Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta 57126

Transkripsi

1 SERAPAN DAN KETAHANAN AZOLLA TERHADAP KROMIUM PADA VERTISOLS DAN ENTISOLS DENGAN BERBAGAI TINGGI GENANGAN AIR The Uptake and Tolerance of to Chromium on Vertisols and Entisols at Various Water Levels Sudadi i, Dwi Priyo Ariyanto, dan Erwin Purniawati Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta ABSTRACT This research aims to study the effect of water level, soil kind, chromium concentration (Cr), and their interactions on uptake and tolerance of azolla to Cr. The research was done in March to May 2009 in the green house of Faculty of Agriculture, Sebelas Maret University, Surakarta. The research used completely randomized design (CRD) factorial with three treatment factors, they were: soil kind (Vertisols of Jatikuwung and Entisols Colomadu, Karanganyar), water levels (0; 2; and 7 cm) and Cr concentrations (0; 5; 10; 15; and 20 ppm). There were 191 g of Vertisols and 200 g of Entisols pass to 2 mm sieve put into plastic pot and watering at various levels according to the treatments. A gram of fresh azolla was spread on each pot and incubated for three weeks. Each treatment combinations were replicated three times. Sampling was taken at 1, 2, and 3 weeks after planting for azolla biomass, Cr uptake of azolla, available Cr, and Cr toxicities symptoms of azolla. The data analyzed statistically by Kruskal Wallis test at 95% level significant, followed with Mood Median test. The result shows that soil kind has no significant effect, while water level, Cr concentration, and treatment interaction contribute highly significant influence on uptake and tolerance of azolla to Cr. The highest uptake of Cr at the Vertisols was taken at 7 cm water level and 15 ppm Cr concentration, while at the Entisols was in 2 cm of water level and 15 ppm Cr concentration. most tolerance to Cr at treatment combination of 2 cm water level and 10 ppm Cr concentration in Vertisols, and at 2 cm water level and 5 ppm Cr concentration at Entisols. Keywords: A. mycrophylla, chromium, Cr uptake and tolerance, water level i Korespondensi: sudadi_uns@yahoo.com PENDAHULUAN Kualitas lingkungan yang semakin buruk akibat pencemaran merupakan ancaman bagi kelangsungan kehidupan. Jika melewati ambang batas, keberadaan beberapa jenis polutan bersifat racun. Logam Kromium (Cr) mempunyai ambang batas sekitar 0,5 mg/kg, dan di atas ambang batas tersebut keberadan Cr dapat mengganggu ekositem karena Cr bersifat toksik (Giyatmi et al., 2008). Berbagai macam reaksi dapat terjadi pada logam berat yang masuk suatu ekosistem seperti lahan sawah atau lingkungan yang lain (Nugroho, 2001). Belakangan ini telah diterapkan teknik bioremediasi untuk mengatasi pencemaran logam berat. Bioremediasi didefinisikan sebagai proses yang menggunakan mikroba, enzim mikroba, atau tanaman untuk mengurangi polutan di tanah atau lingkungan (Skipper, 1998 cit. Nugroho, 2001). selain sebagai pupuk N, juga mampu menyerap beberapa jenis logam berat sehingga berpotensi sebagai fitoabsorber (tanaman penyerap) dalam proses bioremediasi lingkungan yang tercemar limbah yang mengandung logam berat. Pengaruh faktor lingkungan (keberadaan air, sinar matahari dan tanah) Sains Tanah Jurnal Ilmu Tanah dan Agroklimatologi 6(2)

2 Serapan Dan Ketahanan Terhadap Kromium...Sudadi et al. pertumbuhan azolla sangat besar, dan diduga akan berpengaruh ketahanan dan serapannya pada logam berat khususnya kromium (Cr), nilai kapasitas tukar kation (KTK) disebabkan Entisol mempunyai tekstur yang kasar. Kadar Cr dalam tanah Entisol ini adalah sebesar 0,033 ppm. BAHAN DAN METODE Penelitian dilaksanakan di rumah kaca Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret, Surakarta pada bulan Maret sampai Mei Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah tanah Entisol dari Colomadu dan Vertisol dari Jatikuwung, Karanganyar,, larutan Yoshida, larutan yang mengandung Cr dan khemikalia untuk analisis tanah dan jaringan tanaman. Penelitian menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) faktorial dengan tiga faktor perlakuan, yaitu: macam tanah (Vertisols dan Entisols), tinggi genangan air (0; 2; dan 7 cm) dan konsentrasi logam Cr dalam media tumbuh (0; 5; 10; 15; dan 20 ppm). Pot plastik diameter 15 cm, tinggi 15 cm diisi dengan tanah halus (Ø 2 mm) setinggi 5 cm. Selanjutnya pot diairi larutan Yoshida yang mengandung Cr dengan konsentrasi sesuai perlakuan sampai pada ketinggian 0, 2 dan 7 cm. Sebanyak 1 gram azolla segar disebarkan pada setiap pot dan. dipelihara selama 3 minggu. Pengambilan sampel azolla dilakukan pada 1, 2 dan 3 minggu setelah tanam untuk analisis biomassa azolla dan serapan Cr. Data dianalisis statistik menggunakan uji Kruskal Wallis pada aras kepercayaan 95%, dilanjutkan uji Mood Median apabila ada pengaruh yang nyata dan uji korelasi. HASIL DAN PEMBAHASAN Tanah Vertisol Jatikuwung memiliki ph yang alkalis dan kadar bahan organik sedang. Kadar Cr tersedia pada tanah Vertisol sebesar 0,041 ppm, masih di bawah ambang batas logam Cr sebesar 2,5 ppm. Sedangkan tanah Entisol menunjukkan ph agak masam dan kadar bahan organik yang tinggi. Rendahnya Gambar 1. Pengaruh macam tanah Serapan Cr Oleh. Keterangan: Angka yang diikuti huruf yang uji Mood Median 95% Serapan Cr oleh azolla pada tanah Entisol lebih tinggi dibanding pada tanah Vertisol, meskipun tidak berbeda nyata (Gambar 1). Hal ini diduga karena Vertisol, memiliki kadar lempung yang lebih tinggi yang dapat mengikat logam Cr lebih banyak, sehingga Cr yang berada dalam larutan tanah lebih rendah dibanding pada Entisol sehingga serapannya lebih rendah. Gambar 2. Pengaruh konsentrasi Cr pada medium pertumbuhan serapan Cr Keterangan: Angka yang diikuti huruf yang uji Mood Median 95% Pengaruh konsentrasi Cr ditunjukkan Gambar 2. Semakin tinggi konsentrasi Cr 100 Sains Tanah Jurnal Ilmu Tanah dan Agroklimatologi 6(2)2009

3 Serapan Dan Ketahanan Terhadap Kromium...Sudadi et al. maka serapan Cr oleh azolla juga semakin tinggi. Serapan Cr azolla pada konsentrasi 15 ppm Cr merupakan yang paling tinggi, sehingga dapat dikatakan bahwa konsentrasi Cr 15 ppm adalah konsentrasi yang paling baik untuk remediasi logam Cr menggunakan azollaa sebagai fitoabsorber. Penggenangan dapat meningkatkan serapan Cr oleh azolla sebagaimana ditunjukkan Gambar 3. Penggenangan sampai 2 cm dimana akar azolla menyentuh permukaan tanah namun tidak sampai masuk ke dalam tanah, meningkatkan serapan Cr lebih tinggi dibandingkan apabila akar azolla menggantung di atas permukaan tanah (penggenangan 7 cm). Ada kemungkingan bahwa pada permukaan tanah konsentrasi Cr merupakan kondisi yang ideal untuk penyerapan Cr yaitu tidak terlalu tinggi atau terlalu rendah. inkubasi selama 2 minggu. Sedangkan pada Entisol serapan paling tinggi pada kombinasi perlakuan tinggi genangan 2 cm, dengan konsentrasi 15 ppm dan waktu inkubasinya selama 3 minggu. Gambar 4. Pengaruh Interaksi Perlakuan Serapan Cr oleh A Serapan Cr azolla meningkat dengan lamanya waktu inkubasi, diduga karena ph yang cenderung mengalami penurunan (Gambar 5), sehingga kelarutan Cr lebih tinggi dan lebih tersedia bagi azolla. Gambar 3. Pengaruh Penggenangan air serapan Cr Keterangan: Angka yang diikuti huruf yang Gambar 5. Perubahan ph Tanah Vertisol uji Mood Median 5% Selama Waktu Inkubasi Keterangan: Angka yang diikuti huruf yang Interaksi perlakuan tinggii genangan air dan konsentrasi Cr pada masing masing jenis uji Mood Median 95% tanah memberikan serapan Cr yang berbeda Menurut Palar (1994) kromium dengan memberikan serapan Cr paling tinggi pada bilangan oksidasi +3 dapat mengendap dalam tanah Vertisol adalah perlakuan tinggi bentuk hidroksida. Krom hidroksida tidak genangan air 7 cm (akar menggantung 5 cm), terlarut dalam air pada kondisi ph 8,5 9,5 dengan konsentrasi Cr 15 ppm dan waktu tetapi akan larut lebih tinggi pada ph rendah atau asam. Berdasarkan uji korelasi serapan beda (Gambar 4). Kombinasi perlakuan yang Sains Tanah Jurnal Ilmu Tanah dan Agroklimatologi 6(2)

4 Serapan Dan Ketahanan Terhadap Kromium...Sudadi et al. Cr berkorelasi negatif dengan bobot brangkasan segar dan kering azolla, yang berarti semakin tinggi serapan Cr akan menurunkan pertumbuhannya. Hal ini karena Cr merusak jaringan azolla.. Menurut Mengel dan Kirkby (1987) bahwa dalam tanaman, Cr dapat berfungsi sebagai kofaktor enzim, tetapi bila jumlahnya berlebihan akan menyebabkan keracunan bagi tanaman. Ketahanan azollaa Cr dapat diukur dengan melihat pertumbuhannya pada media yang mengandung Cr. Pertumbuhan dapat diukur dari besarnya bobot brangkasan segar dan keringnya. Sifat kimia dan fisika tanah berpengaruh ketersediaan dan serapan Cr azolla sehingga akan mempengaruhi ketahanannya logam tersebut. Jika dilihat dari Gambar 6 biomassa azolla menunjukkan lebih tinggi pada tanah Entisol. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa ketahanan azolla teerhadap Cr lebih baik pada tanah Entisol. bobot brangkasan kering tertinggi, tidak berarti ketahanan azolla paling baik pada penggenangan tersebut. Serapan azolla paling tinggi pada penggenangan 2 cm yang memberikan bobot brangkasan segar paling tinggi, sehingga pada penggenangan tersebut azolla dapat berfungsi sebagai fitoabsorber dengan baik. Gambar 7. Pengaruh tinggi genggenangan Biomassaa Keterangan: Angka pada variable sama yang diikuti huruf yang sama berbeda tidak nyata pada uji Mood Median 95%. Gambar 6. Pengaruh macam tanah Biomassaa Ket:erangan: Angka yang diikuti huruf yang sama pada variable sama berbeda tidak nyata pada uji Mood Median 95% Berdasarkan uji Kruskal Wallis tinggi genangann berpengaruh sangat nyata biomassa azolla. Bobot brangkasan kering paling tinggi pada penggenangan air 0 cm, dengan serapan Cr paling sedikit (Gambar 7). Meskipun penggenangan pada 0 cm merupakan penggenangan yang memberikan Konsentrasi berpengaruh sangat nyata biomassa azolla. Semakin tinggi konsentrasi logam Cr, biomassa azolla semakin kecil. Hal ini karena Cr dapat merusak jaringan azolla. Menurut Lepp (1981) Cr yang terkumpul di dalam jaringan tumbuhan, menetap untuk waktu yang lama dan bersifat racun akumulatif. Akumulasi Cr mengakibatkan gangguan fisiologiss tanaman, karena aktivitas enzim terganggu dan akan menyebabkan tanaman mengalami defisiensi nutrisi akibat terhambatnya penyerapan nutrisi oleh tanaman. Pengaruh interaksi tinggi genangan air dan konsentrasi Cr pada masing masing tanah menunjukkan ketahanan azolla pada logam Cr yang berbeda beda a. Penggandaan azolla lebih baik pada ketinggian air 2 cm. Perlakuan yang memberikan ketahanan paling baik pada tanah Vertisol yaitu pada tinggi genangan air 102 Sains Tanah Jurnal Ilmu Tanah dan Agroklimatologi 6(2)2009

5 Serapan Dan Ketahanan Terhadap Kromium...Sudadi et al. 2 cm dan dengann konsentrasi logam Cr 10 ppm, sedangkann pada tanah Entisol, ketahanan azolla paling baik pada perlakuan tinggi genangan air 2 cm dan dengan konsentrasi logam Cr 5 ppm. Gambar 8. Pengaruh Konsentrasi Logam Cr Biomassa Keterangan: Angka yang diikuti huruf yang sama pada variable sama berbeda tidak nyata pada uji Mood Median 95% Bobot brangkasan segar, kering dan penggandaan azolla berkorelasi negatif kadar Cr jaringan azolla, serapan Cr oleh azolla dan Cr tersedia di dalam tanah. Kromium tersedia akan mempengaruhi serapan dan kadar Cr azolla. Semakin tinggi Cr tersedia akan meningkatkan serapan dan kadar Cr azolla. Sains Tanah Jurnal Ilmu Tanah dan Agroklimatologi 6(2) ppm yaitu sebesar 641,821 µg/pot. Ketahanan yang paling baik pada tanah Vertisol adalah pada ketinggian genangan 2 cm dan konsentrasi logam Cr 10 ppm, sedangkan pada tanah Entisol pada tinggi genangan 2 cm dan konsentrasi logam Cr 5 ppm. Saran Perlu penelitian lanjutan pada aras percobaan lapangan dan pada lingkungan tercemar, sehingga lebih diketahui potensi sebagai fitoabsorbe Cr. UCAPAN TERIMA KASIH Makalah disusun dari sebagian hasil Penelitian Fundamental dengan Judul Mekanisme Peningkatan Rhizofiltrasi Dan Ketahanan Terhadap Logam Berat Pada Kondisi Akar Bersinggungan Tanah yang didanai oleh DP2M Dikti TA Untuk itu penulis menyampaikan terima kasih kepada Direktur DP2M Dikti atas dana dan kepercayaan yang telah diberikan. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Macam tanah karenaa sifat kimia yang lebih kecil dibandingkan pengaruh tinggi genangan air dan konsentrasi logam Cr dalam medium pertumbuhan, maupun interaksi perlakuan serapan Cr maupun ketahanan azolla. Serapan Cr paling tinggi pada tanah Vertisol adalah pada tinggi genangan air 7 cm fisikanya yang berbeda mempunyai pengaruh dan konsentrasi Cr 15 ppm yaitu sebesar 202,4 µg/pot, sedangkan padaa tanah Entisol pada tinggi genangan 2 cm dan konsentrasi Cr DAFTAR PUSTAKA Anonim Petunjuk Teknis Analisis Kimia Tanah, Tanaman, Air, dan Pupuk. Balai Penelitian Tanah. Bogor. Giyatmi. K, Z dan D. Melati Penurunan Kadar Cu,Cr dan Ag dalam Limbah Cair Industri Perak di Kotagede Setelah Diadsorpsi dengan Tanah Liat dari Daerah Godean. batan.ac.id/w pcontent/uploads/2008/12 / 5_Giyatmi pdf. Diakses tanggal 28 Mei 2009 pukul WIB. Gomez, K.A. and A.A. Gomez Statistical Procedures for Agricultural Research. Diterbitkan oleh John Wiley & Sons, Inc. Lepp Effect of Heavy Metal Pollution of Plant. Vol I. Effect of Trace Metal on Plant Function. Apllied Science Publishers London. 103

6 Serapan Dan Ketahanan Terhadap Kromium...Sudadi et al. Mengel, K and E. A. Kirkby Principles of Plant Nutrition. 4 th Edition. International Potash Institute. Bern. 567 hal. Nugroho Ekologi Mikroba pada Tanah Terkontaminasi Logam Berat. nugroho.htm. Diakses tanggal 1 Februari 2009 pukul WIB. Palar, H Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Rineka Cipta. Jakarta. Pilon Smits, E Phytoremediation. Annu. Rev. Plant Biol : Sains Tanah Jurnal Ilmu Tanah dan Agroklimatologi 6(2)2009