Hasil
Hasil pengolahan data pengamatan terhadap performa tanaman dengan parameter panjang akar, jumlah daun, warna daun, berat basah, dan berat kering tanaman disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4 Rata-rata pertumbuhan tanaman pada akhir penelitian
Parameter pengamatan Warna tanah
Merah Kuning Abu-abu Coklat (kontrol) Panjang akar lateral (cm) 3.29 3.31 3.34 4.44 Panjang akar apikal (cm) 1.35 1.98 1.84 4.51 Jumlah daun (helai) 4.00 3.85 3.97 4.50 Biomassa tanaman
(mg) Batang 4 3 5 8
Daun 8 4 10 18
Akar 6 4 9 8
Pengambilan data panjang akar dilakukan melalui dua parameter, yakni panjang akar lateral dan panjang akar apikal. Akar lateral merupakan akar sekunder yang berfungsi untuk menyerap air dan mineral nutrisi pada tanah guna mendukung pertumbuhan tanaman. Sedangkan akar apikal merupakan akar utama yang berperan sebagai penguat berdirinya tanaman. Pertumbuhan akar apikal selalu menghujam ke bawah mengikuti arah gravitasi bumi. Akar apikal merupakan bagian/akar yang pertama kali kontak dengan media tanah, sehingga pada bagian ini dampak keracunan pada tanaman sangat terlihat nyata.
Hasil perhitungan rata-rata pertumbuhan akar lateral yang disajikan pada Tabel 4 menunjukkan adanya penurunan panjang akar lateral pada tanaman B. monoica yang ditanam pada media tanah yang terkontaminasi unsur-unsur toxic (tanah merah, kuning, dan abu-abu) dibandingkan dengan kontrol. Tanaman B. monoica dengan media tanah merah memiliki penurunan panjang akar terbesar dengan nilai mencapai 25.9%. Hal yang sama juga terjadi pada tanaman pada media tanah kuning dan abu-abu dengan masing-masing penurunan sebesar 25.4% dan 24.8%. Hal ini menunjukkan telah terjadi respon tanaman B. monoica terhadap kandungan toxic Al yang berdampak terhadap penurunan panjang akar.
13 Diagram hasil perhitungan rata-rata pertumbuhan akar lateral pada masing-masing perlakuan ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6 Diagram performa pertumbuhan akar lateral
Adanya penurunan panjang akar pada tanaman B. monoica yang ditanam pada tanah bermasalah akibat pengaruh toxic Al juga ditunjukkan oleh adanya penurunan akar apikal pada tanaman B. monoica dengan media tanah merah, kuning, dan abu-abu.
Berdasarkan hasil pengamatan terhadap panjang akar apikal, terlihat adanya perbedaan yang sangat signifikan antara panjang akar apikal pada tanaman B. monoica dengan media tanah bermasalah dibandingkan tanaman dengan media kontrol. Pertumbuhan panjang akar B. monoica dengan media tanah merah, kuning, dan abu-abu mengalami penurunan hingga lebih dari 50% dibandingkan dengan tanaman dengan media kontrol. Penurunan panjang akar apikal terbesar terjadi pada tanaman B. monoica dengan media tanah merah dengan penurunan sebesar 70% dibandingkan kontrol. Hal yang sama juga terjadi pada perlakuan dengan tanah abu-abu dan kuning, dengan masing-masing penurunan sebesar 59% dan 56%. Diagram rata-rata pertumbuhan panjang akar apikal tanaman B. monoica dengan masing-masing perlakuan disajikan pada Gambar 7.
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00
merah kuning abu-abu kontrol
P anjang akar lat er al ( cm ) Warna tanah
14
Gambar 7 Diagram pertumbuhan akar apikal
Pertumbuhan akar lateral pada tanaman B. monoica yang ditanam pada tanah pasca tambang (tanah merah, kuning, dan abu-abu) lebih tinggi dibandingkan pertumbuhan akar apikalnya. Hal ini menunjukkan telah terjadi penurunan panjang akar apikal pada tanaman dengan media tanah pasca tambang terhadap panjang akar lateralnya. Penurunan terbesar panjang akar apikal terhadap akar lateralnya terjadi pada tanaman dengan media tanah merah yakni sebesar 59%. Hal yang sama juga terjadi pada tanaman dengan media tanah abu-abu dan tanah kuning dengan penurunan panjang akar apikal sebesar berturut-turut 45% dan 40% terhadap panjang akar lateralnya. Sedangkan tanaman yang ditanam pada tanah kontrol justru memiliki pertumbuhan panjang akar lateral yang lebih rendah dibanding akar apikalnya. Pertumbuhan akar apikal yang lebih rendah dibandingkan akar lateralnya pada tanah pasca tambang diduga karena pertumbuhan akar apikal yang selalu ke arah pusat bumi (geotrop) menyebabkan akar tersebut lebih dahulu menyentuh tanah pengamatan dan mendapat respon dari toxic Al, sehingga pertumbuhannya terhambat dan mengalami curling. Sedangkan akar lateral pada pengamatan ini hanya berkembang pada media zeolit, pertumbuhan akar lateral berkembang mengikuti arah air (hidrotrop) (Tjitrosoepomo 1985). Diagram perbandingan panjang akar apikal dan lateral disajikan pada Gambar 8.
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00
merah kuning abu-abu coklat (kontrol)
P anjang akar fi si kal (cm ) Warna tanah
15
Gambar 8 Diagram perbandingan panjang akar lateral dan apikal
Disamping pengamatan terhadap akar, parameter yang dapat dijadikan sebagai indikator keberadaan toxic adalah jumlah daun. Berdasarkan perhitungan rata-rata jumlah daun yang disajikan pada Tabel 4, dapat dilihat bahwa rata-rata jumlah daun pada tanaman B. monoica dengan media tanah bermasalah mengalami penurunan dibandingkan dengan kontrol. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa rata-rata jumlah daun pada tanaman B. monoica dengan media tanah kuning mengalami penurunan terbesar dibandingkan kontrol dengan nilai rata-rata 14%. Hal yang sama juga terjadi pada tanaman dengan media tanah abu-abu dan merah dengan penurunan masing-masing sebesar 12% dan 11%. Diagram jumlah daun pada masing-masing perlakuan disajikan pada Gambar 9.
Gambar 9 Diagram jumlah daun
0 1 2 3 4 5
merah kuning abu-abu coklat (kontrol)
panjang akar lateral (cm) panjang akar apikal (cm)
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00
merah kuning abu-abu coklat (kontrol)
Juml ah dau n (hel ai ) Warna tanah
16
Pengamatan terhadap biomassa tanaman dilakukan untuk mengetahui pengaruh tanah bermasalah pada pertumbuhan tanaman. Menurut Sitompul dan Guritno (1995) taksiran biomassa merupakan integrasi dari hampir semua peristiwa yang dialami tanaman. Sehingga parameter ini diduga merupakan indikator pertumbuhan yang paling representatif untuk mengukur keseluruhan pertumbuhan tanaman. Hasil pengamatan terhadap berat kering tanaman B. monoica yang disajikan pada Tabel 4, menunjukkan bahwa tanaman B. monoica yang ditanam dengan media tanah bermasalah memiliki penurunan biomassa jika dibandingkan dengan tanaman B. monoica yang ditanam pada tanah kontrol. Penurunan biomassa terbesar terjadi pada tanaman yang ditanam dengan media tanah kuning. Media tanah kuning hanya memiliki biomassa sebesar 11 mg/tanaman, artinya bahwa telah terjadi penurunan biomassa pada tanaman B. monoica dengan media tanah kuning sebesar 68% jika dibandingkan kontrol. Hal yang sama juga terjadi pada tanaman dengan media tanah merah dan abu-abu, dengan masing-masing penurunan biomassa sebesar 47% dan 29%. Penurunan biomassa terbesar terjadi pada bagian daun dari tanaman. Diagram biomassa tanaman B. monoica pada masing-masing perlakuan disajikan pada Gambar 10.
Gambar 10 Diagram biomassa tanaman
0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 0,040
merah kuning abu-abu coklat (kontrol)
B iom ass a tanaman( gram ) Warna tanah
17
Gambar 11 Diagram biomassa bagian tanaman
Tanah (media tanam) yang digunakan dalam penelitian ini merupakan tanah bekas kegiatan penambangan batubara PT. Jorong Barutama Greston dengan empat warna yakni warna merah, kuning, abu-abu, dan coklat (kontrol). Selain pengamatan terhadap parameter pertumbuhan tanaman diatas, juga dilakukan analisis sampel tanah pada keempat warna tanah (merah, kuning, abu-abu, dan coklat (kontrol)) yang digunakan sebagai media dalam penelitian ini.
Hasil analisis pH tanah menunjukkan bahwa ketiga sampel tanah bermasalah yaitu sampel tanah merah, kuning, dan abu-abu berada pada kondisi sangat masam yaitu dengan nilai pH dibawah 4.0. Menurut Nur (2012) kriteria tanah yang digolongkan sangat masam yaitu tanah dengan nilai pH di bawah 4.0.
Tabel 5 Hasil analisis tanah Sifat tanah
Hasil analisis
Tanah abu-abu Tanah merah Tanah kuning Tanah coklat (kontrol) pH 2.7 2.9 3.0 5.1 Al (me/100gr) 14.31 9.28 3.48 0.39 Fe (ppm) 471.12 271.25 182.39 62.84 Cu (ppm) 1.29 1.35 1.11 0.48 Zn (ppm) 5.14 7.20 6.07 1.87 Mn (ppm) 20.84 69.50 115.34 11.73 Pirit (%) 0.2 0.1 0.2 0.02 Pospor (%) 5.2 3.2 4.3 5.2 0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018 0,02
merah kuning abu-abu coklat (kontrol) B iom ass a bagian tanaman (gr) Warna tanah batang daun akar
18
Tabel 5 di atas menunjukkan konsentrasi Al yang sangat tinggi pada tanah kuning, merah, dan abu-abu yakni diatas 3 me/100gr. Tingginya kandungan Al pada tanah dengan jumlah diatas 3 me/100gr menunjukkan bahwa tanah tersebut berada pada kondisi toxic Al.
Kandungan pospor (P) pada tanah juga tergolong sangat rendah dengan kisaran kurang dari 10 ppm. Kondisi di atas menunjukkan telah terjadi kekahatan unsur P pada tanaman. Tabel di atas juga menunjukkan adanya kelimpahan unsur Al, Fe, Cu, Zn, Mn, dan pirit yang merupakan unsur mikro tanah.
Pembahasan
Pertumbuhan merupakan suatu proses pertambahan ukuran tubuh tanaman secara keseluruhan yang merupakan hasil dari pertambahan ukuran bagian-bagian tanaman akibat dari pertambahan jaringan sel yang dihasilkan oleh pertambahan ukuran sel (Sitompul dan Guritno 1995). Pertumbuhan sel didukung oleh bahan anorganik dan unsur lain yang diambil tanaman dari lingkungannya seperti karbon dioksida, unsur hara, air, dan radiasi matahari. Unsur hara termasuk unsur penting yang sangat berpengaruh pada pertumbuhan tanaman. Unsur hara ini terbagi dua yakni unsur hara makro dan mikro. Unsur hara makro merupakan unsur yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah banyak, sedangkan unsur hara mikro merupakan unsur yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit.
Tanah memiliki kandungan unsur hara yang berbeda, salah satu penyebab perbedaan kandungan tanah adalah adanya kegiatan yang menyebabkan perubahan struktur tanah pada suatu lahan. Adanya perubahan struktur tanah mengakibatkan perubahan warna tanah pada spot-spot tertentu. Berdasarkan kondisi ini diduga warna tanah dapat dijadikan sebagai salah satu indikator untuk mengetahui keberadaan toxic pada tanah.
Berdasarkan hasil analisis tanah diketahui bahwa ketiga tanah bermasalah (tanah merah, kuning, dan abu-abu) memiliki kandungan Al yang sangat tinggi, menurut Setiadi (2012), tanah dengan kandungan Al > 3me/100gr merupakan tanah yang berada dalam kondisi bermasalah, sehingga akan menyebabkan terhambatnya pertumbuhan tanaman. Tingginya kandungan Al tanah disebabkan oleh rendahnya pH tanah. Nilai pH tanah memiliki korelasi negatif terhadap kandungan Al tanah, artinya semakin kecil nilai pH tanah maka akan semakin meningkatkan kandungan Al pada tanah tersebut. Hal ini terlihat pada hasil analisis tanah, yang menunjukkan bahwa tanah dengan pH tertinggi (tanah coklat) memiliki kandungan Al terendah dibandingkan yang lainnya. Sebaliknya tanah abu-abu yaitu tanah dengan pH terendah dibandingkan tanah merah, kuning, dan tanah coklat, memiliki kandungan Al tertinggi dibandingkan lainnya. Hal ini diperkuat oleh pernyataan Setiadi (2012) yang mengatakan bahwa tanah dengan pH < 2.70 merupakan tanah dengan kondisi bermasalah yang menyebabkan kemasaman pada tanah, peningkatan unsur Al, Fe, serta penurunan unsur P.
Penelitian ini dilakukan dengan cara melakukan pengamatan terhadap beberapa parameter, yakni panjang akar, jumlah daun, warna daun, dan biomassa tanaman. Hasil pengamatan terhadap parameter panjang akar menunjukkan bahwa keberadaan unsur Al sangat berpengaruh terhadap panjang akar tanaman B. monoica, hal ini terlihat dengan adanya penurunan panjang akar B. monoica pada
19 tanah bermasalah (tanah merah, kuning, dan abu-abu) dibandingkan kontrol (tanah coklat). Diduga penurunan panjang akar pada tanaman B. monoica dengan media tanah merah, kuning, dan abu-abu terjadi akibat kandungan Al yang tinggi diatas 3 me/100 gr. Setiadi 2012 menyatakan bahwa kandungan Al yang melebihi 3 me/100 gr akan menyebabkan terhambatnya pertumbuhan tanaman yang ditandai dengan keritingnya akar tanaman (curly root). Akar merupakan bagian tanaman yang pertama kali kontak dengan Al. Tanaman yang peka terhadap Al akan mengalami kerusakan sistem perakaran sehingga menyebabkan tanaman rentan terhadap kekeringan dan mengalami defisiensi nutrisi mineral (Kochian 1995; Samac & Tesyafe 2003, Kochian et al. 2004 dalam Muhaemin 2008). Pada penelitian ini dilakukan pengamatan terhadap panjang akar lateral dan akar apikal, akar lateral merupakan akar tanaman yang berfungsi menyerap air dan unsur-unsur hara yang terdapat pada media tanam (hidrotrop), sedangkan akar apikal merupakan akar utama yang berfungsi sebagai penopang dan penguat berdirinya tanaman, akar ini tumbuh menghujam ke bawah mengikuti arah gaya gavitasi bumi (geotrop), sehingga akar ini merupakan akar yang pertama kali memiliki respon terhadap kandungan toxic Al yang ada pada tanah.
Hasil penelitian menunjukkan penurunan panjang akar terbesar terjadi pada tanaman B. monoica dengan media tanah merah dibandingkan kontrol. Hal ini menunjukkan terhambatnya pertumbuhan akar tanaman apikal dan lateral pada tanaman B. monoica dengan media tanah merah. Terhambatnya pertumbuhan akar tanaman B. monoica pada tanah merah diduga merupakan akibat dari kelarutan Al yang tinggi. Hal ini diperkuat oleh pernyataan Takita et al. (1999) yang menyatakan bahwa hambatan pertumbuhan pada tanaman merupakan akibat kelarutan dari Al+3 terutama pada kondisi pH < 5 yang bersifat racun bagi tanaman. Hasil penelitian juga menunjukkan gejala adanya unsur Al, yang ditunjukkan oleh gejala curly root (keriting pada akar). Kandungan Al yang tinggi di atas 3 me/100 gr mengakibatkan terganggunya proses pembelahan dan pemanjangan sel sehingga pertumbuhan dan pemanjangan akar terhambat, dan dalam jangka panjang menimbulkan kemampuan akar menyerap unsur hara berkurang, yang menyebabkan terjadinya defisiensi unsur hara pada tanaman dan terhambatnya pertumbuhan tanaman.
Penurunan panjang akar pada tanah merah juga terjadi karena kandungan unsur makro berupa unsur P yang tergolong sangat rendah. Unsur P merupakan salah satu unsur hara esensial yang sangat penting untuk pertumbuhan tanaman. Soepardi (1983) mengemukakan peranan P antara lain penting untuk pertumbuhan sel, pembentukan akar halus dan rambut akar, memperbaiki kualitas tanaman, pembentukan bunga, buah dan biji serta memperkuat daya tahan terhadap penyakit. Kekurangan unsur P dapat mengakibatkan terganggunya perkembangan sel dan akar tanaman dan terhambatnya pertumbuhan tunas atau akar (Novriani 2010). Kandungan P yang sangat rendah menyebabkan defisiensi unsur P pada tanaman yang mengakibatkan terhambatnya pembelahan sel dan pertumbuhan akar pada tanaman B. monoica dengan media tanah merah, sehingga memiliki panjang akar terkecil dibandingkan tanaman pada media tanah kontrol dan kedua tanah pasca tambang lainnya.
20
Gambar 12 Performa akar tanaman B. monoica
Keterangan : a) tanah merah b) respon akar terhadap keberadaan Al pada tanah merah c) tanah abu-abu d) respon akar terhadap keberadaan Al pada tanah abu-abu e) ujung akar tanaman B. monoica yang terkena Al
Pengamatan juga dilakukan terhadap parameter jumlah daun dan biomassa daun. Daun merupakan organ tumbuhan yang berfungsi sebagai alat untuk pengambilan zat-zat makanan, pengolahan zat makanan, penguapan air (transpirasi), dan pernapasan (respirasi) (Tjitrosoepomo 1985). Pertumbuhan daun
a b
c d
21 didukung oleh unsur-unsur hara yang terkandung didalam media tempat tumbuhnya, sehingga semakin baik kondisi tempat tumbuhnya maka akan berpengaruh positif terhadap pertumbuhannya. Hasil pengamatan menunjukkan adanya penurunan jumlah daun dan biomassa daun terbesar pada tanaman B. monoica yang ditanam dengan media tanah kuning. Adanya penurunan jumlah daun pada tanaman ini diduga karena kandungan Al yang sangat tinggi sehingga menyebabkan defisiensi unsur mineral pada tanaman serta adanya kandungan Mn yang sangat melimpah pada tanah kuning yang mencapai 115.34 ppm. Mangan (Mn) merupakan salah satu unsur mikro yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit pada tanaman. Unsur ini berperan penting dalam mempertahankan kondisi hijau daun pada daun yang tua. Disamping itu unsur ini juga berfungsi dalam pembelahan sel, digunakan dalam proses pernapasan (respirasi) dan fotosintesis. Kelebihan unsur ini juga akan bersifat toxic bagi tanaman yang mengakibatkan terhambatnya pertumbuhan tanaman. Munawar 2011 menyatakan konsentrasi 1 ppm - 4 ppm Mn di dalam tanah telah mencukupi kebutuhan tanaman, tetapi lebih dari itu dapat bersifat racun bagi tanaman. Terjadinya akumulasi Mn di daun menimbulkan gejala terjadinya perubahan warna dan penurunan bobot daun. Menurut Marschner (1986) dalam Munawar (2011), gejala toksisitas Mn pada tanaman ditunjukkan oleh noda-noda berwarna coklat pada daun-daun yang dikelilingi oleh jaringan klorosis. Namun dalam penelitian ini, belum terlihat perubahan yang signifikan pada warna daun akibat adanya unsur Mn.
Gejala keracunan unsur Al pada tanaman B. monoica juga terlihat pada bobot biomassa tanaman yang mengalami penurunan. Terjadi penurunan biomassa terbesar pada tanaman B. monoica yang ditanam pada tanah kuning. Hal ini disebabkan karena kandungan Al yang tinggi pada tanah kuning hingga mencapai 9.28 me/100 gr. Setiadi (2014) menerangkan bahwa kandungan tanah dengan Al > 9 berada dalam kondisi berbahaya (hazardous soil). Keracunan Al menyebabkan terhambatnya pembelahan sel pada akar sehingga menyebabkan akar pendek dan menebal akibat penghambatan perpanjangan sel. Akar merupakan salah satu organ yang berperan penting dalam penyerapan air dan unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman (Tjitrosoepomo 1985). Terjadinya kerusakan akar menyebabkan terganggunya fungsi akar dalam menyerap air dan unsur hara sehingga terjadi defisiensi unsur hara yang berdampak pada terhambatnya pertumbuhan tanaman. Terhambatnya pertumbuhan tanaman terlihat pada penurunan biomassa seluruh bagian tanaman baik daun, batang, maupun akar tanaman.