RESTORASI LAHAN TERCEMAR LOGAM BERAT DENGAN FITOREMEDIASI TOMAT BERMIKORIZA

OLEH : IR. KASIFAH, MP (KETUA) SYAMSIA, SP.,M.Si (ANGGOTA) ABD MOLLAH, SP.,M.Si (ANGGOTA) UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR 2011

PENDAHULUAN Dalam pembangunan selalu timbul “ Backwash effect 1.1. Latar Belakang Dalam pembangunan selalu timbul “ Backwash effect Salah satu penyebab Backwas effect adalah pencemaran Pencemaran adalah masuknya makhluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam lingkungan atau berubahnya tatanan lingkungan oleh kegiatan manusia atau oleh proses alam sehingga kualitas lingkungan menurun (UU Pokok Pengelolaan Lingkungan Hidup No. 4 Tahun 1982).

Pencemaran logam berat seperti arsenik, timbal, cadmium dan merkuri pada kenyataanya berbahaya bagi kelangsungan kehidupan di lingkungan. Toksisitas logam berat dalam tanah tergantung pada jenis logam, ketersediaannya, serta besarnya keragaman antara satu tanah dengan yang lainnya. Logam berat yang terdapat pada tanah dapat menyebabkan toksik pada tumbuhan. Kandungan logam berat yang berlebih dapat menyebabkan penurunan pertumbuhan, penurunan produktivitas tanaman, serta dapat menyebabkan kematian

Metoda Penanggulangan pencemaran lingkungan dapat dilakukan dengan tiga cara : yaitu secara fisika, kimia dan biologi Penanggulangan secara fisika dan kima membutuhkan biaya operasional yang sangat mahal Metode biologi yaitu bioremedia : dapat dijadikan altlernatif, karena mempunyai kelebihan dari segi biaya operasional yaitu lebih murah, efektif, dan ramah lingkungan

Bioremediasi merupakan proses biologi secara alami yang aplikasinya berupa proses mikrobiologi yang menyebabkan terjadinya pemutusan senyawa dari senyawa komplek menjadi senyawa sederhana dan mengakibatkan perubahan sifat polutan dari toksik menjadi non toksik. Salah satu bentuk bioremidiasi adalah fitoremidiasi

Fitoremediasi merupakan teknologi proses dengan menggunakan vegetasi (tanaman) untuk menghilangkan dan memperbaiki kondisi tanah dari kontaminan Fitoremediasi adalah pemanfaatan tumbuhan dan mikroorganisme untuk meminimalisasi dan mendetoksifikasi polutan, karena tanaman mempunyai kemampuan menyerap logam dan mineral yang tinggi atau sebagai fitoakumulator dan fitochelator

Akar tanaman yang berasosiasi dengan mikoriza dapat berperan dalam mereklamasi lahan-lahan yang terkontaminasi logam berat Glomus mosseae yang berasoasiasi dengan tanaman Phaseolus vulgaris terbukti efektif dalam menyerap logam berat Cd, Zn dan Cu Glomus claroideum dapat meningkatkan pertumbuhan Allium porrum dan Sorghum bicolor pada tanah terkontaminasi logam berat, serta dapat menurunkan kandungan logam berat Zn, Cd, Cu , Ni, Pb

Metode fitoremediasi masih terus dikembangkan dengan cara mencari berbagai jenis tanaman yang dapat menyerap logam berat dari berbagai kompartemen lingkungan Dalam pelaksanaan fitoremediasi, diperlukan tanaman dan asosiasinya yang cocok, serta mempunyai kemampuan untuk memperbaiki lingkungan

Mekanisme perlindungan mikoriza terhadap tanaman dari logam berat dan unsur beracun, dapat melalui efek filtrasi, menonaktifkan secara kimiawi atau akumulasi bahan tersebut dalam hifa cendawan juga dapat melalui mekanisme penguraian logam tersebut oleh sekresi hifa ekternal

Tujuan Penelitian Tujuan Khusus Tahun I Mengidentifikasi dan mengisolasi strain mikoriza yang ada di lahan-lahan tercemar logam berat Menemukan strain mikoriza yang efektif tumbuh dan bersimbiosis dengan tanaman tomat Mengadakan perbanyakan mikoriza sebagai inokulum untuk aplikasi yang lebih luas pada lahan-lahan tercemar logam berat

TUJUAN KHUSUS Tahun II Merestorasi lahan tercemar logam berat dengan fitoremediasi tomat bermikoriza

Keluaran Yang Diharapkan Acuan dalam merestorasi lahan-lahan tercemar logam berat Publikasi ilmiah pada jurnal nasional Bahan ajar S1 mengenai restorasi lahan-lahan tercemar logam berat melalui bioremediasi

Urgensi Penelitian Pencemaran tanah mendapat perhatian cukup besar, krn globalisasi perdagangan menerapkan ekolabeling yang ketat Sumber pencemaran tanah umumnya adalah logam berat berat beracun hasil kegiatan pertambangan dan industri Senyawa tersebut bersifat mutagenik dan karsinogenik yang sangat berbahaya bagi kesehatan Fitoremediasi dapat diterapkan pada polutan organik dan polutan metal (anorganik)

Urgensi Penelitian (lanjutan…) Fitoremediasi memiliki manfaat : Proses ramah lingkungan Mudah diterapkan Efisien dan Estetik Dapat bekerja pada berbagai polutan Tidak memerlukan biaya yang tinggi

Urgensi Penelitian (lanjutan…) Akar tanaman yang berasosiasi dengan mikoriza dapat berpan dalam mereklamati lahan-lahan yang terkontaminasi logam berat Teknologi fitoremediasi belum begitu berkembang di Indonesia Mengingat kekayaan hayati tumbuhan Indonesia yang cukup besar serta ditunjang iklim tropis, tentunya peranan tumbuhan dalam pengendalian pencemaran perlu dikaji dan diteliti lebih lanjut dan diterapkan di Indonesia

Urgensi Penelitian (lanjutan…) Teknologi fitoremediasi belum begitu berkembang di Indonesia, mengingat akan kekayaan hayati tumbuhan Indonesia yang besar serta ditunjang iklim yang tropis, tentunya peranan tumbuhan dalam mengendalikan pencemaran perlu dikaji dan diteliti lebih lanjut, serta diterapkan di Indonesia

Metode Penelitian Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian akan dilaksanakan di Laboratorium, rumah kaca dan lahan/persawahan di Kab.Pangkep Sulawesi Selatan

Metode Penelitian b. Bahan dan Alat Bahan kimia habis pakai, mikoriza, bibit tomat, tanah tercemar logam berat Alat yang digunakan : bak plastik, pot, timbangan, scalpel, gunitng, cawan petri, saringan, otoklaf, beaker glass, pembakar bunsen, tabung sentrifuge, soil tester, gelas ukur, aomic absorption spectrophotometry (AAS), cangkul, meteran, timbangan elektrik

Tahapan Penelitian dan Parameter Pengamatan a. Tahun I, Tahap I Analisis tanah pendahuluan Bertujuan untuk mengetahui jenis logam berat yang terkandung dalam tanah Isolasi dan Identifikasi mikoriza Mencari dan mengumpulkan mikoriza strain lokal, kemudian diisolasi, diidentifikasi kemudian diujicobakan pada tanaman tomat di rumah kaca

Tahun 1. Tahap I Penanaman di rumah kaca Mikoriza yang sudah diisolasi diujicobakan pada tanaman tomat. Media tanam yang digunakan adalah tanah tercemar logam berat, dan tanah yang tidak mengandung logam berat (sebagai kontrol) Parameter yang diamati : tinggi tanaman, jumlah daun, pertambahan tinggi batang, berat basah dan berat kering brangkasan, pertumbuhan akar

Tahun 1.Tahap I (lanjutan…) Fokus penelitian awal ini adalah mencari strain mikoriza yang terbaik dan egektif tumbuh dan berkembang pada tanah tercemar logam berat dan berasosiasi dengan tanaman tomat, dengan melihat perkembangan hifa cendawan tersebut dalam media tanam Setelah ditemukan strain mikoriza lokal yang efektif tumbuh dan berkembang pada tanah tercemar, kemudian dilakukan perbanyakan

Tahun II. Tahap II Pada lokasi yang terpilih, dilakukan pengambilan sampel tanah untuk dianalisis kandungan beratnya sebagai data awal level dan kandungan logam berat yang akan diremediasi Aplikasi dilapangan, yaitu peneanaman tanaman tomat yang sudah diinfeksi mikoriza (diinokulasi mikoriza) pada lahan-lahan tercemar logam berat Analisis tanah akhir dan analisis jaringan tanaman. Untuk mengetahui level kandungan logam berat dalam tanah hasil fitoremediasi dan mengetahui akumulasi dalam jaringan tanaman

HASIL PENELITIAN Analisis tanah pendahuluan Pengambilan sampel tanah dilakukan secara acak pada lahan persawahan di pinggir jalan raya, di beberapa lokasi pada 2 Kabupaten yaitu Maros dan Gowa. Hasil analisis laboratorium sbb: No Lokasi Kandungan Pb (HCl 25%) 1 Barandasi Kab. Maros 73,8 2 Boka, Kec. Bajeng, Kab. Gowa 89,6 3 Somba Opu, Kab. Gowa 33,1 4 Tambua, Kab. Maros 62,2

Hasil penelitian menunjukkan bahwa tingkat pencemaran pB pada semua lokasi pengambilan sampel tanah, tergolong sedang, dan perlu di remediasi Hal ini dijelaskan oleh Alloway (1990), bahwa tanah dengan kanndungan Pb >200 ppm dikategorikan sebagai tanah tercemar Namun menurut Adi (2003), bahwa ambang batas kandungan Pb pada tanah yang aman untuk menghasilkan produk tanaman yang sehat dikonsumsi adalah 12,75 ppm

Gambar 1. Pengambilan Sampel Tanah di Kabupaten Maros, April 2012

Gambar 2. Analisis tanah, April 2012

B. Isolasi dan identifikasi mikoriza Perbanyakan mikoriza dengan media tanaman jagung Mencari dan mengumpulkan mikoriza strain lokal, kemudian diisolasi di laboratorium. Gambar 3. Menumbuhkan dan memperbanyak Mikoriza melalui tanaman jagung di dalam pot (pot culture), dilaksanakan di laboratorium Bioteknologi, Jurusan HPT, Fak. Pertanian UNHAS, April-Juni 2012

2)Identifikasi Mikoriza Hasil identifikasi menunjukkan bahwa jenis mikoriza yang dominan terdapat di lokasi penelitian adalah Glomus dan Gigaspora. Gambar 4. Identifikasi mikoriza di laboratorium Bioteknologi, Jurusan HPT, Fak. Pertanian UNHAS, Juni 2012

Gambar 5. Hasil isolasi dan identifikasi, jenis mikoriza yang dominan adalah Glomus

C. Uji coba Efektivitas mikoriza dalam mereduksi logam berat Tahap persiapan Gambar 6 (a, dan b) Akar tanaman jagung yang terinfeksi mikoriza dipersiapkan sebagai inokulum; (c) penentuan dosis mikoriza dari potongan akar tanaman jagung (chopped)

Tahap inokulasi - Mikoriza yang sudah diisolasi di laboratorium kemudian diujicobakan pada tanaman tomat. Media tanam yang digunakan adalah media tanam dari tanah tercemar logam berat, dan pengaplikasian mikoriza untuk mereduksi logam berat yang terdapat dalam tanah. - Penanaman dan pengaplikasian mikoriza pada tanaman tomat dilaksanakan pada tanggal 20 Juli 2012. Aplikasi mikoriza dilakukan melalui dua cara yaitu : 1) diinfeksikan pada benih tomat dan 2) diinfeksikan pada bibit tomat yang telah berumur 2 minggu. Perlakuan dosis logam berat Pb dibagi atas 3 taraf yaitu dosis 100 gr/kg (P1) tanah; 200 gr/kg tanah (P2) dan 300 gr/kg tanah (P3) serta control tanpa pemberian Pb (P0)

Gambar 7. Tanaman Tomat dengan aplikasi mikoriza pada bibit umur 38 hari setelah tanam

Gambar 8. Aplikasi mikoriza pada benih tomat umur 38 hari setelah tanam

Tahap penelitian yang belum dan akan dilaksanakan adalah analisis serapan Pb pada tanaman tomat. Tahapan ini dilaksanakan setelah tanaman tomat dipanen, kemudian akar dan tajuk dipisahkan, dicuci bersih, ditibang berat kering masing-masing, dihaluskan, lalu dianalisis serapan Pb-nya.

TERIMAH KASIH