Limbah cair pabrik kelapa sawit (POME) sebagai pembenah tanah: mengubah limbah menjadi modal kesehatan tanah

Untuk setiap ton minyak sawit mentah yang diproduksi di Malaysia, proses ekstraksi menghasilkan 5 hingga 7,5 ton limbah cair: limbah pabrik kelapa sawit (POME): air limbah berwarna coklat gelap yang membutuhkan oksigen dan secara historis menjadi salah satu masalah lingkungan paling signifikan di industri ini. Lebih dari 450 pabrik kelapa sawit di Malaysia secara kolektif menghasilkan 55 hingga 67 juta ton POME per tahun, yang, jika dibuang ke sungai tanpa pengolahan, akan menghancurkan ekosistem akuatik karena kebutuhan oksigen biologis (BOD) yang tinggi sebesar 20.000 hingga 35.000 mg/L.

Pengolahan POME wajib telah diberlakukan di Malaysia sejak tahun 1984, dengan pabrik-pabrik mengoperasikan sistem kolam atau instalasi penangkapan biogas untuk mengurangi BOD sebelum dibuang. Namun proses pengolahan mengubah POME dari produk limbah menjadi bahan organik kaya nutrisi: dan operasi Malaysia yang paling progresif telah menyadari bahwa POME yang diolah bukanlah limbah olahan yang harus dibuang, melainkan masukan untuk perbaikan tanah yang bernilai tinggi yang saat ini sebagian besar tidak digunakan sebagai sumber nutrisi tanaman.

Komposisi nutrisi POME

POME yang diolah secara anaerobik mempertahankan kandungan nutrisi organik dan anorganik yang substansial. Komposisi tipikal POME yang diolah untuk aplikasi tanah meliputi 0,25 hingga 0,40% total nitrogen, 0,08 hingga 0,12% total fosfor, 0,22 hingga 0,35% kalium, dan 0,15 hingga 0,25% magnesium berdasarkan berat basah. Dengan volume aplikasi 100 hingga 200 liter per pohon per tahun: yang dapat dicapai melalui sistem irigasi lapangan bertenaga gravitasi di perkebunan yang berdekatan dengan pabrik: aplikasi POME ke tanah dapat menyediakan 25 hingga 70 kg N per hektar, 8 hingga 24 kg P, dan 20 hingga 70 kg K per hektar per tahun.

Jumlah ini mewakili 30 hingga 60% dari kebutuhan nitrogen tahunan kelapa sawit yang khas, dan proporsi fosfor dan kalium yang sebanding, sebelum masukan pupuk lainnya dipertimbangkan. Di perkebunan dengan akses ke POME pabrik melalui skema aplikasi tanah yang telah ditetapkan, penghematan biaya pupuk sebesar 30 hingga 50% telah didokumentasikan dengan baik, dengan pemeliharaan hasil pada tingkat yang setara atau lebih baik dibandingkan dengan program pupuk sintetis saja.

Manfaat biologi tanah di luar nutrisi

Nilai POME sebagai amandemen tanah melampaui kandungan NPK-nya. POME yang dicerna secara anaerobik mengandung populasi besar bakteri anaerobik dan fakultatif yang menjadi mikroorganisme tanah aerobik ketika diaplikasikan ke tanah lapisan atas yang beraerasi baik. Populasi mikroba ini: didominasi oleh Proteobacteria, Firmicutes, dan Actinobacteria yang beragam: berkontribusi pada siklus nutrisi, dekomposisi bahan organik, dan pembentukan agregat tanah di tanah yang diamandemen POME.

Studi di Malaysia yang membandingkan plot yang diamandemen POME dengan kontrol pupuk sintetis menunjukkan biomassa mikroba tanah karbon (30 hingga 60% lebih tinggi) dan aktivitas enzim (urease, fosfatase, dehidrogenase) yang secara signifikan lebih tinggi di tanah yang diolah POME selama periode 3 tahun. Pengayaan biologis ini: sebanding dengan efek kondisioner biologis khusus: meningkatkan kapasitas tanah untuk memproses masukan organik, melepaskan nutrisi, dan mempertahankan struktur agregat yang mendukung pengembangan akar dan infiltrasi air.

Dikombinasikan dengan SoilBoost EA, yang menyediakan enzim tambahan dan stimulasi mikroba, tanah yang diamandemen POME mengembangkan aktivitas biologis yang jauh lebih kaya daripada POME atau SoilBoost EA yang diaplikasikan sendiri. Kombinasi ini mengatasi pasokan substrat organik (POME menyediakan karbon, nitrogen, dan inokulum mikroba) dan katalisis enzimatik (SoilBoost EA mempercepat pemrosesan bahan organik), menciptakan program biologi tanah sinergis dari dua masukan yang saling melengkapi.

Metode aplikasi tanah dan kerangka peraturan

Peraturan Departemen Lingkungan Hidup (DOE) Malaysia mengizinkan aplikasi POME ke tanah pada tingkat yang mempertahankan BOD efluen saat dibuang di bawah 5.000 mg/L (standar untuk aplikasi tanah dibandingkan dengan standar 100 mg/L untuk pembuangan air permukaan). Sebagian besar pabrik di Malaysia mengoperasikan skema aplikasi tanah mereka di bawah izin DOE yang menentukan area dan tingkat aplikasi maksimum.

Sistem aplikasi tanah praktis berkisar dari pipa irigasi bertenaga gravitasi dari kolam pengendapan hingga distribusi tangki. Sistem aliran gravitasi, di mana topografi memungkinkan, adalah metode berbiaya terendah: POME yang diolah secara anaerobik mengalir langsung dari kolam pengendapan akhir melalui pipa PVC yang diletakkan di sepanjang antar-baris. Aplikasi lingkaran sawit individu menggunakan tangki lebih intensif tenaga kerja tetapi memungkinkan penempatan yang lebih tepat di dekat zona akar sawit di medan yang tidak kompatibel dengan gravitasi.

Batasan logistik aplikasi POME ke tanah adalah kedekatan dengan pabrik. Mengangkut POME lebih dari 5 hingga 10 km dari sumbernya menjadi tidak ekonomis relatif terhadap nilai pupuknya per ton. Blok perkebunan yang berdekatan dengan pabrik dalam radius ini mewakili peluang utama untuk skema aplikasi POME ke tanah; ladang yang lebih jauh mengandalkan kompos EFB atau produk POME bernilai tambah lainnya seperti kompos POME atau digestate biogas sebagai cara alternatif untuk menangkap hasil nutrisi organik pabrik.

Mengintegrasikan POME ke dalam sistem kesehatan tanah organik

Aplikasi POME ke tanah mewakili implementasi paling langsung dari prinsip ekonomi sirkular dalam kelapa sawit Malaysia: nutrisi yang diekstraksi dari perkebunan dalam tandan buah segar kembali ke tanah perkebunan melalui efluen pabrik yang mengolahnya. Perkebunan dengan pabrik sendiri atau perjanjian pasokan POME formal dengan pabrik yang berdekatan dapat menutup sebagian besar siklus nutrisinya dengan biaya marjinal mendekati nol, mengurangi ketergantungan pada pupuk sintetis dan membangun bahan organik tanah secara bersamaan.

Untuk operasi tanpa akses POME, CSB Organico dan kompos EFB menyediakan nutrisi organik dan manfaat mikroba yang sebanding melalui mekanisme pengiriman yang berbeda. Kombinasi masukan organik: POME, mulsa EFB, biomassa tanaman penutup tanah legum dari Mucuna bracteata dan Pueraria javanica, serta kondisioner tanah seperti SoilBoost EA: menciptakan sistem nutrisi organik dan biologi tanah komprehensif yang secara progresif mengurangi fraksi pupuk sintetis dari program masukan perkebunan sambil mempertahankan atau meningkatkan produktivitas.