II.4. Landasan teori
II.4.1. Proses Penyerapan Akar Mangrove Terhadap Logam Berat
Komunitas mangrove sering kali mendapatkan suplai bahan polutan
seperti logam berat yang berasal dari limbah industri, rumah tangga, dan
mempunyai kemampuan sangat tinggi untuk mengakumulasi logam berat yang
berada pada wilayah perairan.
Proses absorpsi pada tumbuhan terjadi seperti pada hewan dengan
berbagai proses difusi, dan istilah yang digunakan adalah translokasi. Transpor
ini terjadi dari sel ke sel menuju jaringan vaskuler agar dapat didistribusikan ke
seluruh bagian tubuh.
Menurut Soemirat (2003) dalam Panjaitan, G.C. (2009), menyatakan
bahwa proses absorpsi dapat terjadi lewat beberapa bagian tumbuhan, yaitu :
1. Akar, terutama untuk zat anorganik dan zat hidrofilik.
2. Daun bagi zat yang lipofilik.
3. Stomata untuk masukan gas.
Tumbuhan mangrove mampu mengalirkan oksigen melalui akar ke
dalam sedimen tanah untuk mengatasi kondisi anaerob pada sedimen tersebut.
Jika logam berat memasuki jaringan, terdapat mekanisme yang sangat jelas,
pengambilan (up taken) logam berat oleh tumbuhan di lahan basah adalah
melalui penyerapan dari akar, setelah itu tumbuhan dapat melepaskan senyawa
kelat, seperti protein dan gukosida yang berfungsi mengikat logam dan
dikumpulkan ke jaringan tubuh kemudian ditransportasikan ke batang, daun
dan bagian lainnya, sedangkan ekskresinya terjadi melalui transpirasi (Anonim,
Tumbuhan mempunyai kemampuan untuk menyerap ion-ion dari
lingkungan ke dalam tubuh melalui membrane sel. Dua sifat penyarapan ion
dari tumbuhan, yaitu:
1. Faktor konsentrasi, yaitu kemampuan tumbuhan dalam mengakumulasi ion
sampai tingkat konsentrasi tertentu bahkan dapat mencapai beberapa tingkat
dari konsentrasi ion di dalam mediumnya.
2. Perbedaal kuantitatif akan kebutuhan hara yang brebeda pada tiap jenis
tumbuhan (Fitter dan Hay, 1991) dalam anonim (2009).
Beraneka ragam unsur dapat ditemukan di dalam tubuh tumbuhan, tetapi tidak
berarti bahwa seluruh unsur-unsur tersebut dibutuhkan tumbuhan untuk
kelangsungan hidupnya.
Unsur hara dapat kontak dengan pernukaan akar melalui :
1. Secara difusi dalam larutan tanah.
2. Secara pasif oleh aliran air tanah.
3. Akar tumbuh ke arah posisis hara dalam matrik tanah.
Serapan hara oleh akar dapat bersifat akumulatif, selektif, satu arah, dan tidak
dapat jenuh. Penyerapan hara pada waktu yang lama menyebabkan konsentrasi
hara dalam sel jauh lebuh tinggi ini disebut sebagai akumulasi hara.
Menurut Fitter dan Hay (1991) dalam Panjaitan, G.C. (2009), mekanisme
yang mungkin dilakukan oleh tumbuhan untuk menghadapi konsentrasi toksik
adalah :
1. Penanggulangan, jika konsentrasi internal harus dihadapi maka ion-ion akan
toleran di dalam sitoplasma. Terdapat empat pendekatan dalan
penanggulangan :
1) Lokalisasi (intraseluler dan ekstraseluler) pada umunnya di akar.
2) Ekskresi, secara aktif melalui kelenjar pada tajuk atau secara pasif
melalui akumulasi pada daun-daun tua yang diikuti dengan absisi daun.
3) Dilusi (melemahkan), yaitu melalui pengenceran.
4) Inaktivasi secara kimia.
2. Toleransi, yaitu tumbuhan mengembangkan sistem metabolik yang dapat
berfungsi pada konsentrasi toksik.
Tumbuhan yang tumbuh di air akan terganggu oleh bahan kimia toksik
dalam limbah. Pengaruh polutan terhadap tumbuhan dapat berbeda tergantung
pada macam polutan, konsentrasinya, dan lamanya polutan itu berada.
Menurut Fitter (1982) dalam anonim (2009), mekanisme yang mungkin
dilakukan oleh tumbuhan untuk menghadapi konsentrasi toksik adalah
penanggulangan (ameliorasi) untuk meminimumkan pengaruh toksin terdapat
empat pendekatan:
1. Lokalisasi (intraseluler atau ekstraseluler); biasanya pada organ akar.
2. Ekskresi secara aktif melalui kelenjar pada tajuk atau secara pasif melalui
akumulasi pada daun-daun tua yang diikuti dengan pengguguran daun.
3. Dilusi (melemahkan) melalui pengenceran.
4. Inaktivasi secara kimia.
Disamping itu, sistem perakaran tumbuhan mangrove yang besar dan
tersebarnya bahan tercemar ke area yang lebih luas dan memungkinkan
tersebarnya bahan pencemar secara fisik. Terserap dan tertahannya logam berat
oleh lapisan rhizosfer disekitar akar menyebabkan terjadinya penurunan tajam
konsentrasi logam berat pada permukaan atas lapisan sedimen dan mencegah
perpindahan keperairan pantai disekitarnya.
Silva dkk, 1990 dalam anonim (2009), melaporkan bahwa sedimen
dimana komunitas mangrove tumbuh di Teluk Sepetiba, Rio De Janerio, Brasil,
logam beratb timbal (Pb) hampir mencapai 100% dari total kandungan logam
berat pada ekosistem mangrove tersebut.
II.4.2. Mangrove
Mangrove adalah tanaman yang tumbuh di atas rawa-rawa berair payau
yang terletak pada garis pantai dan dipengaruhi oleh pasang-surut air laut.
Tanaman ini tumbuh khususnya di tempat-tempat di mana terjadi pelumpuran
dan akumulasi bahan organik. Baik di teluk-teluk yang terlindung dari
gempuran ombak, maupun di sekitar muara sungai di mana air melambat dan
mengendapkan lumpur yang dibawanya dari hulu (Anonim, 2009).
Jenis mangrove yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu :
1. Avicennia Marina
1) Deskripsi : Belukar atau pohon yang tumbuh tegak atau menyebar,
ketinggian pohon mencapai 30 meter. Memiliki sistem perakaran horizontal
yang rumit dan berbentuk pensil (atau berbentuk asparagus), akar nafas tegak
terkelupas dalam bagian-bagian kecil. Ranting muda dan tangkai daun
berwarna kuning, tidak berbulu.
2) Daun : Bagian atas permukaan daun ditutupi bintik-bintik kelenjar
berbentuk cekung. Bagian bawah daun putih- abu-abu muda. Unit dan letak:
sederhana & berlawanan. Bentuk: elips, bulat memanjang, bulat telur terbalik.
Ujung: meruncing hingga membundar. Ukuran: 9 x 4,5 cm.
3) Bunga : Seperti trisula dengan bunga bergerombol muncul di ujung
tandan, bau menyengat, nektar banyak. Letak: di ujung atau ketiak tangkai
atau tandan bunga. Formasi: bulir (2-12 bunga per tandan). Daun Mahkota: 4,
kuning pucat-jingga tua, 5-8 mm. Kelopak Bunga: 5. Benang sari: 4.
4) Buah : Buah agak membulat, berwarna hijau agak keabu-abuan.
Permukaan buah berambut halus (seperti ada tepungnya) dan ujung buah agak
tajam seperti paruh. Ukuran: sekitar 1,5x2,5 cm.
5) Ekologi : Merupakan tumbuhan pionir pada lahan pantai yang terlindung,
memiliki kemampuan menempati dan tumbuh pada berbagai habitat
pasang-surut, bahkan di tempat asin sekalipun. Jenis ini merupakan salah satu jenis
tumbuhan yang paling umum ditemukan di habitat pasang-surut. Akarnya
sering dilaporkan membantu pengikatan sedimen dan mempercepat proses
pembentukan tanah timbul. Jenis ini dapat juga bergerombol membentuk
suatu kelompok pada habitat tertentu. Berbuah sepanjang tahun,
kadang-kadang bersifat vivipar. Buah membuka pada saat telah matang, melalui
lapisan dorsal. Buah dapat juga terbuka karena dimakan semut atau setelah
6) Penyebaran : Tumbuh di Afrika, Asia, Amerika Selatan, Australia,
Polynesia dan Selandia Baru. Ditemukan di seluruh Indonesia.
7) Manfaat : Daun digunakan untuk mengatasi kulit yang terbakar. Resin
yang keluar dari kulit kayu digunakan sebagai alat kontrasepsi. Buah dapat
dimakan. Kayu menghasilkan bahan kertas berkualitas tinggi. Daun
digunakan sebagai makanan ternak.
Gambar 2.1 Mangrove Avicennia marina a. Buah ; b. Bunga.
2. Rhizophora Mucronata
1) Deskripsi : Pohon dengan ketinggian mencapai 27 m, jarang melebihi 30
m. Batang memiliki diameter hingga 70 cm dengan kulit kayu berwarna
gelap hingga hitam dan terdapat celah horizontal. Akar tunjang dan akar
udara yang tumbuh dari percabangan bagian bawah.
2) Daun : Daun berkulit. Gagang daun berwarna hijau, panjang 2,5-5,5 cm.
Pinak daun terletak pada pangkal gagang daun berukuran 5,5-8,5 cm. Unit
dan Letak: sederhana dan berlawanan. Bentuk: elips melebar hingga bulat
memanjang. Ujung: meruncing. Ukuran: 11-23 x 5-13 cm.
3) Bunga : Gagang kepala bunga seperti cagak, bersifat biseksual,
masing-masing menempel pada gagang individu yang panjangnya 2,5-5 cm. Letak:
di ketiak daun. Formasi: Kelompok (4-8 bunga per kelompok). Daun
mahkota: 4; putih, berambut 9 mm. Kelopak bunga: 4; kuning pucat,
panjangnya 13-19 mm. Benang sari: 8; tak bertangkai.
4) Buah : Buah lonjong/panjang hingga berbentuk telur berukuran 5-7 cm,
berwarna hijaukecoklatan, seringkali kasar di bagian pangkal, berbiji
tunggal. Hipokotil silindris, kasar dan berbintil. Leher kotilodon kuning
ketika matang. Ukuran: Hipokotil: panjang 36-70 cm dan diameter 2-3 cm.
5) Ekologi : Di areal yang sama dengan R.apiculata tetapi lebih toleran
terhadap substrat yang lebih keras dan pasir. Pada umumnya tumbuh dalam
kelompok, dekat atau pada pematang sungai pasang surut dan di muara
sungai, jarang sekali tumbuh pada daerah yang jauh dari air pasang surut.
tanah yang kaya akan humus. Merupakan salah satu jenis tumbuhan
mangrove yang paling penting dan paling tersebar luas. Perbungaan terjadi
sepanjang tahun. Anakan seringkali dimakan oleh kepiting, sehingga
menghambat pertumbuhan mereka. Anakan yang telah dikeringkan dibawah
naungan untuk beberapa hari akan lebih tahan terhadap gangguan kepiting.
Hal tersebut mungkin dikarenakan adanya akumulasi tanin dalam jaringan
yang kemudian melindungi mereka.
6) Manfaat : Kayu digunakan sebagai bahan bakar dan arang. Tanin dari
kulit kayu digunakan untuk pewarnaan, dan kadang-kadang digunakan
sebagai obat.
Gambar 2.3 Bagian Organ Mangrove Rhizophora Mucronata a. Buah ; b. Bunga ; c. Daun
3. Bruguiera Gymnorhiza
1) Deskripsi : Pohon yang selalu hijau dengan ketinggian kadang-kadang
mencapai 30 m. Kulit kayu memiliki lentisel, permukaannya halus hingga
kasar, berwarna abu-abu tua sampai coklat (warna berubah-ubah). Akarnya
seperti papan melebar ke samping di bagian pangkal pohon, juga memiliki
sejumlah akar lutut.
2) Daun : Daun berkulit, berwarna hijau pada lapisan atas dan hijau
kekuningan pada bagian bawahnya dengan bercak-bercak hitam (ada juga
yang tidak). Unit & Letak: sederhana & berlawanan. Bentuk: elips sampai
elips-lanset. Ujung: meruncing Ukuran: 4,5-7 x 8,5-22 cm.
3) Bunga : Bunga bergelantungan dengan panjang tangkai bunga antara
Mahkota: 10-14; putih dan coklat jika tua, panjang 13-16 mm. Kelopak
Bunga: 10-14; warna merah muda hingga merah; panjang 30-50.
4) Buah : Buah melingkar spiral, bundar melintang, panjang 2-2,5 cm.
Hipokotil lurus, tumpul dan berwarna hijau tua keunguan. Ukuran:
Hipokotil: panjang 12-30 cm dan diameter 1,5-2 cm.
5) Ekologi : Merupakan jenis yang dominan pada hutan mangrove yang
tinggi dan merupakan ciri dari perkembangan tahap akhir dari hutan pantai,
serta tahap awal dalam transisi menjadi tipe vegetasi daratan. Tumbuh di
areal dengan salinitas rendah dan kering, serta tanah yang memiliki aerasi
yang baik. Jenis ini toleran terhadap daerah terlindung maupun yang
mendapat sinar matahari langsung. Mereka juga tumbuh pada tepi daratan
dari mangrove, sepanjang tambak serta sungai pasang surut dan payau.
Ditemukan di tepi pantai hanya jika terjadi erosi pada lahan di hadapannya.
Substrat-nya terdiri dari lumpur, pasir dan kadang-kadang tanah gambut
hitam. Kadang-kadang juga ditemukan di pinggir sungai yang kurang
terpengaruh air laut, hal tersebut dimungkinkan karena buahnya terbawa
arus air atau gelombang pasang. Regenerasinya seringkali hanya dalam
jumlah terbatas. Bunga dan buah terdapat sepanjang tahun. Bunga relatif
besar, memiliki kelopak bunga berwarna kemerahan, tergantung, dan
mengundang burung untuk melakukan penyerbukan.
6) Penyebaran : Dari Afrika Timur dan Madagaskar hingga Sri Lanka,
7) Manfaat : Bagian dalam hipokotil dimakan (manisan kandeka), dicampur
dengan gula. Kayunya yang berwarna merah digunakan sebagai kayu bakar
dan untuk membuat arang.
Gambar 2.4 Mangrove BruyguieraGymnorhiza
BAB III