TKA SMK/MAK Usaha Pertanian Terpadu Interaktif

Pengelolaan Limbah Pertanian, Bioproses Pengomposan, Pupuk Hayati, dan Teknologi Bioenergi Biogas – Materi & Latihan TKA Usaha Pertanian Terpadu SMK/MAK

Karakteristik limbah organik pertanian dan peternakan (kotoran padat ternak, urin, limbah biomassa tanaman sisa panen); bioproses pengomposan aerobik (pengendalian rasio C:N, suhu termofilik, kelembapan, aerasi) dan inokulan dekomposer (Trichoderma, EM4); produksi pupuk organik cair (POC) dan pupuk hayati (biofertilizer); rancang bangun biodigester anaerobik (tipe fixed-dome, floating drum, tubular polyethylene); produksi dan pemurnian biogas (CH4); pemanfaatan bioslurry cair dan padat sebagai pupuk organik berkualitas super.

Tujuan Pembelajaran

Menghitung rasio C:N campuran bahan baku pengomposan untuk mencapai kondisi dekomposisi biologis optimal (rasio 25-30:1).
Melaksanakan teknik pengomposan aerobik fase mesofilik-termofilik dan pengujian kematangan kompos (uji organoleptik, rasio C:N < 20, indeks perkecambahan).
Merancang dan mengoperasikan unit reaktor biogas anaerobik (biodigester) serta pemurnian gas metana (H2S and moisture scrubber).
Memanfaatkan bioslurry (lumpur sisa digestat biogas) sebagai pupuk organik hayati penyubur tanah dan nutrisi pakan ikan.

Materi & Pembahasan Konsep

TKA SMK/MAK

Selamat datang di modul Pengelolaan Limbah, Pupuk Organik Hayati, dan Bioenergi pada kejuruan Usaha Pertanian Terpadu SMK/MAK!

1. Bioproses Pengomposan Aerobik

Rasio C:N Ideal: 25:1 hingga 30:1 pada awal pengomposan. Bahan kaya C (serbuk gergaji, jerami, sekam) dipadukan dengan bahan kaya N (kotoran sapi/ayam, ampas tahu).
Fase Suhu: Fase Mesofilik awal (20-40°C) -> Fase Termofilik (50-65°C, membunuh biji gulma dan bakteri patogen Salmonella/E. coli) -> Fase Pendinginan dan Pematangan (C/N turun < 20, bau tanah humus segar, warna hitam kecokelatan).

2. Teknologi Biodigester & Bioenergi Biogas

Tahapan Pembentukan Biogas Anaerobik:
1. Hidrolisis: Pemecahan polimer organik menjadi monomer sederhana oleh bakteri hidrolitik.
2. Asidogenesis: Pembentukan asam lemak volatil (VFA) dan alkohol.
3. Asetogenesis: Pengubahan VFA menjadi asam asetat, H2, dan CO2.
4. Metanogenesis: Produksi gas Metana (CH4 55-70%) dan CO2 (30-40%) oleh archaea metanogen (Methanobacterium). pH digester ideal 6,8 - 7,4.
Bioslurry: Lumpur efluen kaya hara dan mikroba bermanfaat yang keluar dari tangki outlet digester, sangat unggul sebagai pupuk organik cair dan padat.

Referensi: Kerangka Standar Asesmen TKA Pusmendik Kemendikdasmen RI

Simulasi CBT

Latihan Interaktif (18 Soal)

Penilaian aman & otomatis

Cek Pemahaman

3 Soal

Soal 1 Pilihan Ganda mudah

5 Poin

Rasio Karbon terhadap Nitrogen (rasio C/N) awal bahan baku campuran yang paling ideal untuk memastikan proses pengomposan aerobik berjalan cepat dan optimal adalah:

A 25 : 1 hingga 30 : 1 B 2 : 1 C 200 : 1 D 0 : 1

Soal 2 Pilihan Ganda Kompleks sedang

5 Poin

Pada proses fermentasi anaerobik di dalam tangki biodigester, gas biogas yang dihasilkan utamanya terdiri dari dua komponen gas utama, yaitu: (Pilih dua gas)

Centang semua pilihan yang kamu anggap benar! A. Gas Metana (CH4) sebagai komponen utama penghasil energi pembakaran. B. Karbon Dioksida (CO2). C. Gas Oksigen murni (O2) 99%. D. Gas Klorin beracun (Cl2).

Soal 3 Benar / Salah mudah

5 Poin

Tentukan Benar atau Salah karakteristik fisik kompos organik yang telah matang sempurna!

Tentukan apakah setiap pernyataan di bawah ini Benar atau Salah!

Pernyataan	Benar	Salah
Kompos yang telah matang sempurna memiliki aroma khas tanah hutan segar (earthy odor) dan tidak berbau busuk.	Benar	Salah
Suhu tumpukan kompos telah stabil turun mendekati suhu lingkungan sekitar dan warnanya berubah menjadi kehitaman remah.	Benar	Salah
Kompos dinyatakan matang bila mengeluarkan bau gas belerang telur busuk yang sangat menyengat hidung.	Benar	Salah

Latihan TKA

10 Soal

Soal 4 Pilihan Ganda sedang

5 Poin

Fase suhu termofilik (55°C hingga 65°C) yang tercapai selama proses pengomposan aerobik memegang peranan krusial dalam sanitasi kompos karena:

A Membunuh bakteri patogen berbahaya (seperti Salmonella sp.) dan mematikan daya tumbuh biji-biji gulma liar B Membekukan kompos menjadi balok es C Menghentikan seluruh aktivitas pengomposan secara permanen D Mengubah daun menjadi kepingan logam tembaga

Soal 5 Pilihan Ganda sedang

5 Poin

Lumpur efluen sisa pengolahan biogas yang keluar dari tangki outlet biodigester dikenal dengan nama:

A Bioslurry (Digestat biogas) B Fly Ash semen C Terak baja tambang D Residu aspal jalan

Soal 6 Pilihan Ganda Kompleks sedang

5 Poin

Untuk memurnikan biogas (biogas purification) dari gas pengotor yang dapat menyebabkan korosi karat parah pada kompor dan mesin genset, manakah dua perangkap penyaring (scrubber) yang wajib dipasang pada jalur pipa gas? (Pilih dua scrubber)

Centang semua pilihan yang kamu anggap benar! A. Tabung filter serbuk besi / karat besi oksida (Iron Sponge / H2S Scrubber) untuk mengikat gas hidrogen sulfida yang korosif. B. Perangkap uap air (Water Condensate Trap) untuk memisahkan kelembapan cairan air dari aliran gas. C. Pemanas kompor minyak tanah di dalam pipa. D. Saringan kertas koran basah tanpa katup penutup.

Soal 7 Pilihan Ganda sedang

5 Poin

Inokulan pengurai Effective Microorganisms-4 (EM4) pertanian umumnya terdiri atas konsorsium mikroorganisme fungsional yaitu:

A Bakteri Asam Laktat (Lactobacillus), Ragi (Saccharomyces), dan Bakteri Fotosintetik B Virus flu burung dan virus rabies C Spora antraks dan bakteri tetanus D Alga beracun laut merah

Soal 8 Benar / Salah sedang

5 Poin

Tentukan Benar atau Salah teknik pembalikan (turning) pada gundukan pengomposan aerobik (windrow composting)!

Tentukan apakah setiap pernyataan di bawah ini Benar atau Salah!

Pernyataan	Benar	Salah
Pembalikan tumpukan secara berkala bertujuan memasok oksigen segar ke dalam tumpukan guna menjaga aktivitas bakteri aerobik dekomposer.	Benar	Salah
Pembalikan membantu meratakan temperatur dan kelembapan dari bagian luar tumpukan ke bagian tengah yang panas.	Benar	Salah
Pengomposan sistem windrow harus dibiarkan tanpa pernah dibalik sama sekali selama 1 tahun agar terbentuk batubara.	Benar	Salah

Soal 9 Pilihan Ganda sedang

5 Poin

Perbandingan rasio pengenceran antara kotoran sapi segar dengan air bersih yang paling dianjurkan saat dimasukkan ke dalam inlet tangki biodigester adalah:

A 1 : 1 (satu bagian kotoran sapi segar berbanding satu bagian air) B 100 : 1 (kotoran padat kering tanpa air) C 1 : 100 (air murni tanpa kotoran) D 1 : 0 (tanpa pengenceran sama sekali)

Soal 10 Pilihan Ganda Kompleks sedang

5 Poin

Pupuk Organik Cair (POC) dari fermentasi urine sapi (biourine) sangat diminati petani karena kaya kandungan hara dan hormon tumbuh alami. Manakah dua zat pengatur tumbuh (ZPT) alami yang umum terkandung dalam urine sapi yang difermentasi? (Pilih dua hormon)

Centang semua pilihan yang kamu anggap benar! A. Auksin (Indole Acetic Acid / IAA) yang merangsang pembelahan sel dan perpanjangan akar. B. Sitokinin alami yang merangsang pertumbuhan tunas-tunas samping dan daun. C. Gas Karbon Monoksida murni. D. Senyawa herbisida pembunuh gulma parakuat.

Soal 11 Pilihan Ganda sedang

5 Poin

Archaea metanogen yang memproduksi gas metana (CH4) di dalam biodigester bekerja secara optimal pada rentang pH netral yaitu:

A 6,8 hingga 7,4 (pH netral) B 1,0 hingga 2,5 (asam kuat) C 12,0 hingga 14,0 (basa kuat pekat) D 4,0 hingga 5,0

Soal 12 Benar / Salah sedang

5 Poin

Tentukan Benar atau Salah keunggulan bioslurry cair dibanding pupuk kandang mentah!

Tentukan apakah setiap pernyataan di bawah ini Benar atau Salah!

Pernyataan	Benar	Salah
Bioslurry sudah mengalami proses pencernaan anaerobik matang sehingga tidak berbau menyengat dan biji gulma di dalamnya telah mati terdegradasi.	Benar	Salah
Kandungan hara N, P, K dalam bioslurry cair berada dalam bentuk ion anorganik terlarut yang siap diserap langsung oleh perakaran tanaman.	Benar	Salah
Aplikasi bioslurry cair justru menyebabkan tanaman hangus terbakar karena panas asam yang mematikan sel daun.	Benar	Salah

Soal 13 Pilihan Ganda sedang

5 Poin

Tipe konstruksi biodigester biogas yang paling populer dibangun semi-permanen di bawah tanah menggunakan kubah bata beton dengan tekanan gas stabil adalah tipe:

A Fixed Dome Digester (Kubah Tetap Beton) B Tangki plastik botol air mineral 1 liter C Ember seng tanpa penutup D Pipa paralon gantung transparan

Tantangan Penalaran

5 Soal

Soal 14 Pilihan Ganda sulit

5 Poin

Dua ekor sapi perah dewasa menghasilkan total feses segar sebanyak 50 kg per hari. Feses tersebut dicampur air dengan rasio 1:1 dan dimasukkan ke dalam biodigester fixed dome. Jika rata-rata produksi biogas spesifik dari kotoran sapi adalah 0,04 m³ per kg feses basah, berapakah volume biogas yang dihasilkan per hari, dan berapa lama gas tersebut dapat menyalakan kompor gas biogas yang memiliki konsumsi rata-rata 0,4 m³ per jam?

A 2,0 m³ biogas per hari dan mampu menyalakan kompor selama 5 jam B 10,0 m³ biogas per hari dan mampu menyalakan kompor selama 25 jam C 0,5 m³ biogas per hari dan mampu menyalakan kompor selama 1 jam D 4,0 m³ biogas per hari dan mampu menyalakan kompor selama 2 jam

Soal 15 Pilihan Ganda Kompleks sulit

5 Poin

Jika suatu unit reaktor biodigester mengalami 'asidifikasi akut' (sour digester) di mana pH cairan digester anjlok hingga 5,2 dan produksi gas metana berhenti total berganti dengan bau asam menyengat, manakah dua tindakan penanganan pemulihan biokimia yang harus segera dilakukan? (Pilih dua tindakan)

Centang semua pilihan yang kamu anggap benar! A. Menghentikan sementara pengisian (feeding) bahan baku kotoran segar baru ke dalam digester. B. Menambahkan larutan kapur pertanian / buffer natrium bikarbonat secara bertahap untuk menetralkan asam volatil dan mengembalikan pH ke angka 7,0. C. Menuangkan 50 liter asam klorida (HCl) pekat ke dalam lubang inlet digester. D. Mengisi digester dengan ampas nanas fermentasi asam sebanyak 1 ton.

Soal 16 Benar / Salah sulit

5 Poin

Tentukan Benar atau Salah analisis penanganan bau dan keselamatan kerja pada instalasi Biogas!

Tentukan apakah setiap pernyataan di bawah ini Benar atau Salah!

Pernyataan	Benar	Salah
Gas metana (CH4) bersifat sangat mudah meledak apabila bercampur dengan udara pada konsentrasi 5% hingga 15% dan terkena percikan api terbuka.	Benar	Salah
Pemeriksaan kebocoran sambungan pipa saluran biogas harus dilakukan menggunakan air sabun berbuih dan dilarang keras menggunakan nyala api korek api.	Benar	Salah
Ruang instalasi biodigester sebaiknya dibuat kedap udara tanpa ventilasi agar gas beracun terkonsentrasi pekat di dalam ruangan.	Benar	Salah

Soal 17 Pilihan Ganda sulit

5 Poin

Pada uji perkecambahan benih (Germination Index / GI) untuk mengevaluasi fitotoksisitas kompos kotoran ayam, ekstrak kompos matang menghasilkan persentase perkecambahan benih dan pertumbuhan panjang akar kecambah sebesar 85% dibandingkan kontrol air destilasi. Nilai Indeks Perkecambahan (GI) sebesar 85% ini mengindikasikan:

A Kompos telah matang sempurna, stabil, dan bebas dari racun fitotoksik yang menghambat pertumbuhan akar tanaman (GI > 80%) B Kompos mengandung racun herbisida mematikan yang membakar seluruh benih C Kompos belum mengalami proses fermentasi sama sekali D Kompos harus dibuang ke Tempat Pembuangan Akhir karena beracun

Soal 18 Pilihan Ganda Kompleks sulit

5 Poin

Dalam pembuatan briket arang bioenergi dari limbah tempurung kelapa dan tongkol jagung sisa pertanian terpadu, manakah dua parameter mutu fisik arang briket yang menunjukkan kualitas bahan bakar prima? (Pilih dua parameter)

Centang semua pilihan yang kamu anggap benar! A. Memiliki nilai kalor pembakaran tinggi (> 5.000 kkal/kg) dengan kadar abu (ash content) yang rendah. B. Mampu membara tahan lama dengan nyala api stabil tanpa menghasilkan asap pekat yang menyesakkan nafas. C. Kadar air briket mencapai 80% sehingga tidak dapat terbakar sama sekali. D. Briket langsung pecah menjadi butiran pasir begitu disentuh tangan.

Sudah Selesai Mengerjakan?

Pastikan semua soal telah kamu jawab sebelum melihat skor dan pembahasan.

« Topik Sebelumnya Sistem Usaha Pertanian Terpadu: Integrasi Tanaman-Ternak (Crop-Livestock), Sawit-Sapi (SISKA), Mina-Padi, dan Akuaponik Kembali ke Daftar » Usaha Pertanian Terpadu

Nomor Soal

0 / 18

• Belum • Terjawab • Ragu

Ke Atas Soal

Tes Kemampuan Akademik SMK/MAK • Usaha Pertanian Terpadu Gratis & Otomatis