Biostimulan (Pupuk Daun) Berbasis Liquid Smoke untuk Aplikasi ke Kebun Sawit Menggunakan Drone

Pada perkebunan sawit khususnya, pupuk adalah komponen biaya tertinggi operasional perkebunan tersebut. Hal itu sehingga berbagai upaya dilakukan untuk mengoptimalkan pemupukan tersebut, sehingga benar-benar pemakaian pupuk itu seefesien mungkin termasuk penggunaan slow release fertilizer untuk mencapai maksud tersebut dan untuk lebih detail baca disini. Terkait upaya memaksimalkan pemupukan tersebut sehingga hasil TBS maksimal, penggunaan pupuk daun juga perlu dipertimbangkan. Asap cair (liquid smoke / pyroligneous acid) adalah salah satu jenis pupuk daun tersebut walaupun istilah yang lebih tepat adalah biostimulan (booster). 

Hal ini karena asap cair tersebut tidak menyediakan unsur hara seperti nitrogen (N), fosfor (P) dan kalium (K). Tetapi asap cair tersebut bertindak sebagai biostimulan, zat pengatur tumbuh (ZPT), sekaligus pelindung alami yang membuat daun tumbuh jauh lebih optimal. Ketika daun tumbuh optimal meningkatkan pertumbuhan seluruh organ tanaman secara eksponensial, termasuk batang, akar, bunga, buah dan sebagainya. Daun adalah "dapur" utama tanaman, sehingga kesehatan daun menentukan kesehatan seluruh sistem tanaman. Pertumbuhan daun yang optimal juga meningkatkan efisiensi penyerapan pupuk (efek "mesin pompa") di tanah. 

Lebih lanjut, asap cair tidak hanya sebagai “pupuk daun”, ternyata asap cair juga berfungsi sebagai pestisida organik (fungisida/insektisida). Hal tersebut sehingga mengusir hama (seperti kutu dan lalat), serta mencegah penyakit daun. Kandungan fenol dan asam asetat bersifat toksik bagi serangga (kutu daun, thrips, ulat) serta ampuh menekan jamur penyebab penyakit tanaman. Dan aroma asap yang khas membuat serangga enggan mendekat dan bertelur di permukaan daun. Selain itu, sifat mengikatnya membuat spora jamur patogen kesulitan menempel dan berkembang di permukaan daun. 

Terkait dengan fungsi ganda tersebut, pemakaian asap cair untuk aplikasi ke daun (foliar) bisa sesuai prioritas, apakah lebih dikhususkan sebagai “pupuk daun” atau sebagai biopestisida. Hal memerlukan sejumlah penyesuaian seperti dosis, formulasi tambahan dan waktu aplikasi. Untuk memaksimalkan fungsi asap cair sebagai pupuk daun, Anda harus mencampurnya dengan unsur hara tambahan (seperti pupuk organik cair/POC) dan mengaplikasikannya pada waktu stomata daun membuka sempurna. Asap cair mampu memperkecil molekul air. Saat diencerkan atau dicampurkan dengan Pupuk Organik Cair (POC), kandungan nutrisi pupuk tersebut menjadi lebih mudah masuk dan diserap melalui stomata (mulut daun). Sedangkan untuk memaksimalkan fungsinya sebagai biopestisida asap cair perlu dikombinasikan dengan pestisida nabati lain. Untuk frekuensi penyemprotan untuk pencegahan yakni 1 kali seminggu, sedangkan serangan hama tinggi yakni 2-3 kali seminggu hingga populasi hama terkendali. 

Penggunaan drone untuk penyemprotan pestisida dan pupuk cair sudah banyak digunakan diberbagai tanaman pertanian seperti padi, jagung, tebu hingga sawit. Lebih khusus di perkebunan sawit, aplikasi drone adalah solusi modern penyemprotan pupuk dan pestisida. Dan di Indonesia lebih dari 80% aplikasi drone untuk sektor kehutanan dan pertanian. Faktor efisiensi (waktu, tenaga, biaya operasional, pupuk, pestisida) dan presisi menjadi daya dorong utama aplikasi drone ini. Hal ini sehingga teknologi drone diharapkan sebagai solusi efektif dalam pengendalian hama penyakit, pemupukan dan budidaya tanaman sawit. Drone efektif untuk meningkatkan efisiensi perkebunan terutama di area yang dan sulit dijangkau. Sebagai sebuah teknologi berbagai penyempurnaan telah dilakukan untuk menyempurnakan fungsinya seperti kapasitas angkut, kecepatan semprot, fitur keselamatan, dan efisiensi kerja. Penggunaan drone mendukung pertanian presisi dan ketahanan pangan global dengan pendekatan teknologi ramah lingkungan.  

Penyemprotan pupuk cair ke bagian bawah daun (underside spraying) menggunakan drone memerlukan teknik khusus. Hal ini karena baling-baling drone secara alami menghasilkan hembusan angin ke bawah (downwash) yang kencang. Efek downwash inilah yang dimanfaatkan untuk menggerakkan dan membalikkan daun secara lembut, sehingga butiran semprotan (droplets) bisa mengenai bagian bawah daun. Hal ini karena di bagian bawah daun, di mana letak stomata paling banyak berkumpul sekitar 80%. Tekstur Semprotan juga dibuat mode mist (embun paling halus) agar cairan menempel rata dan tidak menetes terbuang ke tanah. Selanjutnya faktor ketinggian drone, kecepatannya, dan sudut nozel perlu diatur sedemikian rupa untuk mencapai maksud tersebut. Faktor lingkungan berupa angin kencang perlu dihindari sehingga perlu menyesuaikan waktu dan kondisi yang tepat.  

Seiring dengan berkembangnya penggunaan biochar sebagai solusi kesehatan dan kesuburan tanah serta solusi iklim maka semestinya demikian juga dengan aplikasi asap cair ini. Asap cair sebagai produk samping berupa produk cair dari produksi biochar akan meningkat seiring dengan peningkatan produksi biochar. Asap cair sebagai produk yang dihasilkan dari bahan baku biomasa melalui proses pirolisis juga mendorong penggunaan bahan alami berbasis sumber terbarukan (renewable resource) sehingga ramah lingkungan dan berkelanjutan.   

Produksi POC dan EFB Pellet Sekaligus

Proses leaching tandan kosong sawit (EFB) sehingga memiliki kandungan kalium dan klorin yang sesuai untuk produksi EFB pellet pada skala komersial yang bisa digunakan maksimal pada pulverized combustion (PC) boiler pada pembangkit listrik bukan hal mudah dan murah. Hal tersebut karena proses leaching tersebut membutuhkan pelarut untuk mengestrak kandungan kalium dan klorin tersebut dari material EFB tersebut. Idealnya proses leaching dilakukan dengan pelarut asam, agitasi dan suhu panas serta waktu yang lama sehingga proses ekstraksi bisa berjalan secara optimal. Pada kenyataannya hal inilah menjadi bottle neck untuk melakukan proses leaching tersebut, sehingga hampir belum ada yang melakukan proses ini secara komersial untuk hari ini. Berbeda apabila proses leaching tersebut juga memiliki tujuan lain yang juga memiliki nilai komersial misalnya untuk produksi pupuk organik cair (POC).

Dengan sekaligus memproduksi POC maka biaya untuk leaching bisa terkompensasi dengan keuntungan atau manfaat dari POC tersebut. Pada operasional bisnis CPO khususnya di perkebunan sawit biaya untuk pupuk adalah salah satu komponen biaya tertinggi, yang diperkirakan mencapai Rp 35,75 milyar per tahun untuk setiap 10.000 hektar. Apabila biaya pupuk tersebut bisa dihemat dari penggunaan POC produksi sendiri sekaligus produksi EFB pellet maka hal tersebut sebagai salah satu optimalisasi pemanfaatan biomasa pada industri kelapa sawit. POC akan memiliki kandungan utama berupa kalium (potassium) karena kandungan kalium cukup tinggi pada EFB sekitar 30% dari abu yang dihasilkan adalah kalium. Pupuk kalium sangat bermanfaat bagi tumbuhan karena merupakan unsur hara esensial dengan manfaat antara lain mengangkut gula, mengontrol stomata pada daun dengan cara menjaga electro-neutrality di dalam sel tumbuhan, co-factor dari lebih dari 40 enzime dan mengurangi terjadinya berbagai penyakit. Beberapa perkebunan juga sangat membutuhkan pupuk kalium dalam jumlah besar misalnya perkebunan pisang. Proses pembuatan POC dengan merendam EFB selama beberapa hari diharapkan akan menurunkan kandungan kalium dan klorin secara signifikan pada EFB dan membuatnya menjadi material untuk pellet yang friendly terhadap pembangkit listrik PC boiler tersebut.

 

Kalium yang terambil dalam buah ketika panen

EFB pellet yang diproduksi selanjutnya bisa dijual untuk export maupun memenuhi kebutuhan dalam negeri. Dengan produksi EFB pellet sekaligus POC maka export bioenergy diharapkan tidak akan merusak atau mengurangi kesuburan tanah yang ada, sesuatu yang kadang memang kadang dilematis. Selain itu bahan-bahan lain yang berada dikebun seperti daun dan pelepah juga masih bisa dikomposkan apabila juga dimaksudkan untuk sebagai pupuk. Produksi EFB pellet juga selalu membutuhkan energi berupa listrik untuk operasional pabriknya. Dan untuk itu listrik bisa diproduksi dari biogas dengan mengolah limbah cair pabrik sawit (POME) tersebut, untuk lebih detail bisa dibaca disini. Lokasi pabrik sawit yang pada umumnya terpencil menuntuk untuk mampu memproduksi listrik sendiri, termasuk apabila akan mengolah EFB menjadi POC dan  EFB pellet maka kebutuhan listrik sebaiknya juga dipenuhi sendiri. 

Pulverized combustion

EFB pellet tanpa proses leaching sebenarnya juga bisa digunakan untuk teknologi FBC (fluidized bed combustion) boiler dan untuk PC boiler dengan jumlah yang terbatas. Dengan adanya proses leaching tersebut EFB pellet bisa digunakan pada PC boiler secara maksimal. Sebagian besar pembangkit listrik atau PLTU saat ini menggunakan teknologi PC boiler tersebut. Sehingga apabila EFB pellet yang dihasilkan bisa friendly dengan PC boiler otomatis pasar lebih terbuka. Produksi EFB pellet yang merupakan pellet limbah pertanian biasanya akan menjadi prioritas kedua setelah produksi wood pellet terkendala terutama dari sisi ketersediaan dan supplai bahan baku.

Coconut Husk Pellet (CH Pellet) Alternative Pemanfaatan Limbah Sabut Kelapa

Pada daerah dimana cukup memadai pasokan listriknya dan limbah sabut kelapa tersedia melimpah, maka sabut kelapa tersebut bisa diolah lanjut menjadi pellet sabut kelapa (coconut husk pellet/CH pellet). CH pellet termasuk biomass pellet atau agro-waste pellet dan bukan termasuk wood pellet karena bahan bakunya termasuk limbah pertanian dan bukan biomasa kayu-kayuan (woody biomass). Mengapa hanya daerah dengan pasokan listrik memadai yang disarankan untuk produksi CH pellet? Hal tersebut karena pada produksi pellet tersebut dibutuhkan sejumlah peralatan mekanik yang digerakkan dengan motor listrik seperti unit size reduction, pengeringan, pengepressan menjadi pellet dan sebagainya. Ketika daerah tersebut tidak ada atau kurang memadai pasokan listriknya maka sabut kelapa yang berlimpah dan cenderung mencemari lingkungan tersebut disarankan untuk produksi arang, untuk lebih detail bisa dibaca disini. Dan pada dasarnya pemanfaatan limbah sabut kelapa tersebut secara teknis bisa bermacam-macam tetapi yang penting tetap bisa ekonomis, berwawasan lingkungan dan berkelanjutan atau sejalan dengan konsep bioekonomi.

CH pellet sama seperti EFB pellet yang bisa digunakan 100% pada pembangkit listrik berteknologi fluidized bed combustion (FBC).  Hal ini karena teknologi FBC memiliki fleksibilitas tinggi untuk jenis bahan bahan bakar yang digunakan termasuk pellet dari sabut kelapa dan tandan kosong sawit tersebut yang notabene memiliki kandungan kalium (potassium) dan klorin yang tinggi. Tipe pellet dari limbah pertanian tersebut juga bisa digunakan pada teknologi pulverized cobustion (PC) tetapi dengan porsi yang terbatas atau biasanya dengan istilah cofiring. Cofiring biomasa dengan batubara pada teknologi PC hingga 10% biasanya belu membutuhkan modifikasi pada pembangkit PC tersebut. Alasan utama mengapa CH pellet atau EFB pellet tidak bisa digunakan 100% pada PC adalah karena kimia abunya, khususnya kandungan kalium dan klorin di atas. Suhu operasi yang tinggi (> 1000 C) membuat kalium meleleh dan menjadi deposit pada pipa-pipa penukar panas (heat exchanger) sehingga lambat-laun menurunkan efisiensi, sedangkan klorin yang korosif akan membuat logam-logam pada pembangkit tersebut cepat habis. Sedangkan pada FBC dengan suhu operasi lebih rendah atau umumnya 100-200 C lebih rendah dari PC maka tentang kimia abu dari pellet tersebut tidak menjadi masalah berarti. 

Supaya CH pellet semakin luas penggunaannya atau semakin banyak diterima pasar khususya pada teknologi PC yang lebih banyak digunakan daripada FBC pada pembangkit listrik, maka kualitas CH pellet tersebut harus diupgrade yakni dengan menurunkan kandungan kalium dan klorin dalam sabut kelapa tersebut. Cara menurunkan kedua unsur tersebut adalah dengan mengekstraknya. Ekstrak kalium dan klorin tersebut selanjutnya bisa digunakan sebagai pupuk organik cair (POC). Produksi POC sekaligus menyiapkan bahan baku untuk produksi CH pellet adalah dua aktivitas produktif yang sejalan sehingga biaya menurunkan kandungan kalium dan klorin pada sabut kelapa bisa terkompensasi oleh produsi POC tersebut. Kandungan kalium dalam sabut kelapa cukup tiggi yaki sekitar 10% dan kalium sangat dibutuhkan tanaman. Ada varian tertentu pupuk kalium yang harganya mahal dan tidak disubsidi sehingga produksi POC akan menekan biaya belanja pupuk kalium yang mahal tersebut, bahkan pada perkebunan tertentu biaya pupuk sangat besar dan tidak diberikan subsidi. Setelah kandungan kalium dan klorin dalam sabut kelapa tersebut bisa diekstrak untuk produksi POC, selanjutnya sabut tersebut akan menjadi bahan baku CH pellet, dan produk CH pellet yang dihasilkan lebih maksimal pada pembangkit listrik dengan teknologi PC