UNTUNG SUDADI
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Ilmu Tanah
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009
Tanah Pertanian Menggunakan Amelioran dan Pupuk pada Dosis Rasional untuk Budidaya Tanaman
Nama : Untung Sudadi
NRP : A226010021
Disetujui,
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Supiandi Sabiham, M.Agr. Ketua
Almarhum
Ir. Atang Sutandi, MS., Ph.D. Prof. Dr. Ir. Muchammad Sri Saeni, MS.
Anggota Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi Ilmu Tanah Dekan Sekolah Pascasarjana
Ir. Atang Sutandi, MS., Ph.D. Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS.
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tertutup Dr. Ir. Munif Ghulamahdi, MS. (Staf Pengajar Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian IPB)
Dr. Ir. Iskandar (Staf Pengajar Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan,
Fakultas Pertanian IPB)
Penguji Luar Komisi pada Ujian Terbuka Dr. Ir. Agus Sofyan, MS. (Direktur Perluasan Areal, Direktorat Jenderal Pengelolaan Lahan dan Air, Departemen Pertanian RI) Prof. Dr. Ir. Budi Mulyanto, M.Sc. (Guru Besar Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
dengan permohonan maaf dan terimakasih atas doa, cinta, pengertian, dukungan dan kesabaran sepenuh rasa bening, ikhlas tak berbatas,
hanya untukmu MR Audirizki dan Dr. Eva Harlina disertasi ini kupersembahkan.
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena hanya atas rahmat, karunia dan hidayahNya penulisan disertasi berjudul Inaktivasi In Situ Pencemaran Kadmium dan Plumbum pada Tanah Pertanian Menggunakan Amelioran dan Pupuk pada Dosis Rasional untuk Budidaya Tanaman ini dapat diselesaikan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Ilmu Tanah, Sekolah Pascasarjana (SPS), IPB. Disertasi ini merupakan hasil dari penelitian eksplorasi lapang, percobaan rumah kaca dan analisis laboratorium yang dilaksanakan sejak September 2004 hingga Februari 2007.
Dengan setulus hati penulis menghaturkan terimakasih dan rasa hormat kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Supiandi Sabiham, M.Agr. sebagai Ketua Komisi Pembimbing serta Bapak Ir. Atang Sutandi, MS., Ph.D. dan Alm. Prof. Dr. Ir. Muchammad Sri Saeni, MS. sebagai Anggota Komisi Pembimbing yang telah membimbing penulis dengan sepenuh hati sejak perumusan ide, penyusunan proposal, pelaksanaan penelitian hingga penulisan disertasi. Khususnya bagi Alm. Bapak Prof. Dr. Ir. M. Sri Saeni, MS. yang hingga menjelang akhir hayat masih memeriksa draft disertasi ini penulis mendoakan semoga Allah SWT berkenan memuliakan beliau pada hari kebangkitan kelak.
Penulis juga berterimakasih kepada Bapak Dr. Ir. Munif Ghulamahdi, MS. dan Dr. Ir. Iskandar atas kesediaannya sebagai Penguji Luar Komisi pada Ujian Tertutup serta Bapak Dr. Ir. Agus Sofyan, MS. dan Prof. Dr. Ir. Budi Mulyanto, M.Sc. sebagai Penguji Luar Komisi pada Ujian Terbuka. Ucapan terimakasih disampaikan pula kepada Rektor, Dekan SPS, Dekan dan Wakil Dekan Fakultas Pertanian, Ketua dan Sekretaris Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan (DITSL) serta Ketua Program Studi Ilmu Tanah SPS IPB atas izin yang diberikan kepada penulis untuk menempuh program Doktor di IPB. Secara khusus, penulis sangat berterimakasih kepada keluarga besar Bagian Kimia dan Kesuburan Tanah, DITSL, Fakultas Pertanian IPB atas doa, dukungan, pengertian dan kekeluargaannya.
Kepada Triesni Widyastuti, Dadang N Zulkarnaen, Ahmad Ismail, Rizki Meidiza, Husnunnisa, Kwartina Subekti, Fianius Ginting, Sri Widayati, Epiana Firaningsih, Yudi Setiawan, Tri Permadi dan MZ Muttaqien yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian diucapkan terimakasih. Semoga rahmat Allah SWT senantiasa mengiringi langkah dan hari-hari kalian ke depan. Terimakasih juga disampaikan kepada analis, laboran dan pegawai DITSL Fakultas Pertanian serta Pusat Penelitian Lingkungan Hidup (PPLH) LPPM IPB atas segala bantuannya.
Untukmu Ibu, mbak Rina Noviati, mas Herry Wahyono, adinda Armed Basuki Eri Susanto, Nurdiana, Adji Asmono, Siti Aklima Malbani, Em Rahman Putra, Evi Harli- anti, Ahmad Fachri dan Harliafina serta kangmas J Winoto, S Adiwibowo, H Triwidodo, H Kartodihardjo, MB Saleh, K Murtilaksono, DA Santosa, F Tonny, J Adisantoso, Soni W Yulianto, Prastowo, LB Prasetyo, NA Achsani, S Anwar, E Rustiadi, B Sumawinata, G Djajakirana, B Nugroho, H Widjaja, S Bakri, K Muludi, DB Saksono, SA Nusantoro, M Rusbandono dan P Permadi serta ibu S Djuniwati, S Estuningsih dan DJ Gunandini beserta keluarga, penulis berterimakasih yang setulusnya atas doa, daya dan semuanya.
Bogor, Januari 2009
Penulis dilahirkan di Surabaya pada 20 Oktober 1962 sebagai anak kedua dari empat putra-putri Alm. Bapak Imam Soemadji dan Almh. Ibuk Samini Indarti. Pada 1991 penulis menikahi Eva Harlina, putri Alm. Ayah Drs. Harun Kamil dan Ibu Dra. Hj. Amaliana Munaf dan pada 1992 dikaruniai ananda Muhammad Ramadhan Audirizki.
Setelah lulus dari SMA Negeri 5 Surabaya pada 1981, pada tahun yang sama penulis diterima sebagai mahasiswa IPB melalui jalur Perintis II. Tahun berikutnya, penulis diterima di Departemen Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian IPB dan selama empat semester memperoleh beasiswa Tunjangan Prestasi Akademik dari Departemen Pendidikan dan Kebudayaan RI. Pada Juni 1987, penulis lulus sebagai Sarjana Pertanian dengan skripsi berjudul Respon Jagung Varietas Arjuna terhadap Penggunaan Kalsit dan TSP pada Podsolik Merah Kuning Singkut, Jambi atas bimbingan Bapak Prof. Dr. Ir. H. Oetit Koswara, M.Sc. dan Alm. Dr. Ir. H. Abdul Rachim, MS.
Setelah menyelesaikan pendidikan S1, penulis langsung magang dan sejak 1989 hingga sekarang bekerja sebagai Dosen pada Bagian Kimia dan Kesuburan Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, IPB (DITSL IPB). Pada September 1992, penulis mulai melaksanakan tugas belajar di ITC for Post Graduate Soil Scientist, Ghent University, Belgium dengan beasiswa dari ABOS Kerajaan Belgia. Pada Oktober 1994 penulis lulus sebagai Master in Soil Science dengan tesis berjudul Fractionation of Cu, Zn, and Pb in a Sewage Sludge Amended-Soil dengan promotor Prof. Dr. Ir. Marc Verloo (Lab. Analytical Chemistry and Applied Eco-chemistry, Ghent University, Belgium).
Pada tahun 1999-2001 penulis ditugaskan sebagai Sekretaris Eksekutif dan pada tahun 2001-2005 dilanjutkan sebagai Kepala Laboratorium Lingkungan di Pusat Penelitian Lingkungan Hidup (PPLH) LPPM IPB. Sejak semester ganjil 2001 penulis melaksanakan tugas belajar jenjang S3 pada Program Studi Ilmu Tanah, Sekolah Pascasarjana IPB dengan beasiswa BPPS dari Departemen Pendidikan Nasional RI atas bimbingan Bapak Prof. Dr. Ir. H. Supiandi Sabiham, M.Agr. dan Ir. H. Atang Sutandi, MS., Ph.D. (Bagian Kimia dan Kesuburan Tanah DITSL IPB) serta Alm. Prof. Dr. Ir. H. M. Sri Saeni, MS. (Bagian Kimia Fisik dan Lingkungan, Departemen Kimia, FMIPA, IPB).
Dalam lima tahun terakhir, penulis terlibat dalam pengajaran mata kuliah Kimia Tanah, Tanah Sawah, Pengelolaan Tanah, Kesuburan Tanah, Analisis Tanah, dan Pengelolaan Tanah Indonesia. Penulis juga terlibat dalam pengajaran berbagai kursus berkenaan dengan pengelolaan sumberdaya alam dan lingkungan aspek tanah dan lahan.
Sebuah artikel yang merupakan bagian kempat dari disertasi ini berjudul Inaktivasi In Situ Pencemaran Kadmium pada Tanah Pertanian Menggunakan Amelioran dan Pupuk pada Dosis Rasional untuk Budidaya Tanaman telah diterbitkan pada Jurnal Tanah Tropika Vol.13, No.3, September 2008.
halaman
DAFTAR TABEL ... iii
DAFTAR GAMBAR ... v DAFTAR LAMPIRAN ... vi PENDAHULUAN ... 1 Latar Belakang ... 1 Tujuan Penelitian ... 5 Manfaat Penelitian ... 5 Susunan Disertasi ... 6 Kebaruan ... 6 Daftar Pustaka ... 7 TINJAUAN PUSTAKA ... 10
Dampak Ekologis Pencemaran Logam Berat dalam Tanah Pertanian
dan Strategi Remediasinya ... 10 Karakteristik Logam Berat Kadmium dan Plumbum ... 11 Kontaminasi dan Pencemaran Tanah oleh Logam Berat ... 16 Kapasitas Retensi Tanah terhadap Logam Berat ... 16 Perilaku Logam Berat dalam Sistem Tanah-Tanaman ... 18 Analisis Tanah terhadap Logam Berat ... 25 Remediasi Tanah Tercemar Logam Berat ... 28 Inaktivasi In Situ Pencemaran Logam Berat dalam Tanah ... 31 Daftar Pustaka ... 33
PENDEKATAN DAN METODE ... 39
Pendekatan ... 39 Metode ... 42 Daftar Pustaka ... 47
KONTAMINASI/PENCEMARAN KADMIUM DAN PLUMBUM PADA TANAH PERTANIAN DI KAWASAN PERKOTAAN DAN INDUSTRI: STUDI KASUS DI SUB-SUB-DAS CILEUNGSI
TENGAH, KABUPATEN BOGOR, JAWA BARAT ... 49
Abstrak ... 49 Abstract ... 50 Pendahuluan ... 51 Bahan dan Metode ... 53
Kesimpulan ... 63 Daftar Pustaka ... 64
INAKTIVASI IN SITU PENCEMARAN KADMIUM PADA TANAH PERTANIAN MENGGUNAKAN AMELIORAN DAN PUPUK
PADA DOSIS RASIONAL UNTUK BUDIDAYA TANAMAN ... 66
Abstrak ... 66 Abstract ... 67 Pendahuluan ... 68 Bahan dan Metode ... 70 Hasil dan Pembahasan ... 73 Kesimpulan ... 78 Daftar Pustaka ... 79
REMEDIASI PENCEMARAN PLUMBUM PADA TANAH PERTANIAN: EFEKTIVITAS INAKTIVASI IN SITU
MENGGUNAKAN AMELIORAN DAN PUPUK PADA DOSIS
RASIONAL UNTUK BUDIDAYA TANAMAN ... 83
Abstrak ... 83 Abstract ... 84 Pendahuluan ... 85 Bahan dan Metode ... 88 Hasil dan Pembahasan ... 90 Kesimpulan ... 96 Daftar Pustaka ... 96
PEMBAHASAN UMUM ... 101
KESIMPULAN DAN SARAN ... 116
Kesimpulan ... 116 Saran ... 117
halaman
1 Sumber, karakteristik dan kegunaan kadmium dan plumbum ... 12
2 Sifat fisiko-kimia kadmium dan plumbum ... 13
3 Dampak pencemaran kadmium dan plumbum terhadap lingkungan .... 14
4 Dampak toksisitas kadmium dan plumbum terhadap kesehatan ... 15
5 Nilai interpretasi kadar total logam berat Cr, Cu, Ni dan Zn dalam
tanah menurut prosedur Lacatusu (2000) ... 43
6 Taraf perlakuan ameliorasi dan pemupukan berdasarkan persentase terhadap dosis rasional amelioran dan pupuk untuk budidaya tomat
serta taraf perlakuan pengkayaan kadar Cd dan Pb tanah ... 46
7 Nilai interpretasi kadar CdAR dan PbAR tanah menurut Lacatusu (2000) 55
8 Kriteria status kontaminasi/pencemaran logam berat dalam tanah
berdasarkan nilai indeks c/p menurut prosedur Lacatusu (2000) ... 55
9 Kadar minimum, maksimum dan rataan CdAR dan PbARserta nilai
rataan, minimum dan maksimum indeks c/p Cd dan Pb berdasarkan
kedalaman tanah pada musim hujan Februari 2006 ... 58
10 Kadar minimum, maksimum dan rataan CdAR dan PbARserta nilai
rataan, minimum dan maksimum indeks c/p Cd dan Pb berdasarkan
posisi transek pada musim hujan Februari 2006 ... 59
11 Kadar minimum, maksimum dan rataan CdAR dan PbARserta nilai
rataan, minimum dan maksimum indeks c/p Cd dan Pb berdasarkan
tipe penggunaan lahan pada musim hujan Februari 2006... 59
12 Kadar minimum, maksimum dan rataan CdAR dan PbARtanah pada
lapisan 0-10 cm serta nilai rataan, minimum dan maksimum indeks c/p Cd dan Pb pada musim kemarau September 2005 dan musim hujan
Februari 2006 ... 60
13 Pengaruh inaktivasi in situ dari ameliorasi dan pemupukan pada taraf 0, 50 dan 100% dosis rasional amelioran dan pupuk (DRAP) untuk budidaya tanaman uji tomat pada tanah diperkaya dengan Cd terhadap kadar CdNH4OAc-EDTA tanah, bobot kering tajuk (BKtt) dan kadar Cd
0, 50 dan 100% dosis rasional amelioran dan pupuk (DRAP) untuk budidaya tanaman uji tomat pada tanah diperkaya dengan Pb terhadap kadar PbNH4OAc-EDTA tanah, bobot kering tajuk (BKtt) dan kadar Pb
tajuk (Pbtt) ... 91
15 Pengaruh inaktivasi in situ dari ameliorasi dan pemupukan pada taraf 0, 50 dan 100% dosis rasional amelioran dan pupuk (DRAP) untuk budidaya tanaman uji tomat pada tanah diperkaya dengan Cd terhadap
kadar CdNH4OAc-EDTA, CdAR dan persentase CdNH4OAc-EDTA/CdAR ... 109
16 Pengaruh inaktivasi in situ dari ameliorasi dan pemupukan pada taraf 0, 50 dan 100% dosis rasional amelioran dan pupuk (DRAP) untuk budidaya tanaman uji tomat pada tanah diperkaya dengan Pb terhadap
kadar PbNH4OAc-EDTA, PbAR dan persentase PbNH4OAc-EDTA/PbAR ... 109
17 Pengaruh inaktivasi in situ dari ameliorasi dan pemupukan pada taraf 0, 50 dan 100% dosis rasional amelioran dan pupuk (DRAP) untuk budidaya tanaman uji tomat pada tanah diperkaya Cd atau Pb terhadap
nilai indeks toleransi Ti ... 111
18 Pengaruh inaktivasi in situ dari ameliorasi dan pemupukan pada taraf 0, 50 dan 100% dosis rasional amelioran dan pupuk (DRAP) untuk budidaya tanaman uji tomat pada tanah diperkaya Cd atau Pb terhadap
halaman
1 Bentuk kimia logam berat dalam tanah ... 17
2 Sistem tanah-tanaman yang menunjukkan komponen utama penentu
dinamika logam berat ... 18
3 Bagan alir tahapan penelitian . ... 40
4 Peta penggunaan lahan di lokasi penelitian eksplorasi ... 41
5 Peta lokasi titik contoh tanah di tiga transek (Transek A Hulu, B Tengah, C Hilir) dan posisinya terhadap alur sungai, jalan tol, jalan raya dan sentra industri. Tipe penggunaan lahan pada titik 1, 3, 9 dan 12: pekarangan; 2, 5, 7, 13 dan 15: lahan kering; 4, 8, dan 10:
sawah tadah hujan; 6, 11, dan 14: kebun campuran ... 55
6 Pengaruh inaktivasi in situ dari ameliorasi dan pemupukan pada taraf 0, 50 dan 100% dosis rasional amelioran dan pupuk (DRAP) untuk budidaya tanaman uji tomat pada tanah diperkaya dengan Cd terhadap kadar CdNH4OAc-EDTA, Cdaqua regia, pHH2O, Corganik, NKjeldahl,
PBray#1, Cadd, Mgdd, Kdd dan KTK tanah ... 76
7 Pengaruh inaktivasi in situ dari ameliorasi dan pemupukan pada taraf 0, 50 dan 100% dosis rasional amelioran dan pupuk (DRAP) untuk budidaya tanaman uji tomat pada tanah diperkaya dengan Cd terhadap bobot kering tajuk serta kadar Cd, N, P, K, S, Ca dan Mg
tajuk tomat ... 78
8 Pengaruh inaktivasi in situ dari ameliorasi dan pemupukan pada taraf 0, 50 dan 100% dosis rasional amelioran dan pupuk (DRAP) untuk budidaya tanaman uji tomat pada tanah diperkaya dengan Pb terhadap kadar PbNH4OAc-EDTA, Pbaqua regia, pHH2O, Corganik, NKjeldahl,
PBray#1, Cadd, Mgdd, Kdd dan KTK tanah ... 93
9 Pengaruh inaktivasi in situ dari ameliorasi dan pemupukan pada taraf 0, 50 dan 100% dosis rasional amelioran dan pupuk (DRAP) untuk budidaya tanaman uji tomat pada tanah diperkaya dengan Pb terhadap bobot kering tajuk serta kadar Pb, N, P, K, S, Ca dan Mg
halaman
1 Bobot kering dan kadar, serapan serta distribusi serapan Cd dan
Pb pada akar, tajuk dan buah tanaman uji tomat ... 119
2 Jarak lurus terdekat dari titik contoh di transek A ke alur sungai, jalan tol, jalan raya dan sentra industri serta nilai pH H2O, kadar
liat dan bahan organik, kadar CdAR dan PbARserta indeks c/p Cd
dan Pb pada musim hujan Februari 2006 ... 120
3 Jarak lurus terdekat dari titik contoh di transek B ke alur sungai, jalan tol, jalan raya dan sentra industri serta nilai pH H2O, kadar
liat dan bahan organik, kadar CdAR dan PbARsertaindeks c/p Cd
dan Pb pada musim hujan Februari 2006 ... 121
4 Jarak lurus terdekat dari titik contoh di transek C ke alur sungai, jalan tol, jalan raya dan sentra industri serta nilai pH H2O, kadar
liat dan bahan organik, kadar CdAR dan PbARsertaindeks c/p Cd
dan Pb pada musim hujan Februari 2006 ... 122
5 Nilai pH H2O, kadar liat dan bahan organik, kadar CdAR dan
PbARsertaindeks c/p Cd dan Pb pada musim kemarau September
2005 ... 123
6 Sifat kimia, CdNH4OAc-EDTA dan CdAR tanah ... 124
7 Bobot kering dan kadar N, P, S, K, Ca, Mg dan Cd dalam tajuk
tomat ... 125
8 Sifat kimia, PbNH4OAc-EDTA dan PbAR tanah . ... 126
9 Bobot kering dan kadar N, P, S, K, Ca, Mg dan Pb dalam tajuk
Latar Belakang
Kepedulian terhadap keberadaan logam berat di lingkungan dan dampak- nya terhadap kesehatan berkenaan dengan reaktivitas, toksisitas dan mobilitasnya dalam sistem tanah (Selim & Amacher 1997). Kadar logam berat dalam tanah dapat mencapai tingkat yang menyebabkan fitotoksisitas dan gangguan fungsional terhadap komponen lingkungan lainnya, seperti mutu air tanah dan rantai makanan yang dipengaruhinya. Fenomena ini dapat terjadi secara alami melalui proses geogenik dan pedogenesis maupun akibat tindakan manusia atau melalui proses antropogenik (Alloway 1995a; Lacatusu 2000).
Logam berat didefinisikan sebagai unsur-unsur logam dengan kerapatan jenis >6 g.cm-3 (Lepp 1981). Sebagian logam berat merupakan hara esensial mikro bagi tanaman dan hewan, diantaranya tembaga (Cu) dan seng (Zn). Oleh karena itu, kadar yang berlebih ataupun kurang akan memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tanaman maupun hewan. Logam berat lainnya, seperti arsenik (As), kadmium (Cd), nikel (Ni), raksa (Hg) dan plumbum (Pb) bukan merupakan hara esensial. Namun, bila berada dalam bentuk fisiko-kimia yang accessible, logam-logam tersebut dapat diserap oleh makhluk hidup tanpa memberikan peranan yang berarti dan bahkan dapat menyebabkan toksisitas (Alloway 1995b; Kabata-Pendias & Pendias 1995). Diantara logam-logam berat non-esensial, yang paling banyak mendapat perhatian berkenaan dengan derajat dampak pencemaran- nya terhadap kesehatan adalah Cd, Pb dan Hg (Fergusson 1991).
Sumber kontaminan utama logam berat di lingkungan adalah deposisi atmosferik dari sisa oksidasi bahan bakar minyak (BBM) serta aktivitas penam- bangan dan peleburan bijih logam. Selain itu, tanah dan sedimen juga dapat terkontaminasi logam berat yang berasal dari pemanfaatan biosolid (padatan hasil- samping proses pengolahan limbah cair perkotaan), limbah produk manufaktur, pelapis dan cat berbahan dasar logam, serta beberapa pestisida dan pupuk yang mengandung logam berat (Adriano 1986; Alloway 1995c).
Berkenaan dengan fenomena kontaminasi dan pencemaran logam berat dalam tanah, terminologi ”kontaminasi” merujuk pada kisaran kadar logam berat
dalam tanah yang belum atau tidak akan segera mengakibatkan dampak negatif terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman atau komponen lingkungan lainnya. Terminologi ”pencemaran” merujuk pada kisaran kadar logam berat dalam tanah yang telah mengakibatkan dampak negatif terhadap sebagian atau seluruh komponen lingkungan (Lacatusu 2000).
Dampak negatif pencemaran logam berat terhadap pertumbuhan tanaman maupun konsumen produknya ditentukan oleh kadar dan bentuk fisiko-kimianya dalam tanah (Chaney & Giordano 1977; Latterell et al. 1978). Kation-kation logam dalam tanah dijumpai dalam berbagai bentuk fisiko-kimia, yaitu: (1) seba- gai ion-ion sederhana atau terkompleks dalam larutan tanah, (2) sebagai ion-ion yang mudah dipertukarkan, (3) terikat pada bahan organik, (4) terjerat (occluded) atau terkopresipitasi dalam struktur kristal mineral oksida, karbonat atau fosfat dan mineral-mineral sekunder lainnya, atau (5) sebagai ion dalam kisi-kisi kristal mineral silikat dan mineral primer (Cottenie & Verloo 1984; McLaren & Crawford 1973; Soon & Bates 1982). Ketiga bentuk yang pertama dapat berkese- imbangan satu sama lain, dianggap mudah diserap tanaman dan dikenal sebagai fraksi aktif (Sudadi 1994). Secara berurutan, bentuk-bentuk tersebut menunjuk- kan penurunan derajat keterserapannya bagi tanaman (Soon & Bates 1982).
Kapasitas tanah meretensi, mengadsorpsi dan mengakumulasikan logam berat ditentukan oleh kadar liat, kadar air, potensial redoks, pH, kadar bahan organik dan kapasitas tukar kation [KTK] (Bohn et al. 1979; Lindsay 2001; Stevenson 1982). Kapasitas sangga tanah terhadap kation logam berat dapat ditingkatkan dengan meningkatkan pH, kadar bahan organik dan KTK. Penggu- naan kapur, bahan organik dan zeolit dilaporkan meningkatkan kapasitas sangga tanah lempung berpasir yang ditanami jagung terhadap Cd, Cu, Pb dan Zn yang diindikasikan dari meningkatnya nilai ketiga parameter tersebut dan menurunnya kadar fraksi aktif keempat logam yang diteliti (Sudadi et al. 1997).
Kapasitas tanaman dalam mengakumulasikan logam berat bergantung pada spesies, kultivar, bagian tanaman dan umur atau fase fisiologisnya. Sensitivitas tanaman terhadap logam berat juga ditentukan oleh jenis logam berat- nya (Alloway 1995b). Sebagian besar logam berat diakumulasikan tanaman di akar (Göthberg et al. 2004; Pichtel et al. 2001). Serapan logam berat oleh
tanaman dikotil umumnya lebih tinggi daripada monokotil dan jaringan vegetatif mengandung Cd dan Pb dalam kadar yang lebih tinggi daripada jaringan generatif (Sauerbeck 1991; Verloo 1993).
Salah satu mekanisme tanaman dalam menoleransi toksisitas logam berat adalah melalui fenomena selektivitas serapan ion dari media tumbuhnya (Kabata- Pendias & Pendias 2001). Dari sisi budidaya tanaman, ukuran keberhasilan upaya pengelolaan pencemaran logam berat dapat didasarkan pada terjadinya penurunan serapannya. Penurunan serapan tanaman terhadap logam berat berkenaan dengan tiga hal, yaitu: (1) akibat penurunan kadar fraksi aktif logam berat dalam media tumbuh, atau (2) peningkatan selektivitas tanaman dalam menyerap unsur dari media tumbuh, atau (3) kombinasi keduanya (Alloway 1995b).
Selain kawasan tercemar berat seperti yang berada di sekitar lokasi penam- bangan dan peleburan bijih logam, lahan pertanian di sekitar kawasan perkotaan dan industri juga rentan terhadap kontaminasi logam berat (Cairney 1995). Namun, kepedulian terhadap permasalahan ini dan upaya pengelolaannya di Indonesia, khususnya yang terjadi di tanah pertanian, masih belum memadai.
Kepedulian terhadap degradasi lahan pertanian di Indonesia masih ter- fokus pada persoalan defisiensi hara dan hilangnya massa tanah yang subur akibat erosi, banjir dan longsor. Oleh karena itu, upaya penegakan peraturan-perundang- an yang telah dan sedang dilakukan untuk menurunkan tingkat pencemaran logam berat dari sisi sumbernya, misalnya melalui aplikasi teknologi “produksi bersih” dan kebijakan “nir limbah”, harus diiringi dengan tindakan praktis untuk mengu- rangi dampaknya di lahan pertanian.
Metode remediasi yang diterapkan pada tanah tercemar logam berat umumnya memerlukan banyak tenaga kerja, mahal dan kurang ramah lingkungan. Metode-metode tersebut terutama berbasis teknik rekayasa sipil yang memerlukan pemindahan atau ekskavasi tanah yang tercemar (Vangronsveld & Cunningham 1998). Oleh karena itu, tersedianya metode alternatif yang lebih praktis, murah, ramah lingkungan dan memberikan perlindungan yang sama efektifnya terhadap lingkungan dan kesehatan perlu diupayakan.
Salah satu metode alternatif remediasi pencemaran tanah oleh logam berat adalah teknik “inaktivasi in situ”. Teknik ini merujuk pada penggunaan bahan-
bahan penyehat tanah (amelioran) untuk mengubah bentuk fisiko-kimia logam berat dalam tanah secara in situ sehingga menurunkan dampaknya terhadap ling- kungan dan kesehatan (Vangronsveld & Cunningham 1998).
Inaktivasi in situ juga merupakan teknik yang prospektif untuk diterapkan pada tanah pertanian dengan tujuan menurunkan serapan logam berat oleh tanam- an, sehingga menurunkan transfer atau pengalihannya ke rantai makanan berikut- nya. Amelioran yang diaplikasikan akan mengubah bentuk fase padatan logam berat dalam tanah yang sebelumnya terlarut dan sangat mudah larut atau fraksi aktif menjadi fraksi yang secara geokimia lebih stabil, sehingga keterserapan dan toksisitasnya terhadap tanaman menurun (Vangronsveld & Cunningham 1998).