Tempat dan Waktu Laju Pertumbuhan Relatif RGR Asam askorbat. Kandungan asam askorbat ditentukan dengan metode

III. METODE PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu

Penelitian dilaksanakan pada beberapa lokasi yaitu: 1 rumah kaca Program Studi Analisis Lingkungan, FMIPA, IPB, 2 Kebun Percobaan Sindangbarang, 3 Median Jalan Tol Jagorawi km 43.3-43.5, dan 4 Tepi Jalan Tol Jagorawi km 12.8 dan 10.4. Analisis beberapa sifat fisiologi dan anatomi tanaman dilaksanakan di Laboratorium Unit Jasa Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, IPB; Laboratorium Taksonomi, serta Laboratorium Fisiologi Tanaman Departemen Biologi, IPB. Analisis serapan NO 2 dilaksanakan di Puslitbang Teknologi Isotop dan Radiasi, Badan Tenaga Atom Nasional BATAN. Preparasi alat dan bahan untuk pengukuran beberapa parameter kualitas udara serta analisis kimia dilakukan di laboratorium Sistem dan Manajemen Lingkungan, FMIPA, IPB. Waktu penelitian 14 bulan dari bulan Januari 2006 sampai dengan bulan Februari 2007.

3.2. Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan adalah berbagai jenis tanaman yang banyak digunakan sebagai tanaman jalur hijau jalan dan diseleksi berdasarkan penelitian pendahuluan yaitu P. indicus, L. speciosa, C. sumatrana, D. regia, G.arborea, C. burmanii , S. macrophylla, dan M. elengi. Selain itu bahan yang digunakan adalah bahan kimia untuk paparan dan pengukuran serapan NO 2 dan N total daun; bahan kimia untuk pengukuran NO 2 , NH 3 , SO 2 , H 2 S, dan Pb udara ambien; bahan kimia untuk pengukuran kandungan asam askorbat, total klorofil, dan pH daun. Alat yang digunakan untuk mengukur pertumbuhan tanaman antara lain adalah meteran, mikrometer, dan leaf area meter. Alat yang digunakan untuk pengukuran kerapatan stomata antara lain adalah gelas objek dan kaca penutup, mikroskop, mikrometer garis, dan mikrometer pentas. Alat untuk pengambilan contoh dan analisis udara ambien antara lain adalah empinger, labu ukur 50 ml, pipet mohr 1, 5, dan 10 ml, buret 50 ml, kertas saring grade GF, aspirometer model kymko, spektrofotometer UV-Vis sinar tampak, dan spektrofotometer serapan atom. Alat untuk analisis asam askorbat, klorofil, pH, dan kadar air daun antara lain adalah tabung reaksi, labu ukur 50 ml, blender, timbangan, oven, penangas air, pH meter Hanna 211, dan spektrofotemeter UV-Vis. Alat untuk pemaparan dan analisis kandungan 15 N dan N total daun environmental testing Ogawa Seiki 6328 gas chamber, lampu pijar, termometer, lux meter, pompa vakum, leaf area meter, spektrometer emisi Yasco-N151. 3. 3. Rancangan Penelitian Sebelum dilaksanakan penelitian terlebih dahulu dilakukan survei jenis-jenis tanaman jalur hijau di jalan tol Jagorawi. Beberapa kriteria umum yang digunakan untuk tanaman jalur hijau jalan yaitu mudah tumbuh, tajuk rindang, percabangan tidak mudah patah, dan mampu menyerap pencemar. Selain itu pemilihan jenis tanaman juga mempertimbangkan keragaman famili. Beberapa data dari hasil penelitian sebelumnya digunakan untuk melihat kemampuan tanaman dalam menyerap NO 2 . Dari jenis tanaman yang terpilih kemudian dilakukan penelitian pendahuluan berupa analisis kandungan asam askorbat. Selanjutnya dipilih 8 jenis tanaman dengan kandungan asam askorbat dari kisaran rendah, sedang, dan tinggi untuk digunakan sebagai tanaman uji. Penelitian ini terbagi atas tiga percobaan yaitu : 1 percobaan untuk mengkaji kemampuan serapan dan distribusi nitrogen yang berasal dari NO 2 kondisi terkontrol dan semilapang; 2 percobaan untuk mengkaji toleransi jenis tanaman terhadap pencemar udara; 3 percobaan untuk mengkaji keefektifan vegetasi mengurangi konsentrasi NO 2 akibat aktivitas transportasi.

3.3.1. Percobaan Kemampuan Serapan NO

2 Tujuan dari percobaan ini adalah mengetahui kemampuan tanaman dalam menyerap NO 2 dan mengetahui distribusi nitrogen yang berasal dari NO 2 . Faktor yang dilihat pengaruhnya adalah kerapatan stomata. Percobaan dilakukan dalam kondisi terkontrol dan semi lapang.

3.3.1.1. Percobaan dalam Kondisi Terkontrol

Tanaman yang digunakan berasal dari biji atau stek batang dari induk yang sama yang merupakan koleksi Unit Pengembangan Kebun Raya Bogor. Tanaman ditempatkan dalam pot berdiameter 30 cm yang berisi campuran tanah dan kompos dengan perbandingan 3:1vv. Pemeliharaan tanaman berupa penyiraman secara teratur dan pemupukan awal dengan NPK 15:15:15 dosis 1 grampolybag. Tanaman dipelihara dalam rumah kaca kurang lebih selama empat bulan hingga mencapai tinggi 60-70 cm. Tanaman yang mendapat perlakuan exposure gas NO 2 dipilih berdasarkan kondisi morfologi yang relatif seragam. Selanjutnya pada tanaman uji dilakukan proses exposure dengan menggunakan gas NO 2 berlabel 99 atom 15 N dalam gas chamber sesuai dengan metode Nasrullah et al., 1997 Gambar 11. Tahapan Exposure Gas NO 2 Tanaman yang memperoleh perlakuan exposure gas NO 2 ditempatkan di dalam gas chamber kedap udara yang terbuat dari bahan flexy glass dengan tebal 4 mm dengan volume 1000 liter. Dalam gas chamber ditempatkan 4 kipas angin kecil diameter kipas 7.5 cm dan satu kipas angin besar diameter kipas 20 cm. Selama proses exposure, kipas angin kecil dijalankan sedangkan kipas angin besar hanya dijalankan selama 5 menit pertama untuk mengaduk dan meratakan penyebaran gas NO 2 dalam gas chamber . Gas chamber ditempatkan di dalam environmental testing chamber Ogawa Seiki 6328 yang berukuran 4.0 x 1.7 x 2.4 m dengan pintu berukuran 0.1 x 1.8 m. Suhu dan dalam gas chamber diatur melalui pengaturan suhu dan kelembaban pada environmental testing chamber yaitu 30ºC dan kelembaban udara pada awal perlakuan adalah 60. Intensitas cahaya di dalam gas chamber sebesar 1000 lux diatur dengan penggunaan lampu yang sesuai. Exposure gas NO 2 dilakukan dengan cara menyuntikkan gas ke dalam gas chamber . Gas NO 2 diambil dari tabung melalui sampling line dengan menggunakan syringe 5 cc hamilton gastight syringe dan disuntikkan ke dalam gas chamber sebesar 3 ppm ml per 1000 l . Gambar 11. Gas chamber untuk exposure gas NO 2 kondisi terkontrol Pada setiap perlakuan, ke dalam gas chamber 1 dan 2 masing-masing dimasukkan tiga jenis tanaman dan dipapar selama 60 menit. Selama proses exposure bagian media tanam ditutup plastik menghindari penyerapan gas NO 2 oleh tanah. Setelah proses exposure, pintu chamber dibuka dan kipas angin dinyalakan untuk mengeluarkan gas NO 2 yang masih tersisa. Analisis Serapan dan distribusi 15 N Kemampuan tanaman menyerap NO 2 ditunjukkan dengan bobot 15 N pada tanaman. Analisis serapan dan distribusi 15 N dilakukan sesuai metode Nasrullah 1997. Tanaman yang telah diperlakukan dengan 15 NO 2 dikeluarkan dari gas chamber dan dipisahkan antara bagian batang, daun, dan akar. Luas daun dari seluruh daun tanaman diukur dengan menggunakan leaf area meter. Selanjutnya bagian batang, daun, dan akar dioven dengan suhu 70ºC selama 2 x 24 jam bobot kering konstan dan ditimbang bobot keringnya, kemudian dihaluskan untuk penentuan kadar nitrogen. Analisis kandungan N total pada tiap bagian tanaman ditentukan dengan metode kjeldahl dan kadar 15 N diukur dengan spektrometer emisi yasco, N-151. Analisis Kerapatan Stomata Daun Sampel daun segar yang akan dianalisis dioles dengan menggunakan kuteks bening pada bagian permukaan yang menghadap ke atas abaksial, permukaan yang menghadap ke bawah adaksial, dan dibiarkan mengering. Setelah kering lapisan kuteks dikelupas dengan menggunakan pinset runcing. Lapisan kuteks diletakkan pada kaca objek secara terbalik, kemudian diteteskan air dan ditutup dengan kaca penutup cover glass. Selanjutnya preparat diamati di bawah mikroskop binokuler pada perbesaran 40 x 10. Nilai kerapatan stomata tiap jenis tanaman dihitung berdasarkan rata-rata kerapatan 9 preparat 3 ulangan daun dengan 3 ulangan pengamatan. Pengukuran panjang dan lebar stomata dilakukan dengan menggunakan mikrometer garis pada lensa okuler, sedangkan peneraan ukurannya digunakan mikrometer Pentas pada lensa objektif. Pengukuran stomata pada tiap preparat dilakukan sebanyak 3 kali. Pengukuran stomata dilakukan terhadap bagian yang paling panjang dan paling lebar dari sel penjaganya. Stomata yang diukur pada tiap preparat adalah stomata terbesar, terkecil, dan yang paling banyak dijumpai.

3.3.1.2. Percobaan Semi Lapang

Pada percobaan semi lapang digunakan gas chamber dengan volume 1000 dm 3 , berukuran 150 x 110.2 x 60.5 cm. Gas chamber dilengkapi dengan 4 kipas angin kecil dan satu kipas angin besar yang terus dinyalakan selama proses exposure sehingga udara tercampur merata Gambar 12. Semua jenis tanaman yang digunakan mempunyai tinggi berkisar antara 120-135 cm. Gas chamber ditempatkan pada ruang terbuka dengan mendapatkan kondisi penyinaran sesuai dengan kondisi alami. Suhu dan kelembaban relatif di dalam gas chamber pada awal proses exposure diatur sesuai dengan kondisi alami yaitu 30  C dan 60. Untuk mendapatkan faktor lingkungan awal yang relatif seragam, maka perlakuan exposure dilakukan mulai pukul 09.00 sampai pukul 10.00. Gambar 12. Gas chamber untuk exposure gas NO 2 semilapang Metode Pengumpulan Data Tanaman yang diuji dimasukkan dalam gas chamber. Sebanyak tiga jenis tanaman ditempatkan di dalam gas chamber pada tiap proses exposure. Exposure gas NO 2 dilakukan dengan cara menyuntikkan gas 15 NO 2 ke dalam gas chamber. Gas 15 NO 2 diambil dari tabung melalui sampling line dengan menggunakan syringe 5 cc hamilton gastight syringe dan disuntikkan ke dalam gas chamber sebesar 3 ppm. Exposure dilakukan selama 60 menit sesuai metode Nasrullah 1997. Selanjutnya tanaman dikeluarkan dari gas chamber dan dipisahkan bagian batang, daun, dan akar, kemudian dilakukan pengukuran luas daun dengan menggunakan leaf area meter. Selanjutnya bagian tanaman yang sudah dipisahkan dioven dengan suhu 70ºC selama 2 x 24 jam, ditimbang bobot keringnya, dan kemudian dihaluskan untuk selanjutnya dilakukan analisis kandungan nitrogen. Analisis kandungan N total dilaukan dengan metode kjeldahl dan serapan NO 2 diukur dengan spektrometer emisi yasco, N-151. Bobot nitrogen yang berasal dari gas 15 NO 2 dihitung menurut rumus : kelimpahan atom 15 N sampel N yang berasal dari 15 NO 2 = x N total kelimpahan atom 15 N dari NO 2 kelimpahan atom 15 N sampel = atom 15 N sampel - atom 15 N blanko Untuk 15 N blanko digunakan atom 15 N di alam yaitu 0.367. Nilai serapan NO 2 adalah kadar 15 N pada daun, batang, akar dibagi dengan bobot kering daun. Data lingkungan yang diukur adalah suhu udara dan suhu dalam bilik gas, kelembaban udara, dan intensitas cahaya selama proses exposure. Metode Analisis Data Rancangan percobaan yang digunakan dalam percobaan serapan NO 2 dan distribusi 15 N adalah rancangan petak terbagi split-plot design dengan dua faktor A dan B. Model linear yang digunakan adalah: Y ijk = µ +  i +  ik + ß j + ß ij + ε ijk Keterangan: Y ij = nilai pengamatan pada taraf faktor A taraf ke-i faktor B taraf ke- j dan ulangan ke k µ = rataan  i = pengaruh utama faktor A kondisi percobaan, terdiri dari terkontrol dan semilapang ß j = pengaruh utama faktor B 8 jenis tanaman, terdiri dari: 1 = P. indicus, 2 = L. speciosa, 3 = C. sumatrana, 4 = D. regia, 5 = G. arborea, 6 = C. burmanii, 7 = S. macrophylla, dan 8 = M. elengi ß ij = interaksi faktor A dan faktor B ε ijk = pengaruh acak dari anak petak Data serapan dan distribusi 15 N diolah dengan menggunakan ANOVA dan jika terdapat beda nyata dilakukan uji Duncan pada taraf  =5.

3.3.2. Percobaan Toleransi Jenis Tanaman terhadap Pencemar Udara

Tujuan dari percobaan ini adalah menentukan toleransi jenis tanaman terhadap bahan pencemar udara. Tanaman yang digunakan ditanam dalam pot berdiameter 30 cm yang berisi campuran tanah dan kompos dengan perbandingan 3:1 vv. Pada saat aplikasi di lokasi percobaan Sindangbarang dan Jagorawi tanaman sudah mempunyai tinggi sekitar 1-1.5 m. Sebanyak 48 pot tanaman ditempatkan di median jalan tol km 43.3-43.5 dan dibiarkan terpapar oleh bahan pencemar yang berasal dari aktivitas transportasi selama 4 bulan Gambar 13a. Sebanyak 24 pot tanaman yang terdiri dari 8 jenis tanaman masing-masing 3 ulangan ditempatkan di daerah yang relatif tidak tercemar kebun percobaan Sindangbarang IPB, Gambar 13b. Pemeliharaan tanaman di lapang dilakukan dengan cara menyiram secara teratur dua kali sehari pada pagi dan sore hari. Setiap pot tanaman dibungkus plastik transparan untuk mempertahankan kelembaban tanah. a b Gambar 13. Penempatan tanaman uji di median jalan tol Jagorawi a dan kebun percobaan Sindangbarang b Metode Pengumpulan Data Untuk melihat toleransi jenis tanaman terhadap pencemar udara maka dilakukan pengamatan dan pengukuran beberapa parameter pertumbuhan yaitu: 1. Tinggi tanaman, diukur setiap minggu 2. Jumlah daun total, diukur setiap minggu 3. Pertambahan luas daun tiap tanaman, diukur setiap 4 minggu hingga akhir pengamatan minggu ke 14. Luas daun diperoleh dengan cara menjiplak sampel daun, masing-masing sebanyak 30 daun pada tiap jenis tanaman, pada awal pengukuran 4 minggu, kecuali pada C. sumatrana tidak dilakukan pengukuran.. Pengukuran selanjutnya dilakukan pada sampel daun yang sama ditambah dengan daun yang baru terbentuk. 4. Kandungan asam askorbat total, khlorofil total, pH, dan kadar air daun dari tiap jenis tanaman diukur pada akhir pengamatan minggu ke 14 Sebagai data pendukung dilakukan pengukuran suhu, kelembaban udara harian, kecepatan dan arah angin, konsentrasi NO 2 , NH 3 , SO 2 , H 2 S, O 3 , CO, Pb udara ambien, total debu, serta kepadatan kendaraan harian. Metode pengukuran kondisi fisiologi tanaman serta data lingkungan ditampilkan pada Tabel 4. Tabel 4. Metode pengukuran kondisi fisiologi tanaman dan data lingkungan Parameter Metode Asam askorbat Spektrofotometri sinar tampak, 540 nm Klorofil total Spektrofotometri sinar tampak, 652 nm PH ekstrak daun pH meter Kadar air Oven NO 2 Griess-Saltzman NH 3 Indofenol SO 2 Pararosanilin H 2 S Metilen Blue Debu Gravimetri O 3 Neutral Buffer Potassium CO Aspirometer Pb AAS Spektofotrometri serapan atom Parameter Pertumbuhan Tanaman. Pertumbuhan tanaman yang diamati adalah pertambahan tinggi tanaman dan pertambahan luas daun total. a. Pertambahan Tinggi Relatif Pertambahan tinggi relatif PTR dihitung berdasarkan pertambahan tinggi tanaman dengan menggunakan rumus: ln Ti ta – lnT i to PTR = t Keterangan: T ta = tinggi tanaman jenis ke-i pada akhir pengamatan T to = tinggi tanaman jenis ke-i pada awal pengamatan t = waktu pengamatan 14 minggu

b. Laju Pertumbuhan Relatif RGR

Laju pertumbuhan relatif RGR dihitung berdasarkan pertambahan luas daun tiap jenis tanaman dengan menggunakan rumus: ln Ldi ta – lnLd i to RGR = t Keterangan: Ld i ta = luas daun jenis ke-i pada akhir pengamatan Ld i to = luas daun jenis ke-i pada awal pengamatan t = selang waktu pengukuran 4 minggu Parameter Fisiologi Tanaman Pengamatan fisiologi daun berupa analisis kandungan asam askorbat, klorofil total, pH daun, dan kadar air. Pengambilan sampel daun segar dilakukan pada akhir minggu ke-14, dilakukan pada pagi hari di antara pukul 07.00-08.00.

a. Asam askorbat. Kandungan asam askorbat ditentukan dengan metode

spektrofotometri sinar tampak Apriyantono et al., 1989. Sampel daun segar sebanyak 5 g dihaluskan di dalam blender dengan menggunakan larutan metafosfat asam asetat. Hancuran disaring dan ke dalam 15 ml filtrat ditambahkan 0.75 g arang aktif. Setelah dikocok rata dan disaring, sebanyak 4 ml hasil saringan ditempatkan dalam tabung reaksi kemudian ditambahkan 1 tetes thiourea 10 dan 1 ml dinitrofenilhidrazin. Tabung reaksi dimasukkan ke dalam penangas air 37 C selama 3 jam. Tabung didinginkan dalam es dan ditambahkan H 2 SO 4 85, kemudian dikocok merata. Setelah dibiarkan selama 30 menit, absorban larutan dibaca dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 540 nm. b. Klorofil. Klorofil total daun mg g -1 ditetapkan dengan metode spektrofotometri sinar tampak Arnon, 1949. Sampel daun segar sebanyak 1g dihaluskan dan ditambah aceton 80 hingga jaringan menjadi homogen. Ekstrak dipindahkan ke labu ukur 50 ml melalui kertas saring. Prosedur ekstrasi pada sisa jaringan diulangi sehingga volume dalam labu ukur mencapai 50 ml. Selanjutnya 2.5 ml larutan dimasukkan kedalam labu ukur 25 ml dan diencerkan hingga volume 25 ml hingga diperoleh supernatan. Selanjutnya supernatan diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 652 nm.

c. pH ekstrak daun. Derajat keasaman pH ekstrak daun diukur dengan pH