Kecepatan penyerapan ion nutrisi oleh tanaman tergantung sekali kepada konsentrasi ion tersebut dalam larutan tanah. Hal yang sama juga mempengaruhi penyerapan ion yang tidak esensial bagi tanaman, dalam hal ini ion logam berat. Pada dasarnya mekanisme translokasi ion logam berat dari dalam tanah ke jaringan tanaman sama dengan mekanisme penyerapan unsur hara mineral bagi tanaman. Ditinjau dari aspek fisiologi tanaman, mekanisme translokasi ion logam berat sangat terkait dengan peranan air bagi tanaman. Peranan air bagi tanaman sangat penting karena lebih dari 80 % berat basah jaringan tanaman terdiri dari
air. Salah satu fungsinya yang utama, air merupakan pelarut yang membawa nutrisi mineral dan ion-ion dalam tanah ke dalam tanaman.
Absorpsi air dan zat-zat terlarut (logam berat) oleh tanaman berlangsung melalui sistem perakaran. Sebagian besar absorpsi terjadi pada daerah bulu-bulu akar yang terletak beberapa milimeter (mm) diatas ujung akar. Bulu-bulu akar merupakan perluasan sel-sel epidermis yang terletak pada bagian luar sel-sel korteks, mempunyai permukaan absorpsi yang luas dan bertekstur halus. Di bawah jaringan epidermis terdapat jaringan korteks atau jaringan dasar. Jaringan korteks menempati daerah paling luas dalam akar primer. Diantara sel-sel korteks terdapat ruang-ruang antar sel yang berguna untuk pertukaran udara. Pada bagian dalam dari sel-sel korteks terdapat sel-sel endodermis yang tersusun rapat tanpa ruang antar sel. Sel-sel endodermis ini dikelilingi oleh lignin dan zat seperti lemak yang disebut suberin pada dinding antiklinal (dinding yang tegak lurus dengan permukaan akar). Kedua zat tersebut mengelilingi sel-sel endodermis dengan membentuk struktur seperti pita, disebut jalur caspary. Pada akar primer jalur
caspary merupakan batas dalam dari ruang bebas dan tidak permeabel terhadap air
dan zat-zat terlarut. Dalam kelasnya semua tanaman termasuk monokotil kecuali tanaman sawi. Dari hasil penelitian diketahui bahwa eceng gondok memiliki daya penyerapan tinggi terhadap logam berat. Hal ini sangat berkaitan dengan sistem akarnya yang serabut dan banyak memiliki bulu-bulu akar (gambar akar terlampir). Para ahli fisiologi tumbuhan memperkirakan air dan zat-zat terlarut masuk melalui epidermis dan bergerak bebas dalam sel-sel korteks baik melalui protoplasma (simplas) maupun melalui dinding sel (apoplas) tapi tidak menembus jalur caspary. Disini air dan ion-ion terlarut dipaksa melewati protoplasma sel untuk mencapai jaringan pembuluh. Apoplas merupakan sistem pergerakan air yang melewati dinding sel, ruang-ruang antar sel sampai silinder pembuluh dalam xilem. Jalur caspary dalam endodermis menyebabkan sistem apoplas ini terputus. Untuk mencapai xilem, air dan ion-ion terlarut harus melewati membran endodermis yang permeabel. Simplas adalah sistem pergerakan air yang melalui protoplasma sel. Sistem simplas merupakan sistem bersambung karena protoplasma dari satu sel dengan protoplasma sel yang berdekatan dihubungkan melalui plasmodesmata. Jadi apabila apoplas terdiri dari rangkaian sel-sel yang
mati, termasuk dinding sel dari sel-sel xilem, maka simplas merupakan rangkaian sel-sel hidup yang melibatkan komponen-komponen di dalam membran sitoplasma, termasuk plasmodesmata. Xilem merupakan jaringan pengangkut air yang utama pada tumbuhan berpembuluh. Xilem juga terlibat dalam pengangkutan hara mineral, gudang makanan dan penguat struktur batang. Bersama-sama dengan floem, xilem merupakan sistem yang berkesinambungan yang menjelajahi seluruh tubuh tanaman. Xilem dalam akar bersambung dengan xilem dalam batang.
Gambar 10. Penampang melintang yang menunjukkan jalur pergerakan air dalam jaringan akar (Sumber : Tjondronegoro, 1999)
Larutan tanah yang mengandung ion-ion terlarut (termasuk logam berat) berdifusi ke dalam akar pada bagian luar dari endodermis (apoplas). Ion-ion ini kemudian masuk ke dalam simplas (dengan melintasi membran plasma sel-sel korteks) dengan proses aktif. Ion-ion ini secara aktif ditranspor melintasi simplas dari sel ke sel melalui hubungan antar sel (plasmodesmata), melintasi endodermis dan masuk ke dalam stele, dimana mereka dilepaskan lagi ke dalam apoplas. Pergerakan masuk ion-ion ini menyebabkan konsentrasi garam di dalam apoplas stele meningkat sedangkan di apoplas korteks bagian luar menjadi lebih rendah.
menjadi lebih tinggi daripada dalam stele sehingga air berdifusi melintasi penghalang osmotik endodermis, dan masuk ke dalam stele. Masuknya air melalui difusi osmotik ke dalam stele cukup untuk membentuk tekanan hidrostatik di dalam stele yang menyebabkan air bergerak ke atas dalam jaringan xilem batang (Tjondronegoro, 1999).
Lebih jauh tentang pengikatan logam berat oleh tanaman, terdapat teori (Gekeler, 1989) yang menyatakan bahwa logam berat diikat dengan cara dikelat dengan fitokelatin, yaitu peptida kecil yang kaya akan asam amino sistein yang mengandung belerang. Peptida ini biasanya mempunyai 2 sampai 8 asam amino sistein di pusat molekulnya, serta sebuah asam glutamat dan sebuah glisin pada ujung-ujungnya yang berlawanan. Atom belerang dalam sistein penting untuk mengikat logam tersebut, tapi atom nitrogen atau oksigen diduga berperan pula. Fitokelatin dihasilkan oleh banyak spesies, tapi sejauh ini diketahui bahwa fitokelatin hanya dijumpai bila terdapat logam berat dalam jumlah yang meracuni (kadar tinggi). Sehingga pembentukan fitokelatin benar-benar merupakan respon tanaman untuk beradaptasi terhadap keadaan lingkungan yang kritis.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
1. Tanah sampel jenis vertisol diambil dari lokasi tercemar limbah tekstil, termasuk dalam kondisi tanah tercemar logam berat dengan kadar awal Cu sebesar 31,38 mg/kg dan kadar Cd sebesar 1,18 mg/kg.
2. Perlakuan tanaman fitoremediasi berhasil menurunkan kadar Cd dalam tanah sebesar 36 % oleh eceng gondok, 23 % oleh mendong dan 22 % oleh bundung. Sehingga eceng gondok dan mendong direkomendasikan sebagai tanaman fitoremediasi yang paling efektif. Tanaman yang termasuk komoditi pertanian jenis tanaman pangan (padi dan sawi) terbukti juga menyerap logam berat. Perlakuan tanaman sawi menurunkan kadar Cd sebesar 21 %. Sementara tanaman padi menurunkan sebesar 22 %. Kadar logam berat diserap jauh lebih tinggi pada bagian akar tanaman daripada batang daun (tajuk) tanaman. Dalam penelitian belum terbukti adanya penurunan kadar Cu dalam tanah setelah perlakuan.
B. SARAN
1. Perlu adanya baku mutu kadar logam berat dalam tanah yang dibuat khusus untuk skala nasional (Indonesia) karena pada dasarnya kondisi geografis akan mempengaruhi sifat-sifat tanah (kadar logam berat).
2. Dalam melakukan analisis logam berat perlu menggunakan lebih dari satu jenis ekstrak sebagai pembanding.
3. Perlu waktu lebih lama (lebih dari dua bulan) untuk mengamati perubahan kadar logam berat dalam tanah dengan teknologi fitoremediasi.