RESPON R N FISIOL LOGI DA AN PER RTUMBU UHAN TANA AMAN RUMPU R T GAJA AH (Penn nisetum purpure p eum Schaum) SEBAG GAI AGE EN FITO OREMEDIASI RHADAP P PENC CEMARA AN LOG GAM BE ERAT Zn TER (SEN NG) SKRIP PSI Untuk mem menuhi sebagian persy yaratan mencapaai derajat Saarjana S-1 pada p Program m Studi Bio ologi
Disusun oleh ZID DNY FATIK KHASARI 116400033
PROGRAM STU UDI BIOLO OGI F FAKULTAS S SAINS DAN D TEKN NOLOGI U UNIVERSIT TAS ISLAM M NEGER RI (UIN) SU UNAN KAL LIJAGA YOGYAK KARTA 20166
q;3*#
Univ6rsitas Istam Negerisunan Katiiaga
IA'CERT
"fi'**,
FM-UINSK-BM-0s-03/RO
SURAT PE,RSETUJUAN SKRIPSYTT}GAS AKHIR
Hal
:
Persetujuan Skripsir'Tugas Akhir
Larnp :Kepada
Yth. Dekan Fakultas Sains dan Teknologi UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta di Yogyakarta Assalamu' alaikum wr. wb.
setelah membaca, meneliti, memberikan peturyuk dan mengoreksi serta mengadakan perbaikan seperlunya, maka kami selaku pembimbing berpendapat bahwa skripsi Saudara:
Nama NIM
: ZIDNY FATIKHA SARI : 11640033 Judul skripsi : Respon Fisiologi dan pertumbuhan Tanaman Rumput Gajah (Pennisetum purpureurn Schaum.) Sebagai Agen Fitoremediasi Terhadap pencemaran Logam Berat Zn
(Seng)
sudah dapat diajukan kernbali kepada Program Studi Biologi Fakultas Sains dan Teknologr UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana strata Satu dalarn program studi Biologi
Dengan ini kami mengharap agar skripsi/tugas akhir Saudara tersebut di atas dapat segera dimunaqsyahkan. Atas perhatiannya kami ucapkan terima kasih. Was salarnu' alaikum
wr.
w b.
Yogyakarta, 08 Agustus 2016 Pembim
lr,' Solihah. M.Biotech
760624 200501 2 007
NIP. 19740611 200801 2 009
universitqslslornNegerisunonKolijogo
FM-urNsK-BM-05-07/Ro
PENGESAHAnI SKRTPST/TUGAS AKHrR Nomor : UIN.02/D.ST/PP.0t.Ll 29981 20L6 Skripsi/Tr.iEas Akhir dengan judul
Respon Fisiologi dan Fertumbuhan Tanarnan Rumput Gajah Pen n isetu m p u rp u reu m Schaum) sebagai Agen Fitoremediasi
(
terhadap Pencemaran Logam Berat Zn (Seng)
Yang dipersiapkan dan disusun oleh Nama
Zidny Fatikhasari
NIM
11640033
Telah dimunaqasyahkan pada
19 Agustus 2016
Nilai Munaqasyah
A
Dan dinyatakan telah diterima oleh Fakultas Sains dan Teknologi UIN Sunan KalUaga
TIM MUNAQASYAH:
S.Si., M.Biotech.
Penguji
I
Penguji
NIP,19740611 200801 2 009
II
Ika NugraheniA.M., S.Si,, M.Si. NrP, 19800207 2009t2 2 002
Yogyakarta, 29 Agustus 2019 UIN Sunan Kalijaga
PERNYATAAN BEBAS PLAGIARISME Yang bertandatangan di bawah ini
:
Nama : Zidny Fatikhasari
NIM
:11640033
Prodi :Biologi Menyatakan bahwa skripsi yang saya susun, sebagai syarat memperoleh gelar sarjana merupakan hasil karya
tulis saya sendiri.
Adapun bagian-bagian tertentu dalam penulisan skripsi ini yang saya kutip
dari hasil karya orang lain telah dituliskan sumbernya secara jelas sesuai dengan nonna, kaidah dan etika penulisan ilmiah. Saya bersedia menerima
sanksi pencabutan gelar akademik yang saya peroleh dan sanksi-sanksi
lainnya sesuai dengan peraturan yang berlaku, apabila dikemudian hari ditemukan adanyaplagiat dalam skripsi ini.
\
Yogyakartlai 09 Agustus 2016
Zidny Fatikhasari NIM.11640033
KATA PENGANTAR Alhamdulillahirabbil’alamin, segala puji syukur kehadirat Allah Subhanahu wa ta’ala yang senantiasa memberikan Rahmat serta Hidayah-Nya selama pelaksanaan penyusunan laporan skripsi dengan judul “Respon fisiologi dan pertumbuhan tanaman rumput gajah (Pennisetum purpureum Schaum.) sebagai agen fitoremediasi terhadap pencemaran logam berat Zn (Seng)” dapat diselesaikan dengan baik. Skripsi ini merupakan tugas akhir sebagai syarat untuk memperoleh gelar Strata satu bidang Biologi di Universitas Islam Negeri (UIN) Sunan Kalijaga Yogyakarta. Kelancaran dalam penyusunan skripsi ini tidak lepas dari bimbingan dan dukungan oleh berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini dengan penuh rasa hormat penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada: 1. Bapak Dr. Murtono, M.Si selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta. 2. Ibu Jumailatus Solihah, M.Biotech selaku dosen pembimbing I yang senantiasa sabar memberikan pengarahan, saran dan bimbingan dalam persiapan proposal penelitian sampai terselesaikannya penulisan skripsi ini. 3. Ibu Siti Aisah, M.Si selaku dosen pembimbing II yang telah banyak memberikan bimbingan dan saran dan kritik selama penulisan skripsi ini. 4. Seluruh Dosen, Staf, dan Laboran di Jurusan Biologi UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta. 5. Kedua orang tuaku di perantauan sekaligus guruku Abah K.H Rosim Al Fatih dan Ibu Nyai Anita Durrotul Yatimah terima kasih atas segala kesabaran,
v
dorongan spiritual dan nasihat-nasihat berharga yang telah diberikan selama penulis menimba ilmu di Pondok Pesantren Al-Barokah. Semoga penulis senantiasa mendapatkan barokah dan ilmu yang bermanfaat dunia dan akhirat. 6. Kedua orang tuaku Bapak Ibuku tercinta terima kasih atas dukungan, kesabaran dan segala doa-doa yang senantiasa engkau panjatkan pada-Nya demi kesuksesanku menimba ilmu, serta kedua Adikku tersayang Ruroh dan Hana yang senantiasa memberikan semangat dan motivasi sehingga, penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. 7. Sahabatku Laili Fatimah Rosiati teman seperjuangan untuk memperjuangkan skripsi bersama, terima kasih atas segala bantuan tenaga dan fikiran selama ini. Semoga kerja keras ini membawa kita pada kesuksesan, tujuan, cita-cita serta harapan yang mulia di masa depan. Terima kasih kepada sahabatku Maftukhatul Azizah, Ana Yasaroh, Jeng Sari Dewi, Kunny Izza, Retno Haryanti yang senantiasa memberikan bantuan tenaga, tumpangan kos, dan semangat selama ini. 8. Teman-teman sekelas dan seperjuangan “ Kingdom of Biology 2011”, terima kasih atas dukungan dan semangat selama penulis mengerjakan skripsi ini. 10. Teman-teman santri Pondok Pesantren Al-Barokah dan khususnya teman-teman di “kamar Aisyah” Mbak firoh, adikku Mega, Wiqo, Yulia, Lisfi, Fani, Artha, Fathna, dan Fafa terima kasih atas semangat dan dukungannya selama ini. Kalian adalah tempat untuk berbagi kebahagiaan dan mengenal gambaran kehidupan di masa depan. 11. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
vi
Semoga Skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak dan khususnya untuk rekan-rekan mahasiswa di Jurusan Biologi. Skripsi ini masih jauh dari kata sempurna oleh sebab itu, penulis mengharapkan untuk segala saran dan kritik yang bersifat membangun dan obyektif demi kesempurnaan skripsi ini.
Penulis
vii
“HALAMAN MOTTO”
Manusia Tak Lepas Dari Kesalahan Juga Tak Lekat Dari Kesempurnaan, Kecuali Jika Ia Mau Mengoreksi Diri Dan Membenarkan Kritik Orang Lain Atas Kesalahan Diri Sendiri
Sesuatu yang belum dikerjakan, seringkali tampak mustahil. Kita baru yakin kalau kita telah berhasil melakukannya dengan baik. (Evelyn Underhill)
viii
HALAMAN PERSEMBAHAN
ﺑﺴﻢ اﷲ اﻟﺮﺣﻤﻦ اﻟﺮﺣﻴﻢ “Dengan Rahmat Allah yang Maha Pengasih Lagi Maha Penyayang”
Sebagai tanda rasa Bakti, Hormat Ta’dzim, dan Terima Kasih tak terhingga, saya persembahkan Skripsi ini untuk: Beliau Berdua yang Istimewa Bapakku Adi Subagiya dan Ibuku Sri Anjarwati Kedua Orang tuaku tercinta,
Guru-guruku pahlawan tanpa tanda jasa, yang senantiasa dengan sabar dan ikhlas memberi pemahaman ilmunya
Almamater ku prodi Biologi UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..............................................................................
i
SURAT PERSETUJUAN SKRIPSI .......................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN.................................................................
iii
PERNYATAAN KEASLIAN.................................................................
iv
KATA PENGANTAR ...........................................................................
v
HALAMAN MOTTO .............................................................................
viii
HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................
ix
DAFTAR ISI ...........................................................................................
x
DAFTAR TABEL ...................................................................................
xiii
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................
xiv
DAFTAR LAMPIRAN ...........................................................................
xv
ABSTRAK ..............................................................................................
xvi
BAB I PENDAHULUAN ......................................................................
1
A. B. C. D.
Latar Belakang ........................................................................... Rumusan Masalah ...................................................................... Tujuan Penelitian ....................................................................... Manfaat Penelitian .....................................................................
1 6 6 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA...........................................................
8
A. B. C. D. E. F. G.
Pencemaran Logam Berat ......................................................... Logam Berat Dalam Tanah ....................................................... Logam Berat Zinc (Seng)........................................................... Fitoremediasi.............................................................................. Tanaman Hiperakumulator Logam ........................................... Mekanisme Penyerapan Logam Berat Oleh Tumbuhan ............ Tanaman Rumput Gajah (Pennisetum purpureum Schaum) .....
x
8 10 13 16 18 20 22
BAB III METODE PENELITIAN ...................................................... A. B. C. D.
Waktu dan Tempat Penelitian .................................................... Alat dan Bahan ........................................................................... Rancangan Penelitian ................................................................. Prosedur Kerja............................................................................ 1. Persiapan Tanaman Rumput Gajah (Pennisetum purpureum Schaum.) .............................................................................. 2. Aklimatisasi Tanaman Rumput Gajah (Pennisetum purpureum Schaum.) ............................................................................. 3. Uji Fitoremediasi Tanaman Rumput Gajah (Pennisetum purpureum Schaum) ........................................ 4. Pengamatan Tanaman Rumput Gajah (Pennisetum purpureum Schaum) .............................................................................. a. Pengamatan pH Media Tanam Setiap 3 Hari Sekali ...... b. Pengamatan per Individu Tanaman................................ c. Berat Kering Tanaman dan Tanah (gram) ..................... d. Kadar Abu Pada Tanah dan Tanaman............................ e. Analisis Kandungan Logam Berat Zn Pada Tanaman dan Tanah ....................................................................... f. Analisis Data ..................................................................
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................. A. Pengukuran Parameter Lingkungan .......................................... B. Pengaruh Zn Terhadap Morfologi dan Fisiologi Tanaman Rumput Gajah ............................................................................ 1. Pengaruh Terhadap Jumlah Daun Rumput Gajah ................... 2. Panjang Daun Rumput Gajah ................................................. 3. Pengaruh Zn Terhadap Tinggi Tanaman Rumput Gajah ........ 4. Pengaruh Zn Terhadap Panjang Akar Tanaman Rumput Gajah .............................................................................................. 5. Pengaruh Zn Terhadap Berat Basah Tanaman Rumput Gajah 6. Pengaruh Zn Terhadap Berat Kering Tanaman Rumput Gajah .............................................................................................. 7. Pengaruh Zn Terhadap Kandungan Klorofil Tanaman Rumput Gajah ....................................................................................... 8. Analisis Kadar Abu ................................................................. C. Kandungan Zn Pada Tanah dan Tanaman Rumput Gajah (Pennisetum purpureum Schaum) .............................................
xi
25 25 25 25 26 26 26 26 28 28 28 30 30 31 32 33 33 37 37 39 42 44 48 50 52 56 58
BAB V PENUTUP .................................................................................
64
A. Kesimpulan ................................................................................ B. Saran...........................................................................................
64 65
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................
66
LAMPIRAN ............................................................................................
73
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Kandungan logam berat dalam tanah secara alamiah ...............
11
Tabel 2. Daftar pencemar utama unsur logam berat dan sumbernya ......
12
Tabel 3. Batas kritis kadar pencemar logam dalam tanah, air, dan tanaman .................................................................................................................
15
Tabel 4. Rata-rata pH media tanam rumput gajah (Pennisetum purpureum Schaum.) .................................................................................................
35
Tabel 5. Hasil uji ANOVA rata-rata penambahan helai daun ................
40
Tabel 6. Hasil uji ANOVA rata-rata panjang daun .................................
42
Tabel 7. Hasil uji ANOVA rata-rata tinggi tanaman ..............................
44
Tabel 8. Hasil uji ANOVA rata-rata panjang akar ..................................
48
Tabel 9. Hasil uji ANOVA rata-rata berat basah ....................................
50
Tabel 10. Hasil uji ANOVA rata-rata berat kering .................................
53
Tabel 11. Kandungan Zn pada tanah dan tanaman rumput gajah (Pennisetum purpureum Schaum.) ...............................................................................
59
Tabel 6. Hasil uji ANOVA rata-rata kandungan Zn pada tanaman ........
62
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Skema proses fitoremediasi...................................................
21
Gambar 2. Rumput gajah (1)...................................................................
23
Gambar 3. Rumput gajah (2)...................................................................
23
Gambar 4. Grafik laju penambahan jumlah daun ...................................
39
Gambar 5. Grafik laju pertumbuhan panjang daun .................................
41
Gambar 6. Grafik pertumbuhan tinggi tanaman rumput gajah ...............
43
Gambar 7. Grafik rata-rata panjang akar.................................................
46
Gambar 8. Perbandingan morfologi akar ................................................
47
Gambar 9. Grafik rata-rata berat basah rumput gajah .............................
49
Gambar 10. Grafik rata-rata berat kering rumput gajah ..........................
51
Gambar 11. Grafik rata-rata klorofil total daun rumput gajah ................
55
Gambar 12. Morfologi daun rumput gajah .............................................
56
Gambar 13. Grafik kadar abu tanaman rumput gajah .............................
58
Gambar 8. Grafik akumulasi Zn pada tanaman dan tanah ......................
63
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN I ......................................................................................... A. Persiapan Media Tanam Untuk Aklimatisasi Rumput Gajah ............................................................................................. B. Proses Aklimatisasi ............................................................. C. Penanaman Pada Media Perlakuan Zn (Seng) .................... D. Proses Panen Tanaman Rumput Gajah ............................... E. Pengovenan dan Kadar Abu................................................ F. Pengukuran Kandungan Klorofil ........................................
73
73 73 74 74 75 76
LAMPIRAN II ........................................................................................
77
A. Model Penanaman Rumput Gajah .....................................
77
xv
RESPON FISIOLOGI DAN PERTUMBUHAN TANAMAN RUMPUT GAJAH (Pennisetum purpureum Schaum.) SEBAGAI AGEN FITOREMEDIASI TERHADAP PENCEMARAN LOGAM BERAT Zn (SENG)
Zidny Fatikhasari 11640033 Abstrak Logam merupakan salah satu kontaminan yang dapat menimbulkan penurunan kualitas lingkungan. Salah satu metode terbarukan dan ramah lingkungan untuk mengatasi masalah lingkungan adalah fitoremediasi. Penelitian ini menggunakan tanaman rumput gajah (Pennisetum purpureum Schaum.), menurut Freitas (2013) dalam Toulousia (2008) rumput gajah termasuk famili Poaceae yang mempunyai sifat hiperakumulator terhadap logam berat. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui respon fisiologi dan pertumbuhan tanaman rumput gajah (Pennisetum purpureum Schaum.) terhadap logam berat Zn dan mengetahui potensi rumput gajah (Pennisetum purpureum Schaum.) dalam mengakumulasi logam berat Zn. Konsentrasi yang digunakan pada penelitian ini adalah 0 ppm, 2500 ppm, 5000 ppm, 7000 ppm, 10.000 ppm, dan 11.500 ppm. Masing-masing perlakuan dilakukan sebanyak 5 kali ulangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa logam berat Zn berpengaruh terhadap respon fisiologi dan pertumbuhan rumput gajah. Konsentrasi yang paling mempengaruhi penurunan pertumbuhan dan fisiologis rumput gajah adalah pada konsentrasi Zn 10.000 ppm dan 11.500 ppm. Teknik fitoremediasi pada rumput gajah dalam mengakumulasi logam Zn adalah dengan cara fitoakumulasi. Hal ini dapat diketahui dari hasil uji AAS Zn, bahwa rumput gajah berpotensi dalam mengakumulasi logam berat Zn pada bagian organnya yaitu akar, batang dan daun. Logam berat Zn terakumulasi dalam jumlah besar pada bagian akar tanaman rumput gajah (Pennisetum purpureum Schaum). Kata Kunci: Fitoremediasi, Logam berat Zn, Rumput gajah
xvi
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Gambaran kehidupan perkotaan sekarang ini merupakan salah satu masalah yang cukup pelik. Perkembangan perkotaan membawa resiko negatif pada
beberapa
aspek,
termasuk
aspek
kesehatan
dan
lingkungan.
Bertambahnya penduduk juga ikut mendesak akan permintaan kebutuhan bahan papan, pangan, dan sandang. Salah satu dampak dari masalah ini adalah terjadinya alih lahan hijau yang subur menjadi lahan industri yang gersang. Aktivitas pertanian semakin terganggu karena keberadannya yang semakin terhimpit oleh perumahan, perindustrian, serta fasilitas umum lainnya. Keadaan seperti ini dapat mengancam kualitas hasil produk pertanian. Kualitas tanah yang menurun akibat tercemar oleh limbah buangan dari aktivitas industri maupun domestik mempengaruhi hasil dari produk pertanian. Pembangunan yang pesat di bidang industri sering kali menimbulkan masalah lingkungan berupa limbah yang dihasilkan baik dalam bentuk padat, cair, dan gas (Khasanah, 2009 dalam Rismawati, n.d). Terdapat beberapa jenis logam berat yang terkandung seperti yang dihasilkan dari proses deinking pada perindustrian kertas yaitu Pb, Cu, Cr, Zn, Cd dan Hg. Logamlogam tersebut berdasarkan peraturan pemerintah No.19 dan perubahannya No.85 Tahun 1999 telah dikelompokkan sebagai Bahan Berbahaya dan
1
2
Beracun (B3) (Toulousia, 2008). Logam berat juga dapat terdistribusi atau menyebar ke lingkungan sekitarnya melalui media air, udara serta dapat terakumulasi oleh tumbuhan. Penyebab utama pencemaran logam di perairan Indonesia berasal dari kegiatan industri, pertanian yang menggunakan pestisida, perdagangan, batuan (geologi) dan limbah domestik. Beberapa logam berat toksikan yang mencemari perairan adalah Cu, Hg, Pb, Zn, dan Cd. Jenis logam berat yang paling tinggi kandungannya dan sering mencemari perairan di Indonesia adalah Zn (seng) (Mason, 1981 dalam Pratomo, 2004). Konsentrasi normal Zn pada tanaman berkisar antara 20 ppm hingga 70 ppm (Mengel & Kirby, 1987 dalam Rosmarkam & Yuwono, 2002). Secara umum apabila di dalam tanah mengandung 300 mg/kg Zn dapat menyebabkan fitotoksisitas pada tanaman (Lepp, 1981 dalam Li & Yang, 2008). Umumnya bahan pencemar yang ada pada tanaman masuk ke dalam jaringan penyusun daun yang peka yaitu tempat-tempat yang mengandung butir-butir klorofil misalnya jaringan palisade dan jaringan bunga karang, sehingga apabila bagian tersebut mengalami kerusakan, maka proses pembentukan klorofil akan terhambat. Hal ini akan berakibat pula pada proses fotosintesis yang selanjutnya akan berpengaruh pada pertumbuhan tanaman (Mudd & Kozlowski, 1975 dalam Wijayanti, 2008 dalam Aeni et al., 2011). Seng (Zn) adalah logam esensial yang berguna bagi nutrisi pertumbuhan organisme dan elemen logam kedua yang jumlahnya melimpah
3
setelah logam besi pada kebanyakan vertebrata (EFSA, 2015). Menurut Yoga & Sudarso (1998) dalam Pratomo (2004) logam seng berperan dalam penggabungan dua jenis protein yaitu pada metalloenzym, selain itu logam seng juga dapat membentuk ion komplek protein logam yang berperan dalam transpor ion dalam sel. Akan tetapi bila terdapat dalam kadar yang tinggi pada suatu organisme, logam seng dapat menyebabkan toksisitas (Darmono, 1995). Menurut
beberapa
peneliti
toksisitas
seng
dapat
menghambat
pertumbuhan akar dan batang (Yadav, 2009). Selain itu, seng juga dapat menyebabkan
klorosis
pada
daun
muda.
Kandungan
Zn
berlebih
menyebabkan defisiensi logam Mn dan Cu pada batang tanaman. Logam Cu ini dalam tanaman berperan penting dalam proses fotosintesis, pembentukan klorofil dan fungsi reproduksi (Dasamuka, 2010 dalam Wulandari, 2012). Ion Zn yang terlepas akan mengalami proses yang lebih lanjut yaitu dapat terikat dengan matriks tanah atau senyawa mineral lainnya. Penyerapan Zn dalam tanah dapat terjadi karena adanya bahan organik dan mineral liat. Hal ini disebabkan adanya hubungan dengan kapasitas ion tanah dan suasana keasaman tanah (Lahuddin, 2007 dalam Napitupulu, 2008). Rata-rata konsentrasi normal Zn yang terkandung di dalam tanah berkisar antara 16 300 ppm (Knezek, 1986 dalam Rosmarkam & Yuwono, 2002). Pada umumnya, konsentrasi Zn yang melebihi 500 ppm digolongkan dalam kriteria tinggi, sehingga dapat menyebabkan masalah pada tanah pertanian (Alloway, 2008 ).
4
Ketersediaan senyawa Zn di tanah dipengaruhi oleh keadaan pH tanah. Pada pH rendah (4,5) kadar ion Zn2+ lebih tinggi dibandingkan pada pH tinggi (9) (Lahuddin, 2007 dalam Napitupulu, 2008). Apabila pH tanah menjadi sangat rendah maka unsur hara makro tidak tersedia karena terikat oleh ion-ion logam. Sebaliknya, unsur mikro yang terdiri dari logam-logam kelarutannya menjadi sangat tinggi (Tan, 1993 dalam Widyati, 2009). Aktivitas manusia seperti peleburan dan penambangan merupakan sumber utama terdapatnya seng di lingkungan (ATSDR, 1995 dalam USEPA, 2005). Pencemaran logam berat yang sudah tidak dapat ditanggulangi memberi peluang terakumulasinya logam tersebut dalam lingkungan. Logam berat dapat terserap ke dalam jaringan tanaman melalui akar dan stomata daun, kemudian masuk ke dalam siklus rantai makanan (Alloway, 1990 dalam Widowati, 2011). Logam berat biasanya terdapat dalam bentuk terikat pada mineral tanah. Vegetasi tumbuhan serta organisme membutuhkan elemen dari logam berat mikro untuk proses pertumbuhanya. Akan tetapi, jika kadar logam dalam tumbuhan cukup tinggi akan menyebabkan efek toksik yang bisa menimbulkan terganggunya pertumbuhan, aktivitas enzim, fungsi stomata, aktivitas fotosintetis, serta kerusakan sistem akar (Onder et al., 2007). Berdasarkan permasalahan yang mengancam kesehatan lingkungan, maka diperlukan suatu teknologi yang efisien, murah dan mudah dijangkau untuk memulihkan lahan yang sudah tercemar. Salah satu cara alternatif yang digunakan yaitu fitoremediasi. Fitoremediasi adalah metode yang digunakan
5
untuk memulihkan lahan yang tercemar dengan memanfaatkan tumbuhan. Keuntungan dari fitoremediasi selain lebih ramah lingkungan, teknik ini lebih murah dan mudah dilakukan (Gunawan, 2003). Penelitian yang mengangkat tema tentang fitoremediasi untuk mengolah pencemaran logam berat telah banyak dilakukan. Salah satu penelitian tentang fitoremediasi logam berat yang dilakukan oleh Chen et al., (1996) menyatakan bahwa akar dari jenis tumbuhan rerumputan yang terdapat di iklim tropis dan subtropis berpotensi untuk mengatasi masalah logam berat. Salah satu tumbuhan yang digunakan sebagai agen fitoremediasi untuk memulihkan lahan tercemar limbah adalah rumput gajah yang termasuk dalam famili Poaceae. Tanaman rumput gajah dipilih karena tanaman ini dapat ditemui dan bisa tumbuh dimana-mana. Rumput gajah juga mampu tumbuh dengan sedikit atau tanpa tambahan nutrien, sehingga tanaman ini dapat memperbaiki kondisi tanah yang rusak akibat erosi (Sanderson dan Paul, 2008 dalam Ambriyanto, 2010). Teknik fitoremediasi akan lebih efektif jika menggunakan kadar polutan yang sesuai. Apabila kadar suatu polutan yang digunakan tinggi, tidak menutup kemungkinan suatu tumbuhan tidak bisa survive. Akan tetapi, jika kadar polutan yang digunakan rendah menyebabkan fitoremediasi tidak efektif karena penurunan konsentrasi polutan yang terjadi lebih rendah dari pada kemampuan optimal tumbuhan dalam menurunkan polutan. Oleh karena
6
itu, dalam penggunaan rumput gajah sebagai agen fitoremediasi logam berat Zn perlu diketahui terlebih dahulu kadar logam berat yang tepat untuk mengetahui kemampuan fitoremediasi serta pertumbuhan rumput gajah. Sehingga perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui seberapa kemampuan fitoremediasi rumput gajah pada beberapa kadar logam berat Zn. Rumput gajah bisa tumbuh pada berbagai jenis tanah. Rumput ini toleran terhadap cekaman kekeringan, meskipun demikian untuk dapat tumbuh dan berproduksi rumput gajah membutuhkan kelembapan yang baik (Toulousia, 2008). B. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan sebelumnya, rumusan masalah yang diajukan pada penelitian ini adalah: 1.
Bagaimana pengaruh respon fisiologis dan pertumbuhan rumput gajah (Pennisetum purpureum Schaum.) terhadap adanya logam berat Zn
2.
Apakah rumput gajah (Pennisetum purpureum Schaum.) memiliki potensi dalam mengakumulasi dan menurunkan kadar konsentrasi logam berat Zn dalam tanah
C. Tujuan Penelitian 1. Mengetahui respon fisiologis dan pertumbuhan tanaman rumput gajah (Pennisetum purpureum Schaum.) 2. Mengetahui potensi tanaman rumput gajah (Pennisetum purpureum Schaum.) dalam mengakumulasi logam berat Zn
7
D. Manfaat Penelitian Memberikan informasi tentang tanaman yang berpotensi sebagai tanaman yang mampu meremediasi logam berat serta memanfaatkan tanaman yang berpotensi sebagai tanaman hiperakumulator logam untuk mengurangi pencemaran limbah logam berat di bidang perindustrian dan pertambangan Zn (Seng)
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian respon fisiologi dan pertumbuhan rumput gajah (Pennisetum purpureum Schaum.) terhadap pencemaran logam berat Zn (Seng) maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Logam berat Zn (Seng) mempengaruhi respon fisiologi dan pertumbuhan rumput gajah (Pennisetum purpureum Schaum.). Rumput gajah masih dapat tumbuh sampai konsentrasi Zn 7000 ppm. Pertumbuhan rumput gajah relatif lebih terhambat pada media tanah yang terkontaminasi Zn dengan kadar tinggi. Gejala toksisitas Zn pada tanaman rumput gajah dijumpai pada perlakuan Zn 10.000 ppm dan 11.500 ppm yang ditandai dengan terhambatnya laju penambahan jumlah dan panjang daun, panjang akar, tinggi tanaman, kekurangan kandungan klorofil daun serta mempunyai berat biomassa rendah. 2. Tanaman rumput gajah (Pennisetum purpureum Schaum.) berpotensi sebagai akumulator Zn. Mekanisme fitoremediasi rumput gajah terhadap logam Zn adalah secara fitoakumulasi. Hal ini dapat dilihat dari hasil analisis AAS logam berat Zn bahwa tanaman rumput gajah mengakumulasi Zn pada bagian – bagian organnya yaitu akar, batang, dan daun. Sedangkan akumulasi Zn tertinggi pada bagian organ akar rumput gajah. 64
65
B. Saran 1. Penelitian ini masih perlu dilakukan penelitian lebih lanjut terkait
dengan faktor jangka waktu yang lebih panjang, selain itu juga dapat dilakukan dengan perlakuan biostimulasi atau bioaugmentasi untuk mengetahui kemampuan maksimum rumput gajah dalam menyerap logam berat Zn. 2. Rumput gajah merupakan salah satu bahan untuk pakan ternak. Oleh
karena itu perlu dilakukan penelitian tentang aplikasi penggunaan rumput gajah sebagai tanaman fitoremediator.
DAFTAR PUSTAKA
Aeni, R.N., Prabang, S., Listiatie, B.U. (2011). Pengaruh limbah lumpur minyak mentah terhadap pertumbuhan Eceng Gondok (Eichhornia crassipes (Mart.) Solms.). Jurnal Ekosains, III (2) Agusetyadevy, I., Sumiyati, S., Sutrisno, E. (2012). Fiteremediasi limbah yang mengandung timbal (Pb) dan kromium (Cr) dengan menggunakan kangkung air (Ipomea aquatica). Diakses dari http://eprint.undip.ac.id/42215/1/JURNAL_TUGAS_AKHIR_IMBAR_ A_L2J0089.doc. Pada tanggal 17 Agustus 2016 Ai, N.S & Banyo, Y. (2011). Konsentrasi klorofil daun sebagai indikator kekurangan air pada tanaman. Jurnal ilmiah sains, 11 (2) Aliyanta., Sumarlin., & Mujab,S. (2011). Penggunaan biokompos dalam bioremediasi lahan tercemar limbah minyak bumi. Valensi, 2(3): 430-442 Alloway, B.J. (2008). Zinc in soil and crop nutrition. Published by IZA dan IFA. Second Edition. Brussels, Belgium and Paris, France Ambriyanto, K.S. (2010). Isolasi dan karakterisasi bakteri aerob pendegradasi selulosa dari serasah daun rumput gajah (Pennisetum purpureum Schaum). [Skripsi]. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember Aprilia, D.D & Purwani, K.I. (2013). Pengaruh pemberian mikoriza Glomus fasciculatum akumulas logam timbal (Pb) pada tanaman Euphorbia milii. Jurnal sains dan seni pomits, 2 (1) Brown, S.L., Chaney, R.L., Angle, J.S & Baker, A.J.M. (1995). Phytoremediation potential of Thlaspi caerulescens and bladder campion for zinc- and cadmium-contamination soil. Jurnal Environ, Qual, 23 : 1151-1157 Chen, J.P., W.R. Chen., & R. Chi Hsu. (1996). Biosorption of copper from aqueous solution by plant root tissue. Journal of fermentation an bioengineering, 81 (5):458-463 Darmono. (1995). Logam dalam sistem biologi makhluk hidup. Jakarta: UI Press D.R, Chonny & Mangkoedihardjo, S. (n.d). Pengaruh penambahan pH terhadap removal logam berat timbal (Pb) oleh bunga kana (Canna indica) di kelurahan tambak wedi, kecamatan kenjeran, Surabaya. Diakses dari http://digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-25781-3308100021-paper.pdf Pada tanggal 11 Juli 2016 Erfandi,D & Ishak, J. (n.d). Teknologi pengendalian pencemaran logam berat pada lahan pertanian. Diakses dari 66
67
http://balittanah.litbang.pertanian.go.id/ind/dokumentasi/buku.bungaram pai07.pdf. Pada tanggal 09 November 2015 EFSA. (2015). Scientific opinion on the safety and efficacy of zinc compound (E6) as feed additives for all animal species (zinc acetate, dehydrate; zinc chloride, anhydrous; zinc oxide; zinc sulphate, heptahydrate; zinc sulphate, monohydrate; zinc chelate of amino acids, hydrate; zinc chelate of glycine, hydrate) basd on a dossier submitted by FEFANA, EFSA Panel on additives and product or subtances used in animal feed (FEEDAP). EFSA Journal,13(4):4058 Gunawan. G (2003). Studi adsorpsi logam berat Seng (Zn) dengan menggunakan akar rambut Solanum nigrum L Galur A4 terimobilisasi. [Skripsi]. Bogor: IPB Guo, Y.B., Feng, H., Chen, C., Jia, C.J., Xiong, F., & Lu, Y. (2013). Heavy metals concentration in soil and agricultural product near an industrial district. Pol. J.Environn. Stud, 22 (5):1357-1362 Gonggo, M., Hermawan, B., & Anggraeni, D. (2005). Pengaruh jenis tanaman penutup dan pengolahan tanah terhadap sifat fisika tanah pada lahan alang-alang. Jurnal Ilmu-Ilmu Pertanian Indonesia, 7 (1) :44-50 Hanafiah, K. (2005). Dasar-dasar ilmu tanah: Jakarta. Rajawali Press Hasanah, U., Zubair, A., Arsyad, A. (2015). Fitoremediasi menggunakan tanaman lidah mertua (Sansiviera trifasciata) pada tanah tercemar logam seng (Zn) dan tembaga (Cu). [Skripsi]. Makassar. Universitas Hasanuddin Hardiani, H. (2009). Potensi tanaman dalam mengakumulasi Logam Cu pada media tanah terkontaminasi limbah padat industri kertas. BS, 44 (1) :2740 Haryati, M., Purnomo, T., Kuntjoro, S. (2012). Kemampuan tanaman genjer (Limnocharis flava (L.) Buch) menyerap logam berat timbal (Pb) limbah cair kertas pada biomassa da waktu pemaparan yang berbeda. Lenterabio, 1 (3): 131-138 Hayati, N. (2011). Uji efektivitas wastetreatTM untuk bioremediasi logam berat dalam sludge pabrik kertas deinking. [Skripsi]. Bogor: Institut Pertanian Bogor Heriyanto, N.M. (2011). Kandungan logam berat pada tumbuhan, tanah, air, ikan dan kandungan di hutan mangrove. Jurnal penelitian hutan tanaman, 8 (4): 197-205 Hidayati, N. (2004). Fitoremediasi dan potensi tumbuhan hiperakumulator. Hayati, 12 (1): 35-40.
68
Hidayati, N. (2013). Mekanisme fisiologi tumbuhan hiperakumulator logam berat. Jurnal teknik lingkungan, 14 (2) Http://.marno.lecture.ub.ac.id. Diakses pada pada tanggal 09 Agustus 2016 jam 09.30 Http://www.tropicalforages.info/key/forages/media/html/images/Pennisetum_purp ureum. Diakses pada tanggal 05 November 2015 jam 2:47 Http://www.pohonrindang.com. Diakses pada tanggal 05 November 2015 jam 6:58 Isa, I., Jahja, M., & Sakakibara, M. (2014). Potensi tanaman genjer (Lamncharis Flava) sebagai akumulator logam Pb dan Cu. Gorontalo: Universitas Negeri Gorontalo Juhaeti, T., Syarif, F., Hidayati, N. (2005). Inventarisasi tumbuhan potensial untuk fitoremediasi lahan dan air terdegradasi penambangan emas. Biodiversitas, 6 (1) :31-33. Keller, C & Hammer, D. (2005). Alternatives for phytoextraction : biomass plant versus hyperaccumulators. Geophysical research abstracts, 7, 03285 Kusumaningrum, I., Rini, B.A., Sri, H. (2007). Pengaruh perasan Sargassum crassifolium dengan konsentrasi yang berbeda terhadap pertumbuhan tanaman kedelai (Glycine max) (L) Merill). Buletin Anatomi dan Fisiologi, XV, (2) Lasamadi, R.D., Malalantang, S.S., Rustandi., & Anis, S.D. (2013). Pertumbuhan dan perkembangan rumput gajah dwarf (Pennisetum pupureum cv.Mott) yang diberi pupuk organik hasik fermentasi EM4. Jurnal Zootek, 32 (5) :158-171 Lasat, M. (n.d). The use of plant for the removal of toxic metals from contaminated soil. American Association for the Advancement of science Environmental Science and Engineering Fellow Leskona, Desi., Riza, L., Mukarlina. (2013). Pertumbuhan jagumg (Zea mays) dengan pemberian Glomus agregatum dan biofertilizer dengan tanah berkas penambangan emas. Protobionat, 2 (3) :176-180 Lestari & Edward. (2004). Dampak pencemara logam berat terhadap kualitas air laut dan sumberdaya perikanan (studi kasus kematian massal ikan-ikan) di Teluk Jakarta. Makara sains, 8 (2):52-58 Li, M.S & S.X, Yang. (2008). Heavy metals contamination in soil and phytoaccumulation in manganese mine wasteland, South China. Air, Soil and Water Research, 2008:1
69
Marquess, Ana P.G.C., Oliveira, R.S., Rangel, Atonio O.S.S., Castro, Paula M.L. (n.d). Zinc accumulation in Solanum nigrum is enhanced by different arbuscular mycorrhizal fungi. Universitas Catolica Portuguesa. Portugal Mujab, A.S. (2011). Penggunaan biokompos dalam bioremediasi lahan tercemar limbah lumpur minyak bumi. [Skripsi]. UIN Syarif Hidayatullah. Jakarta Muliadi., Liestianty, D., Yanny. (2013). Prosiding Seminar Nasional Insentif Riset SiNas. Fitoremediasi dan potensi fitomining nikel pada lahan pasca tambang. Monita, R., Purnomo, T., & Budiono, D. (2013). Kandungan klorofil tanaman kangkung air (Ipomea aquatica) akibat pemberian logam kadmium (Cd) pada berbagai konsentrasi. LenteraBio, 2 (3):247-251. Napitupulu, M. (2008). Analisis logam berat seng, kadmium dan tembaga pada berbagai tingkat kemiringan tanah hutan tanaman industri PT. Toba Lestari dengan metode spektrometri serapan atom (SSA). [Tesis]. Universitas Sumatera Utara. Medan Nisa, C., Irawati, U., Sunardi. (2013). Model adsorpsi timbal (Pb) dan Seng (Zn) dalam sistem air sedimen di waduk riam kanan Kalimantan Selatan. Konversi, 2 (1) Nopriani, U., Karti, PDMH., Prihantoro, I. (2014). Produktivitas duckweed (Lemna minoor) sebagai hijauan pakan alternatif ternak pada intensitas cahaya yang berbeda. JITV , 19 (4) : 272 – 286 Novita., Yuliani., Purnomo, T. (2012). Penyerapan Logam berat timbal (Pb) dan kadar klorofil Elodea canadensis pada limbah cair pabrik pulp dan kertas. Lenterabio, 1 (1) Nur, F. (2013). Fitoremediasi logam berat kadmium (Cd). Biogenesis jurnal ilmiah biologi, 1 (1): 74-83 Nurusholah, T., Ma’ruf, F.W., & Ibrahim, R. (2014). Pengaruh perbedaan penambahan konsentrasi ZnCl2 dalam ekstrak kasar pigmen klorofil rumput laut Sargassum sp. terhadap stabilitasnya. Jurnal pengolahan dan bioteknologi hasil perikanan, 3 (1): 89-97 Nwoko, C.O. (2010). Trends in phytoremediation of toxic elemental and organic pollutants. African journal of biotechnology, 9 (37): 6010-1016 Olivares, E. (2003). The effect of lead on the phytochemistry of Tithonia diversifolia exposed to roadside atomotive pollution or grown in post of Pb-supplemented soil. Braz, J.Plant Physiol, 15 (3): 149-159
70
Onder. S., S. Dursun., S. Gezgin., A. Demirbas. (2007). Determination of heavy metal pollution in grass and soil of city centre green areas (Konya, Turkey). Polish J. Of environ.stud, 16 (1): 145-154 Padmavathiamma, P.K & Li, L.Y. (2007). Phytoremediation technology: Hyperaccumulation metals in plant. Water air soil pollut, 184:105-126 Palar, H. (1994). Pencemaran dan toksikologi logam berat. Jakarta: Rineka Cipta Paulo, J., Pratas, J., Varun, M., D’souza, R., Paul, M.S. (2014). Phytoremediation of soil contaminated with metals and metalloids at mining areas: potensial of native flora. Environmental risk assessment of soil contamination Prasad, M.N.V & Freitas, H.M. (2003). Metal hyperaccumulation in plant – biodiversity rospecting for phytoremedation technology. Electronic Journal of Biotechnology, 6 (3) Pratomo, S. (2004). Fitoremediasi Zn (Seng) menggunakan tanaman normal dan transgenik Solanum nigrum L.[Tesis]. Universitas Diponegoro: Semarang Prijambada, I.D. (2006). Prosiding: Peranan mikroorganisme pada fitoremediasi tanah tercemar logam berat. Yogyakarta. Universitas Gadjah Mada Purbajanti, ED., Anwar, S., Widyati, S., Kusmiyati, F. (n.d). Kandungan protein dan serat kasar rumput benggala (Panicum maximum) dan rumput gajah (Pennisetum purpureum) pada cekaman stres kering. Animal production, 11 (2): 109-115 Purwantari, N.D. (2007). Reklamasi area tailing di pertambangan dengan tanaman pakan ternak; mungkinkah?. Wartazoa, 17 (3) Putri, L.M & Mangkoedihardjo, S. (n.d). Pengaruh penambahan pH terhadap removal logam berat timbal (Pb) oleh tumbuhan lidah mertua (Sansivieria trifasciata) di Kelurahan Tambak Wedi, Kecamatan Kenjeran, Surabaya. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember Rismawati, S.I. (2012). Fitoremediasi tanah tercemar logam berat Zn menggunakan tanaman jarak pagar (Jatropha curcas).[Skripsi]. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Rondonuwu, S.B. (2014). Fitoremediasi limbah merkuri menggunakan tanaman dan sistem reaktor. Jurnal ilmiah sains, 14 (1) Rosmarkam, A & Yuwono, N.W. (2002). Ilmu kesuburan tanah. Yogyakarta: Kanisius
71
Rossiana, N. (2003). Penurunan kandungan logam berat dan pertumbuhan tanaman sengon (Paraserianthes falcataria L (Nielsen) bermikoriza dalam medium limbah lumpur minyak hasil ekstraksi. Diakses dari content/uploads/2009/04/penurunan_kandungan_logam_berat_dan_pertu mbuhan_tanaman_sengon.pdf tanggal 11 Agustus 2015 Rout, G & Das, P. (2003). Effect of metal toxicity on plant growth and metabolism: I. Zinc. Agronomic, EDP Sciences, 23 (1): 3-11 Salisbury, F.B & Ross, C.W. (1991). Fisiologi Tumbuhan Jilid I. Bandung: ITB Siahaan, B.C., Utami, S.R., & Handayanto, E. (2014). Fitoremediasi tanah tercemar merkuri (Hg) limbah tailing tambang emas menggunakan Lindernia crustacea, Digitaria radicosa, dan Cyperus rotundus serta pengaruhnya terhadap pertumbuhan dan produksi tanaman jagung. Jurnal tanah dan sumberdaya lahan, 1 (2): 38-48 Suhadiyah,S., Roland, A.B., Elis,T. (n.d). Korelasi kondisi daun terhadap kadar Pb dan klorofil daun Hibiscus tiliaceus dan Swiietenia macrophylla King. Di kampus Universitas Hasanuddin Makassar. Diakses dari http://repository.unhas.ac.id/bitstream/handle/123456789/11638/SRI%20 SUHADIYAH.pdf?sequence Pada tanggal 28 April 2015
Tangio, J.S. (2013). Adsorspsi logam timbal (Pb) dengan menggunakan biomassa enceng gondok (Eichhornia crassipes). Jurnal entropi, VIII (1) Toulousia, S. (2008). Fitoremediasi tanah tercemar logam berat Cu dan Pb limbah padat proses deinking industri kertas oleh tanaman rumput gajah (Pennisetum purpureum). [Tesis]. Bandung: ITB USEPA. (2005). Toxicological review of zinc and compound (CAS No. 7440-666). 12p Widowati, H. (2011). Pengaruh logam berat Cd, Pb terhadap perubahan warna batang dan daun sayuran. El Hayah, 1 (4) Widyati, E. (2009). Kajian fitoremediasi sebagai salah satu upaya menurunkan akumulasi logam berat akibat air asam tambang pada lahan bekas tambang batubara. Tekno hutan tanaman, 2(2): 67-75 Wulandari, S.N. (2012). Efek tembaga (Cu) pada beda potensial listrik permukaan daun tanaman bawang merah. [Skripsi]. Jember: Universitas Jember Yadav, S.K. (2009). Heavy metals toxicity in plants: An overview on the role of glutathione and phytochelatins in heavy metal stress tolerance of plants. Biotechnology Division, Institute of Himalayan Bioresource Technology, CSIR, Palampur-176061 (HP), India. South African Journal of Botany, 76 (2010) 167–17.
72
Zhang, X., Xia, H., Li, Z., Zhuang, P., Gao, B. (2009). Potential of four forage grasses in remediation of Cd dan Zn contaminated soils. Bioresource technology, 101 (2010): 2063- 2066 Zhuang. P., B.Zou., N.Y.Li., Z.A.Li. (2009). Heavy metal contamination in soil and food crops around Dabaoshan mine in Guangdong, China: implication for human health. Environ geochem health, 31: 707-715
LAMPIRAN I A. Persiapan Media Tanam Untuk Aklimatisasi Rumput Gajah
B. Proses Aklimatisasi
73
74
C. Penanaman Pada Media Perlakuan Zn (Seng)
D. Proses Panen Tanaman Rumput Gajah
75
E. Pengovenan dan Kadar Abu
76
F. Pengukuran Kandungan Klorofil
77
LAMPIRAN II
A. Model Penanaman Rumput Gajah
kayu penopang
polibag
Pipa
Ember penampung air limbah
Meja uji
78
CURRICULUM VITAE
A. Biodata Pribadi Nama Lengkap
: Zidny Fatikhasari
Jenis Kelamin
:Perempuan
Ternpat, Tanggal Lahir
. Tulungagung, 13
Alamat Asal
: RT : 0 1,R.W. 02 Ds.
Juli
1993
Pakisrq o-Rej otangan-
Tulungagung-Jawa Timur
Alamat Tinggal
:
Email
: fatikhazidny@yahoo. co.
No. HP
.085743284042
TR II/1 1 07 Blunyahrejo-Yogyakarta
id
B. Latar Belakans Pendidikan ndtdlkan F Iorma Jenjang Nama Sekolah
fahun
SD
MI Sabilul Muhtadin
2001-2005
SMP
MTsN Aryojeding
2005-2008
SMA
MA Ma'arif NU Kota Blitar
2008-201
S1
IIIN Sunan Kalijaga
2011-2016
1
