BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2. 1.
Pengertian dan Gambaran Sayur Brokoli Brokoli tergolong kedalam keluarga kubis kubisan dan termasuk tanaman
yang tidak tahan pada suhu panas. Brokoli dapat hidup didaerah dataran tinggi dengan suhu rendah. Panen brokoli dilakukan setelah umurnya mencapai 60 hari sejak tanam sewaktu kropnya masih berwarna hijau. 2.4.1
Syarat Tumbuh 1. Faktor iklim Jenis sayur ini dapat hidup di daerah dataran tinggi yaitu 1000-2000 meter
diatas
permukaan
laut.
Temperatur
optimum
untuk
pertumbuhannya adalah sekitar 150-180C. dan maksimum 240C. 2. Faktor tanah Brokoli dapat dapat hidup di tanah ringan seperti Andesol. Syarat utama yaitu tanah yang subur, gembur, kaya akan bahan organik, tidak mudah becek, dan kisaran pH yaitu 5,5-6,5 2.4.2
Komposisi Kandungan Gizi Brokoli Brokoli merupakan salah satu jenis sayur yang sangat berguna bagi tubuh. Zat vitamin dan mineral yang dikandung dapat mencegah penyakit kanker, memperkuat saraf janin, meredakan stress atau depresi, dan baik untuk meremajakan kulit.
8
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.1. Komposisi Kandungan Gizi pada Brokoli Setiap 100 gram Komposisi gizi
Brokoli
Kalori (cal)
23,0
Protein(gr)
3,5
Lemak(gr)
0,2
Karbohidrat(gr)
2,0
Serat (gr)
-
Abu(gr)
-
Kalsium(mg)
78,0
Fosfor(mg)
74,0
Zat besi(mg)
1,0
Natrium(mg)
40,0
Kalium(mg)
360,0
Niacin(mg) Vitamin A(S.I)
0,6 3800,0
Vitamin B1(mg)
0,1
Vitamin B2(mg)
0,1
Vitamin C(mg) Air(gr)
110,0 90,0
Sumber : Direktorat Gizi Dep. Kes. R. I. (1981)
2.2. Pupuk Pengertian pupuk secara umum adalah suatu bahan yang bersifat organik dan anorganik bila ditambahkan kedalam tanah atau ke tanaman dapat memperbaiki sifat fisik, kimia, dan biologi dan dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman.
Universitas Sumatera Utara
Menurut Peraturan Pemerintah No.8 Tahun 2001 Tentang Pupuk Budidaya Tanam, pupuk adalah bahan kimia atau organik yang berperan dalam penyediaan unsure hara bagi keperluan tanaman secara langsung maupun tidak langsung. Pupuk adalah bahan yang berperan penting dalam pertumbuhan tanaman terutaman sayuran. Untuk mendapatkan hasil yang baik, maka dibutuhkan pupuk yang berkualitas. Jenis pupuk yang digunakan harus sesuai dengan yang dibutuhkan tanaman,dosis pupuk yang diberikan, waktu pemupukan, dan cara pemupukan. Akhir-akhir ini pupuk buatan banyak digunakan dalam kegiatan pertanian adalah pupuk buatan. Pupuk yang paling banyak dipakai terdiri dari elemen N, P, dan K atau disebut dengan pupuk majemuk lengkap. Hal ini dilakukan karena semakin sempitnya lahan pertanian sementara jumlah penduduk semakin meningkat. ( Soemirat,2002). Justus Von Liebig (1840) menyatakan bahwa pertumbuhan dan perkembangan tanaman itu sangat tergantung pada ketersediaan unsur-unsur yang esensial yang berada dalam jumlah yang minimum dan diperbaiki dengan pemupukan. 2.2.1. Jenis – Jenis Pupuk Menurut Peraturan Pemerintah No .8 Tahun 2001 Tentang Pupuk Budiaya Tanaman dapat dibedakan menjadi: 1. Berdasarkan jenis pembuatannnya a. Pupuk anorganik adalah hasil proses rekayasa secara kimia/fisika dan atau biologi dan merupakan hasil industri /pabrik pembuat pupuk. Dapat digolongkan menjadi:
Universitas Sumatera Utara
-
Berdasarkan unsur haranya yaitu pupuk tunggal yaitu pupuk yang hanya mengandung satu unsur hara. Pupuk majemuk yaitu pupuk yang mengandung lebih dari satu unsur hara.
-
Berdasarkan kandungan unsur haranya yaitu tinggi (Urea, ZA,TSP), sedang dan rendah.
-
Berdasarkan kelarutannya yaitu yang larut air, larut asam, larut dalam asam keras
-
Berdasarkan reaksi kimia yaitu asam(Urea,ZA), netral( kapur ammonium yang dicampur kapur gamping ) dan basa( NaNO3 ).
-
Berdasarkan bentuknya yaitu pupuk dalam bentuk padat dan pupuk dalam bentuk cair.
b. Pupuk organik adalah pupuk yang sebagian besar/seluruhnya terdiri dari bahan organik yang berasal dari tanaman dan atau hewan yang telah melalui proses rekayasa, dapat berbentuk padat/cair yang digunakan untuk mensuplai bahan organik, memperbaiki sifat fisik, kimia, dan biologi tanah.Jenis pupuk ini dibagi menjadi -
Pupuk kandang adalah pupuk yang berasal dari kotoran padat, kotoran cair dari hewan ternak yang dicampur dengan alas kandang dan sisasisa makanan.
-
Pupuk hijau adalah pupuk yang berasal dari tumbuhan hijau yang sifatnya dapat atau cepat membusuk.
Universitas Sumatera Utara
-
Kompos adalah hasil akhir dekomposisi atau fermentasi dari tumpukan sampah-sampah organik yang berasal dari tumbuhan atau tanaman atau yang berasala dari kotoran hewan.
-
Night soil adalah tinja atau kotoran manusia yang berupa padat atau cairan.
-
Pupuk bungkil adalah pupuk yang berasal dari dari pabrik minyak kelapa atau kacang. Tepung tulang, dan Tepung darah adalah pupuk yang berasal dari limbah rumah potong.
2.2.2
Kandungan Hara (Nitrogen) Pupuk Pupuk Nitrogen yang larut dengan air , sebagian akan diserap oleh
tanaman, sebagian akan ada yang terfiksasi menjadi bentuk tidak tersedia untuk tanaman, hilang melalui proses denitrifikasi, tercuci (leaching), tererosi, dan penguapan (volatilisasi). Sebagain berkompetisi dengan jasad-jasad renik yang menggunakan ion nitrogen sebagai sumber makanannya untuk pertumbuhannya. Namun Nitrogen yang dipakai jasad renik ini dibebaskan lagi ke tanah setelah jasad renik mati dan mengalami dekomposisi atau disebut dengan Immobilisasi Nitrogen. Nitrogen berperan dalam pembentukan sel, jaringan, dan organ tanaman. Nitrogen berfungsi sebagai bahan sintesis klorofil, protein, dan asam amino. Karena itu kehadirannya dibutuhkan dalam jumlah yang besar. Bersama fosfor (P), Nitrogen digunakan untuk mengatur pertumbuhan tanaman secara keseluruhan. Terdapat 2 bentuk Nitrogen yakni ammonium dan nitrat. Sejumlah penelitian membuktikan ammonium sebaiknya tidak lebih dari 25% dari total
Universitas Sumatera Utara
konsentrasi nitrogen. Jika berlebihan maka tanaman akan membesar dan rentan terhadap penyakit. Sedangkan apabila jumlah nitrat lebih banyak maka sel-sel tanaman akan kuat sehingga lebih tahan terhadap penyakit (Rinoyuhendra,2011). Tabel 2.2. Kandungan Nitrogen dan Salt Index dalam Pupuk Pupuk
Kadar hara % Nitrogen N NH3 anhydrous 82,2 NH4NO3 35,0 (NH4)2SO4 21,2 NH4H2PO4(MAP) 12,2 (NH4)2HPO4(DAP) 21,2 KNO3 13,8 NaNO3 16,5 Urea 46.6 Fosfor P2O5 TSP 48.0 MAP 51,7 DAP 53,8 Kalium K2O KCL 60.0 KNO3 46,6 K2SO4 54,0 KMgSO4 21,9 Sumber : Harjowigeno.S,1995 2.2.3
A.S.I pupuk
S.I. persatuan hara
47,2 104.65 68,69 29,93 34,21 73,64 100,00 75,4
0,572 2,990 3,253 2,453 1,614 5,336 6,060 1,618
10,08 29,93 34,21
0,210 1,485 0,637
116,16 73,63 46,06 43,16
1,936 1,580 0,853 1,971
Sifat Sifat Pupuk Dalam pemberian pupuk ke tanah atau ke tanaman harus disesuaikan
dengan sifat dari pupuk tersebut (Harjowigeno.S,1995) : 1. Kelarutan pupuk. Pupuk N dan K umumnya mudah sekali larut dalam air. Pupuk P terdiri dari mudah larut dalam air, mudah larut dalam asam sirat dan mudah larut dalam asam keras.
Universitas Sumatera Utara
2. Kemasaman pupuk dapat menurunkan pH tanah sehingga perlu diketahui kandungan
yang
dapat
ditambahkan
ketanah
untuk
mengurangi
kemasaman. 3. Higroskopisitas pupuk yaitu mudah tidaknya pupuk menyerap uap air yang ada diudara. 4. Bekerjanya pupuk yaitu waktu yang diperlukan pupuk mulai dari pemberian pupuk hingga pupuk tersebut dapat diserap tanaman dan memeperlihatakan pengaruhnya. 5. Indek Garam (salt index) yaitu sifat pupuk yang dapat meningkatkan konsentrasi garam di dalam laritan tanah. 2.2.4
Kegunaaan Pupuk Unsur hara yang terkandung dalam pupuk sangat besar kegunaannya untuk
pertumbuhan dan perkembangan tanaman : 1. Membuat tanaman lebih hijau dan segar dan banyak mengandung butir hijau daun yang mempunyai peranan penting dalam proses fotosintesis. 2. Mempercepat pertumbuhan tanaman (tinggi, jumlah anakan, dan lain-lain) 3. Menambahn kandungan protein tanaman 4. Dapat dipakai untuk tanaman seperti tanaman pangan, holikultura, tanaman perkebunan, usaha peternakan dan usaha perikanan. Gejala kekurangan unsur hara nitrogen pada tanaman yaitu : 1. Warna daun tanaman berwarna pucat kekuning-kuningan 2. Daun tua berwarna kekuning-kuningan dan pada tanaman padi warna ini dimilai dari ujung menjalar ke tulang daun
Universitas Sumatera Utara
3. Dalam keadaan kekurangan yang parah daun menjadi kering dimulai dari daun bagian bawah terus ke bagian atas 4. Pertumbuhan tanaman lambat dan kerdil 5. Perkembangan buah tidak sempurna atau tidak baik ,sering sekali masak sebelum 2.2.5
waktunya
Pola Pemupukan Pemupukan adalah cara-cara atau metode serta usaha-usaha yang
digunakan dalam pemberian pupuk atau unsur hara ke tanah atau ke tanaman yang sesuai yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman yang normal. Dalam melakukan pemupukan, efektivitas dan efisiensi pemupukan harus diperhatikan untuk mendapatkan tanaman yang baik (Madjid.dkk,2010). Adapun efektifitas dan efisiensi pemupukan adalah: 1. Penentuan jenis pupuk Memilih kombinasi jenis pupuk berdasarkan komposisi unsur hara utama dan tambahan sangt penting diperhatikan. Jenis pupuk berdasarkan kelarutannya dan jenis tanah juga sangat diperhatikan. Misalnya ditanah gambut sangat cocok degunakan pupuk jenis Dolomit dan Rock Phosphate. 2. Penentuan waktu dan frekuensi pemupukan Waktu dan frekuensi pemupukan ditentukan oleh iklim yaitu musim turun hujan . Penentuan pupuk yang mana terlebih dahulu diberikan ke tanaman juga perlu diperhatikan. Misalnya bila memberikan pupuk TSP dan Urea,
Universitas Sumatera Utara
pupuk yang bereaksi lambat terlebih dahulu diberikan kemudian pupuk yang bereaksi cepat yaitu diberikan terlebih dahulu TSP kemudian Urea. 3. Penentuan cara penempatan pupuk Penempatan pupuk atau cara aplikasi pupuk ke dalam tanah sangat menentukan efektifitas pemupukan atau jaminan kesempatan pupuk itu dapat segera diserap tanaman yang banyak mengandung unsur hara. Setiap tanaman berbeda cara penempatan pupuk.ada beberapa cara penempatan pupuk yaitu cara larikan, cara sebar merata, cara pemupukan setempat, pemupukan melalui daun, dan pemupukan lewat air irigasi. 4. Dosis Pupuk Dosis atau jumlah pupuk yang hendak diberikan ke tanah atau tanaman sangat penting diperhatikan. Dosis yang terlalu banyak atau kurang akan mempengaruhi jumlah unsur hara yanga akan diserap oleh tanaman. 2.2.6
Pemupukan Sayur Brokoli Brokoli adalah tanaman yang mempunyai sistem perakaran yang dangkaL
sehingga membutuhkan pengairan yang rutin. Brokoli (Brassica oleracea cv.italica) adalah jenis tanaman yang tidak tahan terhadap suhu yang sangta tinggi. Itulah sebabnya brokoli sangat cocok tumbuh di daerah dataran tinggi atau pegunungan. Untuk mendapatkan hasil yang baik, sayur brokoli membutuhkan nutrisi untuk pertumbuhannya. Pengairan dan pemupukan harus dilakukan secara rutin. Pupuk yang digunakan untuk pemupukan sayur brokoli adalah pupuk ZA, Urea, KCl dan TSP.
Universitas Sumatera Utara
Menurut Rahmat Rukmana (1994), frekuensi pemupukan pada sayur brokoli dilakukan sebanyak 4 kali yaitu : 1. Pada bedengan-bedengan diberi pupuk kandang 12,5-17,5 ton atau 12.500 -17.500 kg perhektar dan pupuk dasar campuran ZA,Urea, TSP,dan KCl sebanyak 1000 kg perhektar. 2. Pemupukan susulan I dilakukan pada umur 7 -10 hari. Dengan pupuk ZA,Urea, TSP, dan KCl sebanyak 450 kg per hektar. 3. Pemupukan II dilakukan pada umur 20 hari dengan pupuk ZA, Urea, TSP,dan KCl sebanyak 450 kg per hektar. 4. Pemupukan susulan III pada umur 30-35 hari dengan pupuk ZA, Urea, dan KCl sebanyak 400 kg per hektar. Dan ditambah penyemprotan pupuk daun dengan kandungan Nitrogen dan Kaliumnya yang tinggi seperti Grow More, Complesal ataupun jenis Kemira. Dalam hal ini jumlah pupuk kimia yang mengandung Nitrogen diperlukan sebanyak 2300 kilogram per hektar dan jumlah pupuk kandang 12.500 kg perhektar. Akan tetapi pada beberapa daerah penambahan pupuk kandang sering dilakukan sebelum penanaman sayuran dilakukan. Seperti pupuk kandang dari kotoran hewan, kerbau, sapi, babi, dan domba.
Universitas Sumatera Utara
2.2.7
Pengaruh pupuk terhadap lingkungan
2.2.7.1 Pengaruh pupuk terhadap Tanah 1. Pengaruh pupuk terhadap sifat fisik tanah Pemberian jumlah pupuk dalam jumlah yang banyak ke tanah akan merusak komponen tanah. Pupuk yang mengandung Natrium (Na) akan lebih banyak ditinggalkan di tanah. Na akan berikatan dengan asam-asam karbonat
dan membentuk Natrium Karbonat (Na2CO3). Hal ini
menyebabkan bertambahnya jumlah senyawa hidrofil sehingga agregat terdispersi dan agregat semakin lemah. 2. Pengaruh pupuk terhadap sifat kimiawi tanah Pupuk yang mengandung unsur N dalam bentuk nitrat akan menaikkan pH larutan tanah. Pupuk jenis ZA dan Urea dapat memberi sisa asam sehingga dapat menurunkan pH tanah. 3. Pengaruh pupuk terhadap sifat Biologi tanah Pupuk dapat mempengaruhi aktivitas organisme tanah, jumlah dan perkembangannya
baik
makrorganisme
dan
mikroorganisme.
Mikroorganisme membutuhkan unsure hara N, P, K, dan Ca dan membutuhkan Ph sekitar 6. Berdasarkan hal diatas pupuk dapat mempengaruhi kehidupan bakteri, fungi, dan aktoinomicetes. 2.2.7.2 Pengaruh pupuk terhadap Udara 1. Proses penguapan nitrogen pada tanah tergenang ke udara sebagai amonia mengakibatkan pH tanah mendekati 7.0 . Hal ini terjadi pada tanah-tanah sawah yang berdrainase buruk.
Universitas Sumatera Utara
2. Penguapan Amoniak ke udara dapat meningkatkan pH tanah sekitar akibat proses hidrolisis urea . Ion NH4+ dapat diubah menjadi menjadi NH3 (gas amoniak). Menurut Shankarcharya dan Mehta (1971) dalam Sanchez (1992), telah dilakukan penelitian di Gujarat, India, mengukur kehilangan akibat penguapan dilapangan sebesar 4 % jika digunakan 28 kg N/ha (Rukaesih Achmad, 2004 ). 2.3 Nitrat Nitrat merupakan bentuk utama nitrogen di perairan alami dan merupakan nutrient utama bagi pertumbuhan tanaman dan algae. Nitrat nitrogen sangat mudah larut didalam air dan bersifat stabil. Senyawa ini dihasilkan dari proses oksidasi sempurna senyawa nitrogen di perairan. Nitrifikasi merupakan proses oksidasi ammonia menjadi nitrit dan nitrat adalah proses yang sangat penting dalam siklus nitrogen dan berlangsung pada kondisi aerob. Oksidasi ammonia menjadi nitrit dilakukan oleh bakteri Nitrosomonas, sedangkan oksidasi nitrit menjadi nitrat dilakukan oleh Nitrobacter (Effendi, 2003). Nitrat merupakan sumber nitrogen bagi tumbuhan selanjutnya dikonversi menjadi protein. Proses konversi yaitu NO3- + CO2 + tumbuhan + cahaya matahari → protein Nitrat dalam tanah diperlukan tanaman untuk pertumbuhan. Lebih dari 90% N diserap tanaman dalam bentuk nitrat. Sumber N adalah pupuk, baik pupuk organik maupun pupuk anorganik. (pupuk kimia). Nitrogen dalam kedua jenis pupuk tersebut adalah bentuk ammonium ( NH4+). Dan kemudian cepat diubah
Universitas Sumatera Utara
menjadi nitrat di dalam tanah. Oleh karena itu, pemberian pupuk yang berlebihan akan meningkatkan kandungan nitrat dalam tanaman. Pembuangan kotoran kandang terus menerus tanpa melalui saluran khusus ke dalam tanah akan mengakibatkan peningkatan ammonia dalam tanah. Selanjutnya melalui nitrifikasi terjadi pemebntukan nitrat-nitrit dari ammonia dalam tanah yang kemudian diserap oleh tanaman ( Cassel dan Barao,2000). 2.3.1
Sifat Fisik dan Struktur Kimia Senyawa Nitrat dan Nitrit Nitrat dibentukm dari asam nitrit yang berasal dari amonia melalui proses
kataitik.Nitrit merupakan hasil metabolisme dari siklus nitrogen bentuk pertengahan dari proses nitrifikasi dan denitrifikasi. Nitrat dan nitrit merupakan komponen yang mengandung nitrogen berikatan dengan atom oksigen. Nitrat mengikat tiga atom oksigen dan nitrit mengikat dua atom oksigen. Pada kondisi yang normal baik nitrit ataupun nitrat adalah komponen yang stabil.Tetapi dapat meledak pada suhu tinggi. Biasanya karena adanya ion klorida, bahan metal, bahan organik akan mengakibatkan nitrat dan nitrit menjadi tidak stabil. Apabila kebakaran tempat penyimpanan nitrat atau nitrit sangat berbahaya karena dapat menjadi gas beracun. Bentuk dari nitrat dan nitrit tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa dan bersifat higroskopis (Sutiyoso, 2009). 2.3.2
Sumber Nitrat Nitrat berasal dari nitrogen yang bersumber dari pupuk pertanian . Pupuk
jenis urea dan NPK mengandung nitrogen yang sangat tinggi. Unsur Nitrogen sangat diperlukan dalam jumlah yang besar untuk pembentukan protein, sintesis klorofil dan proses metabolisme. Kekurangan nitrogen akan mengurangi efisiensi
Universitas Sumatera Utara
pemanfaatan matahari serta serapan unsur hara sehingga mengakibatkan tanaman tidak tumbuh sempurna (Sutiyoso, 2009). Pada daerah pertanian ammonia yang dihasilkan oleh kotoran hewan, sebagian akan naik ke atsmosfer dan sebagian dikonversi oleh mikroba tanah menjadi nitrat yang larut dalam air.
Karena nitrat sifatnya mudah bergerak
sehingga merupakan polutan utama didalam air. Secara alami nitrat didalam air tanah sangat kecil. Akan tetapi kegiatan pertanian, peternakan, ataupun limbah domestik unsur tersebut dijumpai dalam jumlah yang besar(Tupamahu,1997). Menurut Steenvooden (Ompusunggu, 2009) didalam air kandungan nitrat berasal dari kegiatan limbah industri, septik tank,limbah kotoran hewan, dan limbah dari alat angkutan air seperti kapal dan perahu. 2.3.3
Nitrifikasi Peristiwa terbentuknya nitrat dan nitrit di tanah dilakukan oleh bakteri
Nitrobacter dan bakteri Nitrococus. -
Bakteri nitrococcus adalah sebagai bakteri pengubah ammonia menjadi nitrit. Prosesnya adalah sebagai berikut: 2NH3- +3O2 → 2NO2 - + 2H+ + 2H2O
-
Bakteri nitrobacter adalah sebagai bakteri pengubah nitrit menjadi nitrat. Prosesnya yaitu : 2NO2- + O2 → 2NO3-
Ada beberapa parameter yang mempengaruhi proses Nitrifikasi.Parameter yang mempengaruhi proses nitrifikasi (Novotny dan Olem, 1994) adalah : 1. Pada oksigen terlarut < 2 mg/liter, reaksi akan berjalan lambat
Universitas Sumatera Utara
2. Nilai pH yang optimumadalah 8-9 3. Bakteri yang melakukan nitrifikasi menempel pada sediment dan pada bahan padatan lain 4. Kecepatan pertumbuhan bakteri nitrifikasi lebih lambat daripada bakteri heterotof 5. Suhu optimum proses nitrifikasi adalah 200C - 250C Menurut siklusnya, bakteri akan mengubah nitrogen menjadi nitrat yang kemudian digunakan oleh tumbuh-tumbuhan. Hewan yang memakan tumbuhtumbuhan kemudian menggunakan nitrat untuk menghasilkan protein di dalam tubuh. Setelah itu nitrat dikeluarkan kembali ke lingkungan dari kotoran hewan tersebut. Mikroba pengurai akan mengubah nitrat yang berbentuk amoniak menjadi nitrit. Selain itu nitrat juga dapat diubah menjadi nitrit pada traktus digestivus manusia dan hewan. Dan bakteri di lingkungan akan mengubah nitrit menjadi nitrogen. 2.3.4
Dosis dan Farmakonetika Nitrat Bahan makanan yang tercemar oleh nitrit maupun bahan makanan yang
diawetkan
menggunakan
nitrit
dan
nitrat
akan
mengakibatkan
methemoglobinemia siptomatik pada anak-anak. Walaupun sayuran jarang menjadi sumber keracunan akut, sayuran memberikan peranan yang penting dalam diet manusia. Didalam air minum mengandung nitrat kurang lebih 21%, dari daging atau produk olahan daging sebanyak 6% yang sering memakai natrium nitrat sebagai pengawet maupun pewarna makanan.
Universitas Sumatera Utara
Menurut Peraturan Kementrian Kesehatan RI No.492/MENKES/IV/2010 menyatakan bahwa kadar nitrat yang didalam air tidak boleh melebihi 50 mg/L. Sedangkan menurut USDA (United States Departemen Of Agriculture) membatasi pengggunaan nitrit sebagai garam sodium atau potassium yaitu 239,7 g/100 L larutan garam. Didalam daging seperti daging curing 62,8 g/100kg, dan untuk daging cacahan seperti sosis 15,7g /100 kg. Dosis letal dari nitrat pada orang dewasa adalah sekitar 4 sampai 30 gram (atau sekitar 40 sampai 300 mg NO3/kg). Dosis antara 2 sampai 9 gram NO3dapat mengakibatkan methemoglobinemia. Nilai ini setara dengan 33 sampai 150 NO3-/kg. Dosis letal pada orang dewasa bervariasi antara 0,7 dan 6 gram NO2atau sekitar 10 sampai 100 mg NO2-/kg. Dengan dosis yang lebih kecil, akan dapat menyebabkan neonatus belum lengkap pembentukannya dan regenerasi didalam tubuh mereka. Kebanyakan kasus membuktikan bahwa neonatus langsung mengalami methemoglobinemia setelah air minum formula yang tinggi nitrit atau nitrat(Ruse.M. 1999). Apabila nitrat atau nitrit masuk kedalam tubuh melalui makanan maka didalam tubuh akan terbentuk NO . Apabila nitrit dalam jumlah yang banyak maka NO yang terbentuk akan banyak juga. NO tersebut dapat bergabung dengan hemoglobin membentuk nitrosohemoglobin. Akibatnya hemoglobin tersebut tidak mampu lagi mengikat oksigen karena telah mengikat NO tersebut. Dan akibatnya tubuh kekurangan oksigen dan akhirnya akan mengakibatkan terjadinya kematian. Kekurangan oksigen menyebabkan tubuh penderita menjadi kebiru-biruan( Muchtadi Deddy.2005).
Universitas Sumatera Utara
Nitrit juga dapat menyebabkan penurunan tekanan darah karena efek vasoliditsinya. Gejala klinis yang timbul seperti nausea, vomitus, nyeri abdomen, nyeri kepala, pusing, dan sianosis dapat muncul dalam jangka waktu beberapa menit sampai 45 menit. Pada kasus ringan sianosis hanya tampak disekitar bibir dan membrane mukosa. Pada keracunan yang berat dapat menyebabkan koma atau tidak sadar, kejang (Ruse M.1999). Dalam penelitian ini standar yang digunakan adalah Acceptable Daily Intake (ADI) nitrat menurut European Commission’s Scientific Committee For Food (ECSCF) Tahun 1995 berdasarkan berat badan manusia yaitu 3,65 mg/kg berat badan/hari. (Santamaria,1999). Tabel.2.3. Acceptable Daily Intake (ADI) Nitrat menurut European Commission’s Scientific Committee For Food (ECSCF) Tahun 1995 berdasarkan berat badan manusia. Berat badan(kg) 30 40 50 60 70 80
ADI (mg/hari) 109,5 146,0 182,5 219,0 255,5 292,0
Nilai ADI dihitung berdasarkan kisaran berat badan manusia dari 30 sampai 80 kg dan dihitung dengan nilai kandungan nitrat per berat sampel sayur brokoli yang dikonsumsi per hari. Menurut EFSA (2008), toksisitas oral akut untuk nitrat pada manusia sekitar 330 mg/kg berat badan. Dalam penelitian terhadap tikus selama 2 tahun dengan jumlah 6,7 mg/kg bobot segar per hari brengaruh pada hati dan lambung.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.4. Kadar Methemoglobin Kadar Methemoglobin
Gejala yang timbul
3% 3-10%
Kadar normal Tidak ada gejala klinis
10-15%
Kemampuan darah untuk mengikat oksigen berkurang dan darah menjadi warna cokelat
15-20%
Terjadi sionosis dimana tubuh berwarna abu-abu, biasanya asymptomatic
20-45% Sakit kepala,pusing, lemah ,kurang produktivitas, kesulitan bernafas 45-55% Peningkatan depresi pada CNS (Sistem Saraf Pusat), koma, seizures, cardiac failure, cardiac arrhythmias, metabolic asiodosis
Sumber : Ruse,1999
2.3.5
Nitrat di Lingkungan Senyawa nitrat ada di lingkungan secara alami. Seperti di air, udara,
makanan, tumbuhan (sayuran), daging. Akan tetapi di beberapa elemen lingkungan jumlah senyawa nitrat dalam jumlah yang kecil.Sayuran yang dibudidayakan di rumah kaca biasanya memiliki kandungan nitrat lebih tinggi daripada sayuran yang didak dibudidayakan dengan rumah kaca yaitu 2500 mg/kg. Menurut Gardener (1991), aktivitas nitrat reduktase pada tanaman dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya : 1. Pengaruh suhu
Universitas Sumatera Utara
Kondisi dengan pH turun atau naik akan mempengaruhi enzim, Dengan alasan ini dalam pengukuran nitrat reduktase digunakan larutan buffer Nafosfat untuk menyeimbangkan pHnya. 2. Pengaruh konsentrasi Konsentrasi berbanding lurus dengan enzim, selain itu juga berpengaruh pada pada kerja enzim 3. Cahaya yang ditangkap oleh daun Cahaya berfungsi meningkatkan aktivitas nitrat reduktase dan peningkatan laju reduktase nitrat menjadi ammonium. 4. Temperatur Enzim tahan pada temperatur yang rendah dan akan mati pada temperature diatas 50 derajat celcius. 5. Pengaruh zat penghambat (tannin dan fenol) 6. Umur tanaman. Pada air hujan konsentrasi nitrat mencapai 5 mg/L yang dilakukan di daerah industri. Didaerah pedesaan, konsentrasi nitrat airnya lebih rendah dibandingkan di daerah perkotaan atau industri. Aktifitas pertanian yang dilakukan manusia telah banyak meningkatkan kadar nitrat karena penggunaan pupuk yang berlebihan. Nitrat dan nitrit mudah tercampur dengan air. Di beberapa Negara di Eropa konsentrasi nitrat mencapai peningkatan dua kali lipat selama 20 tahun terakhir. Dimana hal ini didukung oleh jenis tanah dan keadaan geologi (WHO, 2007). Senyawa nitrit di laboratorium juga dapat menyebabkan keracunan dengan paparan yang tidak disengaja. Nitrat juga ada pada obat-obatan tertentu seperti obat luka bakar, derivate quinine (antimalaria), nitrgliserin, antidiare, ammonium
Universitas Sumatera Utara
nitrat,
isisorbid
dinitrat
(vasodilator
untuk
terapi
penyakit
arteri
koroner).Tingginya kadar nitrat di air minum terutama air yang berasal dari pengolahan air sungai dan air yang berasal dari air sumur yang dekat dengan daerah pertanian.
2.3.6
Dampak Nitrat Pada Kesehatan Manusia Nitrat pada air maupun makanan dapat menimbulkan efek yang
membahayakan bagi kesehatan. Efek buruk nitrat pada kesehatan telah teruji pada hewan percobaan dan pada manusia. . 2.3.6.1 Pada Orang Dewasa dan Bayi Berusia Diatas Tiga Bulan Kasus methaemoglobinaemia pernah terjadi pada orang dewasa karena kecelakaan atau dampak dari pengobatan medis. Gangguan yang diakibatkan pada orang dewasa adalah gangguan GI, diare bercampur darah dan disusul konvulsi, koma, kejang dan bila tidak tertolong akan menyebabkan kematian. Keracunan kronis mengakibatkan depresi, sakit kepala, dan ganngguan mental (WHO,2007). 2.3.6.2
Pada Bayi Berusia Dibawah Tiga Bulan Bayi yang berumur kurang dari 3 bulan memiliki usus dengan tingkat
keasaman yang rendah. Kondisi ini menyebabkan Nitrat dapat lebih cepat mengarah pada Hipoksomia atau rendah oksigen dan dapat mengakibatkan methemoglobinemia dan mengancam keselamatan.Hal ini terjadi karena penguraian nitrat menjadi nitrit oleh bakteri lebih mudah terjadi pada bayi muda dikarenakan produksi asam lambung masih rendah. Penguraian nitrat menjadi nitrit pada bayi yang berusia dibawah tiga bulan diperparah oleh infeksi pencernaan yang bias meningkatkan resiko pembentukan metHb. Kelompok lain
Universitas Sumatera Utara
yang rentan terhadap pembentukan metHb yaitu wanita hamil yang kekurangan glukosa. Toksisitas nitrat pada manusia terutama disebabkan oleh penguraian nitrat menjadi nitrit. Dampak biologis nitrit pada manusia yaitu peranan nitrit dalam proses oksidasi Hb yang normal menjadi metHb dan menyebabkan darah tidak dapat mengangkut oksigen ke jaringan atau mengurangi transportasi oksigen keseluruh jaringan tubuh. Ketika konsentrasi metHb mencapai 10 % dari konsentrasi
Hb
normal
didalam
darah
manusia,
maka
akan
terjadi
methaemoglobinaemia yang menyebabkan sianosis dan pada konsentrasi tinggi dapat menyebabakan asfiksia (WHO, 2007). Tingkat normal metHb pada manusia kurang dari 2 % pada bayi berusia kurang dari 3 bulan, tingkat normal metHbnya kurang dari 3 %. Nitrat dan nitrit pada air minum lebih berbahaya pada bayi yang berusia dibawah tiga bulan dalam pembentukan metHb daripada bayi yang lebih tua,anak-anak dan orang dewasa. Kerentanan yang lebih tinggi ini diyakini karena Hb bayi lebih mudah teroksidasi menjadi metHb. Dalam kondisi tertentu, penguraian nitrat menjadi nitrit oleh bakteri lebih mudah terjadi pada bayi muda ini dikarenakan produksi asam lambung pada bayi masih rendah. Penguraian nitrat menjadi nitrit pada bayi yang berusia dibawah tiga bulan dapat juga diperparah oleh infeksi pencernaan yang bisa meningkatkan resiko pembentukan metHb lebih tinggi. Kelompok-kelompok lain yang sangat rentan terhadap pembentukan metHb adalah wanita hamil yang kekurangan glukosa.
Universitas Sumatera Utara
2.4
Kerangka Konsep
Uji Kualitatif nitrat Sayur Brokoli Uji Kuantitatif nitrat
Memenuhi ADI (mg/hari) Nitrat menurut ECSCF Tahun 1995
1. Karakteristik petani brokoli 2. Frekuensi
pemupukan
pada
sayur brokoli
Ada Tidak Ada
3. Jenis dan dosis pupuk yang digunakan oleh petani brokoli 4. Tindakan petani brokoli dalam penggunaan pupuk 5. Jarak tanaman dengan pupuk
Tidak Memenuhi ADI (mg/hari) Nitrat menurut ECSCF Tahun 1995
yang diberikan petani
Gambar 2.1. Kerangka Konsep
Universitas Sumatera Utara
