Perpustakaan Digital ITB

Urea merupakan salah satu jenis pupuk yang mengandung kadar nitrogen tinggi, sekitar 45–46%. Nitrogen diperlukan tanaman sebagai bahan utama pembentukan klorofil, protein, dan asam amino. Namun demikian, tanaman tidak mampu menyerap nitrogen dalam urea secara maksimal, akibat proses penyerapan yang baru terjadi dalam 2–3 hari, dan hanya sekitar 20–30% (b/b) nitrogen terurai yang bisa diserap. Selain itu, urea juga mudah terdekomposisi dan mudah terbawa air hujan. Hal ini menyebabkan borosnya pemakaian pupuk urea dan memungkinkan pencemaran tanah dan air. Salah satu cara menangani masalah ini adalah memodifikasi urea menjadi kompleks inklusi, untuk menghasilkan pupuk yang pelepasan nitrogennya lebih terkendali (controlled release fertilizer, CRF). Pada penelitian ini, pati singkong digunakan sebagai molekul inang untuk mengomplekskan pupuk urea. Pati terdiri dari struktur amilosa berbentuk heliks tunggal, yang memiliki rongga di bagian dalamnya. Rongga atau kanal tersebut dapat diisi oleh pupuk berbahan dasar urea. Urea perlu lebih dulu ditingkatkan hidrofobisitasnya karena urea yang hidrofilik tidak bisa langsung berinteraksi dengan rongga amilosa yang hidrofobik. Dalam hal ini, urea direaksikan dengan 1-bromoheptana, membentuk senyawa urea yang salah satu hidrogennya tersubstitusi heptil (N-heptilurea). N-heptilurea dikarakterisasi menggunakan spektroskopi inframerah transformasi fourier (FTIR), resonansi magnetik inti (NMR), difraksi sinar-X (XRD), dan analisis termogravimetri (TGA). Selanjutnya, N-heptilurea dicampurkan dengan larutan pati untuk membentuk senyawa kompleks inklusi pati–N-heptilurea. Pati–N-heptilurea dikarakterisasi menggunakan FTIR, XRD, TGA, serta uji iodin. Hasil karakterisasi IR, NMR, XRD, dan TGA menunjukan bahwa N-heptilurea berhasil terbentuk dengan rendemen sebesar 2,5% (b/b). Produk N-heptilurea dikomplekskan dengan pati, untuk menghasilkan pati–N-heptilurea. N-heptilurea sebagai molekul tamu divariasikan persentasenya, sebesar 5% dan 7% (b/b) terhadap massa total kompleks. Hasil uji iodin menunjukan bahwa kompleks inklusi pati–N-heptilurea berhasil terbentuk, dengan persen kompleksasi sama-sama sebesar 74% (b/b) untuk variasi molekul tamu 5% dan 7%. Selanjutnya, uji pelepeasna nitrogen dilakukan terhadap urea, N-heptilurea, dan pati–N-heptilurea variasi 5% dan 7%. Pengujian hari ke-4 setelah penanaman menunjukkan bahwa total nitrogen (baik berupa NH4+ dan NO3–) yang dilepaskan oleh N-heptilurea dan pati–N-heptilurea lebih lambat dibandingkan pelepasan nitrogen dari urea. Tren ini juga berlaku pada pengujian hari ke-10 setelah penanaman, tetapi total nitrogennya lebih banyak dari total nitrogen hari ke-4. Uji pelepasan nitrogen menunjukkan bahwa kompleks pati–N-heptilurea dapat memperlambat proses pelepasan nitrogen dari pupuk berbasis urea.