Spinach Growth under Various Combinations of Sugarcane Biochar and Water Hyacinth Liquid Organic Fertilizer

Nani; Herdhata Agusta; Melik Thiara Dikari; M Juhri Al Karomah

doi:10.30997/jp.v16i2.20395

Authors

Nani Universitas Djuanda
Herdhata Agusta Program Studi Agronomi dan Hortikultura, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor (Bogor Agricultural University),
Melik Thiara Dikari Institut Pertanian Bogor
M Juhri Al Karomah Institut Pertanian Bogor

DOI:

https://doi.org/10.30997/jp.v16i2.20395

Keywords:

Keywords: Biochar, Liquid Organic Fertilizer, Soil Fertility, Plant Growth, Sustainable Agriculture

Abstract

Biochar and liquid organic fertilizer (POC) can be combined to enhance plant growth. This study aimed to evaluate the effects of applying sugarcane bagasse biochar and water hyacinth liquid organic fertilizer (POC) on soil properties and the growth of vegetable crops, particularly pakcoy (Brassica rapa L.) and spinach (Amaranthus sp.). Initial soil analysis showed a pH of 6.97 with high levels of potassium (K) and nitrate (NO₃⁻). The biochar used had an alkaline pH of 8.83, a fixed carbon content of 63.2%, and was classified as grade A according to the Indonesian Ministry of Agriculture standards. Meanwhile, the water hyacinth POC had an acidic pH of 4.02 with a high nitrate content (6,700 ppm). Observations indicated that biochar application up to 20 tons/ha increased the number of leaves, leaf area, and dry weight of pakcoy, while higher doses tended to reduce growth. Application of water hyacinth POC significantly increased the fresh weight of spinach compared to the control. The combination of biochar and POC demonstrated great potential in improving soil fertility and enhancing vegetable crop yields. This study recommends the use of biochar and POC at appropriate dosages to support sustainable agriculture on Andosol soils.

Keywords: Biochar, Liquid Organic Fertilizer, Soil Fertility, Plant Growth, Sustainable Agriculture

References

Adinatha IK, Arif C. 2022. Inventarisasi Emisi Gas Rumah Kaca Berdasarkan Penggunaan Lahan di Kota Bogor. J Tek Sipil dan Lingkung. 7(1):49–64. doi:10.29244/jsil.7.1.49-64.

Ampong K, Thilakaranthna MS, Gorim LY. 2022. Understanding the Role of HumicAcids on Crop Performance and Soil Health. Front Agron. 4 March. doi:10.3389/fagro.2022.848621.

Ana P, Trisnaningsih U, Saleh I. 2023. Respon tanaman bawang merah (allium ascalonicum l.) Kultivar bima brebes terhadap berbagai jenis biochar. J Agrotek Trop. 11(3):375. doi:10.23960/jat.v11i3.5834.

Ardi MR, Hadijah S, Sulityowati H. 2023. Respon Setek Lada Satu Ruas Terhadap Kombinasi Biochar Ampas Tebu Dan Pupuk Npk Pada Tanah Gambut. J Sains Pertan Equator. 12(3):666. doi:10.26418/jspe.v12i3.63372.

Arista NID. 2024. Karakteristik limbah pertanian dan dampaknya : Mengapa pengelolaan ramah lingkungan penting ? WHEM (Waste Handl Environ Monit. 1(2):67–76.

Athirafitri N, Indrasti NS, Ismayana A. 2021. Analisis Dampak Pengolahan Hasil Perikanan Menggunakan Metode Life Cycle Assessment (Lca): Studi Literatur. J Teknol Ind Pertan. 31(3):274–282. doi:10.24961/j.tek.ind.pert.2021.31.3.274.

Bahri S, Fitriani, Jalaluddin. 2021. Pembuatan Biofoam Dari Ampas Tebu Dan Tepung Maizena. J Teknol Kim Unimal. 1 Mei:24–32. https://ojs.unimal.ac.id/jtk/index.

Budiyono MR, Hastuti PB, Syah RF. 2023. Pengaruh Pemberian POC Eceng Gondok dan NPK terhadap Pertumbuhan Kelapa Sawit di Main Nursery. Agroforetech. 1 September:1354–1357.

Dedi Tampubolon, Rizal Y, Anwar S. 2023. Eksperimental Biochar Ampas Tebu Pada Performa Potential Hydrogen Dan Total Dissolved Solid. ENOTEK J Energi dan Inov Teknol. 2(02):43–48. doi:10.30606/enotek.v2i02.1585.

Dewi SBL, Aulia RV, Laily DW. 2024. Implementasi Pertanian Berkelanjutan dengan Memanfaatkan Limbah Pertanian menjadi Pupuk Organik Cair di Desa Musir Lor Kabupaten Nganjuk. J Pengabdi Masy Inov Indones. 4(4):1067–1076. doi:10.54082/jpmii.472.

Ekawandani N, Halimah N. 2021. Pengaruh Penambahan Mikroorganisme Lokal (MOL) Dari Nasi Basi Terhadap Pupuk Organik Cair Cangkang Telur. Biosf J Biol dan Pendidik Biol. 6 Volume 6 No 2:2–9. doi:10.23969/biosfer.v6i2.4944.

Fauza PI, Syukri, Marnita Y. 2023. Pengaruh macam biochar dan pemberian mikoriza terhadap pertumbuhan dan hasil kacang tanah (Arachis hypogaea L). AGROSAMUDRA. 10(1):17–23.

Firdani FNE, Sudarti S. 2022. Mekanisme Pembuatan Briket Berbasis Limbah Pertanian yang Ramah Lingkungan. J Teknol Pertan Gorontalo. 7 November.

Fitria, Khair H, Alqamari M, Yusuf M, Harahap FS. 2023. Aplikasi Pemberian Pupuk NPK dan Pupuk Organik Cair Enceng Gondok Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Bawang Merah (Allium ascalonium L). BIOFARM J Ilm Pertan. 19(2):379–383.

Fitrihidajati H, Rachmadiarti F, Winarsih, Purnomo T, Kuntjoro S. 2021. Quality of organic fertilizer made from water hyacinth with the addition of corncobs waste and soybean dregs. J Phys Conf Ser. 1899(1). doi:10.1088/1742-6596/1899/1/012024.

Hakim T, Luta DA, Sitepu DS. 2022. Teknologi True Shallots Seed dan Pemanfaatan Limbah Pertanian pada Pertumbuhan Produksi Bawang Merah (Allium Ascalonicum L). Pros Semin Nas dan Call Pap., siap terbit.

Harbi H, Islamiyati R, Hasan S. 2021. The effect of supplementation of liquid fertilizer from water hyacinth (Eichhornia crassipes) and Siam weed (Chromolaena odorata) on Taiwan napier grass. IOP Conf Ser Earth Environ Sci. 788(1). doi:10.1088/1755-1315/788/1/012169.

Harimurti D, Hariyadi, Noor E. 2021. Pengurangan emisi gas rumah kaca pada perkebunan kelapa sawit dengan pendekatan life cycle assessment. J Pengelolaan Sumberd Alam dan Lingkung. 11(1):1–9. doi:10.29244/jpsl.11.1.1-9.

Hariyono B. 2021. Multifungsi Biochar dalam Budidaya Tebu. Bul Tanam Tembakau, Serat Miny Ind. 13(2):94–112. doi:10.21082/btsm.v13n2.2021.94-112.

Hasan VS, Sari AP, Samsi IM, Ditia JI, Rahmawanty A, Prasetyo D. 2024. Pengaruh Penambahan Biochar yang Diperkaya Trichoderma sp. dengan Nutrisi Tetes Tebu (Molase) terhadap Beberapa Sifat Tanah dan Pertumbuhan Tanaman Kangkung. J Agrotropika. 23(1):30. doi:10.23960/ja.v23i1.7982.

Hasibuan S, Nugraha MR, Kevin A, Rumbata N, Syahkila S, Dhewanty SA, Fadillah MF, Kurniati M, Trilanda N, Afifah SN, et al. 2021. Pemanfaatan Limbah Cangkang Telur sebagai Pupuk Organik Cair di Kecamatan Rumbai Bukit. PRIMA J Community Empower Serv. 5(2):154. doi:10.20961/prima.v5i2.54635.

Hidayati N, Ekayuliana A. 2022. Studi Potensial Energi Biomassa dari Limbah Pertanian dan Perkebunan di Indonesia. Semin Nas Inov Vokasi. 1(1):130–135. http://prosiding-old.pnj.ac.id/index.php/sniv/article/view/4541.

Hossain, M. Z., M. M. Bahar, B. Sarkar, S. W. Donne, Y. S. Ok, K. N. Palansooriya, M. B. Kirkham, S. Chowdhury, and N. Bolan. 2020. “Biochar and Its Importance on Nutrient Dynamics in Soil and Plant.” Biochar 2 (4): 379–420. https://doi.org/10.1007/s42773-020-00065-z.

Izzaty DI, Sugiyarto S, Oktasari W. 2022. Pengaruh dosis pupuk organik cair (poc) eceng gondok dan macam media tanam terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman buncis tegak (Phaseolus vulgaris L.). Vigor J Ilmu Pertan Trop Dan Subtrop. 7(1):19–27. doi:10.31002/vigor.v7i1.5980.

Jamilatun S, Pitoyo J, Arifah Z, Amelia S, Maarif A. 2022. Pirolisis Ampas Tebu ( Saccharum officinarum Linn ): Pengaruh Suhu terhadap Yield dan Karakteristik Produk. Semin Nas Penelit LPPM UMJ., siap terbit.

Kamila N, Yulinda R, Febriyani R. 2022. Pengaruh Pemberian Ekstrak Akar Eceng Gondok (Eichhornia crassipe) Terhadap Pertumbuhan Kangkung (Ipomoea reptans Poir) Dengan Sistem Hidroponik. JUSTERs J Sains dan Terap. 1(3):226–234. doi:10.57218/juster.v1i3.434.

Karlitus J, Yulianingsih R, Oktober VN. 2024. e ISSN 2775-5738 pengaruh pemberian pupuk organik cair eceng gondok terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman bayam (Amaranthus sp.) PIPER. 20.

Karlitus, J., Mangardi, M., & Yulianingsih, R. (2024). Pengaruh pemberian pupuk organik cair eceng gondok terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman bayam (Amaranthus sp.). PIPER, 20(2), 147-157.

Kosasih. 2023. Pupuk Organik Cair (POC) Solusi Alternatif Petani. Cetakan Pe. Jakarta Selatan: Asosiasi Profesi Widyaiswara Indonesia.

Kurniawan MI, Astuti R. 2024. Pengaruh penambahan pupuk organik cair eceng gondok dan ampas tebu terhadap pertumbuhan tanaman tomat. AgriSmart. 2(2):32–45.

Kusman MR, Faruk F, Sibua S. 2024. Penggunaan Eceng Gondok (Eichhorina Crassipes) Sebagai Bahan Bakar Alternatif Biobriket di Danau Galela. J Serambi Eng. IX(4):11320–11325.

Laird, D.A. 2008. The charcoal vision: a win–win–win scenario for simultaneously producing bioenergy, permanently sequestering carbon, while improving soil and water quality. Agronomy Journal 100: 178-181.

Magdalena, Maulidi, Zulfita D. 2023. Pengaruh poc eceng gondok dan pupuk urea terhadap pertumbuhan dan hasil sawi pada tanah gambut. J Sains Pertan Equator. 23(1):10–17.

Maisarah M, Dian R. 2024. Metode Life Cycle Assessment (LCA) Dalam Penilaian Dampak Lingkungan Industri Kelapa Sawit Untuk Kelapa Sawit Berkelanjutan. Tabela J Pertan Berkelanjutan. 2(1):15–23. doi:10.56211/tabela.v2i1.452.

Mamnuah IA, Wardoyo TD, Ismathuhom F. 2021. Pembuatan Silika Gel dengan Memanfaatkan Campuran Sekam Padi dan Limbah Tebu (Saccharum Officinarum) Menggunakan Metode Sol-Gel sebagai Adsorben Ion Logam Cu2+. J Ilm Fak Tek. 2(8):8–13.

Manopo DN, Tumewu P, Rantung M. 2024. Respons Tanaman Sawi Hijau (Brassica juncea L.) Pada Pemberian Pupuk Organik Cair Eceng Gondok (Eichhornia crassipes) Dan Pupuk Anorganik. Agri-Sosioekonomi. 20(1):23–28. doi:10.35791/agrsosek.v20i1.54435.

Masulili, A., Wani, H.U., Syechani, M.S. 2010. Rice husk biochar for ricebased cropping system in acid soil 1. The characteristics of rice husk biochar and its influence on the properties of acid sulfate soils and rice growth in West Kalimantan Indonesia. Journal of Agricultural Science. 2(1): 39-47.

Mulyati, Baharudin A.B., Tejowulan S., Muliatiningsih. 2014. Penggunaan biochar limbah pertanian sebagai Pembenah Tanah (Soil ameliorant) Untuk meningkatkan produktivitas lahan pada tanaman kedelai. Seminar Nasional: Pengelolaan Lahan Terdegradasi Pada Tanggal 5 Maret 2014. Mataram.

Muriadin M, Manfarizah M, Darusman D. 2023. Aplikasi Biochar Terhadap Perubahan Sifat Fisika Tanah dan Pertumbuhan Tanaman Pakcoy (Brassica rapa L.). J Ilm Mhs Pertan. 8(1):332–341. doi:10.17969/jimfp.v8i1.22110.

Nandiyanto ABD, Ragadhita R, Hofifah SN, Al Husaeni DF, Al Husaeni DN, Fiandini M, Luckiardi S, Soegoto ES, Darmawan A, Aziz M. 2023. Progress in the utilization of water hyacinth as effective biomass material. Volume ke-26. Springer Netherlands.

Nurida, N. L. 2014. “Potensi Pemanfaatan Biochar Untuk Rehabilitasi Lahan Kering Di Indonesia (Potency of Utilizing Biochar for Dryland Rehabilitation in Indonesia).” Jurnal Sumberdaya Lahan Edisi Khusus, 57–68.

Puspaningrum T, Yani M, Indrasti NS, Indrawanto C. 2022. Dampak Gas Rumah Kaca Arang Tempurung Kelapa Dengan Metode Life Cycle Assessment (Batasan Sistem Gate-To-Gate). J Teknol Ind Pertan. 32(1):96–106. doi:10.24961/j.tek.ind.pert.2022.32.1.96.

Putra MRS, Maizar. 2023. Pengaruh POC Eceng Gondok dan Pupuk Fosfat Alam Terhadap Pertumbuhan dan Produksi Kacang Hijau (Vigna radiata L.). J Agroteknologi Agribisnis dan Akuakultur. 3(2):16–32.

Putra RP, Dewi VAK, Ranomahera MRR, Arini N, Haris A. 2024. Review: Pemanfaatn biochar untuk meningkatkan kualitas tanah dan produktivitas tebu. J Pertan Agros. 26(2):754–768.

Rahmawati L, Riska, Lukmana M, Abdillah MH. 2024. Aplikasi Pupuk Organik Cair Eceng Gondok terhadap Hasil Cabai Rawit (Capsicum frutescent L.). Ziraa’ah. 49:197–202.

Saputro AJ, Rianti TSM. 2023. Tingkat Risiko Pendapatan dan Faktor yang Mempengaruhi Pendapatan Usahatani Tebu Keprasan. J Sos Ekon Pertan. 20(1):1–10. doi:10.20956/jsep.v20i1.29811.

Sari DP, Susi N, Sari VI. 2024. Interaksi media tanam dan konsentrasi poc eceng gondok terhadap pertumbuhan dan produksi tanaman kembang kol (Brassica oleraceae). Agrotela. 5(1):6–12.

Septiana, L. M., G. Djajakirana, and Darmawan. 2018. “Characteristics of Biochars from Plant Biomass Wastes at Low-Temperature Pyrolysis.” Sains Tanah - Journal of Soil Science and Agroclimatology 15 (1): 15–28. https://doi.org/10.15608/stjssa.v15i1.21618.

Serafini, L. F., Arrobas, M., Rodrigues, M. Â., Feliciano, M., Miguens, F., Oliveira, V., ... & Gonçalves, A. (2024). The Composting of Water Hyacinth: A Life Cycle Assessment Perspective. Waste and Biomass Valorization, 1-17.

Sinatrya A, Wulan IR, Tanjung JC, Fahima S, Lestari P, Ngadisih. 2024. Potensi Ancaman dan Upaya Mitigasi Emisi Gas Rumah Kaca di Sektor Pertanian Indonesia : Tinjauan Sistematis atas Literatur. J Teknol Lingkung Lahan Basah. 12(1):245. doi:10.26418/jtllb.v12i1.74231.

Sondang Y, Wulantika T, Siregar R. 2024. The Effect of Storage Time of Water Hyacinth Liquid Organic Fertilizer on Microorganism Viability and Potency. 10(12):10971–10979. doi:10.29303/jppipa.v10i12.10018.

Steiner, C. 2007. Soil charcoal amendments maintain soil fertility and establish carbon sink-research and prospects. Soil Ecology Res Dev. 1-6.

Sugiharto A, Firdaus ’Ilma. 2021. Pembuatan briket ampas tebu dan sekam padi menggunakan metode pirolisis sebagai energi alternatif. Inov Tek Kim. 6(1):17–22.

Susilo E, Novita D, Warman I, Parwito P. 2021. Pemanfaatan Limbah Pertanian Untuk Membuat Pupuk Organik Di Desa Sumber Agung Kecamatan Arma Jaya Kabupaten Bengkulu Utara. PAKDEMAS J Pengabdi Kpd Masy. 1(1):7–12. doi:10.58222/pakdemas.v1i1.10.

Ton S, Hilal MI, Widakdo DS. 2021. Prospek Pengembangan Integrasi Limbah Pertanian Dan Pemeliharaan Maggot Black Soldier Fly Sebagai Pakan Ayam Kampung Di Desa Bulusari Banyuwangi. PARTNER. 26(2):1616. doi:10.35726/jp.v26i2.521.

Tulak R, Bulo L, Harlim T. 2022. The chemical engineering journal. PAULUS Chem Eng J. 1:1–8. doi:10.1016/0300-9467(79)80049-0.

Warsidah, Harlia, Suparnawati, Aritonang AB, Ardiningsih P, Ashari AM, Sofiana MSJ. 2021. Karakterisasi biochar dari ampas tebu dan kemampuan penyerapan nitrogen sebagai amelioran pada tanah gambut secara in vitro. Innofarm J Inov Pertan. 23 April:73–84.

Widowati L retno, Hartatik W, Setyorini D, Trisnawati Y. 2022. Pupuk Organik Dibuatnya Mudah, Hasil Tanam Melimpah. Ed ke-1. Bogor: Kementerian Pertanian Republik Indonesia.

Widyabudiningsih D, Troskialina L, Fauziah S, Shalihatunnisa S, Riniati R, Siti Djenar N, Hulupi M, Indrawati L, Fauzan A, Abdilah F. 2021. Pembuatan dan Pengujian Pupuk Organik Cair dari Limbah Kulit Buah-buahan dengan Penambahan Bioaktivator EM4 dan Variasi Waktu Fermentasi. IJCA (Indonesian J Chem Anal. 4(1):30–39. doi:10.20885/ijca.vol4.iss1.art4.

Wiraguna RT, Yunikawati NA. 2023. Optimalisasi Pengolahan Limbah Tebu Menjadi Pupuk Cair Eco-Enzim Guna Peningkatan Kualitas Ekonomi Desa Sumberejo, Kecamatan Gedangan, Kabupaten Malang. J Pengabdi Kpd Masy Indones. 3(3):114–122. doi:10.55606/jpkmi.v3i3.2219.