1 Hasil sidik ragam parameter pertumbuhan semai samama 26 2 Hasil sidik ragam parameter pertumbuhan semai akasia 26 3 Layout penelitian masing-masing pada semai samama dan akasia 27 4 Kriteria penilaian hasil analisis tanah ( Balai Penelitian Tanah 2009) 28
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Timbal (Pb) merupakan salah satu unsur logam berat yang berpotensi mencemari lingkungan. Pb tercatat sebagai unsur kedua paling berbahaya setelah arsen (ATSDR 2016), serta tergolong ke dalam bahan berbahaya dan beracun berdasarkan Peraturan Pemerintah Nomor 85 tahun 1999 (Presiden RI 1999).
Penambangan mineral merupakan salah satu industri yang berpotensi menyebabkan gangguan terhadap lingkungan. Limbah industri pertambangan yang utama adalah tailing. Jumlah tailing yang dihasilkan dari kegiatan penambangan suatu perusahaan berskala besar mampu mencapai 2 500 ton/hari (Wasis dan Sandrasari 2011). Permasalahan pada tailing adalah sifatnya yang tidak subur dan kandungan logam berat yang dapat mencemari lingkungan. Pb merupakan salah satu logam berat yang ditemukan dalam tailing (Ho et al. 2008; Setyaningsih 2012). Nagajyoti et al. (2010) menyatakan bahwa akumulasi logam berat dapat menurunkan kualitas tanah dan berdampak buruk bagi tanaman, hewan, manusia, serta ekosistem. Ambang batas Pb untuk pertanian di Indonesia yaitu 150 ppm (Puslitbang-tanak 2003). Fitoremediasi merupakan pembersihan polutan berbahaya (logam berat) yang mencemari lingkungan dengan menggunakan tanaman (Cunningham dan Ow 1996; Cluis 2004; Hidayati 2004).
Beberapa studi berhasil menemukan jenis yang mampu mengakumulasi Pb, seperti Centrosema pubescence, Calopogonium mucunoides, Mikania cordata
(Hidayati et al. 2006), Euphorbia milii (Aprilia dan Purwani 2013), dan Cordyline fruticosa (Haryanti 2013). Jenis-jenis tersebut merupakan jenis tumbuhan bawah. Pada dasarnya banyak jenis tumbuhan yang berpotensi sebagai bioakumulator logam berat mulai dari rumput (tumbuhan bawah) hingga pohon (Hidayati 2005).
Informasi mengenai jenis pohon yang mampu mengakumulasi logam berat seperti Pb masih relatif sedikit. Suatu studi menemukan bahwa semai Acacia farnesiana memiliki toleransi dan kemampuan hidup yang baik terhadap Pb hingga konsentrasi 500 mg/l (Magaña et al. 2011). Pada studi lainnya, Setyaningsih (2012) menemukan bahwa jenis Anthocephalus cadamba dan
Paraserianthes falcataria mampu tumbuh pada media yang terkontaminasi Pb hingga konsentrasi 450 ppm. Informasi tersebut mengindikasikan jika setiap jenis tanaman memiliki adaptabilitas yang berbeda-beda terhadap Pb.
Samama (Anthocephalus macrophyllus) dan akasia (Acacia mangium) merupakan jenis pohon pionir, fast growing, dan mampu tumbuh pada kondisi lingkungan yang kurang mendukung. Kedua jenis ini sering digunakan dalam kegiatan revegetasi pada lahan-lahan pasca tambang. Berdasarkan hal tersebut, maka perlu dilakukan penelitian mengenai pengaruh Pb terhadap kedua jenis ini.
Rumusan Masalah
Pb merupakan salah satu unsur logam berat beracun dan berbahaya bagi lingkungan hidup. Juhaeti et al. (2005) menyatakan bahwa Pb merupakan unsur yang tidak esensial bagi tanaman. Selain itu, Pb juga dapat mengganggu siklus hara serta berpotensi mencemari tanah dan lingkungan (Erfandi dan Juarsah 2015).
2
Fitoremediasi adalah salah satu metode yang dapat diaplikasikan untuk membersihkan polutan seperti Pb dari lingkungan. Tanaman yang cocok untuk fitoremediasi idealnya memiliki sifat pertumbuhan dan produksi biomassa yang tinggi dan cepat, serta adaptabilitas yang baik terhadap kontaminasi logam berat (Cunningham dan Ow 1996; Rezvani dan Zaefarian 2011). Dalam upaya mendukung fitoremediasi, maka diperlukan informasi mengenai jenis-jenis tanaman yang toleran dan mampu menyerap Pb. Jenis tanaman kehutanan merupakan jenis yang potensial untuk diteliti sebagai tanaman fitoremedian Pb.
Pada konsentrasi tertentu, Pb dapat bersifat toksik dan mengganggu pertumbuhan tanaman. Malar et al. (2014) menyatakan bahwa cekaman Pb dapat menyebabkan gangguan pada tanaman, seperti terhambatnya pertumbuhan dan stres tanaman pada level tertentu. Samama dan akasia adalah jenis pohon pionir yang cepat tumbuh, sehingga sering digunakan dalam kegiatan revegetasi pada lahan pasca tambang yang tidak jarang terkontaminasi oleh logam berat seperti Pb. Berdasarkan hal tersebut, maka pengujian pengaruh Pb terhadap pertumbuhan serta adaptabilitas semai samama dan akasia perlu dilakukan. Penelitian ini dilaksanakan untuk menjawab pertanyaan berikut:
1. Apakah Pb berpengaruh terhadap pertumbuhan dan adaptabilitas semai samama dan akasia?
2. Bagaimana pengaruh Pb terhadap pertumbuhan dan adaptabilitas semai samama dan akasia?
Tujuan
Tujuan dalam penelitian ini, yaitu:
1. Menganalisis pengaruh penambahan Pb terhadap pertumbuhan semai samama dan semai akasia pada media tailing.
2. Menganalisis adaptabilitas semai samama dan akasia dalam mengakumulasi Pb.
Manfaat
Hasil penelitian diharapkan bisa menyediakan pengayaan informasi jenis pohon yang toleran dan mampu mengakumulasi Pb, sehingga diharapkan dapat digunakan sebagai referensi dalam kegiatan fitoremediasi pada lahan-lahan yang tercemar (terkontaminasi) oleh logam berat Pb.
Hipotesis
Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini, yaitu perlakuan penambahan Pb berpengaruh terhadap pertumbuhan dan adaptabilitas semai samama dan akasia, dengan asumsi jika Pb yang diberikan tetap berada di dalam media selama penelitian.
3
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan selama tiga bulan, yaitu pada bulan Desember - Februari 2016 di Rumah Kaca Divisi Ekologi Hutan Fakultas Kehutanan IPB. Analisis tanah dan jaringan dilaksanakan di Laboratorium Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan Fakultas Pertanian IPB. Adapun lokasi pengambilan tailing dilakukan di Pongkor, Bogor, Jawa Barat.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan, yaitu cangkul, sekop kecil, mangkuk, timbangan (neraca analitik dan timbangan digital), mistar, kaliper digital, gelas ukur, oven,
tallysheet, alat tulis, kamera dan software SAS 9.1.3. Bahan yang digunakan, yaitu semai samama dan akasia, tailing, Pb(NO3)2, polybag (20 x 20 cm), air minum mineral, dan pupuk cair Polifertilizer.
Prosedur Penelitian 1. Analisis Media Tailing dan Jaringan Tanaman
Analisis sifat kimia dilakukan sebelum dan setelah penelitian terhadap media tailing yang digunakan untuk mengetahui karakterisik kimianya. Analisis jaringan tanaman dilakukan setelah penelitian untuk mengetahui Pb yang terakumulasi di dalam jaringan tanaman, baik pucuk maupun akar. Analisis dilakukan di Laboratorium Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan Fakultas Pertanian IPB.
2. Persiapan Media dan Semai
Media yang digunakan adalah tailing tambang emas. Media ditimbang seberat 1 kg, lalu dimasukan ke dalam polybag. Setelah itu, dilakukan penambahan larutan Pb(NO3)2 masing-masing sebanyak 50 ml sesuai dengan taraf yang ditentukan, yaitu 0, 150, 300, 450 mg Pb/kg tailing (Setyaningsih et al. 2012) dan 900 mg Pb/kg tailing. Setelah selesai, media dalam polybag diletakkan di atas mangkuk. Semai samama dan akasia berumur tiga bulan masing-masing dipersiapkan dengan tinggi dan diameter yang relatif sama, sehat, serta bebas dari hama dan penyakit.
3. Penyapihan dan Pemupukan
Penyapihan merupakan pemindahan semai dengan bola akar (root ball) ke dalam media yang telah dipersiapkan sebelumnya. Penyapihan dilakukan sore hari untuk meminimalisir terjadinya stress dan mengurangi penguapan. Setelah itu dilakukan pemupukan menggunakan pupuk cair Polifertilizer. Pupuk cair mengandung unsur hara makro dan unsur hara mikro. Polifertilizer (1 l) yang
4
digunakan diencerkan terlebih dahulu dengan air (60 l) kemudian diberikan pada setiap tanaman sesuai kapasitas lapangnya.
4. Pemeliharaan
Untuk menjaga ketersediaan air bagi tanaman dan kelembaban media, maka dilakukan penambahan air. Penambahan air dilakukan dengan menambahkan air di dalam mangkuk yang menyangga polybag. Penambahan air tidak dilakukan melalui penyiraman dari atas permukaan media untuk menghindari terjadinya pencucian Pb. Air yang digunakan merupakan air mineral untuk dikonsumsi oleh manusia dengan asumsi bahwa air tersebut tidak memiliki kandungan Pb.
5. Pengamatan dan Pengambilan Data
a. Tinggi semai. Tinggi semai diukur tepat setelah penyapihan, selanjutnya dilakukan satu minggu sekali selama tiga bulan. Pengukuran dilakukan menggunakan mistar dari pangkal batang sampai titik tertinggi semai.
b. Diameter Semai. Diameter semai diukur tepat setelah penyapihan, selanjutnya dilakukan satu minggu sekali selama tiga bulan. Pengukuran dilakukan menggunakan kaliper digital pada pangkal batang semai.
c. Berat Kering Total (BKT). Setelah 12 minggu, tanaman dipanen dan dipisahkan antara bagian daun dan batang yang kemudian disebut bagian pucuk serta bagian akar. Setelah itu, tanaman dioven pada suhu 80oC selama 24 jam. Kemudian ditimbang menggunakan timbangan digital.
d. Nisbah Pucuk Akar (NPA). NPA diperoleh dengan membandingkan nilai BKT pucuk dengan BKT akar.
e. Panjang Akar. Panjang akar diukur mulai dari pangkal akar hingga ujung akar terpanjang.
6. Bioakumulasi Timbal (Pb)
Logam Pb yang diikat atau diakumulasikan oleh tanaman diperoleh berdasarkan persamaan berikut (Hardiani 2009):
ioakumulasi berat kering tanaman akar atau daun berat b pada akar atau daun mg kg
erat b konsentrasi b pada akar atau daun berat kering akar atau daun
Selain bioakumulasi, dihitung faktor biokonsentrasi (FB) dan faktor translokasi (FT) (Magaña et al. 2011):
konsentrasi b pada jaringan akar atau daun konsentrasi b pada tanah media konsentrasi b pada jaringan pucuk
5
7. Indeks Toleransi Timbal (Pb)
Indeks toleransi (IT) semai samama dan akasia terhadap paparan Pb diperoleh berdasarkan persamaan berikut ini (Rabie 2005):
berat kering akar tanaman dengan perlakuan b berat kering akar tanpa perlakuan b
Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah rancangan acak lengkap (RAL). Perlakuan yang diberikan adalah penambahan Pb(NO3)2 sebagai sumber Pb yangterdiri lima taraf, yaitu P0 = 0 mg Pb/kg tailing, P1 = 150 mg Pb/kg tailing, P2 = 300 mg Pb/kg tailing, P3 = 450 mg Pb/kg tailing (Setyaningsih et al. 2012), dan P4 = 900 mg Pb/kg tailing. Setiap perlakuan diulang sebanyak tiga kali.
Adapun komposisi perlakuan dapat dilihat pada Tabel 1. Setiap perlakuan diterapkan pada masing-masing semai samamadan akasia.
Tabel 1 Komposisi perlakuan
Ulangan Perlakuan
P0 P1 P2 P3 P4
1 P0-1 P1-1 P2-1 P3-1 P4-1
2 P0-2 P1-2 P2-2 P3-2 P4-2
3 P0-3 P1-3 P2-3 P3-3 P4-3
Data yang diperoleh dianalisis menggunakan model linier berikut ini (Mattjik dan Sumertajaya 2013):
Yij = µ + τi + εij
keterangan:
Yij : nilai respon dari pengaruh penambahan Pb taraf ke-i dan ulangan ke-j
µ : nilai rataan umum