik-biodinamik dapat didekati dengan model percontohan bank mini Azolla di
pedesaan, demplot budidaya Azolla di persawahan secara tunggal maupun tumpangsari
padi-ikan-Azolla, dan
percontohan pembuatan bokhasi, pupuk organik cair, pakan ikan, dan pakan itik (ternak) berbasis biomass Azolla. Inti metode ini adalah
transformasi iptek budidaya Am, pemanfaatan agronomis dan produksi pupuk
organik, pakan ikan, dan pakan ternak. Metode tersebut akan sangat berkaitan dengan tatakelola berikutnya
terutama tataruang, dan seterusnya pada paragraf di atas.
Pengembangan bank Am akan sangat
penting karena merupakan infrastruktur konservasi biomassa hidup Am. Model budidaya Am-padi-ikan–itik
(sawah) atau Am-ikan-itik-tanaman
lain di pekarangan akan sangat baik untuk mengangkat ekonomi perdesaan. Untuk
itu kembalilah menjadi petani bagi para buruh dan pengangguran di
perdesaan/perkotaan.
VI.
Sepuluh Alasan Mengapa Azolla microphylla
(Am) Dipilih sebagai Basis
Pengelolaan Kesuburan Sawah dan Kolam untuk Clean
Agriculture?
a. Am mengandung hara makro dan mikro komplit.
Kandungan biomassa Am kering mengandung total N
basah tiris 2,80 – 3,04 % (kering 5 – 6
%), P2O5 2,02 – 2,10 %; K2O 9,06 – 9,72
%, Ca total 5,88 – 6,20 %; Mg total 0,06 – 0,09 % dan C-organik 40,75 – 42,88 % (data primer
Widyasunu, 2009). Data kandungan unsur hara
mikro dapat diacu dari disertasi Johal (1986) rekan penulis, manuskrip ada pada
penulis.
b.
Am dapat dibudidayakan bersama
dengan padi sawah dan ikan (kolam maupun sawah) (Widyasunu, 2010).
c.
Am mampu memanfaatkan hara
dalam air untuk pertumbuhan dan perkembangan populasinya dan toleran pada iklim
tropika sampai suhu udara atas permukaan air sampai 32-33°C (Widyasunu, 1997,
2010).
d.
Populasi (frond) Am mampu memelihara suhu air 1-3°C di
bawah suhu udara atas pemukaan frond. Mekanisme ini terbukti menghambat
penguapan amoniak pupuk nitrogen (Widyasunu, 1997, 2010).
e.
Am bisa menjadi basis
pembuatan bokhasi dan pupuk organic cair (Widyasunu et al., 2010 dan 2011 a dan b).
f.
Am bisa berprospek menjadi
pro-probiotik ekosistem air sawah dan kolam ikan (Widyasunu, 2010).
g.
Menjaga pH air tetap sekitar
netral antara 6 – 7 sehingga mampu men-jaga/menekan ammonium air tidak berubah
menjadi amoniak dan akhirnya menguap; menghasilkan O2 ke lingkungan;
kemungkinan menghasilkan buffer pH dan hormone khas makrophyta air (belum
diketahui pasti) (Widyasunu, 2010).
h.
Am bisa untuk makanan ternak (itik,
ayam, kambing, dan sapi) dengan cara dibuat silase maupun segar. Serat rendah
dan dapat dtcerna oleh ikan dan ternak darat; asam amino esensial lengkap dan
lebih tinggi diantara tanaman berhijau daun lainnya (FAO, 2009).
i.
Ray et al.
(1979): A. caroliniana laju maks fotosintesisnya 90-100 μ mol CO2/mg
klrfl.jam. Anggap punya 10 t Az maka laju fiksasi CO2-nya 4,65 x 106
mg klrfl x 100 μ mol CO2 = 465 mol CO2/jam. Spesies adaptif di tropika Nusantara yaitu Azolla microphylla
dan Azola pinnata perlu diteliti secara lebih fundamental kualitas dan
kuantitas, serta prospeknya untuk peredaman pemanasan global dari atau dengan
model pertanian permakultur di areal persawahan dan lahan kering suatu Sub DAS
berdekatan dengan kampus untuk efektivitas pelaksanaan riset.
VII. Pembelajaran
dan praktek Azolla microphylla (Am) sebagai input lintas sub komoditas
pertanian dan bahan peruahan input pertanian (permakultur)
Pembelajaran dan praktek Azolla microphylla (Am) sebagai input lintas sub komoditas pertanian dan bahan peruahan
input pertanian di atas sangat diperlukan oleh Poktan dan petani perdesaan. Hal
tersebut disebabkan Am bisa didesain
sebagai biomassa utama atau komplementer untuk pembuatan dan produksi inputan
penting dalam budidaya tanaman, ikan, dan ternak darat di perdesaan.
Sejak tahun 2009 masyarakat tani
mulai diperkenalkan oleh Unsoed (Widyasunu et
al., 2010), tahun 2010 dan 2011 ini mengalami perkembangan petani yang
membudidayakan Am. Tanaman paku air Am dapat beradaptasi baik di iklim
tropika basah dan RGR nya tinggi 1,5-3,0 kg/m2/30 hari, demikian
pula kemampuan doubling timenya
tinggi yaitu hanya 2 malam saja (Widyasunu et
al., 2010, dan 2011). Studi kasus di Desa Karanggintung, Kec, Sumbang, Kab.
Banyumas, telah menghasilkan Pokja input organic. Mereka telah belajar
bagaimana pengaruh perubahan iklim terhadap perkembangan Am.
Pada saat badai matahari yang
kebetulan pada musim kemarau 2011, Am
mengalami stagnasi perkembangan karena radiasi yang terlampau tinggi sampai ke
permukaan bumi terutama sinar ultra violetnya. Dalam keadaan tersebut Am mudah terbakar sehingga perkembangan
sangat terhambat. Dengan demikian menghadapi musim kemarau biomassa Am peru dilakukan konservasi agar tetap
punya cadangan Am untuk musim
penghujan. Pokja juga telah banyak belajar bahwa apabila menghadapi kemarau
panjang perlu dilakukan penyemprotan Am
dengan larutan gula dan diberikan stabilizer air sehingga Am mampu bertahan pada saat siang hari di musim kemarau yang terik,
radiasi tinggi, kelembaban udara < 60 %, dan temperature udara > 31° C. Tahun 2012 Pokja akan mencoba
riset praktikal budidaya padi-mina-Am
menggunaan plot kecil pada sawah atau kolam terpal.
Mekanisme kerja Probiotic dalam permaculture sebagai berikut:
Mekanisme kerja sistem disajikan pada Gambar 2 di atas. Desain
peralatan utama adalah kolam terpal, kolam nutrisi air, reactor pengkomposan
(bokashi-Am 60% dan POC-Am 40 %), wadah pembuatan pakan ikan,
wadah pakan itik, dan kandang budidaya itik. Pembudidayaan dan konservasi Am merupakan dasar untuk membangun
permakultur untuk memandirikan desa pertanian.
Bila diusahakan
system permakultur basis Am di
perdesaan minimal padi-jagung-sayuran-ikan-itik-Am maka akan memberikan contoh nyata bahwa budidaya tanaman terpadu
dengan inputan organic local bukan sulit, namun perlu dikenal kembali dan
ditekuni karena nenek moyang kita pernah sukses melaksanakannya (Widyasunu et al., 2011 d). Teknologi permakultur
probiotik organic mampu dikemas menjadi teknologi tepat guna (TTG) yang bisa,
mudah, dan mampu direplikasi oleh siapapun bilamana Pemdes memberikan
keleluasaan restrukturisasi lahan dan system pertanian menuju pertanian terpadu
input local. Dampak futurist proses
tersebut sangat penting yaitu: (i) petani tidak tergantung input pabrikan, (ii)
terbentuk pertanian mandiri yang mengakomodasi kembali kearifan local, (iii)
memunculkan kembalinya keanekaragaman hayati sebagai modal keberlanjutan
usahatani yang bersih (clean farming)
bebas dari pemupukan inorganic berat dan pestisida sintetik sistemik maupun
kontak yang membunuh semua biota tanah, (iv) menyelenggarakan kembalinya
pengelolaan keharaan yang autogenic
(siklus tertutup) maupun semi autogenic
(siklus semi tertutup), dan (v) merancang bangun dan kegunaan kembali keragaman
input alami perdesaan.
Gambar 2. Mekanisme kerja system biotic, input, air, energy
dalam permakultur basis Azolla
microphylla
Kesimpulan:
1. Manfaat
Azolla microphylla untuk clean
agriculture adalah menjadi bahan utama penyusunan input pertanian yang
bersiklus melalui sistem permakultur probiotik organic basis Am (budidaya tanaman, perikanan, dan
peternakan).
2. Azolla microphylla bisa dijadikan
komoditas baru untuk bisnis inputan pertanian: bokashi-Am 60%,POC-Am 40 %,
pakan ikan-Am 40 % - 50 %.
3. Permakultur
dengan basis pengelolaan hara dan nutrisi kolam Azolla microphylla bisa dijadikan sebagai bahan peredaman pemanasan
global (carbon credit IPCC) dan sangat cocok untuk penyelenggaraan clean agriculture input probiotik organic.
DAFTAR PUSTAKA
Daftar Referensi Hasil Riset Empirikal dan Praktikal Sendiri:
Maryanto, J., B. Setiadji,
T. Ariati, dan P. Widyasunu. 2010. Penyuluhan Praktik Pertanian Organik
Menggunakan Unit Lahan Sawah dan Pekarangan di Desa Karanggintung, Kec.
Sumbang, Kab. Banyumas. Laporan Pengabdian Kepada Masyarakat, Faperta, Unsoed.
Widyasunu, P., Sari W.
Utami, dan M. Arafat. 2011 a. Manuskrip untuk Jurnal Agronomika (data primer):
hasil analisis serapan N dan P oleh padi Pandanwangi organic SRI. Laboratorium
Tanah. Fakultas Pertanian, Unsoed, Purwokerto.
Widyasunu, P.,Abubakar,dan
T.Ariati. 2011 b. Pengaruh Bokashi dan
POC Basis Biomassa Azolla
microphylla, serta Variasi Jarak
Tanam Untuk Sistem SRI terhadap Pertumbuhan dan Hasil Padi Pandanwangi.
Laporan Penelitian. Faperta Unsoed.
Widyasunu, P., Abubakar, T.
Ariati, dan S. W. Utami. 2011 c. Efek Bokashi dan POC Basis Biomassa Azolla microphylla, serta Jarak Tanam Dakhil Dalam terhadap Pertumbuhan
dan Hasil Padi Pandanwangi. Prosiding
Semnas Pemuliaan Berbasis Potensi dan Kearifan Lokal Menghadapi Tantangan
Globalisasi. Peripi Komda Banyumas dan LPPM Unsoed, 8-9 Juli 2011.
Widyasunu,
P., Supartoto, dan Roesdiyanto. 2011 d. Laporan PKM Berbasis Riset 2011 “Penerapan Teknologi Permakultur Padi, Sayuran, Ikan
Lele, dan Itik Menggunakan Pupuk Organik dan Pakan Berbasis Biomassa Azolla microphylla Menuju Pertanian
Mandiri. Faperta Unsoed, Purwokerto.
Widyasunu, P. 2010. Peranan Azolla
microphylla Dalam Penyelenggaraan Go Budidaya Padi Organik. Proceeding Seminar Hari
Lingkungan Hidup Sedunia: Tata Ruang Peternakan Rakyat Produktif Guna Mendukung
Pertanian Berkelanjutan untuk Meningkatkan Kualitas Hidup Masyarakat.
Purwokerto, 12 Juni 2010. Program Magister Sains Ilmu Lingkungan Program Pasca
Sarjana. Universitas Jenderal Soedirman.
Widyasunu, P., Abubakar, dan T.
Ariati. 2010 a. Manfaat Pemberian Bokhasi dan POC dan
Bokhasi Berbasis Biomass Azolla
microphylla untuk Keharaan N dan P Padi Pandanwangi Metode SRI. Laporan
Hasil Penelitian. Fakultas Pertanian, Unsoed, Purwokerto.
Widyasunu,
P., R.G.B. Gunawan., dan J.F.D. Boma. 2010 b. Probiotik Organik dan Cara
Pembuatannya untuk Pertanian Organik Berbahan Input Lokal. Manuskrip dan Data
Primer: hasil riset praktikal. Probiotik Organik Miracle Green Purwokerto..
Widyasunu,
P., R.G.B. Gunawan., dan J.F.D. Boma. 2010 c. Peranan Probiotik Organik dan
Biomassa Azolla microphylla dalam
Budidaya Padi Organik SRI : studi pada lahan demplot kecil system permakultur
padi-ikan-Am. Manuskrip dan Data
Primer. Probiotik Organik Miracle Green Purwokerto.
Widyasunu, P., J. Maryanto, dan Bambang S.
Susilo. 2010 d. Budidaya Azolla
micro-phylla dan Pembuatan Pupuk Bokhasi dan Pupuk Organik Cair Berbasis
Biomassa Azolla untuk Masyarakat Ciwarak Desa Karanggintung. Artikel hasil
kegiatan PKM Dipa
PNBP Unsoed T.A. 2010.
Widyasunu, P. 2009. Data Primer: hasil
pengukuran kandungan C, N, P, K, S, Ca, dan Mg biomassa Azolla microphylla yang dibudidayakan dua tahun pada media
konservator di Purwokerto. Data ada pada peneliti.
Widyasunu, P., Kurniasari, dan Purwanti, H.
2006. Studi Pemanfaatan Bahan Organik Berbasis Azolla dan Pemupukan Urea,
SP-36, dan KCl terhadap Keharaan Nitrogen, Fosfat, dan Kalium Tanah Sawah.
Kolaborasi Riset dengan Mahasiswa Program Studi Ilmu Tanah Fakultas Pertanian
Unsoed. Laporan Penelitian. Fakultas Pertanian, Unsoed, Purwokerto.
Widyasunu, P., P.L.G. Vlek, A.M. Moawad,
and I. Anas. 1998. Ability of Azolla in Reducing
Ammonia Volatilization in Waterfed Rice Field. Agrin – Jurnal Penelitian
Pertanian Faperta Unsoed Vol. 2 No. 4, April 1998.
Widyasunu, P. dan Bondansari. 1998. Pengaruh Inokulasi
Azolla Segar terhadap Produksi Padi Varietas IR-64 (Percobaan Skala Pot).
Laporan Penelitian. Fakultas Pertanian, Unsoed, Purwokerto.
Widyasunu, P. 1997. The Role of Azolla Microphylla in Reducing The
Ammonia Volatilization in Flooded Rice Fertilized with Urea. Thesis (1997) in Goettingen University, Germany.
Daftar Referensi Suplement:
Agricutural
Training Institute Regional Training Centre VIII. 2006. Farmer’s Guide on
Bio-Organic Inputs from Plants, Fish and Animal Liquid Extracts. Visayas State University, Baybay, Leyle. The
Philippines. E-mail: ati_rtc8@yahoo.com.ph; URL:http//www.ati.da.gov.ph/rtc8.
Diambil sebagian dan disarikan oleh Widyasunu, P. 2010. Untuk kepentingan
penyuluhan pertanian organic dan kemandirian desa pertanian terpadu berkelanjutan.
Carandang, Gil A. 2003. Indigenous Microorganisms: grown
your own beneficial microorganisms and bionutrients in natural farming. Herbana
Farms. Burol, Calamba City, Philippines.
Craig, Stephen R., and E, McLean. 2007. Designing Organic
Aquaculture Sistems: can we integrate microbial products and by-products?.
Virginia/Maryland Regional College of Veterinary Medicine and Dept. of
Fisheries and Wildlife Sciences, Virginia Polytechnic Institute and State
University, Blacksburg, Virginia, USA.
Etikawati, N.,dan Jutono. 2000. Perkembangan Biota pada
Perakaran Azolla microphyla Kaulfuss.
Biodiversitas. Vol. 1, No.1,Hal: 30-35. Januari 2000.
Mollison, B.C and D. Holmgren, 1978. Permaculture: A
perennial agricultural system for human settlements. Transworld Publishers (Melbourne). 128 p
Nasseri, A.T., S. Rasoul-Amini, M.H. Morowvat, and Y. Ghasemi.
2011. Single Cell Protein and Process. American Journal of Food Technology
6(2): 103-116.
Permentan No. 02, 2006.
Tentang Pupuk Organik dan Pembenah Tanah. 17 Halaman.
Permentan No. 28, 2009.
Tentang Pupuk Organik, Pupuk Hayati dan Pembenah Tanah. 16 halaman.
Ray, Thomas B., Gerald A. Peters, Robert E. Toia, Jr., and
Berger C. Mayne. 1978. Azolla-Anabaena Relationship. VII. Distribution of
Ammonia-Assimilating Enzymes, Protein, and Chlorophyll Between Host and
Symbiont. Plant Physiol. (1978) 62: 463-467.
Ray, Thomas B.,
Berger C. Mayne, Robert E. Toia, Jr., and Gerald A. Peters. 1979.
Azolla-Anabaena Relationship. VIII. Photosynthetic Charac-terization of The
Association and Individual Partners. Plant Physiol. (1979) 64: 791-795.
Subba Rao, N.S. 1999. Soil Microbiology. Fourth Edition
of Soil Microorganisms and Plant Growth. Science Publishers, Inc., USA.
Supriyatna, A. 2011.
Pengaruh Pemberian Zeolit dan Batuan Fosfat Alam terhadap N dan P Tersedia
Tanah sertaSerapan N dan oleh Tanaman Tithonia
diversifolia pada Andisol. Skripsi. Fakultas Pertanian Unsoed, Purwokerto.
Lisa
Ferentinos, Jody Smith, and Hector Valenzuela.2002. Azolla. Department of Natural Resources and Environmental
Management and Departement of Tropical Plant and Soil Sciences. Universityof
Hawaii at Manoa, Honolulu, Hawaii 96822. Sustainable Agriculture Green
Manure Crops. Aug. 2002, SA-GM-2.
Lumpkin, T.A., and D.L. Plucknett. 1982. Azolla as a
Green Manure: Use and Management in Crop Production. Westview Tropical
Agriculture, Series No. 5. Westview
Press/Boulder, Colorado.
WASSAN and CSA.
2006. System Rice Intensification: an emerging alternative. Supported by
WWF-ICRISAT (Dialogue Project). ICRISAT, Patancheru, Hyderabat. Andhra Pradest,
India. (WASSAN = Watershed Support Services and Activities Network; CSA =
Centre for Sustainable Agriculture).
