PENGARUH DOMINASI CEKAMAN Pb TERHADAP
KLOROFIL KANGKUNG AIR SEBAGAI MODUL PEMBELAJARAN
Ratna Septiana1, Hening Widowati2, Widya Sartika Sulistiani3
1
Universitas Muhammadiyah Metro, Lampung
2
Universitas Muhammadiyah Metro, Lampung
3
Universitas Muhammadiyah Metro, Lampung
Jl. Ki Hajar Dewantara no. 116 Iringmulyo Kota Metro Telp.Fax (0725) 42445-43454 E-mail: 1)ratnaseptiana97@gmail.com, 2)hw.ummetro@gmail.com,
3)
widya_sulistiani@yahoo.com Abstrak
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui (1) ada tidaknya pengaruh dominasi cekaman logam berat Pb terhadap kadar klorofil kangkung air (Ipomea Aquatica Forsk), (2) ada tidaknya pengaruh dominasi logam berat Pb dan masa panen terhadap kadar klorofil (3) menyusun hasil penelitian sebagai modul pembelajaran biologi SMA kelas X semester genap. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen, desain rancangan adalah rancangan acak lengkap (RAL) dengan satu kontrol dan 2 perlakuan. Penanaman kangkung air menggunakan media Hoagland dimana didalam media tersebut sudah terdapat semua unsur yang dibutuhkan olah tanaman. Hasil analisis diperoleh sebagai berikut: (1) terdapat pengaruh sangat nyata dominasi logam berat Pb terhadap kadar klorofil karena 2hitung1532tabel5,49pada α 0,01 untuk daun,
49 , 5 75 , 503 2 2 tabel hitung
pada α 0,01 untuk batang di tabel Chi-square, (2) terdapat pengaruh sangat nyata dominasi logam berat Pb dan masa panen terhadap kadar klorofil karena 2hitung7,52tabel4,11pada α 0,01 batang, 2hitung36,252tabel4,11 pada α 0,01 untuk daun di tabel Chi-square, (3) hasil penelitian ini disusun berupa modul pembelajaran yang layak digunakan karena sudah divalidasi oleh 3 ahli dan mendapat hasil yang “baik” dan layak untuk digunakan dalam pembelajaran.
Kata Kunci: Dominasi Cekamana Logam Berat, Timbal (Pb), Kadar Klorofil, Kangkung
Air (Ipomea Aquatica), Modul.
Abstract
This research aims to know (1) the stress effect of lead domination through chlorophyll content of water kangkoong, (2) the stress effect of lead domination and harvest period through chlorophyll content of water kangkoong, (3) this research was use as a biology module fortenth grader on Senior High School. This research was uses completely randomized design (CRD) with experimental method. The result that (1) lead domination influence chlorophyll content of water kangkoong on leaves and steam because, X2count 153> X2htab 5,49 α 0,01, X2count 575,75 > X2htab 5,49 α 0,01 fin Chi-square list, (2) there is a high significant stress effect of lead domination and harvest period through chlorophyll content of water kangkoongin leaves and steam because, X2count 7,5> X2htab 4,11 α 0,01, X2count 36,25 > X2htab 4,11 α 0,01 in Chi-square list, (3) the module that was arrange from this research can be uses for Biologi Module for tenth grader of senoir high school in enviromental pollutan topic.
Key word : Chlorophyll content, Lead, Module, Stress domination of lead, Water kangkoong
1. PENDAHULUAN
Kangkung air adalah tanaman sayuran yang banyak ditanam di Indonesia, tanaman ini merupakan tanaman perdu dan semak. Kangkung air hidup di daerah perairan yang menggenang, dapat dikonsumsi dan dapat dibudidayakan. Kangkung air ini merupakan tanaman sayuran yang mudah beradaptasi di daerah tercemar sekalipun. Di Indonesia, saat ini sudah banyak lingkungan yang tercemar baik mikrooganisme, organik dan anorganik. Dari ketiga bahan pencemar tersebut logam berat yang banyak mendominasi sebagai bahan pencemar. Logam Pb mudah diabsorbsi oleh tanaman, contohnya tanaman kangkung air. Logam Pb banyak terdapat pada daerah perairan yang bersumber dari pertanian, rumah tangga maupun industri [1].
Timbal yang ada di dalam air dapat masuk ke dalam organisme di perairan, dan jika air tersebut merupakan sumber air konsumsi masyarakat maka timbal tersebut tentunya akan masuk ke dalam tubuh manusia [1]. Kangkung air yang hidup di daerah tercemar logam berat Pb ini akan berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman. Pengaruhnya salah satunya adalah berkurangnya kadar klorofil tanaman tersebut. Tidak hanya itu, jika sayuran dimakan oleh manusia akan mengakibatkan keracunan. Logam-logam berat bila masuk ke dalam tubuh lewat makanan akan terakumulasi secara terus-menerus dan dalam jangka waktu lama akan mengakibatkan gangguan sistem syaraf, kelumpuhan dan kematian dini serta penurunan tingkat kecerdasan anak-anak [1]. Hasil penelitian yang dilakukan digunakan untuk penulis sebagai sumber belajar peserta didik berupa modul pembelajaran. Pembelajaran yang bermakna adalah pembelajaran yang mengaitkan keadaan sekitar dengan pembelajaran. Penulis berharap hasil dapat digunakan untuk penyusunan modul pembelajaran SMA kelas X semester genap, materi pencemaran lingkungan.
2. METODE
A. Rancangan Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen.Penelitian eksperimen ini menggunakan perlakuan yaitu kontrol dan 2 perlakuan berbeda. Penanaman koangkung air menggunakan media Hoagland dimana di dalam media tersebut sudah terdapat unsur-unsur ynang dibutuhkan tanaman untuk hidup. Media C merupakan media hoagland dengan penambahan logam Pb:Cd:Cr sebesar 8ppm:4ppm:4ppm, media D merupakan media hoagland dengan penambahan logam Pb:Cd:Cr sebesar 4ppm:4ppm:4ppm, dan media E merupakan media kontrol dimana logam tidak ditambahkan atau 0ppm. Dilakukan pemanenan sebanyak 4 kali yaitu 0 hari (W0), 7 hari (W1), 14 hari (W2), dan 21 hari (W3). Penelitian dilakukan di desa Yosomulyo Metro Timur dan analisa kadar klorofil dilakukan di Laboratorium Kimia Analis Universitas Muhammadiyah Metro.
B. Pelaksanaan Penelitian
Pelaksanaan penelitian dilakukan dalam 5 tahapan yaitu:
a. Aklimatisasi
1) Menyiapkan tanaman kangkung air sebanyak 30 tangkai yang sudah tumbuh akar, batang dan daunnya.
2) Memotong tanaman kangkung bagian batang tanpa akar air menggunakan gunting
3) Menimbang beratnya sebanyak 150gr dan panjang 25cm tanaman siap tanam.
4) Melakukan aklimatisasi dari kolam ke air selama 5 hari.
b. Persiapan media tanam
1) Menyiapkan tempat tanam berupa ember dan busa/sterofom.
(a) Media D yaitu Hoagland+Cd : Pb : Cr dengan perbandingan logam Cd : Pb : Cr yaitu 4ppm : 4ppm : 4ppm dan campurannya sebagai medium kontrol.
(b) Media C yaitu Hoagland+Pb :CD : Cr dengan perbandingan logam Pb : Cd : Cr yaitu 8ppm : 4ppm : 4ppm dan campurannya dengan dominasi cekaman Pb.
(c) Media tanam E Hoagland tanpa logam pencemar (kontrol).
3) Memasukkan media yang telah disiapkan ke dalam ember sebanyak 2 liter.
c. Penanaman
1) Tanaman kangkung air yang telah diaklimatisasi dipindahkan ke media tanam yang telah dibuat sebelumnya.
2) Memindahkan tanaman kangkung pada lubang-lubang yang telah dibuat pada steroform sampai batang tanaman menyentuh media tanam.
d. Perawatan
Melakukan pengontrolan tanaman dengan melihat pertumbuhan tanaman dan pengontrolan jumlah air media Hoagland. Mengaduk media agar logam tidak mengendap dan membasmi hama.
e. Pemanenan
Melakukan pengambilan daun dan batang kangkung air (Ipomea
aquatica) dengan kurun waktu 7hari, 14hari dan 21hari.
f. Analisis Kadar Klorofil
Terdapat keterbatasan dalam menganalisis maka analisis dilakukan di Universitas Muhammadiyah Malang. Sampel di ambil daun dan batang tanaman kangkung air dipilih daun secara acak kemudian ditimbang dengan berat 0,5 gram lalu dihaluskan. Sampel daun selanjutnya diekstrak dengan larutan Ethanol p.a 20 mL. Kemudian didiamkan selama 4jam. Setelah 4jam ekstrak yang diperoleh disaring dengan kertas saring. Mengambil 5ml filtrat dan ditambahkan aseton 85% sampai 25ml dan selanjutnya dianalisis dengan menggunakan spektrofotometer UV Vis pada panjang gelombang 663 nm dan 649 nm. Penghitungan kadar klorofil (mg/L) ditentukan dengan rumus :
Klorofil a = 12,21 𝑥 𝐴663−2,91 𝑥 𝐴645 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐵𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑔 𝑥 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝐿𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 𝑥 1000 Klorofil b = 20,13𝑥 𝐴665−5,03 𝑥 𝐴663 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐵𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑔 𝑥 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝐿𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 𝑥 1000 Klorofil total = 17,30 𝑥 𝐴645+7,18 𝑥 𝐴663 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐵𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑔 𝑥 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝐿𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 𝑥 1000’ g. Analisis kadar serapan logam
Analisis kadar serapan logam dilakukan menggunakan spektrofotometri Serapan Atom (SSA).
h. Teknik Analisis Data
Untuk mengetahui ada atau tidaknya pengaruh dominasi cekaman logam berat Pb terhadap klorofil kangkung air maka dilakukan uji analisis varians (ANAVA) dua arah .Ketika melakukan uji hipotesis, maka terlebih dahulu melakukan uji prasyarat yaitu dengan uji normalitas (uji liliefors), uji homogenitas (uji Bartlett) dan dilanjutkan ke uji lanjutan yaitu uji Duncan.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN a. Hasil
Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan maka didapatkan hasil sebagai berikut:
Gambar 1. Grafik Kadar klorofil dan logam berat pada Batang W3
Gambar 2. Grafik kadar klorofil dan logam berat pada Daun W3
b. Pembahasan
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh dominasi logam berat Pb terhadap kadar klorofil kangkung air dimana kangkung air ditaman pada media hoagland yang diberikan logam berat. Pemberian logam berat yang dilakukan harus sesuai ambang batas kadar logam berat yang ada di dalam tanaman. Pemberian logam berat yang paling tinggi adalah 8 ppm. Media hoagland C merupakan media dengan dominasi logam berat Pb yang lebih tinggi daripada logam Cd dan Cr yaitu 8ppm. Logam Cd dan Cr sebesar 4 ppm. Media kontrol atau media dengan logam berat sebesar 0 adalah media E. Media pembanding atau media yang berisikan logam berat Pb, Cd dan Cr sama besarnya yaitu 4 ppm adalah media D.
1) Ada pengaruh sangat nyata dominasai cekaman logam berat terhadap klorofil kangkung air
Pengujian pengaruh logam Pb terhadap kada klorofil dilakukan menggunakan uji kenormalan, uji homogenitas dan uji hipotetsi (ANAVA) dua arah. Uji hipotesis menunjukkan Ho ditolak yang berarti bahwa terdapat pengaruh logam Pb terhadap kadar klorofil kangkung air. X2hit 153> X2htab 5,49 α 0,01 untuk daun, X2hit 575,75 > X2htab 5,49 pada α 0,01 untuk batang di tabel Chi-square. [2] logam Pb merupakan logam yang sangat rendah daya larutnya bersifat pasif, dan mempunyai daya translokasi yang rendah mulai dari akar sampai organ tumbuhan lainnya. Laju penyerapan Pb akan meningkat jika logam lain tidak menghambat keberadaannya. Dengan kata lain jika logam lain masih sama
5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 5,7 5,8 5,9 6 6,1 6,2 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Media C Media D Media E logam Pb Logam Cd Logam Cr Klorofil k o n s e n tr a s i (p p t) ko n s e n tr a si x1 0 0 0 (p p m ) Media Tanam 6,6 6,8 7 7,2 7,4 7,6 7,8 8 8,2 8,4 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 Media C Media D Media E logam Pb Logam Cd Logam Cr klorofil k o n s e n tr a s i (p p t) ko n s e n tr a si x1 0 0 0 (p p m ) Media Tanam
pemanenan terakhir, logam Pb memperlihatkan kenaikan serapan yang lebih banyak dari pada logam Cd, yang pada awalnya terakumulasi lebih banyak dari logam Pb. Media A logam Pb lebih tinggi konsentrasi nya dari logam Cd dan Cr sehingga akumulasi logam Pb pada tanaman lebih besar. Semakin tinggi kandungan logam yang diberikan, maka semakin tinggi pula kandungan logam Pb yang ada pada daun dan batang tanaman. Kemampuan absorbsi tersebut berpengaruh terhadap kandungan klorofil pada daun dan batang yang cenderung semakin menurun. Meskipun kandungan klorofil menurun akan tetapi tumbuhan masih berada dalam kondisi yang baik dilihat dari pertumbuhan tanaman, dimana pertumbuhan tanaman tetap dapat berlangsung.
2) Ada pengaruh sangat nyata dominasi cekaman logam berat Pb dan masa panen terhadap klorofil kangkung air.
Pengujian dilakukan menggunakan 3 tahap uji yaikni uji kenormalan, uji homogenitas dan uji hipotesis ANAVA 2 arah, yang menunjukkan hasil Ho di tolak. Sehingga, hasil menunjukkan bahwa terdapat pengaruh logam berat Pb dan masa panen terhadap kadar klorofil kangkung air. X2hit 7,3> X2htab 4,11 α 0,01 untuk daun, X2hit 36,25 > X2htab 4,11 pada α 0,01 untuk batang di tabel Chi-square. Pemanenan dilakukan secara bertahap, ditujukan melihat penyerapan logam berat karena masa panen. Pemanenan pada media C yang menunjukkan kadar logam Pb tertinggi adalah pada masa panen 21 hari (W3).
Gambar 3. Grafik Kadar Klorofil Batang tiap Masa Panen pada Media
Gambar 4. Grafik Kadar Klorofil Daun tiap Masa Panen pada Media
Namun pada 21 hari pemanenan logam Pb penyerapannya lebih tinggi dari pada logam lainnya. Berdasarkan penelitian Kohar akumulasi Pb yang terbesar terjadi pada akar tanaman kangkung. Untuk memperkecil kontaminasi Pb dalam kangkung yang akan dikonsumsi disarankan agar kangkung dipanen maksimum pada umur 3 minggu, meskipun sebaiknya
0 1 2 3 4 5 6 7 W0 W1 W2 W3 Media C Media D Media E ko n s e n tr a si x1 0 0 0 (p p m ) 0 2 4 6 8 10 W0 W1 W2 W3 Media C Media D Media E ko n s e n tr a si x1 0 0 0 (p p m )
diusahakan untuk meminimalkan kontaminan. Dari pernyataan berikut dapat disimpulkan pemanenan kangkung air tidak boleh lebih dari 21 hari (W3). Karena logam akan semakin besar penyerapan jika terlalu lama terpapar oleh logam berat pencemar [3].
Ada kaitan antara konsentrasi logam berat dengan perubahan kandungan klorofil pada daun, kandungan klorofil akan mengalami penurunan sejalan dengan meningkatnya logam berat yang berada dalam media pertumbuhannya [4]. Pada gambar 3 dan 4 terlihat jelas klorofil paling tertinggi pada media E yang logamnya 0ppm. Peningkatan klorofil media C dan D tidak sebanyak media E ini di karenakan semakin lama sayuran tidak dipanen maka logam akan semakin banyak dan mempengaruhi kadar klorofil.
3) Pemanfaatan hasil penelitian sebagai modul pembelajaran yang layak
Modul yang dibuat digunakan untuk mengembangkan keterampilan proses dan sikap ilmiah untuk lebih menekankan pengalaman belajar secara langsung dalam proses pembelajaran. Salah satunya memberikan ruang bebas untuk berfikir secara kritis dan dapat melakukan eksperimen yang mereka inginkan.
No Kriteria Penilaian % Alternatif penilaian 1. A. Ahli Desain a. Cover b. Warna c. Petunjuk d. Jenis Huruf e. Simbol f. Gambar g. Ukuran h. Tata letak i. Komponen j. Halaman k. Kalimat l. EYD 93,3 % Sangat baik 2. B. Ahli Materi a. Tujuan b. Materi c. Fakta, d. Soal e. Gambar f. LKS g. Bahasa h. EYD i. Istilah 78% Baik 3. C. Ahli Keterbacaan a. Tulisan b. Tampilan c. Petunjuk d. Gambar e. Ukuran f. huruf g. Bahasa h. Kalimat i. Kosa kata j. Materi 75% Baik
Berdasarkan hasil validasi oleh ahli desain, nilai yang dihasilkan adalah 97,3% yang artinya sangat baik. Ahli materi memberikan nilai 78% yang artinya baik, sedangkan untuk ahli keterbacaan nilainya adalah 75% yang artinya baik. Dari hasil tersebut maka modul dikategorikan baik dan layak untuk digunakan dalam pembelajaran.
4. SIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa: 1) Ada pengaruh sangat nyata cekaman logam berat Pb terhadap kadar
klorofil kangkung air (Ipomea aquatica).
2) Ada pengaruh sangat nyata dominasi logam berat dan masa panen terhadap kadar klorofil kangkung air (Ipomea aquatica).
3) Hasil penelitian ini dapat dikembangkan sebagai sumber belajar biologi dalam bentuk Modul pada materi Pencemaran Lingkungan SMA kelas X semester genap yang layak digunakan untuk pembelajaran.
B. Saran
1) Bagi mayarakat pemanenan sayuran yang baik adalah tidak lebih dari 21 hari tanam. Karena serapan logam berat yang masuk ke dalam tanaman belum sepenuhnya masuk ke dalam tanaman.
2) Penanaman sayuran di lingkungan tanpa adanya pemupukan dapat menurunkan kadar logam berat, karena di dalam alam logam berat tidaklah sendiri melainkan bermacam-macam. Keberadaan logam-logam di alam ini akan berkompetisi masuk ke dalam tanaman sehingga menurunkan kadar logam di dalam tanaman
DAFTAR PUSTAKA
[1] Nasrudin, Moch Irwan. 2015. Identifikasi Pencemaran Logam Pb pada Tanaman Kangkung(Ipomea Aquatica) di Sungai Brantas Kediri. Artikel Skripsi. FKIP Biologi Universitas Nusantara PGRI Kediri.
[2] Aprilia dan Purwani. 2013. Pengaruh Pemberian Mikoriza Glomus fasciculatum terhadap Akumulasi Logam Pb pada Tanaman Euphorbia Milli. Jurnal Sains dan
Seni Promits Vol 2 No 1. Institut Tekonologi Surabaya.
[3] Kohar, Indrajati Dkk. 2005. Studi Kandungan Logam Pb dalam Tanaman Kangkung Umur 3 dan 6 Minggu yang ditanam di Media yang Mengandung Pb. Makara Vol 9
No 2 Nopember 2015. Universitas Surabaya.
[4] Monita, Risca Dkk. 2013. Kandungan Klorofil Tanaman Kangkung Air (Ipomea Aquatica) Akibat Pemberian Logam Cd pada Berbagai Konsentrasi. Lentera Bio Vol
