Sintesis Nano Fertilizer Carbon Dots dari Kulit Pisang Nangka (Musa paradisiaca L.) yang Diperkaya Urea dan Pengujiannya pada Pertumbuhan Vegetatif (Awal) Tanaman Jagung

Authors

  • Izzatut Taqiyyah IPB University
  • Akhiruddin Maddu
  • M Rahmad Suhartanto

DOI:

https://doi.org/10.26418/positron.v15i1.86743

Keywords:

carbon dots, jagung, kulit pisang, pertumbuhan, pupuk nano, urea

Abstract

Carbon dots (CDs) yang berasal dari karbon hijau merupakan salah satu contoh bahan organik yang dapat digunakan untuk membuat pupuk nano yang tidak beracun dan ramah lingkungan. Pada penelitian ini dilakukan proses sintesis nano fertilizer (pupuk nano) carbon dots yang diberi pengayaan nitrogen (N-CDs) dari prekursor kulit pisang nangka dan dilakukan pengujiannya sebagai pupuk nano pada pertumbuhan vegetatif jagung. Penelitian ini juga menguji karakteristik N-CDs dan efektivitasnya terhadap pertumbuhan vegetatif jagung. Metode yang digunakan adalah metode perbandingan langsung. Berdasarkan uji karakteristik CDs dan N-CDs, sejumlah gugus fungsi yang dimiliki bersama oleh CDs dan N-CDs adalah gugus hidroksil C(=O)OH dan sejumlah gugus fungsi lainnya seperti C=C-C, C-O-O, dan C-Cl terdapat dalam N-CDs tetapi tidak dalam CDs. Energi celah pita CDs kulit pisang nangka 40 mg/L urea 0% adalah 2,46 eV, dan CDs kulit pisang nangka 40 mg/L urea 10% adalah 3,99 eV. Cahaya sian dihasilkan oleh CDs dan N-CDs, namun warna sian kurang kuat pada N-CDs. Demikian pula, CDs 40 mg/L dan N-CDs 40 mg/L urea 10%, masing-masing menghasilkan panjang gelombang emisi 505 nm dan 496 nm berdasarkan uji Confocal Laser Scanning Microscope (CLSM). Secara signifikan kinerja N-CDs menunjukkan pengaruh yang lebih baik dibandingkan perlakuan CDs dan urea pada pertumbuhan vegetatif jagung.

Author Biography

Izzatut Taqiyyah, IPB University

Department of Physics

References

Septiaswin, H., Fuskhah, E., dan Budiyanto, D. S., Pertumbuhan Dan Produksi Kedelai (Glycine max L.) Akibat Frekuensi Penyiraman Dan Berbagai Komposis Pupuk Kandang Sapi Dan Kompos Eceng Gondok, Jurnal Buana Sains, 21(1), pp.2527–5720, 2021.

Gorung, A. S., Rondonuwu, J. J., dan Titah, T., Pengaruh Pemberian Pupuk Urea terhadap Pertumbuhan Tanaman Bayam (Amaranthus tricolor L) pada Tanah Sawah di Desa Ranoketang Atas, Soil Environmental, 22(1), pp.12–16, 2022.

Swify, S., Mažeika, R., Baltrusaitis, J., Drapanauskaite, D., and Barcauskaite, K., Review: Modified Urea Fertilizers and Their Effects on Improving Nitrogen Use Efficiency (NUE), 16(1), pp.1-20, 2023.

Ram, P., Kumar, R., Rawat, A., Singh, V. P., and Pandey, P., Nanomaterials for efficient plant nutrition, International Journal of Chemical Studies, 6(3), pp.867–871, 2018.

Roy, P., Chen, P. C., Periasamy, A. P., Chen, Y. N., and Chang, H. T., Photoluminescent carbon nanodots: Synthesis, physicochemical properties and analytical applications, Materials Today, 18(8), pp.447–458, 2015.

Chan, K. K., Yap, S. H. K., and Yong, K. T., Biogreen Synthesis of Carbon Dots for Biotechnology and Nanomedicine Applications, Springer Berlin Heidelberg, 2018.

How to Use Banana Peels, https://themicrogardener.com/diy-fertilisers-how-to-use-banana-peels/ (accessed 28 September 2024).

Rosalina, Y., Susanti, L., Silsia, D., and Setiawan, R., Characteristics of Banana Flour from Bengkulu Local Banana Varieties, Industria: Jurnal Teknologi dan Manajemen Agroindustri, 7(3), pp.153–160, 2018.

Faqih, A., Dukat , and Trihayana , Pengaruh Dosis Dan Waktu Aplikasi Pupuk Urea Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Jagung, Jurnal Agroswagati, 7(1), pp.18–28, 2019.

Si, M., Zhang, J., He, Y., Yang, Z., Yan, X., Liu, M., Zhuo, S., Wang, S., Min, X., Gao, C., Chai, L., and Shi, Y., Synchronous and rapid preparation of lignin nanoparticles and carbon quantum dots from natural lignocellulose, Green Chemistry, 20(15), pp.3414–3419, 2018.

Ramanan, V., Thiyagarajan, S. K., Raji, K., Suresh, R., Sekar, R., and Ramamurthy, P., Outright green synthesis of fluorescent carbon dots from eutrophic algal blooms for in vitro imaging, ACS Sustainable Chemistry and Engineering, 4(9), pp.4724–4731, 2016.

Feng, J., Wang, W. J., Hai, X., Yu, Y. L., and Wang, J. H., Green preparation of nitrogen-doped carbon dots derived from silkworm chrysalis for cell imaging, Journal of Materials Chemistry B, 4(3), pp.387–393, 2016.

Liu, X., Li, T., Hou, Y., Wu, Q., Yi, J., and Zhang, G., Microwave synthesis of carbon dots with multi-response using denatured proteins as carbon source, RSC Advances, 6(14), pp.11711–11718, 2016.

Shojaei, T. R., Salleh, M. A. M., Tabatabaei, M., Mobli, H., Aghbashlo, M., Rashid, S. A., and Tan, T., Chapter 11 - Applications of Nanotechnology and Carbon Nanoparticles in Agriculture, Synthesis, technology and applications of carbon nanomaterials, Elsevier, pp.247–277, 2019.

Zheng, Y., Xie, G., Zhang, X., Chen, Z., Cai, Y., Yu, W., Liu, H., Shan, J., Li, R., Liu, Y., and Lei, B., Bioimaging Application and Growth-Promoting Behavior of Carbon Dots from Pollen on Hydroponically Cultivated Rome Lettuce, ACS Omega, 2(7), pp.3958–3965, 2017.

Aji, M. P., Susanto, Wiguna, P. A., and Sulhadi, Facile synthesis of luminescent carbon dots from mangosteen peel by pyrolysis method, Journal of Theoretical and Applied Physics, 11(2), pp.119–126, 2017.

Abed, R. N., Al-Sahib, N. K., and Khalifa, A. J. N., Energy Gap Demeanor for Carbon Doped with Chrome Nanoparticle to Increase Solar Energy Absorption, Progress in Color, Colorants and Coatings, 13(3), pp.143–154, 2020.

Kung, J. C., Tseng, I. T., Chien, C. S., Lin, S. H., Wang, C. C., and Shih, C. J., Microwave assisted synthesis of negative-charge carbon dots with potential antibacterial activity against multi-drug resistant bacteria, RSC Advances, 10(67), pp.41202–41208, 2020.

Sciortino, A., Cannizzo, A., and Messina, F., Carbon Nanodots: A Review—From the Current Understanding of the Fundamental Photophysics to the Full Control of the Optical Response, C, 4(4), pp.67, 2018.

Sharma, A., Gadly, T., Neogy, S., Ghosh, S. K., and Kumbhakar, M., Addition to “Molecular Origin and Self-Assembly of Fluorescent Carbon Nanodots in Polar Solvents,†The journal of physical chemistry letters, 8(23), pp.5861–5864, 2017.

Zhang, M., Hu, L., Wang, H., Song, Y., Liu, Y., Li, H., Shao, M., Huang, H., and Kang, Z., One-step hydrothermal synthesis of chiral carbon dots and their effects on mung bean plant growth, Nanoscale, 10(26), pp.12734–12742, 2018.

Downloads

Published

2025-05-31