Pengaruh pemupukan terhadap akumulasi timbal pada kubis (Brassica oleracea L.) dan sawi putih (Brassica rapa L.)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sayuran merupakan komoditas penting dalam mendukung ketahanan
pangan nasional, sehingga berperan dalam pemenuhan kebutuhan dan peningkatan
gizi, karena sayuran merupakan sumber karbohidrat, protein nabati, vitamin dan
mineral untuk menjaga kesehatan dan juga bernilai ekonomi tinggi (Direktorat
Gizi Departemen Kesehatan RI, 1981). Meningkatnya kebutuhan sayuran
didasarkan pada munculnya sejumlah penyakit berbahaya pada seseorang yang
kurang mengkonsumsi sayur, diantaranya penyakit kanker yang disebabkan oleh
menurunnya metabolisme tubuh seiring kurangnya asupan gizi pada tubuh
(Leenders, et al., 2014; Kim, et al., 2014; Conklin, et al., 2014), hal ini
dikarenakan sayur termasuk pangan fungsional.
Pangan fungsional merupakan makanan yang mengandung komponen
aktif biologis yang dapat meningkatkan kesehatan, serta membantu mengurangi
resiko terkena penyakit, mengandung mineral, vitamin, asam lemak atau serat
spesifik dengan komponen aktif biologi seperti phytochemicals atau antioksidan
(Silalahi, 2006; Draghici, et al., 2013). Termasuk diantaranya kubis dan sawi
putih (Campbell, et al., 2012).
Akan tetapi, sayuran dapat menimbulkan penyakit apabila tercemar oleh
logam berat atau mikroorganisme. Gangguan kesehatan secara langsung (penyakit
akut) atau akan dirasakan setelah jangka waktu tertentu (penyakit kronis)
(Ridhowati, 2013). Paparan kadmium dengan konsentrasi rendah di dalam tubuh
menyebabkan tekanan darah tinggi, kerusakan hati, ginjal dan anemia. Merkuri
mempengaruhi sel darah merah, perkembangan fisik dan mental, keterlambatan
pertumbuhan bayi dan anak-anak, peningkatan tekanan darah pada orang dewasa.
Arsen memiliki risiko tinggi terhadap kanker paru-paru, kulit, kandung kemih dan
ginjal, lesi kulit seperti sebagai hiperkeratosis dan perubahan pigmentasi.
Keracunan timbal berpengaruh pada gangguan neurologi, fungsi ginjal, sistem
reproduksi, system saraf pada orang dewasa, gangguan fisiologis dan efek
keracunan yang kronis pada anak (Sudarmaji, et al., 2006; Vaishaly, et al., 2015).
Pada tanaman logam berat menyebabkan perubahan warna batang dan daun
sayuran (Widowati, 2011), serta dapat menurunkan protein, vitamin A dan
vitamin C sayuran air (Widowati, 2010).
Pencemaran logam berat pada sayur berasal dari tanah yang tercemar
(Hayati, 2010; Tanjung, 2010; Purnamisari, 2012, Doherty, et al., 2012; Yadav, et
al., 2013), pengairan / irigasi dan pertambangan (Muchuwety, et al., 2004;
Sharma, et al, 2005; Singh, et al., 2007; Suriani dan Parwanayoni, 2012; Chauhan
dan Chauhan, 2014), lokasi penanaman dan udara (Ayu, 2002; Tanjung, 2010;
Abbas, et al., 2010; Mulyani, 2012) penggunaan pupuk / pestisida (Chiroma, et
al., 2007; Anggi, 2013; Kusdianti, 2014), dan jenis tanaman (Amaliyah, 2011;
Hamvumba, et al., 2014; Szczyglowska dan Konieczka, 2005; Szczyglowska,
2011) sehingga dapat menyebabkan keracunan pada sel-sel hidup (Qian, et al.,
1999; Buzea, et al., 2007), dikarenakan logam berat tidak dapat didegradasi secara
kimia maupun biologi. Oleh karena itu polutan logam berat tersebut harus
dikurangi atau dihilangkan untuk menghindari terjadinya dampak negatif terhadap
proses kehidupan (Liong, 2012), salah satunya dengan metode fitoremediasi yaitu
proses penyerapan atau penurunan logam berat dari dalam tanah dengan
menggunakan tanaman yang mampu mengakumulasi logam berat diantaranya
adalah tanaman sayur kubis (Brassica oleracea L.) (Szczyglowska dan
Konieczka, 2011) dan sawi putih (Brassica rapa L.) (Hamvumba, et al., 2014).
Salah satu logam berat berbahaya bagi tanaman adalah timbal.
Pengaruh timbal pada konsentrasi tertentu terhadap tanaman telah diamati
oleh sejumlah peneliti sejak beberapa tahun silam. Seperti penelitian Atta, et al
(2014) yang menyatakan bahwa timbal sangat berpengaruh menurunkan
kecepatan pertumbuhan bunga matahari dan lainnya. Sehingga diperlukan metode
yang tepat untuk menghilangkan atau mengurangi konsentrasi logam berat pada
tanah terakumulasi oleh tanaman, salah satunya adalah dengan menambahkan
pupuk.
Pupuk yang mengandung senyawa organik akan membentuk suatu reaksi
ikatan secara kompleks. Reaksi ikatan ini merupakan ikatan antara senyawa
organik dengan ion logam yang terkoordinasi (Ariyanto, 2006). Suparno, et al
(2013) juga menyebutkan bahwa pupuk yang ditambahkan pada tanaman dapat
berpengaruh pada penurunan timbal terserap oleh tanaman. Hal tersebut
disebabkan oleh bahan organik yang cendrung mengikat timbal membentuk
kompleks khelat. Tipe ikatan yang terbentuk dapat berupa ikatan kovalen atau
ikatan koordinasi. Senyawa tersebut memiliki gugus atom dengan pasangan
elektron bebas, elektron tersebut akan digunakan dalam pembentukan ikatan
dengan logam timbal, contohnya adalah khelat nitrilotriaminasetat (NTA) yang
mampu mengikat timbal dan membentuk garam dalam bentuk endapan sehingga
akumulasi timbal pada tanaman akan menurun (Manahan, 1984; Gupta dan
Sandalio, 2012).
Penelitian Suparno, et al (2013) menyatakan bahwa peningkatan dosis
vermikompos berpengaruh semakin menurunkan akumulasi timbal pada umbi
jalar, Hayati (2010) juga melakukan penelitian tentang pengaruh pupuk terhadap
kandungan timbal dalam tanah, akar dan jaringan selada yang menunjukkan
bahwa dengan pemberian pupuk NPK dan pupuk organik mampu menurunkan
logam timbal seiring bertambahnya dosis pupuk yang diberikan. Smoleń, et al
(2011) juga meneliti pengaruh pemberian pupuk nitrogen dalam tanah yang
tercemar logam, dan menunjukkan bahwa pupuk dengan nitrogen 21 % mampu
menurunkan logam timbal lebih tinggi dibandingkan pupuk dengan nitrogen
15,5% pada wortel dan anggur (Swiatkiewicz dan Gastol, 2013) hal tersebut
disebabkan oleh peningkatan pH tanah sehingga menurunkan serapan logam berat
pada tanaman (Dijkshoorn, et al., 1983). Dengan demikian dapat disimpulkan
bahwa jenis dan dosis pupuk akan mempengaruhi akumulasi timbal oleh tanaman
dengan kapasitas serapan yang berbeda.
Berdasarkan hal tersebut di atas, maka dilakukan penelitian tentang
pengaruh jenis pupuk dan dosis tertentu terhadap akumulasi timbal (Pb) pada
tanaman kubis (Brassica oleracea L.) dan sawi putih (Brassica rapa L.). Bahan
sayuran ditanam di dalam polibag dan ditumbuhkan pada plastic house, dikebun
pertanian Simpang Tiga Redelong, Kabupaten Bener Meriah, Provinsi Aceh, dan
dianalisis menggunakan metode spektrofotometri serapan atom (SSA).
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang penelitian di atas, dapat disusun
rumusan masalah sebagai berikut:
a) Apakah terjadi akumulasi timbal pada tanaman kubis dan sawi putih dan
bagaimana pengaruh pupuk NPK dan pupuk organik terhadap penurunan
akumulasi timbal?
b) Apakah semakin tinggi dosis pupuk NPK dan pupuk organik mempengaruhi
penurunan akumulasi timbal pada tanaman kubis dan sawi putih?
1.3 Hipotesis
Hipotesis dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
a) Tanaman kubis dan sawi putih mampu mengakumulasi timbal dan pupuk NPK
lebih berpengaruh dari pada pupuk organik terhadap penurunan akumulasi
timbal.
b) Semakin tinggi dosis pupuk NPK dan pupuk organik akan mempengaruhi
penurunan akumulasi timbal pada tanaman kubis dan sawi putih.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
a) Untuk menentukan apakah tanaman kubis dan sawi putih mampu
mengakumulasi timbal juga untuk mengetahui apakah pupuk NPK lebih
berpengaruh dari pada pupuk organik terhadap penurunan akumulasi timbal.
b) Untuk mengetahui apakah semakin tinggi dosis pupuk NPK dan pupuk organik
akan mempengaruhi penurunan akumulasi timbal pada tanaman kubis dan sawi
putih.
1.5 Manfaat Penelitian
Memberikan informasi kepada masyarakat khususnya petani mengenai
pengaruh jenis pupuk dan dosis tertentu terhadap penurunan akumulasi timbal
pada tanaman kubis dan sawi putih sehingga kedua tanaman tersebut aman untuk
dikonsumsi, selain itu dapat dimanfaatkan juga sebagai metode alternatif untuk
penanganan logam berat dalam tanah.
1.6 Kerangka Pikir Penelitian
Variabel bebas
Variabel terikat
Kubis dan
Sawi putih
Pupuk organik
dan pupuk
NPK pada 7,
15 dan 30 hst
Kontrol (0),
Dosis15, 30, 60,
120 dan 240
mg.kg-1
Panen
Tanah
5 kg /
polibag
Logam
timbal (Pb)
319,71
mg/kg
tanah
Gambar 1.1 Kerangka Pikir Penelitian
Kadar logam
timbal tanaman
kubis pupuk NPK
dan organik pada
dosis 15, 30, 60,
120 dan 240
mg.kg-1
Kadar logam
timbal tanaman
sawi putih pupuk
NPK dan organik
dosis 15, 30, 60,
120 dan 240
mg.kg-1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sayuran merupakan komoditas penting dalam mendukung ketahanan
pangan nasional, sehingga berperan dalam pemenuhan kebutuhan dan peningkatan
gizi, karena sayuran merupakan sumber karbohidrat, protein nabati, vitamin dan
mineral untuk menjaga kesehatan dan juga bernilai ekonomi tinggi (Direktorat
Gizi Departemen Kesehatan RI, 1981). Meningkatnya kebutuhan sayuran
didasarkan pada munculnya sejumlah penyakit berbahaya pada seseorang yang
kurang mengkonsumsi sayur, diantaranya penyakit kanker yang disebabkan oleh
menurunnya metabolisme tubuh seiring kurangnya asupan gizi pada tubuh
(Leenders, et al., 2014; Kim, et al., 2014; Conklin, et al., 2014), hal ini
dikarenakan sayur termasuk pangan fungsional.
Pangan fungsional merupakan makanan yang mengandung komponen
aktif biologis yang dapat meningkatkan kesehatan, serta membantu mengurangi
resiko terkena penyakit, mengandung mineral, vitamin, asam lemak atau serat
spesifik dengan komponen aktif biologi seperti phytochemicals atau antioksidan
(Silalahi, 2006; Draghici, et al., 2013). Termasuk diantaranya kubis dan sawi
putih (Campbell, et al., 2012).
Akan tetapi, sayuran dapat menimbulkan penyakit apabila tercemar oleh
logam berat atau mikroorganisme. Gangguan kesehatan secara langsung (penyakit
akut) atau akan dirasakan setelah jangka waktu tertentu (penyakit kronis)
(Ridhowati, 2013). Paparan kadmium dengan konsentrasi rendah di dalam tubuh
menyebabkan tekanan darah tinggi, kerusakan hati, ginjal dan anemia. Merkuri
mempengaruhi sel darah merah, perkembangan fisik dan mental, keterlambatan
pertumbuhan bayi dan anak-anak, peningkatan tekanan darah pada orang dewasa.
Arsen memiliki risiko tinggi terhadap kanker paru-paru, kulit, kandung kemih dan
ginjal, lesi kulit seperti sebagai hiperkeratosis dan perubahan pigmentasi.
Keracunan timbal berpengaruh pada gangguan neurologi, fungsi ginjal, sistem
reproduksi, system saraf pada orang dewasa, gangguan fisiologis dan efek
keracunan yang kronis pada anak (Sudarmaji, et al., 2006; Vaishaly, et al., 2015).
Pada tanaman logam berat menyebabkan perubahan warna batang dan daun
sayuran (Widowati, 2011), serta dapat menurunkan protein, vitamin A dan
vitamin C sayuran air (Widowati, 2010).
Pencemaran logam berat pada sayur berasal dari tanah yang tercemar
(Hayati, 2010; Tanjung, 2010; Purnamisari, 2012, Doherty, et al., 2012; Yadav, et
al., 2013), pengairan / irigasi dan pertambangan (Muchuwety, et al., 2004;
Sharma, et al, 2005; Singh, et al., 2007; Suriani dan Parwanayoni, 2012; Chauhan
dan Chauhan, 2014), lokasi penanaman dan udara (Ayu, 2002; Tanjung, 2010;
Abbas, et al., 2010; Mulyani, 2012) penggunaan pupuk / pestisida (Chiroma, et
al., 2007; Anggi, 2013; Kusdianti, 2014), dan jenis tanaman (Amaliyah, 2011;
Hamvumba, et al., 2014; Szczyglowska dan Konieczka, 2005; Szczyglowska,
2011) sehingga dapat menyebabkan keracunan pada sel-sel hidup (Qian, et al.,
1999; Buzea, et al., 2007), dikarenakan logam berat tidak dapat didegradasi secara
kimia maupun biologi. Oleh karena itu polutan logam berat tersebut harus
dikurangi atau dihilangkan untuk menghindari terjadinya dampak negatif terhadap
proses kehidupan (Liong, 2012), salah satunya dengan metode fitoremediasi yaitu
proses penyerapan atau penurunan logam berat dari dalam tanah dengan
menggunakan tanaman yang mampu mengakumulasi logam berat diantaranya
adalah tanaman sayur kubis (Brassica oleracea L.) (Szczyglowska dan
Konieczka, 2011) dan sawi putih (Brassica rapa L.) (Hamvumba, et al., 2014).
Salah satu logam berat berbahaya bagi tanaman adalah timbal.
Pengaruh timbal pada konsentrasi tertentu terhadap tanaman telah diamati
oleh sejumlah peneliti sejak beberapa tahun silam. Seperti penelitian Atta, et al
(2014) yang menyatakan bahwa timbal sangat berpengaruh menurunkan
kecepatan pertumbuhan bunga matahari dan lainnya. Sehingga diperlukan metode
yang tepat untuk menghilangkan atau mengurangi konsentrasi logam berat pada
tanah terakumulasi oleh tanaman, salah satunya adalah dengan menambahkan
pupuk.
Pupuk yang mengandung senyawa organik akan membentuk suatu reaksi
ikatan secara kompleks. Reaksi ikatan ini merupakan ikatan antara senyawa
organik dengan ion logam yang terkoordinasi (Ariyanto, 2006). Suparno, et al
(2013) juga menyebutkan bahwa pupuk yang ditambahkan pada tanaman dapat
berpengaruh pada penurunan timbal terserap oleh tanaman. Hal tersebut
disebabkan oleh bahan organik yang cendrung mengikat timbal membentuk
kompleks khelat. Tipe ikatan yang terbentuk dapat berupa ikatan kovalen atau
ikatan koordinasi. Senyawa tersebut memiliki gugus atom dengan pasangan
elektron bebas, elektron tersebut akan digunakan dalam pembentukan ikatan
dengan logam timbal, contohnya adalah khelat nitrilotriaminasetat (NTA) yang
mampu mengikat timbal dan membentuk garam dalam bentuk endapan sehingga
akumulasi timbal pada tanaman akan menurun (Manahan, 1984; Gupta dan
Sandalio, 2012).
Penelitian Suparno, et al (2013) menyatakan bahwa peningkatan dosis
vermikompos berpengaruh semakin menurunkan akumulasi timbal pada umbi
jalar, Hayati (2010) juga melakukan penelitian tentang pengaruh pupuk terhadap
kandungan timbal dalam tanah, akar dan jaringan selada yang menunjukkan
bahwa dengan pemberian pupuk NPK dan pupuk organik mampu menurunkan
logam timbal seiring bertambahnya dosis pupuk yang diberikan. Smoleń, et al
(2011) juga meneliti pengaruh pemberian pupuk nitrogen dalam tanah yang
tercemar logam, dan menunjukkan bahwa pupuk dengan nitrogen 21 % mampu
menurunkan logam timbal lebih tinggi dibandingkan pupuk dengan nitrogen
15,5% pada wortel dan anggur (Swiatkiewicz dan Gastol, 2013) hal tersebut
disebabkan oleh peningkatan pH tanah sehingga menurunkan serapan logam berat
pada tanaman (Dijkshoorn, et al., 1983). Dengan demikian dapat disimpulkan
bahwa jenis dan dosis pupuk akan mempengaruhi akumulasi timbal oleh tanaman
dengan kapasitas serapan yang berbeda.
Berdasarkan hal tersebut di atas, maka dilakukan penelitian tentang
pengaruh jenis pupuk dan dosis tertentu terhadap akumulasi timbal (Pb) pada
tanaman kubis (Brassica oleracea L.) dan sawi putih (Brassica rapa L.). Bahan
sayuran ditanam di dalam polibag dan ditumbuhkan pada plastic house, dikebun
pertanian Simpang Tiga Redelong, Kabupaten Bener Meriah, Provinsi Aceh, dan
dianalisis menggunakan metode spektrofotometri serapan atom (SSA).
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang penelitian di atas, dapat disusun
rumusan masalah sebagai berikut:
a) Apakah terjadi akumulasi timbal pada tanaman kubis dan sawi putih dan
bagaimana pengaruh pupuk NPK dan pupuk organik terhadap penurunan
akumulasi timbal?
b) Apakah semakin tinggi dosis pupuk NPK dan pupuk organik mempengaruhi
penurunan akumulasi timbal pada tanaman kubis dan sawi putih?
1.3 Hipotesis
Hipotesis dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
a) Tanaman kubis dan sawi putih mampu mengakumulasi timbal dan pupuk NPK
lebih berpengaruh dari pada pupuk organik terhadap penurunan akumulasi
timbal.
b) Semakin tinggi dosis pupuk NPK dan pupuk organik akan mempengaruhi
penurunan akumulasi timbal pada tanaman kubis dan sawi putih.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
a) Untuk menentukan apakah tanaman kubis dan sawi putih mampu
mengakumulasi timbal juga untuk mengetahui apakah pupuk NPK lebih
berpengaruh dari pada pupuk organik terhadap penurunan akumulasi timbal.
b) Untuk mengetahui apakah semakin tinggi dosis pupuk NPK dan pupuk organik
akan mempengaruhi penurunan akumulasi timbal pada tanaman kubis dan sawi
putih.
1.5 Manfaat Penelitian
Memberikan informasi kepada masyarakat khususnya petani mengenai
pengaruh jenis pupuk dan dosis tertentu terhadap penurunan akumulasi timbal
pada tanaman kubis dan sawi putih sehingga kedua tanaman tersebut aman untuk
dikonsumsi, selain itu dapat dimanfaatkan juga sebagai metode alternatif untuk
penanganan logam berat dalam tanah.
1.6 Kerangka Pikir Penelitian
Variabel bebas
Variabel terikat
Kubis dan
Sawi putih
Pupuk organik
dan pupuk
NPK pada 7,
15 dan 30 hst
Kontrol (0),
Dosis15, 30, 60,
120 dan 240
mg.kg-1
Panen
Tanah
5 kg /
polibag
Logam
timbal (Pb)
319,71
mg/kg
tanah
Gambar 1.1 Kerangka Pikir Penelitian
Kadar logam
timbal tanaman
kubis pupuk NPK
dan organik pada
dosis 15, 30, 60,
120 dan 240
mg.kg-1
Kadar logam
timbal tanaman
sawi putih pupuk
NPK dan organik
dosis 15, 30, 60,
120 dan 240
mg.kg-1