Pengaruh Konsentrasi Larutan Berbagai Senyawa Timbal (Pb)
terhadap Kerusakan Tanaman, Hasil dan Beberapa Kriteria
Kualitas Sayuran Daun Spinasia
Oleh :
Tino Mutiarawati Onggo
Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran Kampus Jatinangor, Bandung 40600.
ABSTRAK
Timbal (Pb) yang berasal dari polusi udara/atmosfer umumnya berbentuk partikel debu yang bila sampai pada tanaman, akan tinggal di permukaan tanaman tersebut. Awan dan hujan dapat menyebabkan timbal menjadi bentuk terlarut dan dapat masuk ke dalam tanaman yang dapat menyebabkan kerusakan tanaman dan mengkontaminasi bahan pangan dan pakan. Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh tiga senyawa Pb yaitu Pb-acetat, Pb-chlorid dan Pb-nitrat dengan konsentrasi masing-masing 250, 500, 750 dan 1000 ppm., terhadap kerusakan tanaman dan dampaknya terhadap hasil serta beberapa kriteria kualitas sayuran daun Spinasia. Hasil percobaan menunjukkan, bahwa dari analisis Pb yang ada pada tanaman, hanya ditemukan 13% - 24% dari Pb yang diaplikasikan, sedang pencucian dapat mengurangi kadar Pb tersebut hingga tinggal 8% - 18%. Jumlah Pb yang tercuci paling banyak pada perlakuan Pb-cholid yang mempunyai kelarutan terendah. Gejala kerusakan yang tampak dari perlakuan ketiga senyawa Pb tersebut seragam, makin tinggi konsentrasi larutan, kerusakan tanaman makin besar. Pada Pb-nitrat konsentrasi 1000 ppm., kerusakan yang terjadi hanya sampai skor 3. (dari 1 - 10 skor kerusakan). Hasil tanaman pada semua perlakuan lebih rendah dibanding kontrol, kecuali pada perlakuan Pb-chlorid 250 ppm dan 500 ppm. Semua perlakuan tidak berpengaruh terhadap jumlah klorofil per plot dan kadar mineral K, Ca, Fe dan P dalam tanaman. Kata kunci : Pb-acetat, Pb-chlorid, Pb-nitrat, kerusakan tanaman, Pb dalam tanaman, jumlah khlorofil, kadar mineral K, Ca, Fe, P.
ABSTRACT
The Effect of Lead-compound Solutions in Different Concentrations on Degree of Plant Damage, Yield and some Quality Criteria of Vegetable Spinach.
detected, but the highest solution concentration of 1000 ppm Pb-nitrat, resulted only the damage score 3 (from 1 - 10 degree score). The crop yield from treated plots were less than control, except the yield of treatments Pb-chlorid 250 ppm. and 500 ppm. All treatments in this trial have no significant effects on total chlorophyll per plot and on the content of K, Ca, Fe and P in plants.
Keyword : Pb-acetat, Pb-chlorid, Pb-nitrat, plant damage, Pb in plant, total chlorophyll, K, Ca, Fe, P content.
PENDAHULUAN
Efek racun dari logam berat Timbal (timah hitam, Pb) terhadap manusia dan hewan sudah lama diberitakan. Timbal dapat masuk ke dalam tubuh melalui udara / atmosfer yang terhisap pada proses respirasi dan / atau masuk melalui makanan yang terkontaminasi. Peningkatan kadar Pb di udara di kota-kota besar di Indonesia dan di sepanjang tepi jalan raja dengan kepadatan kendaraan tinggi juga sudah banyak dipublikasikan (Gatra, 2005). Tingkat akumulasi Pb pada vegetasi dan dalam tanah akan meningkat seiring dengan kepadatan lalu lintas kendaraan bermotor dan menurun dengan bertambahnya jarak dari tepi jalan (Fidora, 1972; Siregar 2005). Pb sengaja ditambahkan ke dalam bensin untuk meningkatkan bilangan oktan, agar pembakaran motor dapat lebih baik. Namun Pb tersebut akan keluar bersama gas buang dan mencemari udara. Dari spesifikasi bahan bakar minyak yang diproduksi di Indonesia, bensin premium pada tahun 2000 masih mengandung 0.7 g Pb/L (NKLD, 2001), sedang negara-negara Eropa dan Amerika Serikat sudah menghapus timbal dalam bensin sejak awal 1980-an (Gatra, 2005). Konsekwensi dari kondisi tersebut, penelitian pengaruh Pb dari gas buang pada tanaman pangan dan pakan di Eropa dan Amerika banyak dilakukan sebelum tahun 1980 tersebut.
membersihkan udara, namun peningkatan kadar logam berat yang terlarut dalam air hujan mengindikasikan kemungkinan terjadinya polusi logam berat pada tanaman melalui larutan tersebut. Berichte (1976) menunjukkan kerusakan tanaman akan tampak bila kadar Pb antara 30 ppm - 50 ppm dan dibawah 100 ppm. Tapi kontaminasi Pb yang terjadi melalui udara, nilai batas kerusakannya bisa jauh di atas 100 ppm. Tanaman yang penampakannya sehat, dapat mengandung lebih banyak Pb dibanding tanaman yang sakit, yang berarti penampilan kerusakan tanaman tidak dapat digunakan sebagai indikator kandungan logam berat dalam tanaman.
Penelitian Fidora (1972); dan Steenken (1973) menunjukkan bahwa sebagian besar dari Pb pada tanaman dapat hilang bila bagian tanaman tersebut dicuci, ini menunjukkan bahwa kontaminasi Pb tersebut berasal dari udara dan hanya berada di permukaan saja. Berbagai jenis tanaman bereaksi berbeda terhadap emisi udara, tanaman yang mempunyai daun yang lebar dan terbuka akan terkontaminasi lebih banyak Pb dibanding tanaman yang mempunyai daun sempit dan yang posisinya tegak. Suchodoller (1967) dari penelitiannya menyatakan bahwa buncis lebih peka terhadap Pb dibanding barley. Tumbuhan tingkat tinggi lebih tahan terhadap partikel Pb dibanding algae.
Sayuran Spinasia (Spinacia oleracea L.) merupakan sayuran daun yang banyak digemari karena nilai gizinya yang tinggi. Sayuran ini banyak digunakan sebagai campuran dalam makanan bayi/anak. Seperti bayam, tanaman ini yang dimanfaatkan adalah daunnya yang lebar dan terbuka.
diharapkan dapat diketahui sejauh mana manifestasi kerusakan yang ditimbulkan oleh Pb pada tanaman dapat terlihat dan bagaimana pengaruhnya terhadap hasil dan kualitas tanaman tersebut.
BAHAN DAN METODE
Percobaan dilakukan di rumah kaca, dengan mengunakan tanaman sayuran Spinasia yang mempunyai daun lebar sebagai objek. Tanaman ditanam satu baris pada pot panjang dengan ukuran 100 cm x 20 cm x 20 cm sebagai plot percobaan. Benih Spinasia kultivar Frueremona ditanam langsung dalam pot tersebut dengan jarak tanam 2.5 cm, 2 benih per lubang tanam. Dua minggu setelah tanam, dilakukan penjarangan, sehingga didapat 40 tanaman per pot. Tanaman kemudian disemprot dua kali dalam seminggu dengan larutan senyawa Pb. Alat semprot yang digunakan adalah modifikasi dari alat semprot (pengkabut) yang biasa digunakan pada analisis dengan alat kromatografi, dihubungkan dengan tabung gas udara untuk pengaturan tekanan. Volume larutan yang disemprotkan disesuaikan dengan pertumbuhan tanaman, antara 30 ml – 50 ml / plot, jumlah larutan yang disemprotkan selama pertumbuhan tanaman adalah 380 ml/plot. Penyiraman pada tanaman dilakukan melalui permukaan tanah dan menghindari tanaman tersiram. Tiga hari setelah penyemprotan terakhir, tanaman dipanen dengan memotong seluruh bagian atas tanaman.
Metoda analisis bahan tanaman :
Berat kering tanaman didapat dengan mengeringkan bahan tanaman dalam oven berventilasi pada temperatur 70oC sampai berat konstan.
Metoda pencucian : sekitar 80 g bahan tanaman segar dimasukkan dalam bejana, ditambahkan 600 ml air deionisasi, dikocok selama 5 menit dengan alat pengocok dan dibilas dengan cara yang sama. Bahan tanaman kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 70oC sampai berat konstan untuk mendapatkan berat keringnya.
Pengamatan kadar Pb dalam tanaman dilakukan dengan menggunakan alat FAAS (Flame atomic absorption spectrophotometer). Ekstraksi bahan dilakukan dengan metoda Dithizon. 5 g bahan kering diabukan pada suhu 500oC, kemudian abu dilarutkan dalam HCl-bidest sampai volume 100.0 ml. Satu bagian dari volume larutan diambil dan dicampur dengan campuran Dithizon-Chloroform, dikocok sampai terbentuk warna hijau. Pb yang terlarut dalam dithizon kemudian ditambah 10 ml 0,5 n HCl-bidest dan dikocok sampai tercampur rata. Pengukuran Pb dilakukan dengan menggunakan FAAS dari Beckman Spectrophotometer 1272 dengan nyala api turbulens dan rekorder linier 10” dari Firma Beckman.
Pengamatan kadar mineral K, Ca, Fe dan P dalam tanaman dilakukan dengan menggunakan larutan ekstraksi hasil pengabuan bahan tanaman dengan HCl-bidest seperti yang digunakan untuk pengamatan Pb di atas. Analisis berikutnya adalah sebagai berikut :
Analisis K menggunakan alat Spectrophotometer Zeiss PMQ II yang dilengkapi dengan nyala api (flame) dari H2O2 , pengukuran pada gelombang 767 nm. Analisis Ca menggunakan AAS FMD 3 dari Firma Zeiss, dalam larutan ekstraksi ditambahkan LaCl3 untuk menekan gangguan pengamatan.
Analisis Fe sebagai komplek [Fe (II) + 1,10-Phenanthrolin] dengan alat
Spectrophotometer Zeiss PMQ II, pada gelombang 508 nm.
Pengukuran kadar klorofil daun dilakukan menggunakan Spectrophotometer Zeiss PMQ II pada gelombang 647, 664 dan 750 nm, ukuran cuvette 1 cm, sebagai larutan pembanding digunakan Aceton-NH3.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kadar Pb dalam TanamanPada percobaan ini jumlah Pb yang diaplikasikan per plot antara Acetat, Pb-Clorid dan Pb-Nitrat tidak sama, begitu juga jumlah Pb yang terkandung dalam konsentrasi larutan yang sama, berbeda. Hasil analisis kadar Pb dalam tanaman sebagai akibat dari penyemprotan berbagai larutan senyawa Pb dan berbagai konsentrasi tersaji pada Tabel 1.
Tabel 1: Kadar Pb dalam tanaman yang disemprot dengan berbagai larutan senyawa Pb dan pada berbagai konsentrasi. Perbedaan antara hasil tanaman yang
Keterangan : Tan. = tanaman; BK = berat kering; Lar. = larutan
polusinya, namun dari persentasenya bila dikonversi ke Pb yang diaplikasikan, nilai tersebut relatif tidak jauh berbeda. Pada perlakuan Pb-acetat, Pb yang ada dalam tanaman antara 21%- 24% dari yang diaplikasikan, pada Pb-Chlorid 13% -22% dan pada Pb-nitrat 15% - 22%. Pb yang disemprotkan pada tanaman juga sebagian dapat berkurang bila tanaman dicuci. Makin tinggi konsentrasi larutan yang disemprotkan, makin banyak Pb yang tercuci, namun bila dihitung dari persentasenya, dari konsentrasi larutan yang berbeda, persen Pb yang tercuci tidak jauh berbeda. Pb dalam tanaman yang dicuci, pada perlakuan acetat tinggal 14% - 17%, pada Pb-chlorid 8% - 11% dan pada Pb-nitrat 11% - 18%.
Data dari Tabel 1 juga memperlihatkan bahwa persentase Pb pada tanaman (mg/100g berat-kering) yang tercuci pada senyawa Pb-chlorid lebih tinggi dibanding pada senyawa Pb-acetat dan Pb-nitrat. Kenyataan ini menunjukkan bahwa jumlah Pb yang masuk dalam tanaman tergantung dari kelarutan senyawanya, Pb-chlorid yang kelarutannya rendah dibanding Pb-acetat dan Pb-nitrat, menyebabkan lebih banyak Pb yang tinggal di permukaan, sehingga lebih banyak tercuci.
Tingkat Kerusakan Tanaman dan Hasil
Penyemprotan dengan larutan berbagai senyawa Pb menimbulkan gejala kerusakan tanaman yang sama pada semua perlakuan. Kerusakan terjadi umumnya hanya pada lokasi yang langsung terkena semprotan. Pada penyemprotan dosis redah, kerusakan ini tidak berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman. Kerusakan yang terlihat, intensitasnya tergantung dari jenis dan konsentrasi larutan Pb yang disemprotkan dan dari intensitas penyemprotan.
Dari pengamatan tingkat kerusakan yang terjadi, perlakuan dengan larutan Pb-acetat sampai konsentrasi 500 ppm belum terlihat adanya gejala kerusakan, pada konsentrasi yang lebih tinggi menghasilkan kerusakan dengan skor rendah (skor 1 – 2). Larutan chlorid menyebabkan kerusakan yang lebih tinggi, sedang larutan Pb-nitrat menunjukkan kerusakan tertinggi (Tabel 2). Kerusakan tanaman erat hubungannya dengan kelarutan senyawa Pb. Dari ketiga larutan tersebut Pb-nitrat mempunyai kelarutan tertinggi, sehingga kerusakan yang ditimbulkannya juga tinggi. Pb-acetat sebetulnya mempunyai kelarutan tinggi, namun dalam larutan tersebut Pb terhidrolisir menjadi PbO yang relatif tidak mudah larut, sedang Pb-chlorid kelarutannya terrendah, sehingga kerusakan tanaman yang diakibatkannya juga redah.
Tabel 2. Tingkat kerusakan, hasil tanaman serta jumlah khlorofil tanaman Spinasia yang disemprot dengan berbagai larutan senyawa Pb berbagai konsentrasi.
Hasil g/plot Jumlah klorofil (mg / plot) Keterangan : Nilai rata-rata yang diikuti dengan huruf yang sama pada lajur yang
sama, menunjukkan tidak berbeda nyata menurut Duncan’s test taraf 5%
penyemprotan larutan Pb berpengaruh menekan hasil tanaman. Pada pengamatan berat kering tanaman, tendensi ini juga terlihat sama. Hasil tanaman pada perlakuan berbagai konsentrasi pada Pb-asetat dan Pb-nitrat tidak berbeda nyata.
Jumlah Klorofil
Data pada Tabel 2 memperlihatkan bahwa semua perlakuan tidak menunjukkan perbedaan yang nyata terhadap jumlah (mg/plot) klorofil a maupun klorofil b, begitu juga pada total klorofil (a + b) dan ratio klorofil a : b. Penyemprotan dengan larutan berbagai senyawa Pb menimbulkan kerusakan pada daun berupa bercak putih yang tampaknya merupakan gangguan pada klorofil. Pada penampilannya tanaman yang diberi perlakuan mempunyai warna daun yang lebih pekat dibanding kontrol, yang berarti kadar klorofil per bobot segar lebih tinggi, namun hasil tanaman yang diberi perlakuan lebih rendah dibanding kontrol, sehingga jumlah klorofil per plot pada semua perlakuan menjadi tidak berbeda dengan kontrol. Jumlah klorofil pada perlakuan berbagai konsentrasi larutan juga tidak menunjukkan perbedaan yang nyata.
Kadar Mineral dalam Tanaman
Tabel 3 : Kadar K, Ca, Fe dan P dalam tanaman Spinasia yang disemprot dengan larutan berbagai senyawa Pb dan pada berbagai konsentrasi
Keterangan : Nilai rata-rata yang diikuti dengan huruf yang sama pada lajur yang sama, menunjukkan tidak berbeda menurut uji Duncan taraf 5%.
Analisis beberapa mineral dalam tanaman Spinasia pada percobaan ini dilakukan untuk mengetahui seberapa besar penyemprotan larutan Pb dapat mempengaruhi kadar hara/mineral dalam tanaman tersebut. Pb yang ada pada permukaan daun/ tanaman akan menyebabkan fungsi permukaan daun sebagai komplek fotosintesis dan aktivitas asimilasi terhambat. Penelitian Bazzaz, et al. (1974) pada bunga matahari menunjukkan bahwa pada konzentrasi Pb 193 ppm, pembukaan stomata terhambat, sehingga pertukaran gas menjadi berkurang yang mengakibatkan penurunan neto – fotosintesis sampai 50%.
Data pada Tabel 3 menunjukkan bahwa semua perlakuan baik senyawa maupun konsentrasi larutan Pb yang diaplikasikan tidak berpengaruh terhadap kadar mineral K, Ca, Fe dan P dalam tanaman.
SIMPULAN
Aplikasi berbagai larutan timbal pada berbagai konsentrasi pada tanaman Spinasia, sekitar 13% - 24% dari jumlah Pb/plot yang diaplikasikan dapat dideteksi ada dalam tanaman. Pencucian bahan tanaman dapat mengurangi kadar Pb pada tanaman menjadi tinggal 8% - 18%. Kadar Pb yang dapat tercuci, pada perlakuan Pb-chlorid lebih tinggi dibanding Pb-acetat dan Pb-nitrat.
Gejala kerusakan tanaman yang ditimbulkan dari ketiga senyawa Pb pada berbagai konsentrasi terlihat seragam. Kerusakan tanaman pada perlakuan senyawa Pb-chlorid rendah, sedang Pb-nitrat menunjukkan kerusakan tertinggi. Konsentrasi larutan tertinggi (1000 ppm) pada percobaan ini tidak menyebabkan tanaman nekrosis dan stadia tanaman tidak terganggu, namun hasil tanaman pada semua perlakuan lebih rendah dibanding kontrol, kecuali pada perlakuan Pb-chlorid 250 ppm dan 500 ppm. Semua perlakuan pada percobaan ini tidak berpengaruh terhadap jumlah klorofil tanaman/plot dan kadar K, Ca, Fe dan P dalam tanaman.
Ucapan terima kasih
DAFTAR PUSTAKA
Bazzaz, F.A.; R.W.Carlson; and G.L.Rolfe. 1974. The effect of heavy metals on Plants: Part I. Inhibition of gas exchange in sunflower by Pb, Cd, Ni and Ti. Environ.Pollu. 7, 241 – 246
Berichte 3/76, 1976. Luftqualitaetskriterien fuer Blei. Umweltbundesamt Berlin.
Fidora, B.. 1972. Der Bleigehalt von Pflanzen verkehrsnaher Standorte in
Abhaengigkeit von der Vegetationsperiode. Ber. dtsch. Bot. Ges. 85 (5/6), 219 – 227.
Garber, K.. 1974. Schwermetalle als Luftverunreinigung –Blei, -Zink, -Cadmium, - Beeinflussung der Vegetation. Staub Reinhaltung der Luft 34, 1 – 7. Gatra, 2005. Ancaman logam maut dari jalanan.
http://web.gatra.com/2005-03-07/versi_cetak. (diakses 11 September 2006). NKLD DKI Jakarta 2000. (2001). Kualitas udara.
http://bplhd.jakarta.go.id/info/NKLD/2001/Docs/Buku-II/docs/542.htm (diakses 11 September 2006).
Schopfer, P.. 1970. Experimente zur Pflanzenphysiologie. Verlag Rombach & Co GmbH, Freiburg i. Br. 418.
Siregar, E.B.M.. 2005. Pencemaran udara, respon tanaman dan pengaruhnya terhadap manusia. Karya ilmiah, Fakultas Pertanian Universitas Sumatra Utara.
Steenken, F.. 1973. Wirkungen bleifreier und bleihaltiger Autoabgase auf Nutzpflanzen. Dissertation Universitaet Hamburg.
Yth. Redaksi Agrikultura
Bersama ini saya kirimkan kembali makalah saya dengan judul: “Pengaruh Konsentrasi Larutan Berbagai Senyawa Timbal (Pb) terhadap Kerusakan Tanaman, Hasil dan Beberapa Kriteria Kualitas Sayuran Daun Spinasia” yang telah saya perbaiki, untuk dapat dimuat pada penerbitan Agrikultura yang akan datang.
Beberapa jawaban dari komentar Redaksi pada tulisan saya sebelum perbaikan dapat saya uraikan sebagai berikut:
- Alamat penulis : Saya akan tetap menggunakan alamat saya yang sekarang pada tulisan ini karena penelitian yang saya buat tidak merupakan karya kerja sama, melainkan karya mandiri saya dengan bantuan fasilitas penelitian dari Uni Hohenheim. Untuk menghindari “kesalah-fahaman” ini saya mengubah bentuk penulisan dengan tidak mencantumkan lokasi penelitian di Jerman, sebagai gantinya ada ucapan terima kasih atas fasilitas yang saya terima dari ex pembimbing saya.
- Penelitian yang saya buat bukan penelitian terapan, melainkan suatu simulasi untuk melihat akibat dari suatu “kejadian” bila Pb dari pencemaran udara terbentuk dalam larutan dan dapat mencapai tanaman, bagaimana bentuk kerusakan yang diakibatkannya dan berapa Pb yang dapat tertinggal pada tanaman tersebut setelah pencucian. Jadi hasil penelitian tidak tergantung dari lokasi, bisa berlaku di mana saja asal kondisi pencemaran tersebut sama, yaitu kendaraan bermotor (mobil di Jerman dan di Indonesia sama) dan bensin yang mengandung Pb.(di Jerman sebelum tahun 1980, di Indonesia baru sekarang ada data2 yang mendukung keadaan tersebut sehingga relevan untuk diungkap)
- Bagaimana logika Pb sampai ke tanaman sayuran? Dalam Pendahuluan sudah saya tuliskan bahwa yang tercemar polusi udara dari gas buang bukan hanya kota2 yang padat kendaraan tapi juga jalan-jalan utama / tol. Contoh yang mudah diberikan adalah kepadatan kendaraan di jalur pantura siang dan malam bisa lebih tinggi dibanding di kota yang hanya padat pada siang hari saja atau jam2 tertentu saja. Disepanjang jalur pantura tersebut bukannya daerah pertanian? Antisipasi berikutnya adalah perluasan jalan tol pada tahun2 mendatang.
