Apakah Pengurangan Proporsi Hijauan dalam Pakan Ruminansia
advertisement
REVIEW: Apakah Pengurangan Proporsi Hijauan dalam Pakan Ruminansia Dapat Menurunkan Produksi Gas CH4 (Methane)? Eko Sentiko Fakultas Peternakan Universitas Brawijaya Malang ABSTRAK Ternak ruminansia menghasilkan gas metana (CH4) yang berkontribusi terhadap akumulasi gas rumah kaca di atmosfer yang berdampak pada pemanasan global. Produksi gas metana dari ternak ruminansia berkontribusi terhadap 95% dari total emisi metana yang dihasilkan oleh ternak dan manusia, dan sekitar 18% dari total gas rumah kaca diatmosfer. Ruminansia membutuhkan sejumlah serat kasar dalam ransumnya agar proses pencernaan berjalan secara lancar dan optimal. Sumber utama dari serat kasar itu sendiri adalah hijauan. Gas metana (CH4) dihasilkan dari fermentasi anaerob karbohidrat struktural maupun non struktural oleh metanogen (bakteri penghasil metan) didalam rumen ternak ruminansia selain hasil utamanya berupa VFA. Komponen terbesar dari serat kasar adalah berupa dinding sel yang terdiri dari selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Hasil dari study ini adalah jika proporsi hijauan didalam pemberian pakan ternak ruminansia dikurangi dan menambah proporsi pakan konsentrat maka produksi gas metana dalam rumen dapat berkurang, sehingga energi dapat dimanfaatkan oleh ternak secara optimal. Jika hal ini dilakukan, maka dapat mengurangi emisi gas metan di atmosfer, menyelamatkan bumi dari kerusakan dan menghilangkan tuduhan bahwa ternak ruminansia sebagai penyumbang terbesar gas metan. ruminansia berkontribusi terhadap 95% dari total emisi metana yang dihasilkan oleh ternak dan manusia, dan sekitar 18% dari total gas rumah kaca diatmosfer (Kreuzer & Soliva, 2008). Emisi metana ini tidak hanya terkait dengan masalah lingkungan, namun juga merefleksikan hilangnya sebagian energi dari ternak sehingga tidak dimanfaatkan untuk proses produksi (Jayanegara et al., 2008). Sekitar 6%-10% dari energi bruto pakan yang dikonsumsi ternak ruminansia hilang sebagai metana (Jayanegara et al, 2008). Pendahuluan Ternak ruminansia dapat mengkonversi pakan hijauan yang kurang memberikan manfaat secara langsung terhadap manusia menjadi bahan pangan bernilai gizi berkualitas tinggi seperti daging dan susu. Produk lain berupa non pangan juga dihasilkan dari ternak ruminansia seperti kulit dan bulu (Jayanegara et al., 2008). Namun demikian, ternak ruminansia menghasilkan gas metana (CH4) yang berkontribusi terhadap akumulasi gas rumah kaca di atmosfer yang berdampak pada pemanasan global (Monteny et al., 2001). Produksi gas metana dari ternak Gas metana (CH4) dihasilkan dari fermentasi anaerob karbohidrat struktural 1 maupun non struktural oleh metanogen (bakteri penghasil metan) didalam rumen ternak ruminansia yang dikeluarkan melalui proses eruktasi. Menurut Kurihara et al. (1999), produksi CH4 yang diekspresikan dalam laju konversi matana (methane convertion rate) pada ternak ruminansia didaerah ruminansia didaerah tropis lebih tinggi dibandingkan dengan daerah subtropis (Santoso & Hariadi, 2008). Hal ini disebabkan hijauan pakan ternak terutama rumput-rumputan didaerah tropis mengandung serat kasar dan lignin yang relatif tinggi, sedangkan kandungan karbohidrat nonstruktural (nonfiber carbohydrate) lebih rendah dibandingkan rumput didaerah subtropis (Van Soest, 1994). Berdasarkan kondisi tersebut, maka lebih banyak energi dalam bentuk CH4 yang hilang dari tubuh ternak ruminansia didaerah tropis dibandingkan didaerah subtropis (Santoso & Hariadi, 2008). korelasi yang erat (r = 0,88) antara produksi gas CH4 dengan neutral detergent fiber (NDF) tercerna. Sementara pada penelitian lain, Estermann et al. (2002) melaporkan bahwa produksi gas CH4 sangat erat berhubungan dengan konsumsi NDF dan NDF tercerna. Hubungan antara hijauan, serat kasar dan CH4 Menurut Siregar (1994), hijauan diartikan sebagai pakan yang mengandung serat kasar, atau bahan yang tak tercerna, relatif tinggi. Lebih kanjut dijelaskan bahwa ternak ruminansia membutuhkan sejumlah serat kasar dalam ransumnya agar proses pencernaan berjalan secara lancar dan optimal. Sumber utama dari serat kasar itu sendiri adalah hijauan. Proses fermentasi yang terjadi dalam rumen akan mengubah komponenkomponen pakan yang kompleks menjadi produk-produk yang lebih sederhana dan berguna bagi ternak. Pakan utama ternak ruminansia, hijauan atau limbah pertanian seperti jerami padi, memiliki kadar serat kasar yang tinggi. Komponen terbesar dari serat kasar adalah berupa dinding sel yang terdiri dari selulosa, hemiselulosa, dan lignin (Church and Pond, 1988). Produk akhir dari aktivitas mikroba dalam mendegradasi substrat dinding sel tanaman adalah berupa asam lemak terbang (VFA). Komponen VFA yang utama adalah asam asetat, asam propionat, asam butirat, dan sejumlah kecil asam valerat. Selain menghasilkan asam lemak rantai pendek (short-chain fatty acid-SCFA), fermentasi karbohidrat dalam rumen akan menghasilkan sejumlah gas dan sel mikroba (Hendraningsih, 2010). Emisi gas metana (CH4) oleh ternak ruminansia dihasilkan melalui proses metanogenesis di dalam sistem pencernaan ruminansia khususnya bagian rumen. Seekor sapi dewasa dapat mengemisi 80110 kg metana per tahun. Estimasi emisi gas methana secara global oleh ternak ruminansia berkisar antara 65-85 juta ton per tahun, sementara emisi total gas metan global 400-600 juta ton per tahun (Thalib, 2008). Hasil percobaan in vivo Santoso et al. (2007) menunjukkan bahwa energi yang hi-lang dalam bentuk gas CH4 pada domba yang diberi pakan basal silase rumput timothy dan konsentrat, lebih tinggi dibandingkan yang diberi pakan basal hay rumput timothy dan konsentrat. Hal ini berhubungan dengan kecer-naan serat yang lebih tinggi pada pakan basal silase dibandingkan hay. Kesimpulan pene-litian tersebut adalah bahwa terdapat 2 Konversi glukosa menjadi asam asetat, propionat dan butirat berakhir dengan pembebasan hidrogen dan bahan reduksi. Sebagian bahan reduksi tersebut digunakan oleh bakteri yang menghasilkan metan melalui reduksi CO2 menjadi CH4 (Soebarinoto et al, 1991). Asam lemak terbang yang dihasilkan dari fermentasi karbohidrat merupakan sumber energi bagi ternak inang. Pada proses fermentasi ini juga dihasilkan produk-produk yang tidak berguna bagi ternak seperti CH4, ammonia, dan nitrat. Usaha-usaha peningkatan efisiensi penggunaan energi dari pakan telah banyak dan terus dilakukan. Salah satu usaha yang dapat dilakukan adalah dengan cara manipulasi proses fermentasi yang terjadi dalam rumen dalam cara mengubah ekologi rumen yang pada akhirnya bertujuan meningkatkan produk fermentasi yang diharapkan dan dapat menekan hasil fermentasi yang kurang bermanfaat. Proses manipulasi rumen yang telah dilakukan antara lain dengan perubahan pemberian pakan ataupun pemberian antibiotik monensin (Hendraningsih, 2010). BO berkorelasi positif dengan volume CH4, sedangkan kandungan NDF berkorelasi negatif. Hay S. sudanense dapat direkomenda-sikan sebagai pakan tunggal ternak ruminansia yang ramah lingkungan karena kualitas nutrisi dan degradasi nutrien lebih baik dibandingkan rumput lain serta gas CH4 yang dihasilkan relatif rendah. Dalam penelitian lain disebutkan bahwa kandungan metana meningkat seiring dengan meningkatnya kandungan NDF dan hemiselulosa. Meningkatnya kandungan NDF akan meningkatkan kadar metana melalui perubahan proporsi asam lemak terbang (VFA, volatile fatty acids) ke arah peningkatan proporsi asam asetat yang memproduksi gas hidrogen (H2) sebagai substrat pada reaksi metanaogenesis (Jayanegara et al., 2008). Berdasarkan korelasi positif kandungan NDF dan produksi metana maka salah satu cara mengurangi emisi metana pada ternak rumi-nansia adalah dengan meningkatkan proporsi konsentrat yang berarti meningkatkan proporsi karbohidrat mudah larut terhadap kandungan seratnya (Beauchemin et al., 2008; Kreuzer & Soliva, 2008), meskipun hal ini tidak mudah dilakukan khususnya di negaranegara berkembang karena meningkatkan biaya produksi yang belum tentu sebanding dengan mening-katnya produktivitas ternak (Jayanegara et al, 2008). Dalam penelitian yang dilakukan oleh Hariadi dan Santoso (2008), mereka menyimpulkan bahwa volume gas pada inkubasi 24 dan 48 jam, serta volume CH4 dipengaruhi oleh metode pengawetan dan spesies rumput. Pengawetan rumput dengan metode hay menghasilkan gas CH4 yang lebih rendah dibandingkan pengawetan dengan metode silase. Volume gas CH4 (mM/g BOT) tertinggi dihasilkan dari rumput P. purpureum dan terendah dari rumput I. cylindrica. Degradasi BK, BO dan konsen-trasi N-NH3 pada metode pengawetan silase lebih tinggi dibandingkan dengan dan hay. Kandungan NFC rumput, koefisien degradasi BK dan Menekan Produksi Metana Banyak macam zat kimia yang diketahui dapat menghambat pembentukan CH4, semua memperlihatkan peningkatan penggunaan energi dengan jalan membentuk sesuatu yang lebih berguna dari hidrogen yang tadinya untuk 3 pembentukan CH4, misalnya pembentukan propionat (Parakkasi, 1999). Dengan HMA (Hallogenated-Methane Analogues) salah satu zat penghambat pembentukan methane, hasilnya lebih rendah dibanding dengan penggunaan menensin, tingkat konsumsi adalah problema bila menggunakan zat tersebut, tetapi dapat diatasi dengan adanya adaptasi (Chalupa, 1977). tanin mudah terhidrolisis dapat mengendapkan protein (diantaranya adalah enzim) yang terdapat pada metanogen (McSweeney et al., 2001). Kesimpulan Proporsi pemberian hijauan dalam pakan ternak ruminansia mempunyai pengaruh terhadap produksi gas metana (CH4) dalam rumen. Gas metana (CH4) dihasilkan dari fermentasi anaerob karbohidrat struktural maupun non struktural oleh metanogen (bakteri penghasil metan) didalam rumen ternak ruminansia selain hasil utamanya berupa VFA. Komponen terbesar dari serat kasar adalah berupa dinding sel yang terdiri dari selulosa, hemiselulosa, dan lignin yang difermentasi sesuai dengan yang telah dijelaskan diatas. Sumber utama serat kasar untuk ruminansia berupa rerumputan atau hijauan. Selain sebagai sumber serat kasar, didalam hijauan juga terdapat zat anti nutrisi seperti saponin. Telah diketahui bahwa senyawa saponin tersebut dapat menekan pertumbuhan populasi protozoa yang merupakan inang utama dari metanogen. Sehingga jika proporsi hijauan dalam pemberian pakan ternak ruminansia dikurangi maka produksi gas metana juga dapat berkurang. Selain itu produksi gas metana juga dapat dikurangi dengan cara grindding dan pelleting pada pakan. Populasi protozoa di dalam ru-men berbanding langsung denganproduksi gas metana, artinya produksi gas metana berkurang bilapopulasi protozoa rumen menurun. Dengan demikian, emisi gas metana dapat dikurangi dengan memberikan zat defaunator seperti saponin (Thalib, 2010). Mekanisme penghambatan produksi metana pada ternak ruminansia oleh senyawa tanin telah digagas oleh Tavendale et al. (2005), yakni (1) secara tidak langsung me-lalui penghambatan pada pencernaan serat yang mengurangi produksi H2, dan (2) secara langsung yang menghambat pertumbuhan dan aktivitas metanogen. Lebih lanjut Jayanegara (2008) menambahkan bahwa tanin terkonden-sasi menurunkan metana melalui mekanisme pertama dari yang digagas oleh Tavendale et al. (2005), sedangkan tanin yang mudah terhidrolisis lebih berperan pada mekanisme yang kedua. Selain itu tanin juga menghambat pertumbuhan protozoa yang menjadi salah satu inang utama metanogen (Goel et al., 2008). Meskipun tanin mudah terhidrolisis sangat cepat didegradasi di dalam rumen secara anaerobik, derivatnya seperti asam galat dan asam galotanat tetap dapat menurunkan produksi metana. Mekanismenya masih belum diketahui secara pasti, namun diduga derivat dari DAFTAR PUSTAKA Beauchemin, K.A. et al. 2008. Nutritional manage-ment for enteric methane abatement: a review. Aust. J. Exp. Agric. 48: 21-27. Estermann, B.L et al. 2002. Effect of calf age and dam breed on intake, energy expenditure, and excretion of nitrogen, phosphorus, and methane 4 of beef cows with calves. J. Anim. Sci. 80: 1124–1134. Parakkasi, Aminuddin. 1999. Ilmu Nutrisi dan Makanan Ternak Ruminansia. Jakarta: UI Press Goel, G., H.P.S. Makkar & K. Becker. 2008. Effect of Sesbania sesban and Carduus pyc-nocephalus and Fenugreek (Trigonella foe-numgraecum L.) seeds and their extracts on partitioning of nutrients from roughage- and concentrate-based feeds to methane. Anim. Feed Sci. Technol. 147: 72-89. Santoso, B., B. Mwenya, C. Sar & J. Takahashi. 2007. Methane production and energy partition in sheep fed timothy silage or haybased diets. Jurnal Ilmu Ternak dan Veteriner 12:27-33. Santoso. B & Hariadi B. Tj. 2008. Komposisi Kimia, Degradasi Nutrien dan Produksi Gas Metana in Vitro Rumput Tropik yang Diawetkan dengan Metode Silase dan Hay. Media Peternakan Vol. 31 No. 2 Jayanegara. A et al. 2008. Emisi Metana dan Fermentasi Rumen in Vitro Ransum Hay yang Mengandung Tanin Murni pada Konsentrasi Rendah. Media Peternakan Vol. 32 No. 3 Siregar, S.B. 1994. Ransum Ternak Ruminansia. PT. Penebar Swadaya, Jakarta Jayanegara. A et al. 2008. Kinetika Produksi Gas, Kecernaan Bahan Organik dan Produksi Gas Metana in Vitro pada Hay dan Jerami yangDisuplementasi Hijauan Mengandung Tanin. Media Peternakan Vol. 32 No. 2 Soebarinoto et al. 1991. Ilmu Gizi Ruminansia. Animal Husbandry Project. Luw – Universitas Brawijaya. Tavendale, M.H., L.P. Meagher, D. Pacheco, N. Walker, G.T. Attwood & S. Sivakumaran. 2005. Methane production from in vitro ru-men incubation with Lotus pedunculatus and Medicago sativa, and effects of extractable condensed tannin fractions on methano-genesis. Anim. Feed Sci. Technol. 123/124: 403419. Kreuzer, M. & C. R. Soliva. 2008. Nutrition: key to methane mitigation in ruminants. Proc. Soc. Nutr. Physiol. 17: 168-171. Kurihara, M, T. Magner, R.A. Hunter & G.J. McCrabb. 1999. Methane production and energy partition of cattle in the tropics. Br. J. Nutr. 81:227–234 Thalib, Amilus. 2010. Buah Lerak Mengurangi Emisi Gas Metana pada Hewan Ruminansia. Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian Vol. 30 No.2 McSweeney, C. S et al. 2001. Microbial interactions with tannins: nutritional consequences for ru-minants. Anim. Feed Sci. Technol. 91: 83-93. Monteny, G.J., C.M. Groenestein & M.A. Hilhorst. 2001. Interactions and coupling between emissions of methane and nitrous oxide from animal husbandry. Nutr. Cycling Agroecosyst. 60: 123-132 Van Soest, P.J. 1994. Nutritional Ecology of The Ruminant. 2nd ed. Comstock Publishing Vol. 31 No. 2 KOMPOSISI KIMIA Edisi Agustus 2008 137 Associates a Division of Cornell University Press, Ithaca and London. p. 476 5 6
