ii
PENGARUH BIOMASSA AZOLLA TERHADAP STATUS
LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) PADA TANAH
SKRIPSI
Oleh :
MUHAMMAD ABROR 080303061
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
iii
PENGARUH BIOMASSA AZOLLA TERHADAP STATUS
LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) PADA TANAH
SKRIPSI
Oleh :
MUHAMMAD ABROR 080303061 / ILMU TANAH
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
iv
Judul Skripsi : Pengaruh biomassa azolla terhadap status logam berat timbal (Pb) pada tanah
Nama : Muhammad Abror NIM : 080303061
Program Studi : Agroekoteknologi Minat : Tanah
Disetujui Oleh Komisi Pembimbing
Ir. T. Sabrina, M.Agr. Sc. Ph.D. Benny Hidayat, SP. MP.
Ketua Anggota
Mengetahui,
Ir. T. Sabrina, M.Agr. Sc. Ph.D Ketua Program Studi Agroekoteknologi
v
ABSTRAK
Pencemaran tanah akibat logam berat semakin banyak terjadi akibat perkembangan industri dan kurangnya pengawasan terhadap polutan. Tanah tidak terlepas pada ancaman ini. Penelitian pengaruh biomassa azolla terhadap status logam berat timbale (Pb) pada tanah bertujuan untuk mengukur kemampuan bimassa azolla tercemar Pb dalam menambahkan maupun mengurangi ketersediaan Pb pada tanah yang dicemari Pb maupun yang tidak dicemari. Penelitian ini menggunakan rancangan acak kelompok faktorial dengan perlakuan yaitu biomassa azolla yang tercemar (0 g, 15 g, dan 30g) dan tanah yang dicemari Pb (0g, 150 ppm, dan 300 ppm). Parameter yang diamati pH H2O, Bahan Organik,
Pb Total dan Pb tersedia tanah minggu pertama dan minggu kedua setelah inkubasi. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pemberian biomassa azolla yang terkontaminasi Pb berpotensi menekan cemaran Pb dalam tanah yang tercemar sebesar 5% dan 10% berturut-turut untuk tanah yang dicemari Pb sebanyak 150 ppm dan 300 ppm. Penambahan biomassa azolla yang terkontaminasi Pb tidak berpengaruh terhadap pH maupun dalam meningkatkan bahan organik tanah. Sedangkan pemberian biomassa azolla yang tercemar Pb ke tanah tidak tercemar justru berpotensi menambah ketersediaan Pb tanah sebesar 75% dan 82% berturut-turut untuk penambahan azolla tercemar Pb 15 g dan 30 g. Pemberian azolla ini meningkatkan kandungan bahan organik tanah namun tidak berpengaruh nyata secara statistik terhadap perubahan pH tanah. Efek dari pemberian biomassa azolla yang tercemar Pb sejalan dengan waktu akan meningkatkan bahan organic tanah dan menurunkan pH tanah serta ketersediaan Pb didalam tanah. Pemberian biomassa azolla yang tercemar Pb sebanyak 30 g kedalam tanah yang tercemar mampu menekan ketersediaan Pb didalam tanah sampai dua minggu setelah aplikasi.
vi
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Medan pada tanggal 7 Desember 1990 dari ayah Kasman Lubis dan ibu Siti Hafsah. Penulis merupaka putra kedua dari empat bersaudara.
Pada tahun 2008 penulis lulus dari SMA Negeri 7, Medan dan pada tahun yang sama masuk ke Fakultas Pertanian USU melalui jalur ujian tertulis Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri. Penulis memilih Program Studi Ilmu Tanah yang sekarang berbaur menjadi Program Studi Agroekoteknologi.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota Ikatan Mahasiswa Ilmu Tanah, Sebagai asisten praktikum di Laboratorium Biologi Tanah dan Kimia Tanah.
vii
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, Tuhan Yang Maha Kuasa, atas segala rahmat dan KaruniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “ Pengaruh Biomassa Azolla Terhadap Status Logam Berat Timbal (Pb) Pada Tanah”.
Pada kesempatan ini penulis mengahturkan pernyataan terima kasih sebesar - besarnya kepada kedua orang tua yang telah membesarkan, memelihara dan mendidik penulis selama ini. Penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada Ibu T. Sabrina dan Bapak Benny Hidayat selaku ketua dan anggota komisi pembimbing yang telah membimbing dan memberikan berbagai masukan berharga kepada penulis dari mulai menetapkan judul, melakukan penelitian, sampai pada ujian akhir. Khusus untuk bapak Mukhlis, penulis juga menyampaikan banyak terima kasih atas bantuan dan arahannya kepada saya sehingga dapat menyelesaikan penelitian ini.
Di samping itu, penulis juga mengucapkan terimakasih kepada semua staf pengajar dan pegawai di Program Studi Agroekoteknologi, serta kepada Ardian Syahputra, Ridwandi, Cici Khairunnisa, Putri Juli Artha, Riri Rizki Chairiyah, Zoel Hani I. Hasibuan, Sri Wahyuni, Syahfitra Ibadillah, dan rekan-rekan mahasiswa yang tak dapat disebutkan satu per satu disini yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat.
viii
Potensi Azolla Sebagai Biosorbsi Logam Berat ... 11
METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian ... 14
Bahan dan Alat ... 14
Metode Penelitian ... 14
Pelaksanaan Penelitian ... 16
ix
DAFTAR TABEL
No. Hal
1. Kandungan logam berat dalam tanah secara alamiah (μg/g) ... 5 2. Kandungan unsur kimia Azolla berdasarkan berat kering (%) ... 10 3. Pengaruh pemberian biomassa azolla yang tercemar dan tanah yang
dicemari Pb terhadap pH tanah pada minggu pertama setelah inkubasi ... 19 4. Pengaruh pemberian biomassa azolla yang tercemar dan tanah yang
dicemari Pb terhadap pH tanah pada minggu kedua setelah inkubasi ... 20 5. Pengaruh pemberian biomassa azolla yang tercemar dan tanah yang
dicemari Pb terhadap Bahan Organik pada minggu pertama setelah
inkubasi ... 21 6. Pengaruh pemberian biomassa azolla yang tercemar dan tanah yang
dicemari Pb terhadap Bahan Organik pada minggu kedua setelah inkubasi ... 23 7. Pengaruh pemberian biomassa azolla yangtercemar Pb dan tanah yang
dicemari Pb terhadap Pb total tanah setelah inkubasi dua minggu ... 24 8. Pengaruh pemberian biomassa azolla yangtercemar Pb dan tanah yang
dicemari Pb terhadap Pb total tanah setelah inkubasi dua minggu ... 26 9. Pengaruh pemberian biomassa azolla dengan tanah yang dicemari Pb
x
DAFTAR GAMBAR
No. Hal
1. Interaksi pemberian biomassa azolla yang tercemar Pb dan pencemaran Pb pada tanah terhadap bahan organik tanah ... 22
2. Interaksi pemberian biomassa azolla dengan tanah yang dicemari Pb
terhadap Pb total tanah ... 25 3. Interaksi pemberian biomassa azolla dengan tanah yang dicemari Pb
xi
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal
1. Hasil pengukuran pH tanah satu minggu setelah inkubasi... 33
2. Sidik ragam pengukuran pH tanah satu minggu setelah inkubasi... 33
3. Hasil pengukuran pH tanah dua minggu setelah inkubasi ... 34
4. Sidik ragam pengukuran pH tanah dua minggu setelah inkubasi ... 34
5. Hasil pengukuran bahan organik tanah satu minggu setelah inkubasi ... 35
6. Sidik ragam pengukuran bahan organik tanah satu minggu setelah inkubasi ... . 35
7. Hasil pengukuran bahan organik tanah dua minggu setelah inkubasi ... 36
8. Sidik ragam pengukuran bahan organik tanah dua minggu setelah inkubasi ... . 36
9. Hasil pengukuran Pb total tanah dua minggu setelah inkubasi ... 37
10. Sidik ragam pengukuran Pb total tanah dua minggu setelah inkubasi .... . 37
11. Hasil pengukuran Pb tersedia tanah satu minggu setelah inkubasi ... 38
12. Sidik ragam pengukuran Pb tersedia tanah satu minggu setelah inkubasi ... . 38
13. Hasil pengukuran Pb tersedia tanah dua minggu setelah inkubasi ... 39
v
ABSTRAK
Pencemaran tanah akibat logam berat semakin banyak terjadi akibat perkembangan industri dan kurangnya pengawasan terhadap polutan. Tanah tidak terlepas pada ancaman ini. Penelitian pengaruh biomassa azolla terhadap status logam berat timbale (Pb) pada tanah bertujuan untuk mengukur kemampuan bimassa azolla tercemar Pb dalam menambahkan maupun mengurangi ketersediaan Pb pada tanah yang dicemari Pb maupun yang tidak dicemari. Penelitian ini menggunakan rancangan acak kelompok faktorial dengan perlakuan yaitu biomassa azolla yang tercemar (0 g, 15 g, dan 30g) dan tanah yang dicemari Pb (0g, 150 ppm, dan 300 ppm). Parameter yang diamati pH H2O, Bahan Organik,
Pb Total dan Pb tersedia tanah minggu pertama dan minggu kedua setelah inkubasi. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pemberian biomassa azolla yang terkontaminasi Pb berpotensi menekan cemaran Pb dalam tanah yang tercemar sebesar 5% dan 10% berturut-turut untuk tanah yang dicemari Pb sebanyak 150 ppm dan 300 ppm. Penambahan biomassa azolla yang terkontaminasi Pb tidak berpengaruh terhadap pH maupun dalam meningkatkan bahan organik tanah. Sedangkan pemberian biomassa azolla yang tercemar Pb ke tanah tidak tercemar justru berpotensi menambah ketersediaan Pb tanah sebesar 75% dan 82% berturut-turut untuk penambahan azolla tercemar Pb 15 g dan 30 g. Pemberian azolla ini meningkatkan kandungan bahan organik tanah namun tidak berpengaruh nyata secara statistik terhadap perubahan pH tanah. Efek dari pemberian biomassa azolla yang tercemar Pb sejalan dengan waktu akan meningkatkan bahan organic tanah dan menurunkan pH tanah serta ketersediaan Pb didalam tanah. Pemberian biomassa azolla yang tercemar Pb sebanyak 30 g kedalam tanah yang tercemar mampu menekan ketersediaan Pb didalam tanah sampai dua minggu setelah aplikasi.
xii
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Dalam memenuhi kebutuhan hidupnya, manusia telah melakukan eksploitasi terhadap alam dan menyebabkan berbagai dampak negatif berupa kerusakan dan pencemaran lingkungan. Pencemaran merupakan perubahan sifat-sifat udara, air, tanah dan makanan yang dapat berpengaruh buruk terhadap kesehatan, kelangsungan hidup atau aktivitas manusia dan organisme hidup lainnya. Penyebab pencemaran tanah biasaya berasal dari hasil pembuangan limbah yang mengandung bahan-bahan anorganik yang sukar terurai dalam tanah seperti plastik, kaca, dan kaleng, dll. Lahan pertanian umumnya menerima paling banyak pencemaran dari atmosfir, batuan, pupuk buatan, pestisida dan limbah industri yang memiliki kandungan logam berat dalam jumlah sedikit, namun jika terus menerus akan terakumulasi kedalam tanah dan berbahaya bagi lingkungan serta makhluk yang hidup didalamnya (Mukhlis dkk., 2011).
Logam berat merupakan penyebab pencemaran terbesar yaitu logam timbal. Timbal banyak dijumpai pada tanah di daerah bekas pertambangan, buangan limbah industri, dan paling banyak berasal dari penggunaan bahan TEL (Tetra Etyl Lead), yang banyak terkandung dalam minyak bumi dan gas alam yang banyak digunakan. Timbal bersifat karsinogenik dan dapat menyebabkan mutasi serta terurai dalam jangka waktu yang lama dengan toksisitas yang tidak berubah (Francis, 1994; dan Notodarmojo, dkk, 2005).
xiii
akhir-akhir ini sudah tidak digunakan para petani khususnya petani padi di Indonesia. Azolla mampu bersimbiosis dengan Anabaena azollae pemfiksasi N2.
Simbiosis ini menyebabkan azolla mempunyai kualitas nutrisi yang baik dan mampu menyediakan unsur N bagi tanah disekitarnya. Azolla segar juga mempunyai kemampuan untuk mengakumulasi logam berat pada tinggi konsentrasi dari media air. Dari sebuah penelitian menyebutkan bahwa azolla dapat menyerap logam berat dan mengakumulasikan logam tersebut kedalam tubuhnya sampai 100 ppm Cd dan Cu serta 1000 ppm Pb (Sela dkk., 1988).
Azolla yang terakumulasi logam berat kemudian akan mati dan biomassa azolla tersebut akan terdekomposisi menjadi bahan organik tanah. Bahan organik tanah akan terdekomposisi menjadi asam yang belum terhumifikasi seperti karbohidrat, asam amino, dan protein. Asam yang telah terhumifikasi seperti asam humat, asam fulfat dan turunan turunan hidroksi benzoatnya. Asam-asam organik tersebut yang berpotensi dalam mengkhelat logam berat (Tan, 1997)
Biomassa azolla yang terakumulasi logam berat kemudian akan terdekomposisi menjadi bahan organik tanah yang berpotensi dalam mengkhelat logam berat dan melepaskan logam berat. Untuk itu perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui kemampuan biomassa azolla dalam menjerap logam berat pada tanah.
Tujuan Penelitian
xiv
2. Untuk mengukur pengaruh cemaran logam berat Pb terhadap penambahan Pb didalam tanah.
3. Untuk mengetahui pengaruh interaksi biomassa azolla yang tercemar Pb pada tanah terhadap ketersediaan dan total Pb didalam tanah.
Hipotesis Penelitian
1. Pemberian biomassa azolla yang terakumulasi logam berat Pb tidak memberi pengaruh terhadap status logam berat Pb di dalam tanah. 2. Pemberian biomassa azolla yang terakumulasi logam berat Pb mampu
mengurangi konsentrasi logam berat pada tanah yang dicemari logam berat.
3. Pengaruh interaksi biomassa azolla yang tercemar Pb dengan penambahan cemaran Pb pada tanah mampu mengurangi konsentrasi logam berat pada tanah.
Kegunaan Penelitian
1. Sebagai syarat untuk mendapatkan gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
xv
TINJAUAN PUSTAKA
Logam Berat Pada Tanah
Perkembangan dan pembangunan di Indonesia yang semakin meningkat baik dalam bidang pertanian maupun industri akan sejalan dengan penigkatan residu atau hasil samping berupa logam berat. Logam berat yang dihasilkan diantaranya adalah Cd, Hg, Pb, Zn,Cu, Ni dll. Logam berat merupakan unsur logam yang mempunyai massa jenis lebih besar dari 5 g/cm3. Logam berat dari residu pertanian maupun industri biasa dijumpai dalam jumlah yang kecil namun sangat sulit terurai sehingga dalam jangka waaktu tertentu akan terakumulasi
dalam tubuh makhluk hidup yang meracuni makhluk hidup (Montazeri et al., 2010).
Logam berat Secara alami sangat banyak terkandung di dalam tanah, terutama tanah yang berasal dari batuan induk tertentu seperti tanah ultramafik (serpentin). Pencemaran logam berat di lahan sekitar penambangan, industri dan pertanian akan sangat meningkatkan kandungan logam berat didalam tanah karena residu maupun akibat tindakan dari kegiatan tersebut akan dibuang ataupun di timbun didalam tanah. Dalam jumlah yang sedikit tanah dapat mengurai logam berat, namun secara terus menerus tanah akan terakumulasi dan tercemar logam berat tersebut (Priyanto dan Joko, 2010).
xvi
mikroorganisme tanah dan tumbuhan sebagai hiperakumulator. Tumbuhan dikatakan hiperakumulator apabila tanaman tersebut dapat menyerap logam berat yang ada dilapangan dalam jumlah tertentu dan mengakumulasikan logam berat
tersebut ke dalam tubuhnya atau di sekitar perakaran tanaman tersebut (Shah and Nongkynrih, 2007)
Jenis limbah yang potensial merusak lingkungan hidup adalah limbah yang termasuk dalam Bahan Beracun Berbahaya (B3) yang di dalamnya terdapat logam-logam berat. Logam berat memasuki lingkungan tanah melalui penggunaan bahan kimia yaitu, penimbunan debu, hujan atau pengendapan, pengikisan tanah dan limbah buangan (Montazeri et al., 2010).
Tabel 1. Kandungan logam berat dalam tanah secara alamiah (μg/g)
Logam Kandungan (Rata-Rata) Kisaran Non Populasi
As 100 5 – 3000
Co 8 1 – 40
Cu 20 2 – 300
Pb 10 2 – 200
Zn 50 10 – 300
Cd 0,06 0,05 – 0,7
Hg 0,03 0,01 – 0,3
Montazeri et al., (2010)
xvii
jangka waktu lama sebagai racun. Di antara logam berat di atas, timbal merupakan salah satu logam berat yang paling banyak dijumpai khususnya di daerah perkotaan (Supriyanto dkk, 2007).
Timbal
Timbal adalah sebuah unsur yang biasanya ditemukan di dalam batu - batuan, tanah, tumbuhan dan hewan. Timbal 95% bersifat anorganik dan pada umumnya dalam bentuk garam anorganik yang umumnya kurang larut dalam air. Selebihnya berbentuk timbal organik. Timbal organik ditemukan dalam bentuk senyawa Tetra Ethyl Lead (TEL) dan Tetra Methyl Lead (TML). Jenis senyawa ini hampir tidak larut dalam air, namun dapat dengan mudah larut dalam pelarut organik misalnya dalam lipid. Waktu keberadaan timbal dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti arus angin dan curah hujan. Timbal tidak mengalami penguapan namun dapat ditemukan di udara sebagai partikel. Karena timbal merupakan sebuah unsur maka tidak mengalami degradasi (penguraian) dan tidak dapat dihancurkan (Sudarwin, 2008).
Timah hitam (Pb) merupakan salah satu unsur logam berat yang bersifat mobil dan mudah bergerak di dalam tanah. Pb dalam tanah berasal dari batuan dan berada pada struktur silikat yang menggantikan unsur kalsium/Ca dan baru dapat diserap oleh tumbuhan ketika Pb dalam mineral utama dan terpisah oleh proses pelapukan. Selain itu Pb di dalam tanah juga dapat terikat pada koloid tanah baik koloid liat maupun organik dan sering terkonsentrasi pada bagian atas tanah karena menyatu dengan tumbuhan (Priyanto dan Joko, 2001).
xviii
dimana air yang bersentuhan dengan timah hitam dalam suatu periode waktu dapat mengandung > 1 μg Pb/dm3
; sedangkan batas kandungan dalam air minum adalah 50 μg Pb/dm3 (Priyanto dan Joko, 2001).
Kandungan logam berat tanah dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah jenis tanah dan juga kondisi tanah tersebut. Logam berat terdapat banyak pada tanah- tanah masam dan juga yang miskin bahan organiknya. Dari sebuah penelitian menyatakan bahwa pH tanah menurun selama beberapa hari setelah aplikasi logam berat dan mikroorganisme ke dalam tanah. Mikroorganisme juga berpartisipasi dalam proses mobilisasi dan immobilisasi logam berat dalam tanah dengan menurunkan pH disekitar tanah tersebut (Mühlbacova, et al., 2005)
Keracunan Pb didalam tanah dipengaruhi oleh pH tanah, potensial redox dan jenis senyawa Pb tersebut. Secara umum Pb didalam tanah berikatan dengan ikatan karbonat, Fe dan Mn terikat, senyawa organik dan fase residual. Dampak negatif Pb pada fase larut ialah dapat dipertukarkan dan mudah tercuci, diserap tanaman air dan berada di permukaan air. Sedangkan Pb dalam fase organik karena ikatan yang kuat dari bahan organik dan sulfida (Dan et al., 2005).
xix
dan biologi tanah sehingga membuat kondisi yang stabil antara logam berat dan tanah tersebut (Mühlbachová, 2002).
Logam Pb dapat mencemari udara, tanah, air, tumbuhan, hewan dan bahkan manusia. Masuknya Pb ke tubuh manusia dapat melalui pencernaan bersamaan dengan tumbuhan yang biasa dikonsumsi manusia seperti padi, teh, dan sayur-sayuran. Dari hasil penelitian menyatakan bahwa beberapa jenis sayuran yang ditanam di pinggir jalan di kota besar mengakumulasi Pb di daunnya. Selain melalui pencernaan, Pb masuk ke tubuh manusia melalui sistem pernafasan. Sekitar 25-50.% Pb akan diserap oleh paru-paru karena ukurannya yang kecil (< 0,5μm) sehingga lebih mudah diserap oleh alveoli (Ahmad, 1994).
Banyak dimanfaatkannya Pb oleh kehidupan manusia seperti sebagai bahan pembuat baterai, amunisi, produk logam (logam lembaran, solder, dan pipa), perlengkapan medis (penangkal radiasi dan alat bedah), cat, keramik, peralatan kegiatan ilmiah/praktek (papan sirkuit/CB untuk komputer) untuk campuran minyak bahan - bahan untuk meningkatkan nilai oktan. Selai itu Pb juga penyumbang polusi terbesar di udara adalah sektor transportasi, yang diakibatkan oleh penggunaan Pb sebagai zat aditif untuk meningkatkan bilangan oktan pada bahan bakar. Mengingat sebagian besar Pb dalam BBM (70-80%) akan dikeluarkan sebagai partikulat ke udara (Francis, 1994).
xx
terakumulasi dalam ginjal, hati, kuku, jaringan lemak, dan rambut. Keracunan timbal kronik menimbulkan gejala seperti depresi, sakit kepala, sulit berkonsentrasi, gelisah, daya ingat menurun, sulit tidur, halusinasi dan kelemahan
otot. Susunan saraf pusat merupakan organ sasaran utama timbal. (Widowati, 2008).
Azolla
Azolla merupakan tumbuhan paku-pakuan air yang kecil dan terbukti dapat bersimbiosis dengan alga biru yakni Anabaena azolla. Di Cina dan Vietnam, azolla sudah digunakan berabad-abad sebagai sumber N bagi padi sawah karena kemampuannya dalam memfiksasi N2 dari udara dan menyediakan N
disekitar tumbuhnya. Selain itu ternyata azolla juga berpotensi sebagai agen fitoremediasi logam berat. Spesies yang banyak terdapat di Indonesia terutama di pulau Jawa adalah Azolla pinnata, dan biasa tumbuh bersama-sama padi di sawah (Ganji et al., 2005).
xxi
terhambat, tanaman akan berwarna merah dan akarnya melengkung (Hanafiah dkk, 2009)
Aplikasi azolla di sawah dapat melalui dua cara, yaitu disebar langsung dan dibenamkan. Sebelum digunakan untuk pernupukan, azolla diperbanyak pada kolam khusus. Bibit yang dipakai umur masih muda yaitu 2 minggu karena akan mempengaruhi pada produktifitas. Pemberian pupuk tambahan seperti N, P dan K
sangat penting karena hal ini akan memacu pertumbuhan bibit azolla (Ruhiyat dkk., 1999).
Tabel 2. Kandungan logam berat dalam tanah secara alamiah (μg/g)
No. Unsur Kimia Berat Kering
xxii
proses dekomposisi, biasanya akan menyebabkan penurunan pH tanah, karena selama proses dekomposisi akan melepaskan asam-asam organik yang menyebabkan menurunnya pH tanah. Namun apabila diberikan pada tanah yang masam dengan kandungan Al tertukar tinggi, akan menyebabkan peningkatan pH tanah, karena asam-asam organik hasil dekomposisi akan mengikat Al membentuk senyawa komplek (khelat), sehingga Al-tidak terhidrolisis lagi. Dilaporkan bahwa penambahan bahan organik pada tanah masam, antara lain inseptisol, ultisol dan andisol mampu meningkatkan pH tanah dan mampu menurunkan Al tertukar tanah. Peningkatan pH tanah juga akan terjadi apabila bahan organik yang kita tambahkan telah terdekomposisi lanjut (matang), karena bahan organik yang telah termineralisasi akan melepaskan mineralnya, berupa kation-kation basa (Atmojo, 2003)
Potensi Azolla Sebagai Biosorbsi Logam Berat
Di beberapa negara berkembang azolla menjadi dasar biosorbsi untuk perlakuan remediasi untuk tanah tercemar karena kemampuannya dalam membersihkan kontaminan logam berat pada lahan basah. Kemampuan azolla dibuktikan dari penelitian yang menyatakan azolla segar mampu mengadsorbsi logam berat Pb, Cd, Cu dan Zn masing-masing sekitar 228, 86, 62 dan 48 mg / g (biomassa azolla) (pada kondisi biomassa azolla) kemudian logam tersebut diikat bagian jaringan tubuhnya (Ganji et al., 2005).
xxiii
mampu diserap (terakumulasi pada azolla) mencapai 4.68%. Hal ini karena terdapatnya sejumlah besar pektin berupa gugus heteropolisakarida pada dinding sel berperan sebagai fitochelatin (Khosravi dkk., 2005 dan Hidayat, 2011a).
Potensi azolla sebagai hiperakumulator pada logam Pb dapat dilihat dari besarnya nilai bioakumulasi yaitu sebesar 18.139 artinya konsentrasi logam pada azolla lebih tinggi 18.139 kali dari media tanaman (air) tanpa mengalami efek toksisitas. Nilai biokonsentrasi belum dapat diketahui karena kecilnya berat untuk akar dan daun bila dilakukan pemisahan sehingga tidak dilakukan, tetapi pada Cu dan Cd masih diperlukan penelitian level konsentrasi maksimum bagi pertumbuhan azolla sehingga tidak mengalami efek letal (toksisitas) (Hidayat, 2011a). Azolla memilki adaptasi yang tinggi pada konsentrasi Pb, yang cukup tinggi. Pertumbuhan azolla pada kosentrasi Pb 50 ppm lebih baik dibandingkan pada Pb 0 ppm, dimana azolla menyerap Pb pada Daun 5.5 ppm dan pada akar 18.2 ppm. Azolla yang dibiakan pada air tailing justru mampu menyerap Pb pada daun hingga 94 ppm (Juhaeti dan Syarif, 2003).
Biomassa azolla yang mati akan terdekomposisi dengan cepat oleh bantuan mikroorganisme perombak. Mikroorganisme tersebut selain merombak biomassa azolla juga mampu menyerap logam berat yang tersedia didalam larutan tanah. Dengan demikian, proses dekomposisi tersebut mempengaruhi keseimbangan antara fase padat atau terlarut logam berat berat dengan mikroorganisme pada tanah tersebut (Naidu and Bolan, 2008).
xxiv
serta ada tidaknya tanaman yang tumbuh di atasnya. Dari hasil penelitian dapat dilihat bahwa pada tanah Latosol akibat pemberian jerami padi didapat kemampuan menyangga pencemaran logam berat Cd 10 ppm sebesar 99 % (Kunaefi dkk, 2010).
Bahan organik tanah adalah campuran polimer kompleks yang timbul dari mikroba dan kimia proses degradasi. Bahan organik memiliki afinitas tinggi untuk mengikat senyawa organik serta beberapa logam dalam tanah sehingga, mengurangi ketersediaan mereka. Sedangkan asam organik kelompok fungsional biasanya hadir dalam bahan organik memiliki afinitas tinggi untuk menarik logam kation (Naidu and Bolan, 2008).
Inceptisol
xii
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Dalam memenuhi kebutuhan hidupnya, manusia telah melakukan eksploitasi terhadap alam dan menyebabkan berbagai dampak negatif berupa kerusakan dan pencemaran lingkungan. Pencemaran merupakan perubahan sifat-sifat udara, air, tanah dan makanan yang dapat berpengaruh buruk terhadap kesehatan, kelangsungan hidup atau aktivitas manusia dan organisme hidup lainnya. Penyebab pencemaran tanah biasaya berasal dari hasil pembuangan limbah yang mengandung bahan-bahan anorganik yang sukar terurai dalam tanah seperti plastik, kaca, dan kaleng, dll. Lahan pertanian umumnya menerima paling banyak pencemaran dari atmosfir, batuan, pupuk buatan, pestisida dan limbah industri yang memiliki kandungan logam berat dalam jumlah sedikit, namun jika terus menerus akan terakumulasi kedalam tanah dan berbahaya bagi lingkungan serta makhluk yang hidup didalamnya (Mukhlis dkk., 2011).
Logam berat merupakan penyebab pencemaran terbesar yaitu logam timbal. Timbal banyak dijumpai pada tanah di daerah bekas pertambangan, buangan limbah industri, dan paling banyak berasal dari penggunaan bahan TEL (Tetra Etyl Lead), yang banyak terkandung dalam minyak bumi dan gas alam yang banyak digunakan. Timbal bersifat karsinogenik dan dapat menyebabkan mutasi serta terurai dalam jangka waktu yang lama dengan toksisitas yang tidak berubah (Francis, 1994; dan Notodarmojo, dkk, 2005).
xiii
akhir-akhir ini sudah tidak digunakan para petani khususnya petani padi di Indonesia. Azolla mampu bersimbiosis dengan Anabaena azollae pemfiksasi N2.
Simbiosis ini menyebabkan azolla mempunyai kualitas nutrisi yang baik dan mampu menyediakan unsur N bagi tanah disekitarnya. Azolla segar juga mempunyai kemampuan untuk mengakumulasi logam berat pada tinggi konsentrasi dari media air. Dari sebuah penelitian menyebutkan bahwa azolla dapat menyerap logam berat dan mengakumulasikan logam tersebut kedalam tubuhnya sampai 100 ppm Cd dan Cu serta 1000 ppm Pb (Sela dkk., 1988).
Azolla yang terakumulasi logam berat kemudian akan mati dan biomassa azolla tersebut akan terdekomposisi menjadi bahan organik tanah. Bahan organik tanah akan terdekomposisi menjadi asam yang belum terhumifikasi seperti karbohidrat, asam amino, dan protein. Asam yang telah terhumifikasi seperti asam humat, asam fulfat dan turunan turunan hidroksi benzoatnya. Asam-asam organik tersebut yang berpotensi dalam mengkhelat logam berat (Tan, 1997)
Biomassa azolla yang terakumulasi logam berat kemudian akan terdekomposisi menjadi bahan organik tanah yang berpotensi dalam mengkhelat logam berat dan melepaskan logam berat. Untuk itu perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui kemampuan biomassa azolla dalam menjerap logam berat pada tanah.
Tujuan Penelitian
xiv
2. Untuk mengukur pengaruh cemaran logam berat Pb terhadap penambahan Pb didalam tanah.
3. Untuk mengetahui pengaruh interaksi biomassa azolla yang tercemar Pb pada tanah terhadap ketersediaan dan total Pb didalam tanah.
Hipotesis Penelitian
1. Pemberian biomassa azolla yang terakumulasi logam berat Pb tidak memberi pengaruh terhadap status logam berat Pb di dalam tanah. 2. Pemberian biomassa azolla yang terakumulasi logam berat Pb mampu
mengurangi konsentrasi logam berat pada tanah yang dicemari logam berat.
3. Pengaruh interaksi biomassa azolla yang tercemar Pb dengan penambahan cemaran Pb pada tanah mampu mengurangi konsentrasi logam berat pada tanah.
Kegunaan Penelitian
1. Sebagai syarat untuk mendapatkan gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
xxv
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Rumah Kaca Lahan Percobaan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, dan Analisis dilakukan di Laboratorium Biologi Tanah, Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara, Medan dengan ketinggian tempat ±25 m dpl. Penelitian ini dimulai pada Februari sampai September 2012.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan adalah air dan tanah sebagai media yang telah dicemari dengan logam berat, Azolla pinnata berasal dari Laboratorium Biologi Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan. Logam berat Pb yang digunakan dengan senyawa Pb (CH3COOH)2.3H2O serta bahan-bahan kimia
yang dipergunakan untuk keperluan analisis Laboratorium.
Alat yang digunakan adalah ember sebagai wadah media tanam pertumbuhan A. pinnata, polibag sebagai wadah penelitian, ember besar untuk perbanyakan azolla serta alat-alat laboratorium lainnya yang dipergunakan selama penelitian dan analisis tanah.
Metode Penelitian
Metode percobaan yang dilakukan pada penelitian ini ialah rancangan acak kelompok faktorial dengan dua faktor dan dan tiga ulangan, yaitu:
Faktor 1 : biomassa azolla
A0 = Tanpa pemberian biomassa azolla
xxvi
A2 = Pemberian 30 g biomassa azolla yang dicemari 70 ppm Pb
Faktor 2 : Tanah yang dicemari logam berat Pb P0 = Tanah tanpa dicemari logam berat Pb
P1 = Tanah dicemari Pb 150 ppm
P2 = Tanah dicemari Pb 300 ppm
Sehingga didapat 9 kombinasi perlakuan yang tertera pada bagan rancangan sebagai berikut:
III I II
Model linier Rancangan Acak Kelompok :
Yijk = µ + ρi + αj + βk + (αβ)jk + ∑ijk
Dimana:
Yij : Respon yang diamati µ : Nilai tengah umum
ρi : Pengaruh perlakuan dari pengelompokan ke 3
αj : Pengaruh perlakuan biomassa azolla
βk : Pengaruh pemberian logam berat Pb
A2 P1 A2 P1 A0 P1
A2 P0 A1 P1 A2 P0
A1 P1 A2 P0 A1 P1
A0 P2 A1 P2 A2 P1
A1 P2 A0 P0 A0 P0
A0 P0 A2 P2 A1 P2
A1 P0 A0 P0 A0 P2
A2 P2 A0 P1 A0 P0
xxvii
(αβ)jk : Pengaruh interaksi antara perlakuan biomassa azolla dengan perlakuan
logam berat Pb
∑ijk : Faktor galat percobaan perlakuan biomassa azolla dan pemberian logam
berat dengan 3 pengelompokan
Selanjutnya data dianalisis dengan Analysis of variance (ANOVA) dan dilanjutkan dengan Uji Duncan Multiple Range Test (DMRT).
Pelaksanaan Penelitian
Persiapan Media Tanah Inkubasi Azolla
Media yang digunakan untuk memperbanyak azolla adalah tanah Inseptisol dari lahan percobaan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Tanah diisi kedalam ember (ø 10 cm) sebanyak 10 kg, dan air diisi kedalamnya hingga mencapai batas. Media untuk pengujian biomassa azolla dalam mengkhelat logam berat adalah tanah Inseptisol dari lahan percobaan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Tanah tersebut diisi sebanyak ± 1 kg per polibag sebanyak 27 buah yaitu 3 x 3 x 3. Kemudian tanah tersebut diberikan logam berat sesuai dengan perlakuan.
Persiapan Azolla
xxviii
Setelah azolla diperbanyak, maka dilakukan aklimatisasi azolla dengan media air yang kemudian diberikan logam pencemar sebanyak perlakuan, dengan dibiarkan selama seminggu sehingga logam terakumulasi dalam azolla.
Pemberian biomassa azolla
Seminggu setelah azolla dicemari logam berat Pb, selanjutnya biomassa azolla dipanen dan ditiriskan. Aplikasi biomassa azolla yang telah terakumulasi logam berat ke dalam tanah dilakukan dengan cara membenamkan biomassa azolla sebanyak perlakuan kedalam tanah yang sudah disiapkan dan diinkubasi selama satu minggu.
Analisis Awal
Analisis awal dilakukan pada azolla yang telah dicemari logam berat Pb dan diaklimatisasi sebelum biomassa azolla diberikan ke dalam tanah dan juga pada tanah yang telah diberikan logam berat dengan beberapa taraf untuk mengetahui dosis Pb yang akan diberikan kedalam tanah.
Analisis Akhir
Analisis akhir dilakukan pada tanah meliputi pH H2O tanah, %C Organik
tanah dengan ekstraktan K2Cr2O7, Pb tersedia pada tanah menggunakan ekstraktan
0,1M HCl dan analisa logam berat Pb total pada tanah menggunakan ekstraktan HClO4 dan HNO3 pekat dari setiap perlakuan di Laboratorium Kimia dan
Kesuburan Tanah.
Parameter yang Diamati
Parameter yang diamati dari penelitian ini adalah:
− pH (H2O) tanah menggunakan metode elektrometri
xxix
− Pb tersedia tanah menggunakan AAS
xxx
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
pH H2O
Hasil uji statistik menunjukkan bahwa perlakuan tanah yang dicemari logam berat Pb pada minggu pertama berbeda sangat nyata terhadap perubahan pH H2O. Perlakuan pemberian biomassa azolla tanah dan interaksi antara
pemberian biomassa azolla kedalam tanah dengan tanah yang dicemari logam berat berbeda tidak nyata terhadap pH tanah pada minggu pertama (Lampiran 2). Tabel 3. Pengaruh pemberian biomassa azolla dan tanah yang dicemari Pb
terhadap pH tanah pada minggu pertama setelah inkubasi
Perlakuan P0
Keterangan : Angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada
α = 0,05 menurut DMRT
Dari Tabel 1 dapat dilihat bahwa pH H2O setelah satu minggu inkubasi,
nilai pH tertinggi pada perlakuan tanah yang dicemari Pb sebanyak 300 ppm yaitu 6,29. Nilai tersebut tidak berbeda nyata dengan perlakuan tanpa pemberian Pb, namun berbeda nyata dengan pH H2O pada tanah yang dicemari Pb 150 ppm.
xxxi
Perlakuan tanah yang dicemari logam berat Pb berbeda sangat nyata terhadap pH H2O pada pengamatan minggu kedua sedangkan perlakuan
pemberian biomassa azolla dan interaksi antara pemberian biomassa azolla dengan tanah yang dicemari logam berat berbeda tidak nyata terhadap pH tanah (Lampiran 4).
Tabel 4.Pengaruh pemberian biomassa azolla dan tanah yang dicemari Pb terhadap pH tanah pada minggu kedua setelah inkubasi
Perlakuan P0
Keterangan : Angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada
α = 0,05 menurut DMRT
Dari Tabel 2 dapat dilihat bahwa setelah dua minggu inkubasi nilai pH tertinggi pada perlakuan tanah tanpa dicemari Pb yaitu 5.73 dan berbeda nyata dengan pH terendah pada perlakuan tanah yang dicemari Pb 150 ppm yaitu 5.5. Sementara perlakuan tanah tanpa dicemari Pb tidak berbeda nyata terhadap perubahan pH tanah yang dicemari 300 ppm Pb. Dari hasil uji statistik pemberian biomassa azolla tidak berbeda nyata terhadap pH tanah dan nilai pH tertinggi pada perlakuan pemberian azolla 30 g yaitu 5.67 dan terendah pada perlakuan tanpa pemberian biomassa azolla yaitu 5.55.
Bahan Organik Tanah
xxxii
kedalam tanah berbeda nyata terhadap kandungan bahan organik tanah (Lampiran 6).
Tabel 5. Pengaruh pemberian biomassa azolla dan tanah yang dicemari Pb terhadap bahan organik tanah pada minggu pertama setelah inkubasi
Perlakuan P0 (0 ppm Pb)
P1
(150 ppm Pb)
P2
(300ppm Pb) Rataan ……….%... A0 (0 g biomassa) 1.94 d 2.23 bc 2.03 cd 2.07 b
A1 (15 g biomassa) 2.03 cd 2.13 bcd 2.64 a 2.27 a
A2 ( 30 g biomassa) 2.31 b 2.35 b 2.30 b 2.32 a
Rataan 2.10 b 2.24 a 2.33 a
Keterangan : Angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada
α =0,05 menurut DMRT
Dari Tabel 2 dapat dilihat bahwa tanpa pemberian biomassa azolla dengan nilai bahan organik tertinggi pada pemberian 30 g sebesar 2.32% dan bahan organik tanah terendah pada tanah tanpa pemberian biomassa azolla yaitu 2.07% pada masa inkubasi satu minggu. Pada perlakuan tanah yang dicemari Pb bahan
organik tertinggi terdapat pada perlakuan tanah yang dicemari 300 ppm Pb, 2.33% yaitu dan yang terendah pada perlakuan tanpa dicemari Pb yaitu 2.10%.
xxxiii
Gambar 1. Interaksi pemberian biomassa azolla yang tercemar Pb dan pencemaran Pb pada tanah terhadap bahan organik tanah
Dari Gambar 1 terlihat bahwa pada semua perlakuan tanah menunjukkan perubahan kandungan bahan organik yang mengikuti garis linier menaik. Selain itu pada pemberian biomassa azolla 4 g pada tanah yang dicemari Pb 150 ppm berpotongan dengan tanah yang dicemari 300 ppm Pb. Pada grafik juga terlihat pemberian biomassa azolla 30 g terjadi perpotongan akibat pemberian logam berat Pb pada tanah pada. Hal ini menunjukkan kandungan bahan organik yang sama pada interaksi perlakuan tersebut.
Hasil uji statistik memperlihatkan bahwa pada minggu kedua setelah inkubasi perlakuan pemberian biomassa azolla berbeda sangat nyata terhadap bahan organik tanah dan pada tanah yang dicemari logam berat Pb berbeda nyata terhadap bahan organik tanah. Interaksi pemberian biomassa azolla dengan
xxxiv
pemberian logam berat Pb kedalam tanah tidak berbeda nyata pada minggu pertama terhadap peningkatan bahan organik tanah (Lampiran 8).
Tabel 6. Pengaruh pemberian biomassa azolla dan tanah yang dicemari Pb terhadap bahan organik tanah pada minggu kedua setelah inkubasi
Perlakuan P0
Keterangan : Angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada
α =0,05 menurut DMRT
Dari Tabel 3 dapat dilihat bahwa bahan organik tanah tertinggi setelah dua minggu masa inkubasi pada perlakuan pemberian biomassa azolla 30 g yaitu 2.96% dan berbeda nyata terhadap pH tanah yang terendah pada pemberian 0 g biomassa azolla yaitu 2.47%, sedangkan pada pemberian 15 g dan 30 g biomassa azolla tidak berbeda nyata terhadap pH H2O. Pada perlakuan tanah yang dicemari
Pb bahan organik tertinggi pada perlakuan tanpa dicemari yaitu 2.87% menunjukkan perbedaan yang nyata dengan pH tanah terendah yaitu pada tanah yang dicemari Pb 150 ppm sebesar 2.52%.
Pb Total Tanah
xxxv
Tabel 7. Pengaruh pemberian biomassa azolla dan tanah yang dicemari Pb terhadap Pb total tanah pada minggu kedua setelah inkubasi
Perlakuan P0
Keterangan : Angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada
α =0,05 menurut DMRT
Dari Tabel 6 dapat dilihat bahwa Pb total tanah tertinggi pada interaksi pemberian biomassa azolla dengan tanah yang dicemari Pb pada perlakuan pemberian 30 g biomassa azolla ke dalam tanah yang dicemari Pb 300 ppm sebesar 451.23 ppm dan berbeda nyata dengan Pb total tanah terendah pada perlakuan tanah tanpa biomassa azolla dan dicemari Pb yaitu 97.78 ppm. Interaksi pemberian biomassa tanah dengan pencemaran Pb pada tanah terhadap bahan Pb total dapat dilihat pada gambar berikut:
xxxvi
Dari gambar 3 terlihat bahwa setelah dua minggu masa inkubasi pemberian biomassa azolla yang tercemar Pb dapat meningkatkan kadar Pb total mengikuti garis linear menaik dan terjadi perpotongan di antara perlakuan tanah yang dicemari 150 ppm dan 300 ppm pada pemberian 15 g biomassa azolla yang tercemar Pb. Hal tersebut menunjukkan bahwa kadar Pb total didalam tanah pada tanah yang dicemari 150 ppm Pb sama dengan tanah yang dicemari 300 ppm Pb setelah dua minggu setelah masa inkubasi.
Pb Tersedia Tanah
Hasil uji statistik didapat bahwa perlakuan pemberian biomassa azolla dan interaksi pemberian biomassa azolla dengan pemberian logam berat ke dalam tanah berbeda nyata terhadap ketersediaan Pb di dalam tanah. Pada minggu pertama setelah inkubasi dan pada perlakuan tanah yang dicemari logam berat Pb berbeda sangat nyata terhadap Pb tersedia tanah (Lampiran 14).
Tabel 8. Pengaruh pemberian biomassa azolla dan tanah yang dicemari Pb terhadap Pb tersedia tanah minggu pertama setelah inkubasi
Perlakuan P0 Keterangan : Angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak
berbeda nyata pada α =0,05 menurut DMRT
xxxvii
perlakuan tanpa pemberian biomassa azolla ke dalam tanah tanpa dicemari Pb, yaitu 14.45 ppm. Selain itu terlihat penambahan ketersediaan Pb sampai 80 ppm dan peningkatan Pb tersedia ± 20 ppm akibat pemberian biomassa azolla yang tercemar Pb pada tanah tanpa dicemari Pb dan tanah yang dicemari 300 ppm Pb. Namun pada pemberian 150 ppm Pb terjadi pengurangan ketersediaan Pb 1- 10 ppm. Interaksi pemberian biomassa tanah dengan pencemaran Pb pada tanah terhadap bahan Pb tersedia tanah dapat dilihat pada gambar berikut:
0.00
Gambar 3. Interaksi pemberian biomassa azolla dengan tanah yang dicemari Pb terhadap Pb total
tanah
xxxviii
menunjukkan garis linear datar. Selain itu juga terlihat pertemuan titik pada pemberian 30 g biomassa azolla pada tanah yang dicemari 150 ppm dan tanpa dicemari Pb seminggu setelah inkubasi. Hal ini menunjukkan bahwa ketersediaan Pb yang sama pada minggu kedua akibat pemberian biomassa azolla 30 g pada tanah 150 dan 300 ppm.
Dari hasil uji statistik pada Lampiran 16 diperoleh pada minggu kedua setelah inkubasi bahwa perlakuan pemberian biomassa azolla tidak berbeda nyata terhadap Pb tersedia tanah. Sedangkan pada perlakuan tanah yang dicemari logam berat Pb berbeda sangat nyata terhadap Pb tersedia tanah dan interaksi pemberian biomassa azolla dengan pemberian logam berat kedalam tanah tidak berbeda nyata terhadap ketersediaan Pb di dalam tanah.
Tabel 9. Pengaruh pemberian biomassa azolla dan tanah yang dicemari Pb terhadap Pb tersedia tanah pada minggu kedua setelah inkubasi
Perlakuan P0
Keterangan : Angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada
α =0,05 menurut DMRT
xxxix
Namun mengalami penurunan akibat pemberian biomassa azolla sampai 10 ppm Pb pada tanah dicemari Pb150 ppm dan juga menurun hingga 20 ppm pada tanah dicemari 300 ppm.
Pembahasan
Pada tanah yang dicemari logam berat Pb pada konsentrasi yang tinggi yaitu 300 ppm akan menekan kandungan bahan organik tanah walaupun aplikasi biomassa azolla diberikan pada dosis tertinggi 30 g. Sebaliknya pada tanah tanpa pemberian biomassa azolla yang tercemar Pb meningkatkan bahan organik tanah sama halnya dengan tanah yang dicemari Pb 150 ppm. Hal ini dikarenakan pencemaran tanah akibat keracunan Pb pada konsentrasi yang tinggi dapat menekan kandungan bahan organik tanah. Namun pada tanah yang dicemari Pb konsentrasi yang rendah tidak mempengaruhi bahan organik tanah karena kemampuan tanah sebagai penyangga (daya buffer tanah). Hal ini sesuai dengan literatur Kunaefi, Oginawati, dan Madiati (2010) yang menyatakan bahwa setiap tanah memiliki sifat fisik dan kimia yang berbeda- beda, sehingga berbeda dalam kemampuan untuk menyangga berbagai macam pencemar. Daya sanggah tanah terhadap Pb tergantung dari kandungan bahan organik, tekstur, serta ada tidaknya tanaman yang tumbuh di atasnya.
xl
mempunyai kadar air sebesar 70 hingga 80 % dari berat tubuhnya sehingga proses dekomposisi azolla berlangsung lebih cepat yakni sekitar 15 – 25 hari.
Bahan organik tanah pada minggu kedua mengalami peningkatan dari minggu pertama inkubasi hal ini dikarenakan proses dekomposisi sudah mulai matang atau stabil pada akhir minggu kedua masa inkubasi. Hal ini sesuai dengan yang dikemukakan oleh Tan (1997) yang menyatakan bahwa bahan organik tanah yang telah terhumifikasi akan menghasilkan asam humat, fulfat dan humin. Asam-asam organik ini telah terhumifikasi sehingga lebih stabil.
Pada minggu kedua masa inkubasi bahan organik mengalami penurunan akibat pemberian Pb 150 ppm namun mengalami peningkatan kembali pada tanah yang dicemari 300 ppm. Hal ini dikarenakan proses dekomposisi belum berakhir sehingga terjadi peningkatan dan penurunan kandungan bahann organik tanah pada setiap perlakuan. Hal ini sesuai dengan literatur Djojosiwito (2000) yang menyatakan bahwa biomassa azolla segar mempunyai kandungan bahan organik sebesar 70 hingga 80 % dari berat tubuhnya sehingga proses dekomposisi azolla berlangsung lebih cepat yakni sekitar 15 – 25 hari masa inkubasi.
xli
Lamanya inkubasi mempengaruhi ketersediaan Pb didalam tanah. Ketersediaan Pb minggu kedua akibat pemberian biomassa azolla tercemar Pb mengalami peningkatan dari minggu pertama kecuali pada pemberian biomassa azolla yang tercemar Pb 15 g dan 30 g ke dalam tanah yang dicemari 300 ppm Pb yang mengalami penurunan. Hal ini dikarenakan pada tanah mempunyai daya buffer atau kemampuan memulihkan dari keracunan bahan pencemar yang ada di dalam tanah pada waktu tertentu. Hal ini sesuai dengan yang dikemukakan oleh Kunaefi, Oginawati, dan Madiati (2010) yang menyatakan bahwa setiap tanah memiliki sifat fisik dan kimia yang berbeda - beda, sehingga berbeda dalam kemampuan untuk menyangga berbagai macam pencemar. Daya sanggah tanah terhadap Pb tergantung dari kandungan bahan organik, tekstur, serta ada tidaknya tanaman yang tumbuh di atasnya.
Akibat pemberian biomassa azolla yang dicemari Pb 70 ppm menunjukkan peningkatan ketersediaan Pb tanah sekitar 20% pada tanah yang dicemari 150 ppm. Peningkatan juga terjadi sekitar 9% pada minggu pertama dan penurunan ketersediaan Pb sekitar 5% pada minggu kedua. Hal ini menunjukkan bahwa bahan organik tanah dari biomassa azolla yang diberikan pada tanah mampu mengurangi ketersedian Pb dalam tanah. Dekomposisi yang terjadi akan menghasilkan asam-asam organik tanah yang mampu mengkhelat logam berat di dalam tanah.
xlii
Pb total dan ketersediaan Pb di dalam tanah tersebut meningkat setelah dua minggu masa inkubasi. Hal ini menunjukkan biomassa azolla yang telah tercemar Pb berpotensi melepaskan Pb yang telah diadsorbsinya pada tanah yang tidak tercemar Pb setelah dua minggu inkubasi. Namun mampu mengurangi ketersediaan Pb dalam tanah tersebut pada tanah yang telah tercemar Pb.
xliv
DAFTAR PUSTAKA
Ahmad, R. 1994. Monster itu Bernama Timbal
10 Maret 2012.
Atmojo, S., W., 2003, Peranan Bahan Organik Terhadap Kesuburan Tanah dan Upaya Pengelolaannya, Sebelas Maret Unyversity Press: Surakarta. Dan, L. H., Guang, M. Z., Xiao Y. J., Chong, L.F., Hong, Y. Y., Guo, H. H., and
Hong , L. L., 2005, Bioremediation of Pb- contaminated soil incubating with Phanerochate chrysosporium and straw, College of environtmental Science and Engineering, Hunan University, Changsha 410082, Hunan, China.
Djojosuwito, S., 2000. Azolla Pertanian Organik dan Multiguna. Penerbit Kanisisus. Yogyakarta.
Francis, B. M. 1994. Toxic Substances in The Environment. John Willey&Sons, inc. Canada. dalam. Ed. Sembiring E. dan Sulistiawati E..2006. Akumulasi Pb dan pengaruhnya pada kondisi daun Swietenia Macrophylla King. Bandung.
Ganji M. T, Khosravi, M. and Rakhshaee R. 2005. Biosorption of Pb, Cd, Cu and Zn from the wastewater by treated Azolla filiculoides with H2O2/MgCl2 Department of Applied Chemistry, Islamic Azad University, Rasht Branch, Rasht, Iran
Hanafiah, A. S., T. Sabrina, H. Guchi, 2009. Biologi dan Ekologi Tanah. USU Press, Medan
Hidayat B, 2011a. Skrining Tumbuhan air Hiperakumulator. Topik khusus I, program Doktor Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Kultura. Vol:12 No.1.September 2011.UMN-AW.
Juhaeti, T. dan F Syarif. 3002. Studi Potensi Beberapa Jenis Tumbuhan Air Untuk Fitoremediasi. Dalam Hidayat (2011). Skrining Tumbuhan air Hiperakumulator Topik khusus I, program Doktor Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Kultura. Vol:12 No.1.September 2011.UMN-AW.
xlv
Mukhlis, Sarifuddin dan H. Hanum. 2011. Kimia Tanah. Teori dan Aplikasi. USU- Press. Medan
Montazeri A. H., Befi R. D., Khairunnisa, M. Sadiqul iman, 2010, Cemaran Logam Berat Kadmium (Cd) Dalam Tanah Dan Akibatnya Bagi Kesehatan Manusia, Universitas Lambung Mangkurat, Banjar Baru. Muhlbachova, G., Simon, T., Pechova, M., 2005, The availability of Cd, Pb, and
Zn and theie relationships with soil pH and microbial biomass in soil amended by natual clinoptililite, Research Institute of Corp Prodction, Prague-Ruzyne, Czech Republic.
_________, G., 2002, The availability of DTPA extracted heavy metals during laboratory incubation of contaminated soil with glucose amendments, , Research Institute of Corp Prodction, Prague-Ruzyne, Czech Republic. Naidu, R., dan Bolan, N. S., 2008, Contaminant Chemistry In Soils: Key Concepts
And Bioavailability. Developments in Soil Science, Volume 32 Ed. Naidu, R.
Notodarmojo, S., 2005, Pencemaran Tanah dan Air, Penerbit ITB, Bandung. Sudarwin, 2008, Analisis Spasial Pencemaran Logam Berat (Pb Dan Cd) Pada
Sedimen Aliran Sungai Dari Tempat Pembuangan Akhir (Tpa) Sampah Jatibarang Semarang.
http://eprints.undip.ac.id/17967/1/SUDARWIN.pdf. Diakses pada 10 Maret 2012.
Supriyanto C, Samin, dan Zainul K.,2007, Analisis Cemaran Logam Berat Pb, Cu, Dan Cd Pada Ikan Air Tawar Dengan Metode Spektrometri Nyala Serapan Atom (Ssa). Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan. Yogyakarta.
Shah, K., and Nongkynrih, M. J., 2005. Metal hyperaccumulation and bioremediation. Department of zology, Mahila Mahavidyalaya, Banaras Hindu University: Meghalaya, India.
Priyanto, B dan Joko P., 2001, Fitoremediasi sebagai Sebuah Teknologi Pemulihan
Pencemaran, Khususnya Logam Berat. URL: 2012).
xlvi
Sela,M., Tel-Or, E., Fritz, E. and Huttemann, A.: 1988, ‘Localization and Toxic Effects of Cadmium,Copper, and Uranium in Azolla’, Plant Physiol. 88, 30–36.
Tan, K., H., 1997, Degradasi Mineral Tanah Oleh Asam Organik dalam Interaksi Mineral Tanah dengan Organik Alami dan Mikroba diterjemahkan oleh Goenardi, D., H., Gadjah Mada University Press: Yogyakarta Widowati, W., Sastiono, A., Jusuf, R. 2008. “Efek Toksik Logam” Pencegahan
xlvii Lampiran
Lampiran 1. Hasil pengukuran pH tanah satu minggu setelah inkubasi
Perlakuan Blok Total Rataan
I II III
A0P0 6.44 6.04 6.42 18.90 6.30
A1P0 6.39 6.30 6.35 19.04 6.35
A2P0 5.85 6.36 6.21 18.42 6.14
A0P1 5.65 5.77 5.66 17.08 5.69
A1P1 5.85 5.68 5.82 17.35 5.78
A2P1 5.86 5.89 5.95 17.70 5.90
A0P2 6.34 6.44 6.07 18.85 6.28
A1P2 6.60 6.28 6.59 19.47 6.49
A2P2 5.82 6.20 6.25 18.27 6.09
Total 54.80 54.96 55.32 165.08
Lampiran 2. Sidik ragam pengukuran pH tanah satu minggu setelah inkubasi
SK db JK KT Fh F.05 F.01
Blok 2 0.016 0.0079 0.25tn 3.63 6.23
Perlk 8 1.776 0.2220 7.00** 2.59 3.89
A 2 0.126 0.0632 2.00tn 3.63 5.52
P 2 1.401 0.7007 22.12** 3.63 5.52
AxP 4 0.249 0.0621 1.96tn 3.01 4.30
Galat 16 0.507 0.0317
Total 26 2.299 0.0884
KK = 2.91%
Keterangan ** = sangat Nyata *= nyata
xlviii
Lampiran 3. Hasil pengukuran pH tanah dua minggu setelah inkubasi
Perlakuan Blok Total Rataan
I II III
A0P0 5.73 5.48 5.79 17.00 5.67
A1P0 5.7 5.78 5.81 17.29 5.76
A2P0 5.72 5.76 5.84 17.32 5.77
A0P1 5.49 5.46 5.41 16.36 5.45
A1P1 5.34 5.66 5.46 16.46 5.49
A2P1 5.52 5.8 5.36 16.68 5.56
A0P2 5.37 5.59 5.61 16.57 5.52
A1P2 5.55 5.65 5.73 16.93 5.64
A2P2 5.62 5.74 5.68 17.04 5.68
Total 50.04 50.92 50.69 151.65
Lampiran 4. Sidik ragam pengukuran pH tanah dua minggu setelah inkubasi
SK db JK KT Fh F.05 F.01
Blok 2 0.046 0.0231 1.57tn 3.63 6.23
Perlk 8 0.326 0.0408 2.77* 2.59 3.89
A 2 0.071 0.0356 2.42tn 3.63 5.52
P 2 0.247 0.1237 8.41** 3.63 5.52
AxP 4 0.008 0.0019 0.13tn 3.01 4.30
Galat 16 0.235 0.0147
Total 26 0.608 0.0234
KK = 1.58%
Keterangan ** = sangat Nyata *= nyata
xlix
Lampiran 5. Hasil pengukuran bahan organik tanah satu minggu setelah inkubasi
Perlakuan Blok Total Rataan
I II III
l
Lampiran 7. Hasil pengukuran bahan organik tanah dua minggu setelah inkubasi
Perlakuan Blok Total Rataan
I II III
A0P0 2.57 2.84 2.62 8.03 2.68
A1P0 2.75 2.6 3.24 8.59 2.86
A2P0 2.94 3.01 3.24 9.19 3.06
A0P1 1.99 2.34 2.06 6.39 2.13
A1P1 2.82 2.59 2.24 7.65 2.55
A2P1 2.71 3.28 2.66 8.65 2.88
A0P2 2.47 2.94 2.43 7.84 2.61
A1P2 2.78 3.25 2.63 8.66 2.89
A2P2 3.26 2.77 2.77 8.80 2.93
Total 24.29 25.62 23.89 73.80
Lampiran 8. Sidik ragam pengukuran bahan organik tanah dua minggu setelah inkubasi
SK db JK KT Fh F.05 F.01
Blok 2 0.182 0.0911 1.28tn 3.63 6.23
Perlk 8 1.881 0.2351 3.30* 2.59 3.89
A 2 1.081 0.5404 7.59** 3.63 5.52
P 2 0.622 0.3112 4.37* 3.63 5.52
AxP 4 0.178 0.0445 0.62tn 3.01 4.30
Galat 16 1.139 0.0712
Total 26 3.202 0.1232
KK = 9.76%
Keterangan ** = sangat Nyata *= nyata
li
Lampiran 9. Hasil pengukuran Pb total tanah dua minggu setelah inkubasi
Perlakuan Blok Total Rataan
I II III
Lampiran 10. Sidik ragam pengukuran Pb total tanah dua minggu setelah inkubasi
lii
Lampiran 11. Hasil pengukuran Pb tersedia tanah satu minggu setelah inkubasi
Perlakuan Blok Total Rataan
I II III
liii
Lampiran 13. Hasil pengukuran Pb tersedia tanah dua minggu setelah inkubasi
Perlakuan Blok Total Rataan
I II III
A0P0 11.316 22.009 13.629 46.95 15.65
A1P0 53.809 80.509 83.396 217.71 72.57
A2P0 74.909 115.92 75.666 266.50 88.83
A0P1 76.249 111.043 84.462 271.75 90.58
A1P1 156.98 144.128 107.757 408.87 136.29
A2P1 169.365 97.515 115.666 382.55 127.52
A0P2 253.796 107.797 151.145 512.74 170.91
A1P2 191.521 144.011 201.592 537.12 179.04
A2P2 143.88 173.724 159.818 477.42 159.14
Total 1131.83 996.66 993.13 3121.61
Lampiran 14. Sidik ragam pengukuran Pb tersedia tanah dua minggu setelah inkubasi
SK db JK KT Fh F.05 F.01
Blok 2 1389.60 694.80 0.60tn 3.63 6.23
Perlk 8 68200.73 8525.09 7.32** 2.59 3.89
A 2 1686.53 843.27 0.72tn 3.63 5.52
P 2 55210.73 27605.36 23.69** 3.63 5.52
AxP 4 11303.47 2825.87 2.42tn 3.01 4.30
Galat 16 18645.29 1165.33 Total 26 88235.61 3393.68
KK = 29.53%
Keterangan ** = sangat Nyata *= nyata
