Faktor tanaman dan faktor lingkungan yang mempengaruhi kemampuan tanaman dalam menyerap polutan Gas NO2

FAKTOR TANAMAN DAN FAKTOR LINGKUNGAN YANG

.-

MEMPENGARUHI KEMAMPUAN TANAMAN DALAM

MENYERAP POLUTAN GAS NOz

OLEH

:

ASTRA DWI PATRA

PROGRAM PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

ABSTRAK

ASTRA DWI PATRA. Faktor Tanaman Dan Faktor Lingkungan Yang Mempengaruhi Kemampuan Tanaman Dalam Menyerap Polutan Gas NO2. Dibimbing oleh NEAR NASRULLAH dan ELSJE L.SISWOR0.

Keberadaan jalur hijau jalan semakin menurun seiring dengan peningkatan pembangunan di perkotaan. Hal ini menyebabkan penurunan kualitas lingkungan khususnya pencemaran udara oleh kendataan berrnotor, terutama gas NO2 yang sangat berbahaya bagi manusia. Oleh karena itu diperlukan tanaman-tanaman yang berfungsi sebagai penyerap gas NO2 dan berfungsi estetik.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh faktor tanaman (kerapatan stomata, total klorofil, tebal daun dan berat jenis daun); serta faktor cahaya (kondisi gelap dan terang) terhadap penyerapan gas NO2. Diharapkan dari hasil penelitian ini diperoleh tanaman-tanaman yang dapat berpotensi sebagai tanaman jalur hijau jalan, yang dapat berfungsi dalam menyerap gas pencemar NO2 dan berfungsi estetik.

Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi penyerapan gas I5N digunakan metode eksposure (pemaparan) gas NO2 yang bertanda "N (99% atom "N), pada 12 spesies tanaman dengan ketinggian tanaman 70-80 cm. Pemaparan gas 15N pada tanaman, dilakukan dalam gas chamber (bilik gas) dengan intensitas cahaya (kondisi terang) 1000 lux, suhu 29-30°C .dan kelembaban relatif udara pada awal 60%, selama 60 menit. Untuk mengetahui serapan 1 5 ~ oleh tanaman dilakukan analisis N total dengan menggunakan metode kjeldal dan analilsis kandungan 1 5 ~ dengan spektrometer emisi (Yasco N- 151). Selain itu juga dilakukan analisis terhadap faktor tanaman (kerapatan stomata, total klorofil, tebal daun dan berat jenis daun). Untuk mengetahui pengaruh- faktor tanaman dan penyerapan ' 5 ~ terhadap kondisi cahaya yang berbeda, menggunakan analisis regresi.

SURAT PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang be

judul :

FAKTOR TANAMAN DAN FAKTOR LINGKUNGAN YANG MEMPENGARUHI KEMAMPUAN TANAMAN DALAM

MENYERAP POLUTAN GAS NOt

Adalah benar rnerupakan hasil karya saya sendiri dan belum pemah dipublikasikan. Semua sumber data dan infonnasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas

dan dapat diperiksa kebenarannya.

Bogor,

September 2002

ASTRA DWI PATRA

FAKTOR TANAMAN DAN FAKTOR LINGKUNGAN YANG MEMPENGARUHI KEMAMPUAN TANAMAN DALAM MENYERAP

POLUTAN GAS NOz

ASTRA DWI PATRA

ARL 99088

Tesis

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada

Program Studi Arsitektur Lansekap

PROGRAM PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Judul Tesis : FAKTOR TANAMAN DAN FAKTOR LINGKUNGAN YANG MEMPENGARUHI KEMAMPUAN TANAMAN

DALAM MENYERAP POLUTAN GAS NO2

Nama Mahasiswa : Astra Dwi Patra

NRP : 99088

Program Studi : Arsitektur Lansekap

Menyetujui,

1. Komisi Pembimbing

Dr.lr. Nizar Nasrullah, MAar. Ir. Elsie L. Sisworo, MS., APU.

Ketua Anggota

Mengetahui,

2. Ketua Program Studi ram Pascasarjana

Arsitektur Lansekap

Dr.lr. Hadi Susilo Arifin, MS

Penulis dilahirkan di Medan pada tanggal 29 Mei 1975 sebagai putri kedua dari enam bersaudara dari pasangan A.A.J. Mochamad Jamii dan Syafrida.

PRAKATA

Alhamdullilah penulis panjatkan kepada Allah SVVT atas segala karunia- Nya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Penelitian dengan judul "Faktor Tanaman dan Faktor Lingkungan yang Mempengaruhi Kemampuan Tanaman dalam Menyerap Polutan Gas NO;. Dalam penelitian ini, diperoleh tanaman yang berpotensi dalam meningkatkan kualitas lingkungan khususnya dalam menyerap gas pencemar NO2 dan memiliki fungsi estetik pada jalur hijau jalan.

Dalam menyelesaikan karya ilmiah ini, penulis mendapat bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatann ini penulis ingin mengumpkan terima kasih dan penghargaan kepada :

1. Dr.lr. Nizar Nasrullah, MAgr. dan Ir. Elsje Louise Sisworo, MS., APU. selaku komisi pembimbing atas segala bantuan yang tidak temilai serta kesabarannya dalam membimbing penulis.

2. Seluruh Staf Unit Pengembangan Kebun Raya Bogor dan Pusat Aplikasi lsotop dan Radiasi (PAIR) BATAN, atas segala bantuan dan sarannya. .,

3. Papa, Mama , Kak Ika, Bang Charma, Abank Aidi, Novi, Uya, Pinel, Amty, Wawa, Puput, Uta, Asya, Billa, Salsa, Feby dan seluruh keluarga atas segala bantuan, doa, dan kasih sayangnya.

4. Teman-teman dari Program Studi Pascasarjana Arsitektur Lanskap angkatan '99, Keluarga Besar Windy, Faperta UMY '93,serta seluruh pihak atas bantuan dan dukungannya.

Penulis menyadari karya ilmiah ini masih jauh dari sempurna, untuk itu kritik, saran dan masukan untuk memperbaiki sangat diharapkan. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, September 2002

DAFTAR IS1

Halaman

DAFTAR TABEL ...

xi

DAFTAR GAMBAR

...

xii

... DAFTAR LAMPIRAN ... xi11 BAB I . PENDAHULUAN

...

1

.

1 1. Latar Belakang

...

1

...

1.2. Tujuan dan Kegunaan Penelitian 4

...

1.3. Hipotesis 5

BAB II . TINJAUAN PUSTAKA ... 6 2.1. Pencernaran Udara ... 6 2.2. Nitrogen Dioksida ... 10 2.3. Vegetasi ... 13

...

2.4. Diskripsi Tanarnan 19

...

BAB Ill . METODE PENELITIAN 24

3.1. Ternpat dan Waktu ... 24 3.2. Bahan dan Alat ... 24 3.3. Batasan Penelitian ... 25 3.4. Tahapan Penelitian ... 25

...

3.4.1. Pernilihan dan Perneliharaan Bahan Tanarn 25 3.4.2. Tahapan Tanaman Saat Pemaparan Gas 1 5 ~ ... 26 3.4.3. Perlakuan Gas 1 5 ~ dalam Bilik Gas ... 27 3.4.3.1. Lingkungan dalam Bilik Gas ... 27 3.4.3.2. Perlakuan Percobaan

...

28

15

. .

...

3.4.4. Analis~s Sampel

3.4.4.1. Analisis NO2 ...

3.4.4.2. Analisis Kerapatan Stomata Daun ...

3.4.4.3. Analisis Kandungan Klorofil Daun ...

3.4.4.4. Pengukuran Tebal Daun

...

...

3.4.4.5. Pengukuran Berat Jenis Daun

...

3.4.5. Analisis Data

BAB IV . HASlL DAN PEMBAHASAN

...

...

4.1

.

Kondisi Lingkungan Percobaan

4.2. Serapan 15N ...

4.3. Faktor Cahaya (Kondisi Gelap dan Terang) Terhadap

...

Serapan 15N

4.4. Hubungan Faktor Cahaya dan Faktor Tanaman Terhadap

...

Serapan 15N

4.4.1. Faktor Stomata dan Penyerapan I5N pada Faktor Cahaya yang Berbeda

...

4.4.2. Faktor Klorofil dan Penyerapan I5N pada Faktor

Cahaya yang Berbeda

...

4.4.3. Faktor Tebal Daun dan Penyerapan 15N pada

Faktor Cahaya yang Berbeda ...

4.4.4. Faktor Berat Jenis Daun dan Penyerapan "N pada Faktor Cahaya yang Berbeda

...

4.5. Tanaman Pen yerap Gas NO2 dan Kaitannya Dengan

BAB V

.

KESIMPULAN DAN SARAN

...

55

5.1. Kesimpulan ... 55

5.2. Saran

...

55

DAFTARPUSTAKA ... 56

OAFTAR TABEL

Halaman

...

1. Baku Mutu Udara Ambien 8

2. Toksisitas Relatif Polutan Udara..

...

10

3. Tahapan Pemaparan Berdasarkan Ciri Visual dan Pertumbuhan

... Tanaman (Ukuran daun, Kecepatan tumbuh, dan Wama daun) 26 4. Serapan "N pada Kondisi Lingkungan yang Berbeda (Gelap dan

Terang) pada Berbagai Tahapan Pemaparan Gas I5N

...

37 5. Rerata Hasil Analisis dan Pengukuran Faktor Tanaman dan Serapan 1 5 ~

...

pada Kondisi Gelap dan Terang 42

6. Rekapitulasi Hasil Analisis Statistik pada Faktor Tanaman dan Faktor

15

...

DAFTAR GAMBAR

Halaman

...

1

.

Siklus NOn Fotoliiik 11

...

2

.

Pemaparan Gas 15N Pada Tanaman Dalam Bilik Gas 29

3

.

Penutupan Media Tanam Untuk Mengurangi Penyerapan Gas Oleh

Tanah

...

30

...

4

.

Leaf Area Meter Untuk Mengukur Luas Daun 31

...

5 . Spektrometer Emisi Yasco N-151 32

6 . Diagram Alir Pengukuran NO2 Terserap

...

33 7

.

Histogram Perbandingan Antara Serapan 15N dan Spesies Tanaman

pada Kondisi Gelap dan Terang

...

39 8 . Grafik Hubungan Antara Serapan 15N dan Stomata pada Kondisi

...

Gelap dan Terang 44

9

.

Grafik Hubungan Antara Serapan 15N dan Klorofil pada Kondisi

...

Gelap dan Terang 46

10 . Grafik Hubungan Antara Serapan 15N dan Tebal Daun pada Kondisi

...

Gelap dan Terang 48

11

.

Grafik Hubungan Antara Serapan 15N dan Berat Jenis Daun Pada

...

Kondisi Gelap dan Terang 51

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1. Analisis Regresi Antara Stomata dan Penyerapan Gas "N

pada Kondisi Gelap ... ... ...

...

... ... ... ... ...

...

... ... ... ... ...

...

... ... ...

... ...

... . 60

2. Analisis Regresi Antara Stomata dan Penyerapan Gas "N

pada Kondisi Terang ... .

..

...

.. . . .. .. . . ...

..

. .

.. ... .. . . .. ...

... . . .

. .. . .. ... . ..

...

...

. 60

3. Analisis Regresi Antara Klorofil dan Penyerapan Gas "N

pada Kondisi Gelap ... ... ...

... ...

...

... ... ...

...

...

...

... ... ... ...

... ...

... ... ... ... . 60

4. Analisis Regresi Antara Klorofil dan Penyerapan Gas "N

pada Kondisi Terang ... ...

... ...

... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

...

. 61

5. Analisis Regresi Antara Tebal Daun dan Penyerapan Gas "N

pada KondisiGelap.. . .

..

. .. . . .. .. . . .. ... .. . .. . ... .. . . .. .. . .

.

..

... . .. . .. . 61

6. Analisis Regresi Antara Tebal Daun dan Penyerapan Gas "N

pada KondisiTerang

... . . .

.

. .

. . .

. . .

..

.

. . . .. ..

.

. ..

.. . .

.

.

. . . .. .. . .

. . .

. . . 61

7. Analisis Regresi Antara Berat Jenis Daun dan Penyerapan Gas I5N

pada Kondisi Gelap

...

... ... ... ...

...

...

... ... ... ...

...

... ... ... ... ...

...

... ... ... ... . 62

8. Analisis Regresi Antara Berat Jenis Daun dan Penyerapan Gas I5N

BAB I

PENDAHULUAN

1 .I Latar belakang

Jalur hijau di sepanjang jalan selain memberikan aspek estetik juga dapat meningkatkan kualitas lingkungan. Tetapi keberadaan jalur hijau jalan pada saat ini di Indonesia khususnya di perkotaan, menunjukkan kearah penurunan. Hal ini seiring dengan meningkatnya pembangunan fisik di perkotaan seperti perkantoran, pemukiman, perdagangan, serta kegiatan industrialisasi lainnya dan kegiatan transportasi.

Perkembangan ini selain memberikan pengaruh positif juga memberikan pengaruh negatif terhadap lingkungan. Salah satu pengaruh negatii yang ditimbulkan dan menjadi permasalahan utama pada saat ini adalah penurunan kualitas lingkungan perkotaan terutama pencemaran udara.

Salah satu faktor utama terjadinya pencemaran udara di perkotaan ialah pesatnya pemakaian kendaraan bermotor. Emisi kendaraan bermotor yang tidak terkendali akan meningkatkan konsentrasi polutan seperti NO2, SO2, hidrokarbon, partikel dan timah. Data biro Pusat Statistik tahun 1999 di DKI Jakarta menunjukkan kendaraan bermotor merupakan pelepas polutan terbesar. Polutan yang dilepaskan oleh kendaraan bermotor sebesar 6.90% debu, 78.32%

SO2, 29.18% NOx, 62.62% Hidrokarbon, 85.78% CO dan 3.90% C02 (BPS,

1 999).

untuk mengurangi bahaya polutan tersebut. Beberapa polutan yang lepas menyertai pergerakan kendaraan bermotor di jalan raya seperti CO dan SO, telah dapat dikurangi dengan perbaikan struktur mesin dan perbaikan mutu bahan bakar. Namun polutan NOx (NO dan NO2) dalam udara yang disebabkan oleh kendaraan bermotor belum dapat ditekan dengan perbaikan mesin dan bahan bakar.

NO2 bersama dengan NO merupakan kelompok gas yang paling banyak ditemui sebagai pencemar udara dibandingkan bentuk nitrogen oksida (NOx) lainnya yang terdapat di atmosfer. Menurut Fardiaz (1992) kedua bentuk nitrogen oksida (NO dan NO2) sangat berbahaya bagi manusia. Sifat toksis NO2 mengakibatkan gangguan kesehatan terutama paru-paw, sedangkan NO dalam kadar tinggi dapat mengganggu sistem syaraf. Sifat toksisitas gas NO2 empat kali lebih kuat dibandingkan gas NO. Pemaparan kronis NOx menyebabkan penurunan sistem kekebalan tubuh (Nebel & Wright, 1993).

Mengingat jumlah kendaraan bermotor yang terus meningkat setiap tahun dan bahaya yang ditimbulkan, pemecahan polusi udara khususnya NO2 perlu ditanggani secara serius dengan menggunakan berbagai metode atau pendekatan yang tersedia.

pencemar dipengaruhi oleh karakteristik morfologi daun, seperti ukuran dan bentuk daun, adanya rambut pada perrnukaan daun dan juga tekstur daun. Tanaman yang mempunyai sifat memiliki stomata banyak dan kecepatan tumbuh yang tinggi merupakan tanaman yang baik digunakan dalam menyerap gas (Fakuara, 1987).

Mengingat besarnya manfaat tanaman dalam menyerap polutan, maka perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui tanaman yang berpotensi tinggi dalam menyerap polutan khususnya NOz sehingga dapat meningkatkan kualitas lingkungan. Tanaman-tanaman tersebut juga dapat memberikan nilai estetis bagi jalur hijau, sehingga lanskap jalur hijau jalan maupun ruang terbuka hijau dapat berfungsi dengan baik.

Untuk mengetahui penyerapan gas NO2 dari udara digunakan gas NO2 bertanda 15N. Dengan menggunakan gas ini maka nitrogen yang berasal dari tanah dapat dibedakan dengan nitrogen yang berasal dari udara. Sehingga dengan mengekspos tanaman dengan gas 1 5 ~ 0 2 dalam "gas chamber" Ibilik gas, kemudian diukur kandungan I5N dalam jaringan tanaman, maka jumlah serapan gas 15N02 dapat diketahui (Nasrullah, 1997).

1.2 Tujuan dan Kegunaan Penelitian

Tujuan penelitian adalah :

1. Menguji faktor-faktor yang mempengaruhi penyerapan gas NO2 pada tanaman yang meliputi; kerapatan stomata, total klorofil, tebal daun dan berat jenis daun

Berdasarkan hasil penelitian ini akan diketahui tanaman yang berpotensi tinggi dalam menyerap polutan NO2 dan mempunyai nilai estetik. lnformasi ini akan membantu dalam perencanaan jalur hijau jalan maupun ruang terbuka hijau lainnya. Penggunaan jenis tanaman dan komposisi yang tepat pada jalur hijau jalan maupun pada ruang tehuka hijau lainnya dalam

mengurangi dampak negatif kendaraan bermotor (NOz).

1.3 Hipotesis

Hipotesis dari penelitian ini adalah :

1. Penyerapan NO2 dipengaruhi oleh kerapatan stomata, total klorofil, tebal J

:.-

daun,~ berat jenis daun

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pencemaran Udara

Udara merupakan campuran beberapa gas yang perbandingannya tidak tetap, tergantung pada keadaan suhu udara, tekanan udara dan keadaan lingkungan sekitarnya. Udara adalah atmosfir yang berada disekeliling bumi yang fungsinya sangat penting bagi kehidupan di dunia ini.

Udara bersih merupakan gas yang tidak tampak, tidak berbau, tidak berwarna maupun berasa. Akan tetapi udara bersih sulit diperoleh, terutama di kota besar yang padat industri dan padat lalu-lintas. Udara yang mengandung zat pencemar disebut udara tercemar. Udara tercemar akan merusak lingkungan dan kehidupan manusia. Kerusakan lingkungan berarti berkurangnya daya dukung alam terhadap kehidupan yang selanjutnya akan mengurangi kualitas

hidup manusia secara keseluruhan (Fardiaz,1992).

Pencemaran udara menurut KEPMEN KLH No.Kep.021Men-KLHlIll988

Udara di alam tidak pemah ditemukan bersih tanpa polutan sama sekali. Polutan yang mencakup 90% dari jumlah polutan udara seluruhnya, dapat dibedakan menjadi lima kelompok sebagai berikut (Wardhana,l995) :

1. Karbon monoksida (CO) 2. Nitrogen oksida (NO,) 3. Hidrokarbon (HC) 4. Sulfur dioksida (SO,) 5. Partikel

Fardiaz (1992) menyatakan bahwa sumber pencemaran udara yang utama berasal dari transportasilkendaraan bermotor. Sumber-sumber pencemaran lainnya berasal dari pembakaran, proses industri, pembuangan limbah dan lain-lain. Pencemaran udara di Indonesia, terutama di kota-kota besar, disebabkan gas buang kendaraan bermotor (60-70%); industri (1 0-1 5 %); dan sisanya berasal dari rumah tangga, pembakaran sampah, kebakaran hutanlladang, dan lain-lain (Kusnoputranto, 1996). Di DKI Jakarta pada tahun 1994 ditemukan bahwa kendaraan bermotor menghasilkan 85% dari seluruh pencemaran udara yang terjadi.

(1 0 krnljam) dan pada kecepatan sangat tinggi (mulai meningkat dari 100 kmljam sampai 150 kmljam)

Emisi gas buang kendaraan berrnotor akan mempengaruhi kualitas udara di sepanjang ruas jalan, yang akhimya dapat mempengaruhi kualitas udara ambien (KPPL DKI Jakarta, 1996). Nilai baku mutu udara ambien menurut Surat Keputusan Menteri Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup No.KEP-03/MENKLH/I1/1991 tersaji dalam tabel 1.

Tabel 1. Baku mutu udara ambien No 1. 2. 3. 4. Parameter Sulfur dioksida (SO3) Karbon monoksida (CO) Oksigen oksida

5. 6. 7. 8.

Sumber : Fardiaz,l992 Oksidan(03)

9. 10.

Menurut Kusnoputranto (1996), Pengaruh zat pencemar udara dapat Baku Mutu 0,1 PPm (260 ug/m3) 20 PPm (2260 ug/m3) 0,1 PPm Debu Timah hitam

Hidrogen Sufida (H2S) Amonia (NH3)

dikelompokkan menurut urutan berikut :

Waktu Pengukuran 24 jam

8 jam 24 jam (260 ug/m3)

0 5 PPm

Nitrogen oksida (NO,) Hidrokarbon

1. Gangguan kenyamanan dan estetika : bau, gangguan visibilitas atmosfer, 1 jam

(92,50 ug/m3) 0,26 ug/m3 0,06 ug/m3 0,03 ug/m3

2 PPm

perubahan wama banguna dan monumen.

24 jam 24 jam 30 menit

24 jam (1 360 ug/m3)

0,02 ppm 0,24 ppm

2. Kerusakan harta benda : tumbuhnya karat dalam logam, kotoran pada pakaian, bangunan dan monumen

3. Kerusakan pada tumbuh-tumbuhan dan binatang : menimbulkan kerusakan daun, menurunkan hasil tanarnan, menurunkan tingkat fotosintesis;

memberikan pengaruh yang berbahaya pada sistem saluran pemafasan dan syaraf pusat dari binatang.

4. Gangguan pada kesehatan manusia : kekurangan oksigen dalam darah, kerusakan dan rangsangan sistem pemafasan, iritasi suara, dan kanker

5. Kerusakan sistem reproduksi dan genetik manusia : sebagian besar belum diketahui, namun mungkin saja terjadi.

6. Kerusakan ekosistem : perubahan iklim setempat atau regional dan mungkin iklim global.

Konsentrasi polutan yang melewati nilai baku mutu udara atau level toleransi, dapat menyebabkan toksisitaslkeracunan bagi makhluk hidup

khususnya bagi kesehatan manusia.

Dan hasil survey Bank Dunia pada dua kota besar di Indonesia untuk biaya kesehatan yang dikeluarkan akibat polusi udara Bandung menempati urutan kedua setelah Jakarta. Dilanjutkan, Bandung dengan jumlah kendaraan

350.056 tingkat pencemaran mencapai 258.6524 tonlhari dengan rata-rata biaya kesehatan Rp 359.5 juta atau Rp.30 ribuloranglhari. Jakarta yang merupakan kota pelepas polutan terbesar di Indonesia dengan jumlah kendaraan 3.021.138,

beban pencemar mencapai 2.232.2853 tonlhari dan biaya kesehatan diperkirakan Rp. 3.1 milyarlhari. Ini belum termasuk kerugian lainnya, seperti tingkat kerusakan pada bangunan, kendaraan (korosi), tanaman dan iklim secara

global ')

Tingkat toksisitas polutan berbeda-beda. Tabel 2 menyajikan toksisitas relatif masing-masing kelompok polutan. Temyata bila diurut polutan yang paling berbahaya bagi kesehatan berturut-turut adalah partikel yang diikuti oleh NO,,

1. Kompas. Polusi Lewati Ambang Batas. http:// Kompas.com/9705/14/lpteWpolu .htm [14

SO,, hidrokarbon dan yang paling rendah toksisitasnya adalah karbon monokside. (Fardiaz, 1992).

Tabel 2. Toksisitas relatif polutan udara

Polutan Level toleransi Toksisitas

40.000

19.300 2.07

SO, 0.50 1.430 28.00

Pencemar seperti CO dan SO, telah dapat dikurangi dengan perbaikan struktur mesin dan perbaikan mutu bahan bakar. Namun polutan NOx (NO, NO2) dan partikel dalam udara belum dapat ditekan dengan perbaikan mesin dan

bahan bakar. t - -

NO. Partikel

2.2 Nitrogen Dioksida (NO2)

Di atmosfer nitrogen dioksida (NO2) bersama dengan nitrogen oksida (NO) merupakan kelompok gas yang paling banyak ditemui sebagai pencemar udara dibanding bentuk nitrogen oksida lainnya yang terdapat di atmosfer. Gas NO2 bila mencemari udara mudah diamati karena gas ini berwarna coklat kemerahan, berbau tidak sedap dan cukup menyengat.

Sifat toksisitas gas NO2 empat kali lebih kuat dibanding gas NO. Organ Sumber : Babcock 1971

0.25 514

375

tubuh yang paling peka terhadap pencemaran gas NO2 adalah paru-paw. Paru-paru yang terkontaminasi dengan gas NO2 akan membengkak sehingga sulit bernafas yang dapat menyebabkan kematian (Wardhana, 1995).

Menurut Fitter & Hay (1994). Nitrogen dioksida merupakan hasil samping dari pernbakaran yang timbul dari kombinasi nitrogen dan oksigen atmosfer. Hasil awal dari reaksi ini, NO dioksida secara lambat menjadi NO2 dalam

atmosfer. Bila NO2 dilepaskan ke dalam atmosfer maka dapat bekeja dalam sejumlah reaksi fotokimia yang menyebabkan terbentuknya ozon (03). Fardiaz (1992) mengemukakan bahwa reaksi-reaksi yang melibatkan NO dan NO2 disebut 'siklus fotolitik NO2' dan merupakan akibat Jangsung dari interaksi antara sinar matahari dengan NO2 (Gb. 1). Tahap-tahap reaksi tersebut adalah sebagai berikut :

1. NO2 mengabsorbsi energi dalam bentuk sinar ultraviolet dari matahari.

2. Energi yang diabsorbsi akan memecah molekul-molekul menjadi molekul- molekul NO dan atom-atom oksigen (0). Atom oksigen yang terbentuk bersifat sangat reaktii.

3. Atom-atom oksigen bereaksi dengan oksigen atmosfer (02) membentuk ozon (03) yang merupakan polutan sekunder.

4. Ozon akan bereaksi dengan NO membentuk NO2 dan O2 sehingga reaksi menjadi lengkap.

' 0 2

udara

[image:109.559.42.473.29.747.2]

Daur reaksi fotolitik tersebut di atas dapat terganggu apabila dalam udara terdapat HC (Hidrokarbon), karena hidrokarbon akan bereaksi dengan 0 maupun 02. Reaksi HC dengan 0 akan menghasilkan radikal bebas HC yang sangat reaktii. Radikal bebas HC akan menyerang NO dan NO2 sehingga jumlah NO akan berkurang. Radikal bebas HC dapat juga bereaksi dengan HC lainnya dan menghasilkan senyawa-senyawa organik. Di samping itu radikal bebas HC yang bereaksi dengan O2 dan NO2 akan menghasilkan Peroxy Acetyl Nitrates (PAN) yang merupakan polutan sekunder.

Perhitungan kecepatan emisi NOx dapat diketahui bahwa waktu tinggal rata-rata NO2 di atmosfer kira-kira 3 (tiga) hari. Dari waktu tinggal ini dapat diketahui bahwa proses-proses alami, termasuk reaksi fotokimia mengakibatkan hilangnya nitrogen okside tersebut.

2.3

Vegetasi

Kehidupan tanaman sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan, dimana tanaman tumbuh baik di lingkungan fisik, lingkungan kimia, maupun lingkungan biotik. Untuk dapat hidup, tanaman hams mampu beradaptasi dengan segala perubahan lingkungan yang ekstrim.

Menurut Direktorat Jenderal Bina Marga (1996) pemilihan jenis tanaman ditentukan oleh kondisi iklim habiat dan areal dimana tanaman tersebut diletakkan dengan memperhatikan ketentuan geometri jalan dan fungsi tanaman. Persyaratan yang perlu diperhatikan dalam memilih tanaman lanskap jalan adalah perakaran tidak merusak jalan, pemeliharaan mudah, batang atau percabangan tidak mudah patah dan tidak mudah rontok atau gugur. Ditambahkan Arnold (1980), penanaman pohon tepi jalan bertujuan untuk mencitptakan efek ruang bagi pengguna jalan. Pohon-pohon tepi jalan memisahkan berbagai aktiiias yang berlangsung pada jalan umum maupun jalan pemukiman. Bagi para pengemudi kendaraan bemotor, keberadaan pohon-pohon ini dapat memberikan kesan rasa kehadiran ruang dan mengarahkan pandangan terutama bila ditanam dekat dengan garis pinggir perkerasan jalan. Bagi pejalan kaki, deretan pohon ini merupakan elemen pemisah yang dapat memberikan rasa aman dan nyaman. Tanaman dapat memberikan nilai estetis dari karakteristik warna, bentuk, dan teksturnya. Wama dapat menimbulkan efek visual dan psikologi bagi yang melihatnya. Bentuk tanaman akan memberi kesan dinamis, indah, lebarlluas dan sebagai aksen. Tekstur tanaman mempengaruhi psikis dan fisik yang memandangnya. Kombinasi tanaman dalam disain lanskap dan kombinasi dengan elemen lanskap lainnnya akan menambah nilai estetik (Hakim, 1993).

manfaat yang diambil sehingga penghijauan dapat diartikan sebagai upaya untuk menanggulangi berbagai penurunan kualitas lingkungan, terutama pada daerah industri atau padat lalu lintas. Pohon pelindung di sepanjang jalur hijau sangat penting untuk menjaga kualitas udara perkotaan, dan dapat mengurangi kadar bahan pencemar yang berasal dari buangan kendaraan bermotor.

Tanaman dapat mengurangi masalah polusi udara di sekiiar jalan melalui penyerapan polutan gas dan penyerapan partikel pada permukaan daun. Selain itu vegetasi tanaman mengurangi kosentrasi polutan di sekiar jalan melalui pengenceran konsentrasi polutan. Angin yang behembus kearah vegetasi tepi jalan terangkat kepuncak tanaman, sehingga polutan terencerkan pada atmosfir yang lebih luas. Menurut Grey & Daneke (1978) pepohonan membantu memindahkan butir-butir debu yang diangkut melalui udara melalui bagian permukaan daun, batang dan ranting pohon yang mampu menyerap butir-butir debu. Kemudian butir-butir debu yang menempel pada bagian permukaan pohon tersebut akan dicuci melalui presipitasi.

Pemanfaatan tanaman dapat menunjukkan adanya masalah pencemaran udara, seringkali tanaman memungkinkan dijadikan deteksi awal pada polusi. Tanaman juga sudah dimanfaatkan dalam survei lapangan untuk menentukan akumulasi dari polutan tertentu dan dalam kajian laboraturium untuk menentukan polutan yang bersifat toksik terhadap tanaman (Guthrie & Perry, 1980). Daun adalah bagian yang paling menderita dan yang paling peka tehadap pencemaran (Heck & Brandt, 1977). Menurut Keller (1 983) penggunaan daun tumbuhan dapat dijadikan sarana untuk mendeteksi pencemaran udara, dengan alasan :

d. Beberapa k h a n pencemar, secara alamiah terdapat dalam tumbuhan hanya dalam jumlah sedikii dan bukan merupakan komponen esensial.

e. Bahan pencemar mudah diambil atau diserap oleh akar, batang dan daun. Pencemar yang melekat pada daun atau yang tersimpan di dalamnya, masuk dalam bentuk cairan setelah senyawa kimia tersebut berubah akibat keadaan lembab; cairan tersebut akan merusak jaringan daun (Bernatzky, 1980) dan akhirnya tanaman mati. Oleh karena itu pemilihan tanarnan untuk jalur hijau jalan hams dipertimbangkan secara cermat sehingga tanaman tersebut dapat

berfungsi dengan baik.

Salah satu bentuk hutan kota berupa jalur hijau. Pohon peneduh jalan raya yang berupa jalur hijau, dibangun dan dikembangkan agar diperoleh manfaat kualitas lingkungan perkotaan yang baik. Penanaman dengan tanaman yang tinggi dan rindang dapat bermanfaat untuk menyerap pencemar yang diemisikan oleh kendaraan berrnotor (Dahlan,1992).

Tidak semua pohon baik dijadikan pohon pelindung dan berfungsi sebagai penyerap polutan. Ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi, agar pohon yang ditanam disepanjang jalan dapat benar-benar berfungsi dan tidak menambah permasalahan yang tidak diinginkan. Pemilihan pohon untuk penghijauan perlu didasarkan pada ketahanan terhadap partikel pencemar udara maupun kemampuan tanaman dalam menyerap partikel pencemar udara. Banyak jenis tanaman yang cukup baik untuk ditanam sebagai pohon pelindung ditempat tertentu karena mempunyai kemampuan sebagai penyerap polutan yang cukup tinggi.

mengakumulasi zat pencemar dipengaruhi oleh karakteristik morfologi tanaman, seperti ukuran dan bentuk daun, adanya rambut pada permukaan daun dan juga tekstur daun (Starkman, 1969; Chamberlain, 1986), selain itu susunan anatomi daun juga berperan sebagai bamer (penghalang) terhadap masuknya materi dari luar, sehingga akan mempengaruhi jumlah pencemar yang terakumulasi di dalam daun (Leopold & Kriedermann, 1975).

Menurut Fakuara (1987) jenis tanaman yang dipakai untuk menyerap gas adalah tanaman yang mempunyai sifat :

1. Mempunyai stomata yang banyak. Stomata atau mulut daun ialah tempat terjadinya pertukaran gas. Gas pencemar dapat diserap tanaman melalui mulut daun.

2. Mempunyai ketahanan tertentu terhadap gas tertentu. Setiap tanaman yang mempunyai stomata yang banyak dan mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap gas-gas yang dikeluarkan oleh industri bahkan dapat memanfaatkannya untuk proses metabolisme tanaman itu sendiri.

3. Mempunyai tingkat pertumbuhan yang cepat. Jenis tanaman yang cepat tumbuh mempunyai daya regenerasi yang cepat pula. Hal ini sangat diperlukan untuk dapat segera berfungsi apabila jenis tanaman tersebut sewaktu-waktu harus diganti oleh jenis yang lain bila telah habis masanya.

kepadatan stomata daun yang tinggi dan tajuk yang masif. Pada konsentrasi tinggi beberapa gas tertentu bereaksi dengan jaringan tumbuhan dan dapat menyebabkan kematian. Jika stomata rusak, maka pergerakan C02 ke dalam daun akan terhambat.

Menurut Suryowinoto (1995) daun yang tipis menyebabkan zat pencemar mudah terserap. Tandjung (1995) menambahkan bentuk daun sederhana atau lebar lebih efektif menahan debu dibandingkan dengan daun majemuk yang permukaannya kecil, namun bentuk daun majemuk mempunyai luas permukaan total pepohonan jauh lebih besar dibandingkan bentuk daun sederhana. Gandasari (1994) mengemukakan bahwa tanaman yang mampu mereduksi polutan adalah tanaman yang ukurannya panjang, bentuk uniselluler sederhana dan multiselluler uniseriat.

Faktor lingkungan berperan dalam penyerapan polutan, dimana serapan dipengaruhi oleh iklim seperti suhu, kelembaban udara, dan intensitas cahaya. Faktor tanaman dan faktor lingkungan ini berhubungan dengan fotosintesis dan transpirasi terhadap serapan gas oleh tanaman. Polusi udara dapat menghambat aktivitas fotosintesis. Fotosintesis adalah suatu proses perubahan zat-zat anorganik H20 dan C02 oleh klorofil menjadi zat organik karbohidrat dengan bantuan cahaya (Dwidjosoputro, 1980). Fotosintesis dipengaruhi oleh cahaya dan suhu, kadar C02, kehadiran beberapa metabolit, mineral, usia tanaman, keadaan sel; produktivitas dibatasi oleh jumlah klorofil, ha1 ini menunjukkan hubungan yang dekat antara jumlah klorofil dan jumlah fotosintesis (Michael, 1984).

Suhu berpengaruh terhadap laju fotosintesis, jika suhu tinggi maka laju fotosintesis semakin tinggi yang nantinya berpengaruh terhadap stomata daun

terbuka sehingga zat pencemar akan masuk dan akumulasi zat pencemar di dalam daun semakin bertambah, maka kerusakan akan semakin parah. lntensitas cahaya yang tinggi juga akan mengurangi kadar klorofil daun.

Untuk melihat besamya serapan gas NO2 oleh tanaman dapat melalui reaksi fase gelap dan fase terang fotosintesis. Pengaruh kelembaban udara juga mempengaruhi keberadaan bahan pencemar di atmosfer. Konsentrasi bahan pencemar dalam bentuk gas akan lebih banyak pada kelembaban udara rendah dibandingkan pada waktu kelembaban udara tinggi (Fardiaz, 1992). Konsentrasi NO2 sebesar 2-3 ppm (vlv) menyebabkan hilangnya wama hijau tumbuhan seperti yang disebabkan oleh SO2. Sehingga untuk mengetahui serapan polutan oleh tanaman pada saat dilakukan penelitian, maka faktor iklim diusahakan sesuai atau meniru keadaan alam.

Laju penyerapan gas NO2 pada setiap tanaman berbeda yakni menurut spesies tanamannya. Pada tanaman evergreen dan tanaman gugur daun memperlihatkan perbedaan kecepatan mentranslokasi polutan NO2 yang diserap melalui daun. Dari penelitian diketahui tanaman evergreen menunjukkan laju translokasi nitrogen dari daun ke batang dan akar lebih cepat dibanding tanaman gugur daun (Misawa et a/., 1993)

2.4 Diskripsi Tanaman :

Diskripsi tanaman-tanaman yang digunakan dalam penelitian ini adalah (Suryowinoto, 1997; Van Steenis, 1992; Heynee, 1987) :

1. Jati Super (Tectona grandis)

Jati termasuk famillia Vemenaceae. Ketinggian pohon mencapai 20 m. Jati yang memiliki ukuran daun besar dan bewama hijau, dikenal pohon yang tidak rewel dalam budidaya dan mampu tumbuh di semua jenis tanah kecuali rawa dan gambut. Jati dapat beradaptasi baik pada curah hujan 1.000-2.500 mmhahun, intensitas cahaya >80%, pH 58, temperatur 22-38'~. Tumbuh di dataran tinggi sampai dataran rendah, dengan ketinggian tempat 0

-

500m dpl.

Mahoni (Swietenia mahagoni)

Dikenal sebagai pohon mahoni berdaun kecil dan berwama hijau. Termasuk dalam familia Meliaceae; berasal dari benua Afrika yang beriklim tropis dan sudah lama di budidayakan di Indonesia. Pohon ini cukup populer digunakan di tepi jalan sebagai tanaman peneduh. Termasuk jenis pohon tinggi, percabangannnya banyak, ketinggiannya mencapai 30 m. Daunnya yang berwarna hijau tua dan rimbun membuat penampilannya sebagai pohon peneduh sangat meyakinkan. Mahoni dapat tumbuh dengan baik pada tempat-tempat yang terbuka dan kena sinar matahari langsung, baik di dataran rendah maupun dataran tinggi, yakni hingga ketinggian 1.000 m di atas permukaan laut; serta pada berbagai keadaan tanah mulai dari tanah subur sampai tanah kritis.

3. Asam Jawa (Tamarindus indica)

daerah panas, merupakan pohon yang tinggi dan indah, ketinggiannya mencapai 25 m dan memiliki tajuk bulat. Daunnya merupakan daun majemuk kecil-kecil dan berwarna hijau. Bunga berwarna kemerahan dan akan berubah menjadi kuning kemudian putih jika telah dewasa. Buah asam adalah buah oblong berwarna coklat. Pohonnya banyak ditanam sebagai pohon peneduh di sisi jalan. Perbanyakan tanaman dilakukan dengan stek, cangkokan atau biji. Pohon asam dapat tumbuh dengan baik ditempat yang terbuka, baik di dataran rendah maupun dataran tinggi hingga 800 m di atas perrnukaan laut .

4. Cemara Angin (Casuarina equisetifolia)

Termasuk familia Casuarinaceae. Tanaman ini dikenal juga dengan nama cemara laut. Cemara angin termasuk tanaman pohon, ketinggiannya mencapai 25 m. Bentuk daun jarum yang mudah terayun-ayun diiup angin sehingga disebut "pohon angin", dengan susunan daun berbentuk tandan. Buahnya berbentuk runjung. Penyebarannya mulai India Barat sampai ke daerah pasifik dan daerah-daerah tropika. Tumbuh baik di dataran rendah hingga tinggi di bawah 1350 m dpl, dengan berbagai jenis tanah. Perbanyakan tanaman dilakukan dengan biji, termasuk tanaman dengan pertumbuhan sedang. Tanaman ini selain berguna sebagai pencegah angin, juga ditanam sebagai tanaman hias pekarangan dan sisi jalan karena bentuk tajuknya yang indah.

5. Saga (Adhenanthera pavonina)

pemeliharaan khusus, dapat tumbuh pada berbagai keadaan topografi dan berbagai keadaan tanah. Di Indonesia tanaman saga pohon sudah lama dikenal sebagai tanarnan hias, pagar dan tanaman pinggir jalan sebagai tanaman peneduh.

6. Jati Putih (Gmelina arborea)

Pohon dengan ketinggian mencapai 27 m. Daun beiwarna hijau dengan bentuk menjari. Kayunya berwarna putih sehingga pohon ini dinamakan jati putih karena memiliki jenis kayu yang awet. Jenis ini sudah banyak dibudidayakan. Tanarnan ini rnemilki pertumbuhan cepat dan ukuran daun sedang.

7. Gayam (Inocarpus vagife~s)

Pohon dengan batang yang beralur dalam, Ketinggian pohon mencapai 20 m. Daun yang beiwarna hijau, berseling, berangkai pendek, memanjang bentuk lanset, dengan pangkal yang kerapkali bentuk jantung, pangkal tumpul atau miring. Di tanam sebagai pohon peneduh.

8. Tusam (Agafhis alba)

9. Palaquium (Palaquium ahonesis)

Termasuk suku Sapotaceae. Palaquium merupakan jenis pohon yang ketinggian mencapai 40 m. Batangnya lurus, silindris, agak berlekuk, berbanir besar. Daun bundar telur berbalik terkumpul diujung ranting. Dapat Tumbuh pada hampir semua jenis tanah mulai dari tanah berpasir dan tanah liat, sampai di rawa air tawar; serata mulai dari dataran rendah sampai ketinggian 1000 m dpl.

10. Akalipa merah (Acalypha welksiana)

Tumbuhan ini berasal dari Polinesia, sekarang tersebar ke seluruh daerah tropika . Ketinggiannya mencapai 6 m. Daunnya berbentuk bundar panjang dengan tepi bergerigi dan lebat; bunganya berbentuk tandan yang mirip ekor kucing. Pertumbuhannya cepat dan banyak digemari sebagai tanaman hias pagar. Umumnya tumbuh baik didataran rendah di bawah ketinggian 900 m dpl dan menyukai tempat-tempat terbuka. Tanaman ini mudah diperbanyak dengan stek.

11. Kolbanda (Pisonia alba)

12. Dadap kuning (Erythrina variegata)

BAB Ill

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu

Penelitian dilakukan dalam tiga tahap. Tahap pertama ialah pengadaan bahan tanaman yang dilakukan di Unit Pengembangan Kebun Raya Bogor (KRB). Tahap kedua ialah perlakuan percobaan pemaparan (exposure) 1 5 ~ , dilakukan di Pusat Antar Universitas Hayati (PAU Hayati), IPB. Tahap ketiga analisis jumlah '=N yang diserap tanaman dilakukan di Puslitbang Teknologi lsotop dan Radiasi. Badan Tenaga Atom Nasional (PAIR-BATAN), Ps. Jumat, Jakarta, dan analisis faktor tanaman (stomata, klorofil, tebal daun dan berat jenis daun) di Laboratorium Pusat Studi Pemuliaan Tanaman (PSPT), Jurusan BDP, Faperta, IPB. Penelitian dilaksanakan pada bulan April

-

November 2001.

3.2 Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini berupa bahan tanaman dari 12 species (Tabel 3), gas I5NO2 (99% atom 1 5 ~ ) , gliserin, aseton 80% untuk pelarut klorofil

Alat yang digunakan untuk mengetahui serapan polutan NO2 oleh tanaman ialah envimmental testing chamber (Ogawa Seiki 6328), gas chamber (bilik gas), lampu pijar, kompor listrik untuk pemanas, temometer, lux meter, leaf area meter, pompa vakum, timbangan, oven, small coffe, peralatan analisis N total dan spektrometer emisi (Yasco-NISI),

3.3 Batasan Peneliian

Penelitian yang akan dilakukan dibatasi dengan studi terhadap aspek- aspek yang mempengaruhi penyerapan gas NO2 oleh tanaman (ukuran daun, kecepatan tumbuh dan warna daun); serta faktor lingkungan khususnya faktor cahaya (kondisi gelap dan terang).

3.4. Tahapan Penelitian

Penelitian dimulai dengan pengadaan bahan tanam sampai tanaman mencapai ukuran 70-80 cm, setelah itu dilakukan perlakuan percobaan terhadap tanaman dalam bilik gas yang meliputi perlakuan pemaparan gas ''NO2 bertanda 15N dan analisa kandungan "N dalam jaringan.

Metode pemaparan digunakan untuk mengetahui faktor-faktor yang rnempengaruhi penyerapan gas ''N oleh tanaman. Metode pemaparan gas "N dilakukan dalam bilik gas kedap udara dengan menggunakan gas NO, berlabel "N (99% atom 15N). Suhu dan kelembaban dalam bilik gas diatur secara manual sehingga tercapai kondisi lingkungan yang diinginkan.

3.4.1. Pemilihan dan Pemeliharaan Bahan Tanam

Pemilihan bahan tanam untuk mencari tanaman yang berpotensi untuk jalur hijau jalan, diperoleh dari survei jenis tanaman di jalan raya dan berbagai literatur dan hasil peneliiian pada berbagai polutan gas; serta wawancara secara langsung dengan pihak Kebun Raya Bogor (KRB). Dari hasil pernilihan ini diperoleh 12 spesies tanaman yang akan diperlakukan dengan gas "N (Tabel 3). Persiapan bahan tanam sampai pemeliharan tanaman dilakukan di Unit Pengembangan Kebun Raya Bogor.

kandang dengan perbandingan (vlv)

=

4 : 1. Tanarnan dipelihara dengan kondisi lingkungan yang seragarn sarnpai ketinggian tanarnan rnencapai 70-80

crn. Setelah tanarnan rnencapai ketinggian 70-80 crn, dilakukan pernaparan gas "N dalam bilik gas sesuai dengan tahapan pernaparan gas "N.

3.4.2 Tahapan Tanaman Saat Pemaparan Gas "N :

[image:124.553.54.461.0.884.2]

Dalarn tahap pernaparan, tanarnan dikategorikan berdasarkan ciri visual dan pertumbuhanannya yaitu ukuran daun, kecepatan turnbuh dan wama daun (Tabel 3).

Tabel 3. Tahapan Pernaparan Berdasarkan Ciri Visual dan Perturnbuhan Tanarnan (Ukuran Daun, Kecepatan Turnbuh, Dan Warna Daun)

ISUAL DAN PERTUMBUHAN

Keterangan : Tulisan yang dipertebal adalah tanaman yang diperlakukan sesuai tahapan percobaan.

= Ukuran daun :

Besar : Tectona grandisl Jati Super Sedang : Swietania mahagonil Mahoni Kecil : Tamarindus indical Asarn Jawa

-

Kecepatan Tumbuh :

Cepat : Gmelina aff~oreal Jati Putih

Sedang : Adhenanthera pavonindsaga Pohon Sedang : lnocarpus vagiferusl Gayam

Lambat : Agathis albal Tusam Wama daun :

Hijau : Palaquium abonesisl Palaquium Merah : Acalypha welksiandAkalipa Merah Kuning : Pisonia Albal Kolbanda

Belang : Elythrina variegatal Dadap kuning

3.4.3. Perlakuan Gas ''N dalam Bilik Gas

Perlakuan gas ''NO2 yaitu pemaparan gas "N pada tanaman dalam bilik gas, untuk rnenelii pengaruh tanaman yaitu pengaruh stomata, klorofil, tebal daun dan berat jenis daunjuga pengaruh lingkungan yalu cahaya pada kondisi gelap dan terang terhadap serapan gas

"N.

3.4.3.1. Lingkungan dalam Bilik Gas

Untuk rnengetahui pengaruh serapan gas ''N oleh tanaman, perlakuan percobaan dilakukan dalam 2 (dua) bilik gas yang ditempatkan dalam Enviromental Testing Chamber (Ogawa Seiki 6328). Bilik gas 1 sebagai ulangan

penyebaran gas 15N, sedangkan kipas angin kecil dijalankan selama masa percobaan.

Selama penelitian intensitas cahaya yang digunakan adalah 1000 lux (kondisi terang) yang diatur secara manual melalui pengurangan dan penambahan lampu pijar yang digunakan dan diukur pada ketinggian 70

cm

di atas lantai ruang bilik gas. Suhu ditetapkan pada 30°C dan kelembaban relatif udara pada awal perlakuan 60% yang dilakukan secara manual. Environmental testing chamber digunakan untuk mengontrol suhu dan kelembaban awal dalam bilik gas, sedangkan untuk menaikkan suhu agar stabil pada kisaran 29-30°C digunakan kompor listrik dan lampu pijar. Konsentrasi gas 15N sebesar 3 ppm

(vlv) .

3.4.3.2. Perlakuan percobaan :

Perlakuan percobaan meliputi faktor tanaman dan faktor cahaya yang diukur pada semua spesies tanaman, yaitu :

I ) Faktor Tanaman Kerapatan stomata Total klorofil

Ketebalan daun Berat Jenis daun

2) Faktor Lingkungan (cahaya) Kondisi gelap

Kondisi terang

yang akan dipaparkan dengan gas '=N, dibungkuddifutup bagian media tanamnya (bagian pot tanaman) untuk menghindari penyerapan gas 1 5 ~ oleh

tanah (Gambar 3). Kemudian ke dua pintu bilik gas di tutup rapat dengan menggunakan isolasi hingga kondisi dalam bilik gas kedap udara, dan diatur kondisinya sesuai dengan kondisi yang diinginkan. Setelah itu dihkukan pernaparan gas 15N pada tanaman.

[image:127.611.75.517.28.852.2]

Gas

''~02

(99 % atom diambil dari tabung melalui sampHng

line

dengan menggunakan

syrhrge

5

cc

(HamiRon

gas@ht

sytinge).

Pmgambii

gas

16N

dari

sampling line melalui slang sampling

h e

dihubungkan dengan pompa

vacum dan tabung

gas

I5N.

Tahapan pengambilan gas ' 6 ~

ialah

(1) Buka kran

sampling l i e (2) &lankan

pampa

vacum

sampai

tekman rnentnunjukkan -76 mmHg untuk rnengosongkan sampling line dari udan (3)

Tutup kmn

sampfimg

line

(4) Buka

laan gas

'%J

untuk mengalirkan

gas

lSN

ke

sampling

line,

sampai

tekanan menunjukkan 0 mmHg (5) Tutup

kran

tabung

gas

(6) Ambil gas dengan

menggunakan syringe 5

cc

(Hamilton

GaWM

@nge)),

_{melalui sumbat karet}

yang terdapat pacfa sampling

line,

kemudian diiunlikkan ke dalarn baik

gas

[image:128.622.80.492.27.801.2]

dengan konsemasi pertakuan

%N

sew 3

Rpm.

4

i

selalrle

30

~

mnit.

~

SAA.

AnalhisSampel

Tanaman yang telah diirlakukan dengan

gas

'%,

dikehwkan

dari

Edik

gas den dipisahkan bagian batang, daun dan dmr. Seluruh daun tanaman

diukur luas daunnya dengan menggunakan

Leaf

Meter

(Gamb3r 4).

Seteleh

ihr

d i p e r s i i =pel

daun untuk analisis stomata,

total

klorofil dan

tebal daun,

serta sampel

untuk analisis

NO*.

Oambar

4.

Leaf

Area

Meter unWt mengukur luas daun

3.4.4.1.

Analbis

Sarnpel

daun yang akan diinalisis kandungan

"N

dimasukkan dalam

amplop

be=,

setelah itu

masingmseing

sampel

di keringkan

datam

oven

_80%

sdama

48

jam.

Berat

kering

m u a

begtan

tanaman diukur, kemudm digiling

atau dlhalwkan dengan menggunakan penghelus

kopi

(mall

ctM%s)

untuk di

'analii dengan metoda

KjeWahl:

Setelah

itu

diiakukm

persiapan smpel untuk

analisis kandungan % atom 15N.

Selanjutnya kandungan % atom "N dalam setiap sarnpel dinaliilp dengan spektrometer emisi Yasco, N-151 (Gambar 5). Proses kerja analisis NCh

yang terserap oleh tanaman terdapat pada Gambar 6.

Garnbar 5. Spektrometer Emisi Yasco, N-151

Jumlah N i e n yang berasal dad gas l S N 4 dihiing menurui rumus

sebagai berikut :

% kelimpahan atom "N sampl

N dari "NG

=

-

x

N total

% kelimpahan atom ''N daril%rlOz

% kelirnpahan (excess) atom "N sampel =%at~rn'~~sarnpel -%atom

'%

Nilai persen kelimpahan

atom

''N blank0 yang dipergunakan ialah nilai atom 16N

kandungan atom 1 5 ~ (rng) dilakukan perhitungan jurnlah serapan '=N (pg) per bobot daun, sehingga di dapat jurnlah serapan '5N (pglg).

Garnbar 6. Diagram alir pengukuran N02terserap,

-

-

Periakuan "N dalam chamber (RH 60%, T 30°C, lntensitas cahaya 1000 lux, konsentrasi 3 pprn (vlv),dan

pernaparan 60 menit)

v

Analisis stomata, total klorofil, tebal daun 8 berat jenis daun

t

Pengukuran bobot dan luas daun

v

Analisis N Total (Metode Kjeldhal)

1

Penyiapan sarnpel (untuk Ananlisis "N)

1

Analisis Kandungan 15N (Spectrometer ernisi)

-

Perhitungan jurnlah serapan "N per bobot daun j ~ / g

3.4.4.2 Analisis Kerapatan Stomata Daun

Sampel daun yang akan dianalisa diiris sejajar epidermis, baik epidermis atas maupun epidermis bawah. Hasil irisan diletakkan pada kaca objek, lalu diteteskan dengan gliserin dan ditutup dengan kaca penutup ('cover glass'). Kemudian preparat diamati di bawah mikroskop binokuler dengan perbesaran

10x10 dan 40x10. Pengamatan stomata setiap spesies tanaman dilakukan sebanyak 3 kali (3 ulangan). Untuk mendapatkan nilai rata-rata kerapatan stomata tiap spesies tanaman, maka setiap luas bidang pandang dihiung jumlah stomata yang ada didalamnya, kemudian dirata-ratakan.

3.4.4.3 Analisis Kandungan Klorofil Daun

Daun yang akan dianalisis dipotong dengan gunting, kemudian diimbang seberat 50 mg daun segar. Daun kemudian di gerus dengan lumpang, dan ditambahkan aseton 80%. Setelah kurang lebih 5 menit dan serat berwarna putih, kemudian larutan disaring dan ditambahkan aseton sedikit demi sedikit, hingga ampas benar-benar berwarna putih. Kemudian filtrat tersebut dimasukkan ke dalarn tabu takar 100 ml, dan ditambahkan aseton hingga volume ekstrak tepat 100 ml. Ekstrak siap diukur dengan bantuan spektrofotometer. Ekstrak tersebut dibaca pada panjang gelombang 663 nm dan 645 nm. Konsentarasi (C) dalarn mgll dihitung dengan rumus :

C (klorofil total)

=

20.2 A gqg + 8.024 e63

C (Klorofil a)

=

12.7 x

-

2.69 x A645

C (Klorofil b)

=

22.9 x AM

-

4.68XAes,

Setelah konsentrasi didapatkan maka dapat dicari kandungan klorofil dalarn mglg.

C x

v

Dengan A= nm dan

&

nm merupakan serapan panjang gelombang 645 dan 663 nm, V adalah volume dalam liter (I) dan W merupakan berat bersih dalam milligram (mg).

3.4.4.4. Pengukuran Tebal Daun

Pengukuran tebal daun dilakukan dengan menggunakan bantuan mikroskop. Daun diiris pada bagian tepinya kemudian diamati dengan bantuan mikroskop dan gelas mikrometer untuk mempermudah pengukuran tebal daun.

3.4.4.5. Pengukuran Berat Jenis Daun

Pengukuran berat jenis daun dengan menggunakan perbandingan berat kering daun dan luas indeks daun (LAI). Perhitungan berat jenis daun dengan menggunakan rumus :

Berat kering daun (g) BJdaun =

Luas indeks daun (em2)

3.4.5. Analisis Data

BAB IV

HASlL DAN PEMBAHASAN

4.1 Kondisi Lingkungan Percobaan

Pada saat akan dilakukan pemaparan gas 15N, keadaan tanaman dalam kondisi yang baik dengan ketinggian tanaman berkisar antara 70-80 crn. Sebelum pemaparan gas 15N dilakukan, kedudukan tanarnan disamakan ketinggiannya dengan menarnbah ketinggian lantai dasar agar penyerapan gas 15N merata.

Kondisi lingkungan pada bilik gas diatur secara manual sehingga sesuai dengan kondisi lingkungan yang diinginkan. Intensitas cahaya 1000 lux, suhu dan kelembaban relatif udara pada awal perlakuan masing-masing 30°C dan 60%. Selama pemaparan gas 15N berlangsung suhu berkisar antara 29°C-3O0C, kelembaban dimulai pada 60% dan meningkat dengan nilai RH pada akhir percobaan 73*3% (kondisi gelap) dan 7826% (kondisi terang)

4.2 Serapan ''N

Hasil analisa serapan I5N pada kondisi terang dan kondisi gelap pada berbagai parameter tanaman rnenunjukkan penyerapan yang be~ariasi. Hasil serapan 15N pada kondisi lingkungan yang berbeda dapat dilihat pada Tabel 4.

[image:135.570.80.488.173.466.2]

dikelompokkan rnenjadi 3 kelornpok yalu tanarnan serapan tinggi (>30 pg15~1g), serapan sedang (15-30 pgI5N1g), dan serapan rendah (< 15 wg15~lg).

Tabel 4. Serapan I5N pada Kondisi Lingkungan yang Berbeda (Gelap dan Terang) pada Berbagai Tahapan Pemaparan Gas I5N

Dengan menggunakan kriteria ini maka 12 tanaman yang diuji termasuk dalam kelompok tanaman dengan serapan sedang sampai tinggi. Berarti ke-12 tanaman tersebut rnemiliki kemarnpuan yang baik dalam menyerap pencemar gas I5N. Urutan tanaman yang memiliki kemarnpuan menyerap gas I5N dari yang tertinggi sampai terendah ialah jati putih, jati super, asam jawa, kol banda, akalipa merah, dadap kuning, saga, mahoni, gayam, cemara angin, palaquium dan tusam. Kernampuan tanaman yang berbeda dalam menyerap pencemar diduga dipengaruhi oleh sifat genetik tanaman antara lain morfologi tanaman seperti stomata, tebal daun, berat jenis daun, serta faktor cahaya.

diubah menjadi nitrat yang disebut "fiksasi nitrogen". Selanjutnya akan diassimilasi tanaman menjadi asam amino yang merupakan sumber protein bagi tanaman.

4.3 Faktor Cahaya (Kondisi Gelap dan Terang) Terhadap Serapan ' 5 ~

Hasil analisa serapan 15N terhadap faktor cahaya yang berbeda yaitu pada kondisi gelap dan kondisi terang pada berbagai tahap pemaparan menunjukkan penyerapan yang beragam. Dimana penyerapan "N oleh tanaman pada kondisi terang lebih tinggi dibandingkan penyerapan oleh tanaman pada kondisi gelap, besarnya perbedaan jumlah serapan antara kondisi gelap dan terang dapat dilihat dari selisih serapan (Tabel 4). Dari histogram (Gambar 7) menggambarkan perbedaan serapan I5N tiap jenis tanaman yang digunakan pada kondisi gelap dan kondisi terang.

Tabel 4 menunjukkan, ke dua kondisi lingkungan baik kondisi gelap maupun kondisi terang menunjukkan pola tingkat penyerapan yang sama pada berbagai kategori tanaman (ukuran daun, kecepatan tumbuh, dan wama daun). Pola penyerapan dengan jumlah serapan tersebut diatas menunjukkan bahwa ke-12 tanaman dapat menyerap polutan baik pada kondisi gelap maupun terang (siang dan malam hari). Jadi bila digunakan pada jalur hijau jalan, ke-12 tanaman ini dapat berfungsi pada siang dan malam hari dalam menyerap polutan

gas NO2.

masuk akan lebih banyak. Sebagaimana yang diungkapkan oleh Herdina (1990), membuka dan menutupnya stomata tergantung terdapatnya cahaya. Berdasarkan hasil penelitian para ahli dalam Sutriana (1992) menyatakan, pengaruh cahaya memegang peranan penting dalam berlangsungnya penutupan stomata pada kebanyakan tumbuhan; dimana pada waktu ada cahaya (siang hari) stomata akan terbuka, sebaliknya pada waktu gelap (malam hari) stomata banyak tertutup.

Terang

Jati Mahoni Asam Cemara Saga JaU GayamTusamPalaquiurn Kol Akalipa Dadap

Super Jawa Angin Putih Banda Merah Kuning

Spesies Tanaman

Garnbar 7. Histogram Perbandingan Antara Serapan ' 5 dan Spesies Tanaman ~

pada Kondisi Gelap dan Kondisi Terang.

jati putih dengan kecepatan tumbuh tinggi memiliki persentase serapan yang paling tinggi pula yaitu sebesar 36.49 %, kemudian gayam 13.12 %, saga 8.91 % dan tusam 2.31 %. Pada kategori warna daun, urutan tanaman menurut perbedaan serapan dari yang tertinggi ialah akalipa merah dengan persentase serapan sebesar 15.55 %, dadap kuning 14.69 %, kol banda 11.57 %, dan palquium 7.09 %. Diduga perbedaan selisih serapan pada berbagai kategori tanaman ini disebabkan oleh perbedaan karakteristik setiap tanaman. Setiap tanaman memiliki kepekaan yang berbeda-beda terhadap cahaya dalam proses membuka dan menutupnya stomata (Assmann dan Shimazaki, 1999). Hal ini juga berhubungan dengan evapotranspirasi dan kelembaban udara relatif yang akhirnya juga berhubungan dengan proses membuka dan menutupnya stomata. Meningkatnya evapotranspirasi disebabkan kelembaban udara relatif yang tinggi. Dan kondisi lingkungan percobaan diperoleh kelembaban udara relatif pada kondisi terang menunjukkan kelembaban udara relatif yang lebih tinggi yaitu sebesar 78+6% dibandingkan pada kondisi gelap sebesar 73*3%. Meningkatnya evapotranspirasi pada tanaman, menyebabkan terjadi proses membukanya stomata, sejalan dengan penguapan air oleh tanaman tersebut. Sehingga gas

pencemar masuk melalui stomata daun.

Selisih serapan yang terbesar pada asam jawa. Hal ini kemungkinan disebabkan asam jawa pada kondisi gelap peka terhadap cahaya sehingga pada kondisi gelap banyak stomata yang tertutup. Dengan demikian penyerapan gas pencemar menurun.

4.4 Hubungan Faktor Cahaya dan Faktor Tanaman Terhadap Serapan ' 5 ~

pada kondisi gelap dan kondisi terang, serta pada berbagai kategori tanaman tertera pada Tabel 4.

Hasil analisis regresi untuk melihat pengaruh faktor tanaman dan faktor cahaya terhadap serapan dapat dilihat pada Tabel 6. Hasil analisis regresi secara rinci dapat dilihat pada Table Lampiran 1 sampai Tabel Lampiran 8. Untuk membuktikan bahwa faktor tanaman dan faktor cahaya mempengaruhi penyerapan 1 5 ~ , maka dilakukan analisis regresi. Hasil perhitungan dan

persamaan regresi menunjukkan pengaruh yang beragam pada kondisi cahaya yang berbeda.

4.1.1 Faktor Stomata dan Penyerapan "N pada FaktOr Cahaya yang Berbeda Hasil stomata pada berbagai tanaman dapat dilihat pada Tabel 5, dimana hasil yang didapat bewariasi berkisar antara 17.31-69.42 mmz. Kategori ukuran daun tanaman menunjukkan kerapatan stomata dari yang tertinggi sarnpai yang terendah baik pada kondisi gelap maupun terang ialah jati super dengan ukuran daun besar, asam jawa dengan ukuran daun kecil dan mahoni dengan ukuran daun sedang, dan kerapatan stomata yang terendah pada tanaman cemara angin dengan ukuran daun jarum. Hal ini rnenunjukkan ukuran daun besar dengan kerapatan stomata tinggi rnampu menyerap gas I5N lebih tinggi dibandingkan ukuran daun jarum dengan kerapatan stomata yang rendah.

Tabel 5. Rerata hasil analisis dan pengukuran faktor tanaman (kerapatan stomata, total klorofil, tebal daun, berat jenis daun)

[image:140.752.6.752.65.371.2]

kerapatan stomata yang tinggi mampu menyerapan gas 15N lebih tinggi dibandingkan tanaman yang lambat pertumbuhannnya dengan kerapatan stomata yang rendah.

Kategori warna daun baik pada kondisi gelap maupun terang menunjukan, tanaman kol banda dengan warna daun kuning mempunyai kerapatan stomata yang tertinggi, kemudian akalipa merah, dadap kuning warna daun belang dan tanaman palaqium yang mempunyai kerapatan stomata yang terendah. Pada kategori ini menunjukkan, tanaman dengan kerapatan stomata yang tinggi mampu menyerapan gas ''N lebih tinggi dibandingkan tanaman dengan kerapatan stomata yang rendah.

Terlihat pada seluruh kategori tanaman dari semua tanaman yang diuji menunjukan semakin tinggi kerapatan stomata daun maka semakin tinggi kemampuan tanaman dalam menyerap gas 15N. Hasil uji statistik (Tabel 6) menunjukkan bahwa terdapat perbedaan nyata antara penyerapan dengan stomata baik pada kondisi gelap maupun kondisi terang. Untuk membuktikan keeratan hubungan antara kerapatan stomata dan penyerapan, dapat dilihat dari nilai koefisien korelasi ( r ). Nilai koefisien korelasi yang diperoleh relatii tinggi

Tabel 6. Rekapitulasi Hasil Analisis Statistik pada Faktor Tanaman dan Faktor Cahaya terhadap Penyerapan lSN

Keterangan : S = Significant (berbeda nyata)

NS = Non Significant (tidak berbeda nyata)

sebesar 0.84 (r

=

0.84) baik pada kondisi gelap maupun terang membuktikan bahwa kerapatan stomata mempengaruhi serapan 15N. Hal ini juga menunjukkan bahwa antara kerapatan stomata tanaman dan penyerapan. '5N mempunyai

Faktor ~ a m r Cahaya

Tanaman Gelap

1

Terang

-

Stomz' I c. I 2'

-

hubungan yang erat baik pada kondisi gelap maupun kondisi terang. Hasil analisis regresi secara rinci dapat dilihat pada Tabel Lampiran 1 dan 2.

Pada grafik dan persamaan regresi menunjukkan korelasi positif (Gambar 8). Hubungan ini rnemperlihatkan bahwa semakin tinggi kerapatan stomata semakin tinggi pula penyerapan I5N baik pada kondisi terang maupun

pada kondisi gelap.

I"'

. . . .,.,,.,,., . . .-. . ,,.,,.,., . , --. . ",.

!

IoO

i

!

Y = 2.3926~

-

18.773

>

r = 0.84' I j

(terang)

0

1

.

#

10 20 30 40 50 60 70 80 STOMATA (mm2)

Gelap Terang

L i n e a r (Terang)

-

-Linear (Gelap)

*

= sienificant

Gambar 8. Grafik Hubungan Antara Serapan I5N dan Stomata Daun pada Kondisi Gelap dan Terang.

mempengaruhi besamya penyerapan gas pencemar oleh tanaman. Hasil penelitian Nasrullah (1997) menyatakan bahwa kerapatan stomata mempengaruhi tingkat serapan gas "N. Tanaman dengan kerapatan stomata yang tinggi kemungkinan akan mampu menyerap pencemar udara yang lebih banyak dibandingkan tanaman dengan kerapatan stomata yang rendah (Wilmer, 1983). Dan jenis tanaman dengan kerapatan stomata yang sedang sampai tinggi mempunyai potensi sebagai pereduksi pencemar yang baik (Grey & Deneke,

1978; Fakuara. 1987)

Tabel 5 menunjukkan, tanaman dengan kerapatan stomata terendah yaitu tusam sebesar 17.31 mm2, tetapi jumlah serapan I5N yang ditunjukkan terrnas.uk dalam kategori serapan sedang. Berdasarkan hasil tersebut menunjukkan, kemampuan tanaman yang baik dalam menyerap gas I5N sampai kerapatan stomata 17.31 mm2.

Urutan tanaman dengan kerapatan stomata dan serapan yang tertinggi sampai yang terendah yaitu : jati putih, jati super, asam jawa, kolbanda, akalipa merah, dadap kuning, sa