EFEKTIFITAS UREA YANG DILAPISI ARANG AKTIF DIPERKAYA DENGAN MIKROBA INDEGENUS DALAM MENURUNKAN HESAKLOROBENZEN DAN ENDRIN. sri wahyuni
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
EFEKTIVITAS PELAPISAN UREA DENGAN ARANG AKTIF YANG
DIPERKAYA MIKROBA INDEGENUS TERHADAP PENURUNAN
RESIDU HEKSAKLOROBENZEN DAN ENDRIN
TESIS
Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Mencapai Derajat Magister
Program Studi Ilmu Lingkungan
Oleh
SRI WAHYUNI
A131208009
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit
2014 to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
EFEKTIVITAS PELAPISAN UREA DENGAN ARANG AKTIF YANG
DIPERKAYA MIKROBA INDEGENUS TERHADAP PENURUNAN RESIDU
HEKSAKLOROBENZEN DAN ENDRIN
TESIS
Oleh
SRI WAHYUNI
A131208009
Telah Disetujui Oleh Tim Pembimbing
Komisi
Pembimbing
Pembimbing I
Nama
Tandan Tangan
Tanggal
………………..
………..
Dr.rer.nat Atmanto Heru Wibowo, S.Si, M.Si. ………………..
NIP. 19740813 200003 1 001
............
Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, MP.
NIP. 19631123 198703 2 002
Pembimbing II
Telah dinyatakan memenuhi syarat
Pada tanggal…………
2014
Ketua Program Studi Ilmu Lingkungan
Program Pascasarjana UNS
Dr. Prabang Setyono, M.Si
NIP. 197205241999031002
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
EFEKTIVITAS PELAPISAN UREA DENGAN ARANG AKTIF YANG
DIPERKAYA MIKROBA INDEGENUS TERHADAP PENURUNAN RESIDU
HEKSAKLOROBENZEN DAN ENDRIN
TESIS
Oleh
SRI WAHYUNI
A131208009
Telah dipertahankan di depan penguji dan dinyatakan telah memenuhi syarat pada
tanggal
Oktober 2014
Tim Penguji:
Jabatan
Tanda Tangan
Nama
………………
Ketua
Dr. Prabang Setyono, M.Si.
NIP. 19720524 199903 1 002
Sekretaris
Dr. Asep Nugraha Ardiwinata, M.Si
NIP. 19610302 1987031 002
Anggota
Penguji
Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, MP.
NIP. 19631123 198703 2 002
……………..
……………….
Dr.rer.nat Atmanto Heru Wibowo, S.Si, M.Si.
NIP. 19740813 200003 1 001
Mengetahui:
Direktur
Program Pascasarjana
Ketua Program Studi
Ilmu Lingkungan
Prof. Ir. Ahmad Yunus, M.S.
NIP 19610717 198601 1 001
Dr. Prabang Setyono, M.Si.
NIP. 197205241999031002
commit to user
iii
……………..
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERNYATAAN KEASLIAN DAN PERSYARATAN PUBLIKASI
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa:
1.
Tesis yang berjudul: “EFEKTIVITAS PELAPISAN UREA DENGAN ARANG
AKTIF
YANG
DIPERKAYA
MIKROBA
INDEGENUS
TERHADAP
PENURUNAN RESIDU HEKSAKLOROBENZEN DAN ENDRIN ” ini adalah
karya penelitian saya sendiri dan tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh
orang lain untuk memperoleh gelar akademik serta tidak terdapat karya atau pendapat
yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang tertulis dengan acuan
yang disebutkan sumbernya, baik dalam naskah karangan dan daftar pustaka. Apabila
ternyata di dalam naskah tesis ini dapat dibuktikan terdapat unsur-unsur plagiasi, maka
saya bersedia menerima sangsi, baik Tesis beserta gelar magister saya dibatalkan serta
diproses sesuai dengan peraturan perundang-undangan yang berlaku.
2.
Publikasi sebagian atau keseluruhan isi Tesis pada jurnal atau forum ilmiah harus
menyertakan tim promotor sebagai author dan PPs UNS sebagai institusinya. Apabila
saya melakukan pelanggaran dari ketentuan publikasi ini, maka saya bersedia
mendapatkan sanksi akademik yang berlaku.
Surakarta,
Oktober 2014
Yang membuat pernyataan,
Sri Wahyuni
A131208009
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
“IMPIAN TIDAK AKAN TERWUJUD DENGAN SENDIRINYA,
KAMU HARUS BANGUN…BANGUN…DAN BANGUN…
UNTUK BERUPAYA MEWUJUDKANNYA.”
SETIAP PEKERJAAN DAPAT DISELESAIKAN DENGAN
MUDAH BILA DIKERJAKAN DENGAN HATI YANG TULUS
DAN SUNGGUH-SUNGGUH.
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kami panjatkan pada Allah SWT yang telah melimpahkan kasih
sayang-Nya, karunia-Nya untuk menyelesaikan penyusunan tesis ini guna memenuhi
persyaratan mencapai Derajat Magister pada Program Studi Ilmu Lingkungan. Penulis
menyadari bahwa keberhasilan
penyelesaian tesis ini banyak memperoleh motivasi,
bimbingan, arahan serta saran dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis
menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang sedalam-dalamnya kepada:
1.
Prof. Ir. Ahmad Yunus, M.S., selaku Direktur Program Pascasarjana Universitas
Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan kesempatan untuk mengikuti studi S2
Program Pasca Sarjana, Program Studi Ilmu Lingkungan.
2.
Dr. Prabang Setyono, M.Si., selaku Ketua Program Studi Ilmu Lingkungan, Program
Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3.
Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, M.P., selaku pembimbing I dalam penyusunan tesis ini
yang telah memberikan bimbingan, arahan, motivasi, dan nasihat dalam menyelesaikan
tesis ini.
4.
Dr.rer.nat Atmanto Heru Wibowo, S.Si., M.Si., selaku pembimbing II yang
memberikan ide-ide, motivasi, arahan yang berharga dalam penyelesaian tulisan tesis
ini.
5.
Kepada Prof. Tutik, pak Narto, Bapak dan Ibu Dosen serta seluruh staf Program Studi
Ilmu Lingkungan Pasca Sarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah
memberikan motivasi.
6.
Dr. Prihasto Setyanto, M.Sc., selaku Kepala Balai Penelitian Lingkungan Pertanian
yang telah memberikan pada penulis untuk ikut serta dalam penelitian APBN 2013 dan
menggunakan fasilitas laboratorium maupun lapang.
7.
Triyani Dewi, SP., M.Si, Ir. Muyadi, Dr. Asep Nugraha Ardiwinata, M.Si., E.S.
Harsanti, SP.M.Sc., yang telah memberikan bantuan, dukungan, dan motivasi sehingga
terselesaikannya tulisan ini.
8.
Santoso, Sarwoto, B.Sc., Slamet Riyanto, Wasidin, Kundono yang telah membantu
dalam pelaksanaan penelitian lapang.
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
9.
digilib.uns.ac.id
Aji M Tohir, SP., Eman Sulaeman, SP., Cahyadi, Sudiyono, Ariswandi, Anik Hidayah,
Wahyu Purbalisa, yang telah membantu di laboratorium serta memberi semangat pada
penulis.
10. Ibunda Siti Fatimah (Alm) yang telah memberikan doa restu untuk mengikuti program
studi S2 dan saudara-saudaraku tercinta Indratin, Supriyanto, Sri Nurwati, Sudewi, Isti
Panca Isnaeni, Ahmad Setiyarsi, Ahmad Sutiyarso yang telah memberikan do’a,
motivasi pada penulis hingga terselesainya tulisan ini.
11. Yang tersayang suamiku Karsono, SP., putra putriku Aji Laksono, Dita Rizqi
Lupitasari, Ihsan Muhamad Iqbal atas do’a, pengertian, kesabaran, motivasi, kesetiaan,
pengorbanan yang tak ternilai harganya hingga dapat terselesaikan pendidikan S2 di
UNS.
12. Sahabatku Komarudin, Mbak Novi, Mbak Inna, Mas Yusdhi, Mas Danang dan rekanrekan seperjuangan S2 Program Studi Ilmu Lingkungan Pasca Sarjana Universitas
Sebelas Maret Surakarta angkatan 2012 atas motivasi, kebersamaan, dan do’a yang
tulus pada penulis.
Penulis berharap tulisan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang
berkepentingan dibidang yang sama, dan kami menyadari bahwa tulisan ini belum
sempurna /masih banyak kekurangan, oleh sebab itu saran dan masukan dari pembaca
sangat kami harapkan.
Surakarta,
Oktober 2014
Penulis
Sri Wahyuni
NIM A131208009
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN …………………………………………………..
ii
HALAMAN PENGESAHAN PENGUJI TESIS……………………………..
iii
PERNYATAAN OROSINALITAS DAN PUBLIKASI……………………..
iv
MOTTO………………………………………………………………………
v
KATA PENGANTAR…………………………………………………..……
vi
DAFTAR ISI…………………………………………………………….........
viii
DAFTAR TABEL…………………………………………………………….
x
DAFTAR GAMBAR………………………………………………………....
xi
DAFTAR LAMPIRAN………………………………………………...……..
xii
DAFTAR SINGKATAN……………………………………………………...
xiv
ABSTRAK……………………………………………..………………..........
xv
ABSTRACT…………………………………………………………………..
xvi
BAB I. PENDAHULUAN .…………………………………………………..
1
A. Latar Belakang ..…..………………………………….………….......
1
B. Rumusan Masalah…………………………………………………….
8
C. Tujuan Penelitian……………………………………………….…….
8
D. Manfaat Penelitian ..…………………………………………..…….
9
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA…………..…………………………..…….
10
A. Pangan dan Peningkatan Produksi Padi...……………………………
10
B. Penggunaan Pestisida…………………………………………….......
10
C. Pencemaran Pestisida …..…………………………….………….......
11
D. Dampak Penggunaan Insektisida…………………………………….
13
E. Penyehatan Lingkungan……………………………………………..
14
F. Mekanisme Degradasi Arang Aktif………………………………......
20
G. Kerangka Pikir Penelitian…………………………………….………
21
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB III. METODE PENELITIAN……...……………………………….......
22
A. Tempat dan Waktu……….………………………………………........
22
B. Bahan dan Alat………….……………………………….…………….
22
C. Jenis Penelitian……………………..…….………..………………….
23
D. Teknik Pengumpulan Data…..………..……………………………….
24
E. Variabel/Parameter yang Diamati……………………………..……...
25
F. Analisa Laboratorium………………………………….………...……
26
G. Analisa Populasi Mikroba…………………………………………….
34
H. Pengolahan Data….……….……………………………..……………
34
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN…………………………………….
35
A. Karakteristik Tanah……………………………………………….......
35
B. Karakteristik Biochar dan Arang Aktif……………..…………….......
39
C. Populasi Mikroba Awal Tanah Karawang……..……………………..
40
D. Populasi Mikroba Tanah Setelah Perlakuan…………..………………
41
E. Residu Insektisida…………………………………………………….
50
F. Pengamatan Agronomi…………………………………………….......
62
BAB V. SIMPULAN DAN SARAN…………………………………..……..
66
BAB VI. DAFTAR PUSTAKA…………………………………...…..……...
67
LAMPIRAN…………………………………………………………………..
71
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1. Residu Organoklorin dan Organofosfat pada Contoh Air, Tanah dan
Tanaman Padi di Daerah Jawa Barat. …………………….……………...
12
2. Pestisida Penyebab Kanker……………………………………………....
14
3. Hasil Analisa Tanah Awal Karawang, 2013……………………………..
36
4. Hasil Analisa Tanah Akhir/Panen, 2013...………………………..……..
37
5. Kualitas Biochar dan Arang Aktif Tempurung Kelapa dan Tongkol…....
40
6. Populasi Mikroorganisme Sampel Awal Tanah Karawang, 2013……….
41
7. Populasi Mikroorganisme Sampel Tanah Awal, 17, 50, 80, 90 HST ……
42
8. Populasi Bacillus subtilis 17, 50, 80, 90 HST pada Berbagai Perlakuan..
43
9. Populasi Bacillus cereus 17, 50, 80, 90 HST pada Berbagai Perlakuan..
46
10. Populasi Achoromobacter 17, 50, 80, 90 HST pada Berbagai Perlakuan .
47
11. Populasi Catenococcus 17, 50, 80, 90 HST pada Berbagai Perlakuan…..
48
12. Populasi Heliotrik 17, 50, 80, 90 HST pada Berbagai Perlakuan……….
49
13. Residu Insektisida Heksaklorobenzen dan Endrin pada Biochar, Arang
Aktif, dan Air untuk Pengairan…………………………………………..
51
14. Residu Insektisida dalam Sampel Tanah Awal Secara Komposit Asal
Karawang…………………………………………………………………
52
15. Residu Heksaklorobenzen dalam Air pada (1, 17, 35, 50, 80,90) HST…..
53
16. Residu Heksaklorobenzen dalam Tanah pada (1, 17, 35, 50, 80,90) HST.
55
17. Residu Endrin dalam Air pada (1, 17, 35, 50, 80,90) HST………………
56
18. Hasil Analisa Residu Insektisida Endrin di Tanah, Tahun 2013……. …..
57
19. Hasil Analisa Residu Insektisida Heksaklorobenzen dan Endrin pada
Beras, Tahun 2013……………………………………………………….
60
20. Penurunan Residu Heksaklorobenzen pada Berbagai Perlakuan……. ….
61
21. Penurunan Residu Endrin pada berbagai Perlakuan……………………..
62
22. Komponen Hasil Padi Saat Panen………………………………………..
64
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1. Struktur Senyawa Heksaklorobenzen…….………….……………….
6
2. Struktur Pestisida Endrin……………………………………………..
7
3. Tungku Pembuatan Arang……………………………………………
32
4. Tungku Pembuatan Arang Aktif…………………………………….
32
5. Mikroba Konsorsia……………….………………………………….
33
6. Alat Granulator …………………………..……………………………
33
7. Urea Berlapis Arang Aktif yang Diperkaya Mikroba Konsorsia ...……
34
8. Populasi Mikroba pada (Awal, 17, 50, 80, 90) HST ………………….
43
9. Populasi Bacillus subtilis pada (17, 50, 80, 90) HST …………………
45
10. Populasi Bacillus cereus pada (17, 50, 80, 90) HST…………………..
46
11. Populasi Achoromobacter (17, 50, 80, 90) HST………………………
47
12. Populasi Catenococcus (17, 50, 80, 90) HST …………………………
48
13. Populasi Heliotrik (17, 50, 80, 90) HST ………………………………
50
14. Pengambilan Contoh Air ………………………………………………
52
15. Penurunan Heksaklorobenzen di Air…………………………………..
54
16. Penurunan Heksaklorobenzen di Tanah……………………………….
55
17. Penurunan Endrin di Air pada Berbagai Perlakuan…….……………..
57
18. Penurunan Endrin di Tanah pada Berbagai Perlakuan…….…………..
59
19. Residu Heksaklorobenzen dan Endrin Pada Beras …………….…..….
61
20. Tinggi Tanaman Pada Berbagai Perlakuan…………………………….
63
21. Jumlah Anakan Pada Berbagai Perlakuan………………………………
64
22. Berat 1000 Butir…………………………………………………………
65
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1. Kriteria Penilaian Hasil Analisa Tanah …………….………………..
72
2. Standar kualitas karbon aktif menurut SNI 06-3730-1995…………….
73
3. Detektor………………………………………………………………..
4. pH Tanah, DO, O2 pada Berbagai Perlakuan dan Pertumbuhan Tanaman
75
Padi……………………….………………………………………….
77
5. Segitiga Tekstur USDA ……………………....…………………………
78
6. Identifikasi Filogenetik Berdasarkan Analisa Sequensing 16S rDNA ….
79
7. Deret Standart Heksaklorobenzen dan Endrin…….…………………….
80
8. Analisa Sidik Ragam Sampel HCB di Air……………………………….
82
9. Analisa Sidik Ragam Sampel HCB di Tanah……………………………
84
10. Analisa Sidik Ragam Sampel Endrin di Air…………………………….
86
11. Analisa Sidik Ragam Sampel Endrin di Tanah…………………………
88
12. Hasil Korelasi/ Hubungan Antar Parameter…………………………….
96
13. Kromatogram Sampel Taanah Saat Panen……………………………….
97
14. Kromatogram Standar Heksaklorobenzen dan Endrin………………….
98
15. Suhu Tanah Pagi dan Siang Hari pada Berbagai Perlakuan…………….
99
16. Data Recovery…………………………………………………………...
100
17. Data Limit Deteksi………………………………………………………
101
18. Gambar Alat-Alat Penelitian……………………………………………..
102
19. Tata Letak Penelitian…………………………………………………….
105
20. Pelaksanaan Penelitian Lapang………………………………………….
105
21. Biodata Mahasiswa………………………………………………………
108
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR SINGKATAN
Singkatan
Uraian
AATJ
arang aktif tongkol jagung
AATK
arang aktif tempurung kelapa
ANOVA
Analysis of Variance
BPS
Badan Pusat Statistik
BTJ
biochar tempurung tongkol jagung
BTK
biochar tempurung kelapa
CEC
cation exchangable capacity
cfu
coloni formers unit
ECD
electron capture detector
FAO
Food and Agriculture Organization
GC
Gas Chromatography
Ha
Hektar
HCB
KB
Hexachlorobenzene
Kejenuhan Baha
KTK
Kapasitas Tukar Kation
LIPI
Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia
me
milliekuiivalen
ml
milliliter
MPN
Most Probable Number
OPT
Organisme Pengganggu Tanaman
P3HH
Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan
PAN
Pesticide Action Network
PHT
Pengendalian Hama Terpadu
POPs
Persistant Organic Poluttans
PP
Peraturan Pemerintah
PPI
Pusat Perizinan dan Investasi
commit to user
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
ppm
digilib.uns.ac.id
part per million
PUSARPEDAL Pusat Sarana Pengendalian Dampak Lingkungan
RAK
Rancangan Acak Kelompok
SAS
Statistical Analysis System
SEM
Scaning Electron Microscopy
SNI
Standar Nasional Indonesia
t
UAATJ
ton
urea berlapis arang aktif tongkol jagung
UAATJM
urea berlapis arang aktif tongkol jagung yang diperkaya mikroba
UAATK
urea berlapis arang aktif tempurung kelapa
UAATKM
UBTJ
urea berlapis arang aktif tempurung kelapa yang diperkaya mikroba
urea berlapis biochar tongkol jagung
UBTJM
urea berlapis biochar tongkol jagung yang diperkaya mikroba
UBTK
urea berlapis biochar tempurung kelapa
UBTKM
urea berlapis biochar tempurung kelapa yang diperkaya mikroba
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Sri Wahyuni. NIM A131208009. 2014. EFEKTIFITAS UREA YANG DILAPISI
ARANG AKTIF DIPERKAYA DENGAN MIKROBA INDEGENUS DALAM
MENURUNKAN HESAKLOROBENZEN DAN ENDRIN. Tesis. Pembimbing I: Dr. Ir.
Widyatmani Sih Dewi, MP. Pembimbing II: Dr. rer.nat Atmanto Heru Wibowo, S.Si,
M.Si. Program Pascasarjana Program Studi Ilmu Lingkungan Universitas Sebelas Maret.
ABSTRAK
Residu heksaklorobenzen dan endrin masih ditemukan di lapangan, padahal senyawa ini
sudah tidak digunakan lagi oleh petani dan dilarang oleh pemerintah. Residu ini dapat
tinggal lama di dalam tanah dan sulit untuk tergradasi. Dengan pengayaan mikroba
diharapkan dapat mempercepat degradasi residu pestisida. Mikroba-mikroba tersebut
adalah Bacillus substillis, Heliothrix oregonensis, Catenococcus thiocycli, dan
Achoromobacter sp yang diperoleh dari penelitian pendahuluan hasil isolasi tanah idegenus
di Laboratorium Mikrobiologi LIPI Cibinong. Tanah untuk media tanam berasal dari Desa
Cilamaya, Kecamatan Cilamaya Wetan, Kabupaten Karawang. Penelitian dilaksanakan di
lapang dengan menggunakan lysimeter di Kebun Percobaan Jakenan pada bulan Juli 2013
sampai Desember 2013. Penelitian ini menggunakan urea berlapis arang aktif dan biocar
yang diperkaya mikroba indegenus dengan rancangan acak kelompok (RAK) diulang tiga
kali. Tanaman yang digunakan adalah padi. Analisa residu insektisida dilakukan di
laboratorium Balingtan di Bogor dengan kromatografi gas, dengan metode SNI 06-6991.12004. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui efektifitas pelapisan urea dengan
arang aktif yang diperkaya mikroba dalam menurunkan residu heksaklorobenzen dan
endrin. Hasil penelitian urea berlapis arang aktif dari tempurung kelapa yang diperkaya
dengan mikroba pada lahan sawah dapat menurunkan residu pestisida heksaklorobenzen
dan endrin masing-masing sebesar 33,1% dan 33,6%. Ada hubungan antara penurunan
heksaklorobenzen dan endrin terhadap populasi mikroba (p=0,001), pH tanah (p=0,05),
kandungan C (p=0,05), dan oksigen terlarut (p=0,05). Penelitian ini menunjukkan
penurunan heksaklorobenzen pada tanah dipengaruhi oleh peningkatan populasi mikroba
pada umur 17 HST (r= -0.384*), 50 HST (r= -0,541*), 80 HST (r=-0,538*), 90 HST (r= 0,537*). Hal ini diduga peran mikroba pendegradasi yang efektif karena arang aktif disukai
sebagai
rumahnya. Pengayaan dengan mikroba indegenus mampu meningkatkan
efektivitas urea yang dilapisi biochar dan urea yang dilapisi arang aktif tempurung kelapa
terhadap penurunan heksaklorobenzen dan endrin.
Kata Kunci: Arang aktif, mikroba, penurunan residu, lahan sawah
commit to user
xv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
Hexachlorobenzene (HCB) and endrin residues are still remain in the land field these
compounds are no longer used by farmers and have been banned by the government. This
residue can stay in the soil longer and persistant. Microbial enrichment is expected to
accelerate the degradation of pesticide residues. Microbes stretcher are Bacillus substillis,
Heliothrix oregonensis, Catenococcus thiocycli, and Achoromobacter sp obtained from the
preliminary research results from soil isolation of idegenus in LIPI Cibinong Microbiology
Laboratory. Soil for the planting medium obtained from the village of Karawang, Regency
Cilamaya Wetan, Cilamaya District. The experiment was conducted
in the field by using lysimeter at the Experiment Jakenan station from July 2013 to
December 2013. The objective of the research is to obtain technology of activated carboncoated urea and biochar which enriched microbial indegenus. The experiment was used
randomized block design (RAK) with 3 replications. Plant used are rice. Insecticide
residue analysis was carried out in the laboratory in Bogor Balingtan using gas
chromatography (GC), with the SNI method 06-6991.1-2004. The purpose of this study
was to determine the effectiveness of urea coating enriched with activated carbon in
reducing microbial residues hexachlorobenzene and endrin. Results of research urea coated
activated carbon from coconut shell are enriched with microbes on paddy field can lower
pesticide residues of hexachlorobenzene and endrin respectively to 33.1% and 33.6%.
There is a relationship between the decline and hexachlorobenzene and endrin against
microbial population (p = 0.001), soil pH (p = 0.05), the content of C (p = 0.05), and
dissolved oxygen (p = 0.05). This study showed a decrease hexachlorobenzene residue on
soil microbial populations that are affected by the increase in the age of 7 DAP ( r = -0384
*), 50 DAP ( r = -0.541 * ), 80 DAP ( r = -0.538 * ), 90 DAP ( r = -0.537 * ). This is
presumably due to the role of microbes degrading effective as activated carbon as the
preferred home. Enrichment with microbial indegenus can improve the effectiveness of
urea coating biochar and urea coating activated carbon coconut shell to decrease
hexachlorobenzene and endrin.
Keywords: Activated carbon, microbes, decrease residue, paddy field
commit to user
xvi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
xvii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar belakang
Laju pertumbuhan penduduk Indonesia semakin lama semakin meningkat,
Sensus jumlah penduduk Indonesia Desember 2012 mencapai 259 juta jiwa,
sehingga kebutuhan akan panganpun semakin meningkat, (BPS, 2012). Pada tahun
1970-an perdebatan ketahanan pangan pada suatu negara mampu menyediakan
pangan yang cukup bagi seluruh penduduknya. Tahun 1980, fokus kebijakkan tidak
hanya lingkup nasional, namun pada tingkat rumah tangga, bahkan sampai individu
(Suryana, 2008). Akhir-akhir ini ketahanan pangan dihadapkan pada permasalahan
lingkungan yang mendapat perhatian serius, antara lain: perubahan iklim, dan
pencemaran bahan beracun berbahaya di lahan pertanian seperti bahan agrokimia
(pestisida). Inovasi teknologi menjadi prioritas dalam upaya mitigasi kerusakan
lingkungan melalui kajian ekologis, dan dengan mempertimbangkan peningkatan
tuntutan konsumen terhadap keamanan produk pertanian yang sehat dan higienis.
Penggunaan
pestisida
didalam
pengelolaan
lahan
pertanian
telah
mengakibatkan peningkatan pencemaran lingkungan oleh bahan kimia buatan
manusia. Bahan kimia sering digunakan sebagai pemberantas organisme pengganggu
tumbuhan (OPT) yang merupakan kendala utama dari budidaya tanaman pangan
yang dihadapi petani hingga kini. Menghadapi ancaman serangan OPT, petani dan
pengusaha pertanian selalu berusaha melakukan pengendalian OPT dengan berbagai
teknik yang dianggap efektif. Pengendalian OPT dilakukan melalui cara fisik,
mekanik, budidaya, biologi, ataupun dengan cara kimia (penggunaan pestisida).
Penggunaan pestisida dalam prakteknya pasti meninggalkan polutan baik itu di
tanah, air, maupun produknya.
Diantara sumber polutan-polutan tersebut, salah satunya adalah
polutan
organik seperti organoklorin. Organoklorin merupakan polutan yang bersifat
persisten dan dapat terbioakumulasi dikompartemen lingkungan yang bersifat toksik
terhadap manusia dan makhluk hidup lainnya. Organoklorin tidak reaktif, stabil,
dengan kelarutan yang sangat tinggi didalam lemak, dengan memiliki kemampuan
terdegradasi yang rendah (Ebichon dalam Soemirat, 2005). Organoklorin termasuk
ke dalam golongan pestisida yang ampuh
membasmi hama, namun memiliki
commituntuk
to user
1
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2
banyak dampak negatif terhadap lingkungan. Organoklorin yang bersifat persistent
dapat digolongkan dalam senyawa persistant organic poluttans (POPs) yang
mempunyai karakteristik
sulit terdegradasi dan kelarutannya yang tinggi dalam
lemak, serta dapat terakumulasi dalam jaringan hewan yang prosesnya disebut
biokonsentrasi. Hal yang sama disampaikan Ramadhani dan Oginawati (2009),
organoklorin tergolong sebagai senyawa Persistent Organic Pollutants (POPs) yaitu
senyawa kimia yang persisten di lingkungan, dapat mengalami bioakumulasi di
rantai makanan, dan memiliki dampak negatif terhadap kesehatan manusia dan
lingkungan pertanian. Hasil pemantauan senyawa POPs antara lain: aldrin, endrin,
heksaklorobenzen dan lain-lain oleh Pusarpedal (2013), mengatakan masih terdeteksi
senyawa POPs di lingkungan pertanian serta perkebunan, maka perlu adanya
pencegahan dan pengendalian dalam pemakaian senyawa POPs yang sudah dilarang
penggunaannya.
Pestisida secara umum diartikan sebagai bahan kimia beracun yang
digunakan untuk mengendalikan jasad penganggu yang merugikan kepentingan
manusia. Dalam sejarah peradaban manusia, pestisida telah cukup lama digunakan
terutama dalam bidang kesehatan dan bidang pertanian. Di bidang kesehatan,
pestisida merupakan sarana yang penting. Terutama digunakan dalam melindungi
manusia dari gangguan secara langsung oleh jasad tertentu maupun tidak langsung
oleh berbagai vektor penyakit menular. Berbagai serangga vektor yang menularkan
penyakit berbahaya bagi manusia, telah berhasil dikendalikan dengan bantuan
pestisida. Berkat pestisida, manusia telah dapat dibebaskan dari ancaman berbagai
penyakit berbahaya seperti penyakit malaria, demam berdarah, penyakit kaki gajah,
tiphus dan lain-lain.
Di bidang pertanian, penggunaan pestisida juga telah dirasakan manfaatnya
untuk meningkatkan produksi. Dewasa ini pestisida merupakan sarana yang sangat
diperlukan. Terutama digunakan untuk melindungi tanaman dan hasil tanaman,
ternak maupun ikan dari kerugian yang ditimbulkan oleh berbagai jasad pengganggu.
Bahkan oleh sebahagian besar petani, beranggapan bahwa pestisida adalah
sebagai “dewa penyelamat” yang sangat vital. Sebab dengan bantuan pestisida,
petani meyakini dapat terhindar dari kerugian akibat serangan jasad pengganggu
tanaman yang terdiri dari kelompok
hama,to penyakit
maupun gulma. Keyakinan
commit
user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3
tersebut, cenderung memicu pengunaan pestisida dari waktu ke waktu meningkat
dengan pesat.
Penggunaan
pestisida
mempunyai
kontribusi
paling besar
terhadap
peningkatan produksi pertanian sejak tahun 1970. Jumlah pestisida yang beredar di
Indonesia dari tahun ke tahun semakin meningkat. Pada tahun 2006 terdaftar
sebanyak 1336 formulasi, 2008 jumlah pestisida yang beredar sebanyak 1702
formulasi, 2010 sebanyak 2048 formulasi, 2011 sebanyak 2247, 2013 sebanyak
2810 formulasi atau rata-rata terjadi kenaikan jumlah formulasi sebanyak 9% per
tahun menurut Pusat Perizinan dan Investasi (PPI, 2006; PPI, 2008; PPI, 2010; PPI,
2011; PPI, 2013). Insektisida menduduki peringkat formulasi terbanyak (887 merek
dagang), disusul kemudian herbisida (656 merek dagang) dan fungisida (387 merek
dagang) (PPI, 2011).
Berdasarkan data PPI (2006) dan PPI tahun 2008-2013 menggambarkan
penggunaan pestisida semakin intensif dan cenderung tidak terkontrol. Penggunaan
pestisida yang tidak terkontrol berakibat agroekologi pertanian dan kesehatan
manusia sebagai konsumen menjadi terabaikan. Pengendalian hama sebelum tahun
1997 program pengendalian hama terpadu (PHT), lebih banyak mengandalkan
pestisida jenis organoklorin yang memiliki toksisitas tinggi dan persistensi lama
dalam tanah sehingga berpotensi mencemari lingkungan.
Teknologi urea berlapis arang aktif adalah teknologi baru untuk mengurangi
pencemaran lingkungan pertanian dari bahan residu senyawa POPs. Untuk itu
teknologi ini perlu dilakukan pengkajian supaya diperoleh hasil yang bermanfaat
untuk menanggulangi pencemaran. Urea (NH2 CONH2) adalah pupuk kimia yang
mengandung kadar N tinggi yaitu 46%. Unsur N merupakan zat hara yang sangat
diperlukan oleh tanaman (Pusri, 2013). Urea mempunyai sifat yang higroskopis dan
mudah menguap, maka perlu adanya pelapisan supaya pemanfaatan pupuk N bisa
terserap maksimal oleh tanaman. Urea berlapis arang aktif maupun biochar, dapat
meningkatkan efektivitas penyerapan oleh tanaman karena sifatnya slow release dan
arang aktif maupun biochar dapat berfungsi untuk menurunkan residu pestisida di
dalam tanah maupun air.
Hasil penelitian Ardiwinata et al., (2009) menunjukkan bahwa dengan
penggunaan arang aktif dapat menurunkan
commitcemaran
to user pestisida organophosfat >50%.
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
4
Arang aktif adalah alkali lemah yang mempunyai kemampuan menyerap air dan
menahan udara, sedangkan arang aktif yang mengandung abu tinggi merupakan
alkali kuat (pH: 9-10) dan mempunyai luas permukaan yang besar (Ogawa, 1994).
Arang aktif yang dicampurkan ke dalam asam atau ke dalam tanah dengan akumulasi
garam, maka tanah akan ternetralisir dan mendekati netral dan meningkatkan
kapasitas tukar kation tanah, akan tetapi jika jumlah arang aktif terlalu banyak (1500
g/m2) maka tanah akan menjadi alkali yang dapat merusak pertumbuhan tanaman
pangan. Pada tanah netral sampai alkali seperti tanah abu vulkanik dan batu kapur
(limestone), arang aktif tidak mempengaruhi nilai pH (Ogawa, 1994). Persistent
organic pollutants (POPs) adalah senyawa organik yang tahan terhadap fotolitik,
degradasi biologis maupun kimia. POPs biasanya mengandung senyawa halogen dan
mempunyai sifat kelarutan rendah di dalam air, dan kelarutan yang tinggi di dalam
lipid. POPs diketahui tahan lama berada di lingkungan dan mempunyai efek jangka
panjang terhadap sistem imun, hormon, dan reproduksi manusia. Pestisida jenis
organoklorin adalah identik dengan POPs, karena terdapat gugus halogen pada
senyawanya. Jenis organoklorin tersebut adalah aldrin, heksaklorobenzen, chlordane,
mirex, dieldrin, toxaphene, DDT, dioxin, endrin, furans, heptaklor dan PCBs. UNEP
(United Nations Environment Programe) menaruh prioritas besar pada 12 jenis POPs
tersebut untuk diidentifikasi keberadaannya di lingkungan.
Hasil penelitian
UNESCO (1991) menunjukkan bahwa hampir di semua sampel tanah, air, dan
tanaman terdeteksi kandungan residu organoklorin seperti aldrin, dieldrin, DDT,
heptaklor dan lindan.
Berdasarkan klasifikasi kelas bahaya menurut WHO,
disulfoton, Famphur, mevinphos, aldicarb termasuk dalam kategori I (extremely
hazardous), sedangkan toxaphene, chlordane, DDT, heptaklor dan lindan termasuk
kategori II (highly hazardous). DDT, lindan termasuk moderate hazardous.
Wahyuni, et al. (2012), urea berlapis arang aktif yang diperkaya mikroba
Bacillus aryabattai mampu menurunkan residu aldrin, dieldrin, heptaklor dan DDT
lebih dari 50%. Setiap mikroorganisme mempunyai respons yang berbeda terhadap
faktor lingkungan (suhu, pH, salinitas dan sebagainya). Suhu, tinggi rendahnya suhu
mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme. Bakteri dapat tumbuh dalam rentang
suhu minus 5oC sampai 80oC, tetapi bagaimanapun juga setiap species mempunyai
rentang suhu yang pendek yang commit
ditentukan
oleh sensitifitas sistem enzimnya
to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
5
terhadap panas. Bakteri dapat dikelompokkan berdasarkan pada kisaran suhu
pertumbuhannya, yaitu:
1. Psikrofil adalah bakteri yang dapat tumbuh pada suhu 0oC sampai 20oC. Suhu
optimumnya sekitar 15oC.
2. Mesofil adalah bakteri yang dapat tumbuh pada suhu 20oC sampai 45oC.
Bakteri mesofil dapat dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu:
a. Mempunyai suhu pertumbuhan optimum 20-30oC.
b. Mempunyai suhu pertumbuhan optimum 35-40oC.
3. Termofil adalah bakteri yang dapat tumbuh pada suhu 35oC atau lebih.
Bakteri ini dapat dibedakan menjadi dua kelompok:
a. Fakultatif termofil adalah organisme yang dapat tumbuh pada suhu 37oC.
b. Obligat termofil adalah organisme yang dapat tumbuh diatas suhu 50oC.
Derajat keasaman (pH), pengaruh pH terhadap pertumbuhan tidak kalah
pentingnya dari pengaruh temperatur. Ada pH minimum, pH optimum, dan pH
maksimum. Rentang pH bagi pertumbuhan bakteri antara 4 - 9 dengan pH optimum
6,5-7,5. Jamur lebih menyukai pH asam, rentang pH pertumbuhan jamur dari 1 - 9
dan pH optimumnya 4 - 6. Selama pertumbuhan pH dapat berubah, naik atau turun,
bergantung kepada komposisi medium yang diuraikan. Bila ingin pH konstan selam
pertumbuhan harus diberikan larutan penyangga atau buffer yang sesuai dengan
media dan jenis mikroorganisme.
Arang aktif yang diperkaya mikroba konsorsia cenderung menurunkan residu
lindan dan aldrin lebih tinggi daripada arang aktif tanpa diperkaya mikroba konsorsia
lebih dari 50% pada tanaman sawi (Harsanti et al., 2013). Penggunaan arang aktif
dilahan sawah dapat meningkatkan jumlah bakteri di dalam tanah terutama disekitar
akar tanaman. Hasil penelitian Wahyuni et al., 2010 menunjukkan bahwa dengan
adanya arang aktif dapat meningkatkan populasi bakteri Azospirrillum sp; Bacillus
sp; Chromobacterium, sp; Pseudomonas, sp., ini berarti arang aktif dapat menjadi
media pertumbuhan mikroba dengan baik. Harsanti et al., 2010 mengatakan bahwa
penggunaan urea berlapis arang aktif yang diperkaya mikroba konsorsia mampu
menurunkan residu pestisida POPs pada tanah, 74-86% dan air 15-86%.
Hexachlrobenzene (HCB) C6Cl6 adalah padatan kristal putih yang memiliki
kelarutan diabaikan dalam air (2 xcommit
10-8 M)to dan
uservariabel kelarutan dalam pelarut
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
6
organik yang berbeda. Heksaklorobenzen merupakan karsinogen hewan dan
dianggap sebagai penyebab kanker pada manusia. Heksaklorobenzen itu dilarang
digunakan di Amerika Serikat pada tahun 1966. Bahan ini telah diklasifikasikan oleh
Badan Internasional untuk Penelitian Kanker (IARC) sebagai Kelompok 2B
karsinogen (kemungkinan karsinogenik pada manusia). Data carcinogenicity hewan
heksaklorobenzena menunjukkan peningkatan insiden hati, ginjal (tumor tubulus
ginjal) dan kanker tiroid. Paparan kronis pada manusia telah terbukti menimbulkan
penyakit hati (porfiria cutanea tarda), lesi kulit dengan perubahan warna, ulserasi,
fotosensitivitas, efek tiroid, efek tulang dan hilangnya rambut. HCB sangat beracun
untuk organisme air. Hal ini dapat menyebabkan efek merugikan jangka panjang
dalam lingkungan air. Oleh karena itu, rilis ke saluran air harus dihindari karena
persisten di lingkungan. Investigasi ekologi telah menemukan bahwa biomagnifikasi
dalam rantai makanan tidak terjadi. HCB memiliki waktu paruh di tanah antara 3 dan
6 tahun. Risiko bioakumulasi dalam spesies air yang tinggi. Struktur senyawa
heksaklorobenzen disajikan dalam Gambar 1.
Gambar 1. Struktur Senyawa Heksaklorobenzen
(http://en.wikipedia.org/wiki/Heksaklorobenzen)
Endrin (C12H8Cl6O) adalah salah satu insektisida organoklorin yang telah
digunakan sejak tahun 1950-an untuk mengendalikan hama-hama pertanian terutama
hama padi, tebu, jagung, dan tanaman lainnya. Residu endrin dalam tanah berasal
dari aplikasi langsung ke tanah dan tanaman. Endrin dapat dipegang (retensi),
diangkut, atau terdegradasi dalam tanah tergantung banyak faktor. Retensi terbesar
terjadi didalam tanah dengan kandungan bahan organik tinggi. Senyawa ini
diperdagangkan dengan nama: Nendrin, OMS 197 dan Aldrin epoxide (IUPAC,
2011). Struktur pestisida endrin disajikan dalam Gambar 2.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
7
Gambar 2. Struktur Pestisida Endrin
Endrin merupakan racun akut yang mempengaruhi sistem saraf pada
manusia. Endrin cenderung terakumulasi dalam jaringan lemak organisme, terutama
mereka yang tinggal di dalam air. Sementara beberapa perkiraan menunjukkan waktu
paruhnya dalam tanah lebih dari 10 tahun. Makanan terkontaminasi dengan endrin
menyebabkan beberapa kelompok keracunan di seluruh dunia, terutama yang
mempengaruhi anak-anak sangat beracun untuk organisme air, yaitu ikan,
invertebrata air, dan fitoplankton. Endrin di tanah sulit untuk terdegradasi, untuk itu
perlu adanya teknologi untuk menanggulangi pencemaran tersebut. Adapun salah
satu cara untuk menurunkan cemaran Pestisida dengan menggunakan biochar
maupun arang aktif.
Biochar adalah bahan yang dihasilkan dari bahan organik di bawah suhu
tinggi dan kondisi oksigen yang rendah. Dalam beberapa tahun terakhir, perhatian
ilmiah telah difokuskan pada efeknya pada amandemen tanah dan restorasi ekologi.
Proses pirolitik mengubah asam biomassa menjadi komponen bio-minyak dan
alkalinitas diwariskan oleh biochar padat. Arang aktif tongkol jagung dan tempurung
kelapa mempunyai kelebihan dibandingkan dengan arang sekam padi maupun tandan
kosong kelapa sawit karena arang aktif dari tempurung kelapa maupun tongkol
jagung mempunyai kwalitas daya serap I2 masing-masing 901,1 mg/g dan 887,1
mg/g sedangkan standar SNI 06-3730-1995 nimimum daya serap I2 adalah 750 mg/g,
sehingga arang aktif tempurung kelapa dan tongkol jagung diatas standar SNI.
(Ardiwinata, 2009).
Teknologi pengayaan
arang aktif dengan
mikroba diduga mampu
meningkatkan kemampuan mendegradasi pestisida sehingga konsentrasi residu POPs
menjadi turun. Menurut Wahyuni et al., (2011), Bacillus aryabatthai mempunyai
kemampuan menurunkan residu insektisida POPs (aldrin, dieldrin, DDT, dan
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
8
heptaklor) lebih dari 50% di dalam tanah, sedangkan penelitian sebelumnya telah
ditemukan mikroba konsorsia pendegradasi POPs pada konsentrasi POPs 5 ppm - 20
ppm (di dalamnya terdapat Bacillus, sp) dengan kemampuan mendegradasi residu
pestisida POPs di laboratorium selama 20 hari > 50% (91,06-100%). Hasil penelitian
Balingtan 2010 menunjukkan bahwa penggunaan urea berlapis arang aktif yang
diperkaya mikroba konsorsia mampu menurunkan residu pestisida POPs dilahan
sayuran dalam tanah, air dan tanaman 74 – 86 % ; 15-86%; dan tanaman di bawah
Batas Maksimum Residu yang ditentukan (Harsanti et al., 2010).
Menurut Harrad (2010), senyawa POPs ada 12 antara lain aldrin,
heksaklorobenzen, chlordane, mirex, dieldrin, toxaphene, DDT, dioxin, endrin,
furans, heptaklor dan PCBs, namun yang digunakan di bidang pertanian hanya
sekitar 8 jenis bahan aktif. Penggunaan urea berlapis arang aktif yang diperkaya
dengan mikroba pendegradasi senyawa POPs telah dilakukan pada tahun sebelumnya
pada skala rumah kaca dan lapang namun masih terbatas pada aldrin, dieldrin,
heptaklor, dan DDT. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian serupa untuk bahan
aktif senyawa POPs lainnya (heksaklorobenzen, dan endrin). Teknologi remediasi
(arang aktif, bioremediasi, dan kombinasinya) merupakan upaya penurunan tingkat
cemaran residu insektisida POPs pada lahan pertanian dan untuk meminimalisir
dampak negatif terhadap manusia dan lingkungan hidup sekitarnya.
B. Rumusan Masalah
1. Apakah pelapisan urea dengan biochar dan arang aktif mampu menurunkan residu
heksaklorobenzen dan endrin?
2. Apakah jenis biochar dan arang aktif mempengaruhi
efektivitas urea dalam
menurunkan residu heksaklorobenzen dan endrin?
3. Apakah pengayaan dengan mikroba konsorsia indegenus pendegradasi senyawa
POPs mampu meningkatkan efektivitas urea coating biochar dan arang aktif?
C. Tujuan Penelitian
1. Mengetahui kemampuan pelapisan urea dengan biochar dan arang aktif dalam
menurunkan residu heksaklorobenzen dan endrin.
2. Mengetahui jenis biochar dan arang aktif yang mampu mempengaruhi efektivitas
urea dalam menurunkan residu heksaklorobenzen dan endrin.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
9
3. Mengetahui pengayaan dengan mikroba konsorsia indegenus pendegradasi
senyawa POPs mampu meningkatkan efektivitas urea coating biochar dan arang
aktif.
D. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Manfaat teoritis
a. Pengalaman dan masukan tentang penanggulangan lahan sawah yang tercemar
heksaklorobenzene dan endrin.
b. Referensi untuk evaluasi penanggulangan lahan sawah yang tercemar
heksaklorobenzene dan endrin.
c. Ketersediaan informasi tentang teknologi urea berlapis arang aktif yang
diperkaya dengan mikroba untuk menurunkan residu pestisida.
2. Manfaat praktis
a. Masukan bagi penentu kebijakan untuk memberikan informasi tentang
penanggulangan lahan sawah tercemar pestisida.
b. Dapat digunakan sebagai salah satu dasar untuk perbaikan kwalitas lahan
sawah.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Pangan dan Peningkatan Produksi
Beras merupakan bahan pangan pokok sebagian besar penduduk Indonesia,
oleh sebab itu beras merupakan komoditas yang strategis dalam sistem
perekonomian nasional, usaha tani padi telah memberikan kesempatan kerja dan
pendapatan bagi lebih dari 21 juta rumah tangga dengan sumbangan pendapatan 2535% (Nurmanaf, 2006). Tersedianya pangan yang cukup bagi rumah tangga baik
jumlah maupun mutunya seperti dalam PP No. 68 Tahun 2002 tentang Ketahanan
pangan. Untuk mendorong produksi pangan yang optimal sekaligus mengendalikan
laju impor di bidang pangan, pemerintah memberikan kesempatan kepada petani
untuk dapat meningkatkan kesejahteraan bagi petani dan keluarganya dan
mendukung ketahanan pangan secara Nasional (Prihatin, 2012). Pemerintah dalam
meningkatkan produksi untuk pemenuhan pangan, telah melakukan berbagai upaya
antara lain ekstensifikasi, intensifikasi, dan diversifikasi. Salah satu program
intensifikasi adalah memasukkan input dalam usaha tani antara lain; penggunaan
bibit unggul, pemupukan, pemberantasan hama dan penyakit tanaman. Dalam
peningkatan produksi tanaman, tidak lepas dari penggunaan pestisida.
B. Penggunaan Pestisida
Pestisida adalah substansi kimia dan bahan lain serta jasad renik dan virus
yang digunakan untuk mengendalikan berbagai hama. Pestisida juga diartikan
sebagai substansi kimia dan bahan lain yang mengatur dan atau menstimulir
pertumbuhan tanaman atau bagian-bagian tanaman. Sesuai konsep Pengendalian
Hama Terpadu (PHT), penggunaan pestisida ditujukan bukan untuk memberantas
atau membunuh hama, namun lebih dititikberatkan untuk mengendalikan hama
sedemikian rupa hingga berada dibawah batas ambang (Faizal, 2010). Pestisida
sebagai bahan beracun, termasuk bahan pencemar yang berbahaya bagi lingkungan
dan kesehatan manusia. Pencemaran dapat terjadi karena pestisida menyebar melalui
angin, melalui aliran air dan terbawa melalui tubuh organisme yang dikenainya.
Keunggulan penggunaan pestisida antara lain:
1. Mencegah dan membunuh hama secara cepat.
2. Memberantas gulma.
commit to user
10
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
11
3. Memberantas dan mencegah yang merusak tanaman maupun hasil pertanian
lainnya.
4. Dapat diperoleh secara cepat dan bisa dalam jumlah yang banyak.
5. Aplikasinya mudah, cepat, dan efektif sehingga mengurangi jumlah tenaga kerja.
Kelemahan penggunaan pestisida antara lain:
1. Meningkatnya populasi jasad pengganggu tanaman (timbulnya ketahanan hama
dan penyakit). Tujuan penggunaan pestisida adalah untuk mengurangi populasi
hama. Akan tetapi dalam kenyataannya, sering meningkatkan populasi jasad
pengganggu tanaman, sehingga tujuan penyelamatan kerusakan tidak tercapai. Hal
ini sering terjadi, karena kurang pengetahuan dan perhitungan tentang dampak
penggunaan pestisida.
2. Membunuh musuh alami.
3. Dapat meracuni manusia.
4. Mencemari lingkungan baik tanah, air, produk, maupun udara.
5. Merusak keseimbangan ekologi.
C. Pencemaran Pestisida
Pestisida sebagai bahan beracun, termasuk bahan pencemar yang berbahaya
bagi lingkungan dan kesehatan manusia. Pencemaran dapat terjadi karena pestisida
menyebar melalui angin, melalui aliran air dan terbawa melalui tubuh organisme
yang dikenainya. Pencemaran pestisida yang diaplikasikan di sawah beririgasi
sebahagian besar menyebar di dalam air pengairan, dan terus ke sungai dan akhirnya
ke laut. Memang di dalam air terjadi pengenceran, sebahagian ada yang terurai dan
sebahagian lagi tetap persisten. Meskipun konsentrasi residu mengecil, tetapi masih
tetap mengandung resiko mencemarkan lingkungan. Sebagian besar pestisida yang
jatuh ke tanah yang dituju akan terbawa oleh aliran air irigasi.
Residu pestisida sintesis sangat sulit terurai secara alami. Bahkan untuk
beberapa jenis pestisida, residunya dapat bertahan hingga puluhan tahun. Dari
beberapa hasil monitoring residu yang dilaksanakan, diketahui bahwa saat ini residu
pestisida hampir ditemukan di setiap tempat lingkungan sekitar kita. Kondisi ini
secara tidak langsung dapat menyebabkan pengaruh negatif terhadap organisma
bukan sasaran. Karena sifatnya yang beracun dan persisten di lingkungan, maka
residu yang ditinggalkan pada lingkungan
menjadi
commit
to usermasalah.
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
12
Residu insektisida yang ditemukan di daerah Jawa Barat terdiri dari golongan
organoklorin (lindan, endrin, heptaklor, aldrin, DDT, dan endosulfan) dan golongan
organofosfat (klorpirifos, diazinon, paration, malation dan fenitrotion). Residu
pestisida tersebut ditemukan di daerah Kabupaten Cirebon, Indramayu, Subang,
Karawang,
Sukabumi,
Cianjur,
Bandung,
Garut,
Sumedang,
Majalengka,
Tasikmalaya, Ciamis dan Kuningan. Residu pestisida ditemukan pada contoh air,
tanah maupun tanaman padi, hal ini disajikan dalam Tabel 1.
Tabel 1. Residu Organoklorin dan Organofosfat pada
Contoh Air, Tanah dan
Tanaman Padi di Daerah Jawa Barat.
No.
Kabupaten
Organoklorin
Air
Tanah
Organofosfat
Beras
(ml/L) (mg/kg) (mg/kg)
1
Bogor
2
Air
(ml/L)
Tanah
Beras
(mg/kg) (mg/kg)
-
-
-
-
-
-
Sukabumi
0,0088
0,0253
0,0016
0,0082
0,0046
-
3
Cianjur
0,0033
0,0108
-
0,0030
-
-
4
Bandung
0,0048
0,0215
0,0015
0,0037
0,0127
-
5
Garut
0,0047
0,0108
0,0012
0,0042
0,0038
-
6
Tasikmalaya 0,0044
0,0311
0,0026
-
0,0022
-
7
Ciamis
0,0027
0,0067
0,0013
-
0,0024
-
8
Kuningan
0,0030
0,0268
0,0010
0,0024
-
0,0045
9
Cirebon
0,0048
0,0327
0,0013
0,0019
0,0044
0,0022
10
Majalengka
0,0106
0,0286
0,0022
0,0022
-
-
11
Sumedang
0,0065
0,0254
0,0019
0,0015
-
-
12
Indramayu
0,0049
0,0155
-
0,0027
-
-
13
Subang
0,0043
0,0279
0,0012
0,0017
-
0,0028
14
Purwakarta
-
-
-
-
-
-
15
Karawang
0,0044
0,0175
0,0028
0,0016
-
0,0061
16
Bekasi
-
-
-
-
-
-
0,0672
0,2806
0,0186
0,0331
0,0301
0,0156
Jawa Barat
Sumber: Ardiwinata et al, 2008.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
13
Penyebab timbulnya pencemaran pestisida pada umumnya terjadi karena
ketidak tepatan dalam menentukan jenis pestisida, dosis dan cara penggunaan
pestisida. Menurut (Ardiwinata et al., 2007), penggunaan pestisida secara tepat guna
meliputi:
1. Tepat jenis yaitu disesuakan jenis pestisida yang digunakan dengan jenis
organisme pengganggu tumbuhannya, misalnya untuk mengendalikan serangga
menggunakan insektisida, mengendalikan cendawan menggunakan fungisida,
mengendalikan gulma menggunakan herbisida.
2. Tepat dosis yaitu banyaknya pestisida yang diaplikasikan persatuan luas atau berat
atau volume sasaran disesuaikan dengan rekomendasi yang ditetapkan, misalnya
kg/hektar.
3. Tepat cara yaitu disesuaikan antara bentuk formulasi pestisida dan alat aplikasi
yang digunakan, misalnya penyemprotan, perendaman, penaburan, pengolesan.
4. Tepat sasaran yaitu disesuaikan dengan jenis komoditi tanaman serta jenis dan
cara hidup organisme pengganggu tumbuhan yang akan diaplikasi pestisida.
5. Tepat waktu yaitu pada waktu populasi organisme pengganggu tumbuhan telah
mencapai ambang pengendalian dan sebagian besar dalam stadium peka, keadaan
cuaca memenuhi syarat.
6. Tepat tempat yaitu disesuaikan dengan keadaan tempat yang akan diaplikasi
pestisida, misalnya lahan kering, lahan berair, rawa, gudang.
D. Dampak Penggunaan Insektisida
Insektisida sebagai salah satu komponen dalam pengendalian hama telah
memberi sumbangan yang nyata dalam pembangunan pertanian. Namun kenyataan
menunjukkan bahwa insektisida juga dapat menimbulkan dampak negatif terhadap
kesehatan manusia, dan pencemaran lingkungan. Sala
digilib.uns.ac.id
EFEKTIVITAS PELAPISAN UREA DENGAN ARANG AKTIF YANG
DIPERKAYA MIKROBA INDEGENUS TERHADAP PENURUNAN
RESIDU HEKSAKLOROBENZEN DAN ENDRIN
TESIS
Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Mencapai Derajat Magister
Program Studi Ilmu Lingkungan
Oleh
SRI WAHYUNI
A131208009
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit
2014 to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
EFEKTIVITAS PELAPISAN UREA DENGAN ARANG AKTIF YANG
DIPERKAYA MIKROBA INDEGENUS TERHADAP PENURUNAN RESIDU
HEKSAKLOROBENZEN DAN ENDRIN
TESIS
Oleh
SRI WAHYUNI
A131208009
Telah Disetujui Oleh Tim Pembimbing
Komisi
Pembimbing
Pembimbing I
Nama
Tandan Tangan
Tanggal
………………..
………..
Dr.rer.nat Atmanto Heru Wibowo, S.Si, M.Si. ………………..
NIP. 19740813 200003 1 001
............
Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, MP.
NIP. 19631123 198703 2 002
Pembimbing II
Telah dinyatakan memenuhi syarat
Pada tanggal…………
2014
Ketua Program Studi Ilmu Lingkungan
Program Pascasarjana UNS
Dr. Prabang Setyono, M.Si
NIP. 197205241999031002
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
EFEKTIVITAS PELAPISAN UREA DENGAN ARANG AKTIF YANG
DIPERKAYA MIKROBA INDEGENUS TERHADAP PENURUNAN RESIDU
HEKSAKLOROBENZEN DAN ENDRIN
TESIS
Oleh
SRI WAHYUNI
A131208009
Telah dipertahankan di depan penguji dan dinyatakan telah memenuhi syarat pada
tanggal
Oktober 2014
Tim Penguji:
Jabatan
Tanda Tangan
Nama
………………
Ketua
Dr. Prabang Setyono, M.Si.
NIP. 19720524 199903 1 002
Sekretaris
Dr. Asep Nugraha Ardiwinata, M.Si
NIP. 19610302 1987031 002
Anggota
Penguji
Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, MP.
NIP. 19631123 198703 2 002
……………..
……………….
Dr.rer.nat Atmanto Heru Wibowo, S.Si, M.Si.
NIP. 19740813 200003 1 001
Mengetahui:
Direktur
Program Pascasarjana
Ketua Program Studi
Ilmu Lingkungan
Prof. Ir. Ahmad Yunus, M.S.
NIP 19610717 198601 1 001
Dr. Prabang Setyono, M.Si.
NIP. 197205241999031002
commit to user
iii
……………..
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERNYATAAN KEASLIAN DAN PERSYARATAN PUBLIKASI
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa:
1.
Tesis yang berjudul: “EFEKTIVITAS PELAPISAN UREA DENGAN ARANG
AKTIF
YANG
DIPERKAYA
MIKROBA
INDEGENUS
TERHADAP
PENURUNAN RESIDU HEKSAKLOROBENZEN DAN ENDRIN ” ini adalah
karya penelitian saya sendiri dan tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh
orang lain untuk memperoleh gelar akademik serta tidak terdapat karya atau pendapat
yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang tertulis dengan acuan
yang disebutkan sumbernya, baik dalam naskah karangan dan daftar pustaka. Apabila
ternyata di dalam naskah tesis ini dapat dibuktikan terdapat unsur-unsur plagiasi, maka
saya bersedia menerima sangsi, baik Tesis beserta gelar magister saya dibatalkan serta
diproses sesuai dengan peraturan perundang-undangan yang berlaku.
2.
Publikasi sebagian atau keseluruhan isi Tesis pada jurnal atau forum ilmiah harus
menyertakan tim promotor sebagai author dan PPs UNS sebagai institusinya. Apabila
saya melakukan pelanggaran dari ketentuan publikasi ini, maka saya bersedia
mendapatkan sanksi akademik yang berlaku.
Surakarta,
Oktober 2014
Yang membuat pernyataan,
Sri Wahyuni
A131208009
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
“IMPIAN TIDAK AKAN TERWUJUD DENGAN SENDIRINYA,
KAMU HARUS BANGUN…BANGUN…DAN BANGUN…
UNTUK BERUPAYA MEWUJUDKANNYA.”
SETIAP PEKERJAAN DAPAT DISELESAIKAN DENGAN
MUDAH BILA DIKERJAKAN DENGAN HATI YANG TULUS
DAN SUNGGUH-SUNGGUH.
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kami panjatkan pada Allah SWT yang telah melimpahkan kasih
sayang-Nya, karunia-Nya untuk menyelesaikan penyusunan tesis ini guna memenuhi
persyaratan mencapai Derajat Magister pada Program Studi Ilmu Lingkungan. Penulis
menyadari bahwa keberhasilan
penyelesaian tesis ini banyak memperoleh motivasi,
bimbingan, arahan serta saran dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis
menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang sedalam-dalamnya kepada:
1.
Prof. Ir. Ahmad Yunus, M.S., selaku Direktur Program Pascasarjana Universitas
Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan kesempatan untuk mengikuti studi S2
Program Pasca Sarjana, Program Studi Ilmu Lingkungan.
2.
Dr. Prabang Setyono, M.Si., selaku Ketua Program Studi Ilmu Lingkungan, Program
Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3.
Dr. Ir. Widyatmani Sih Dewi, M.P., selaku pembimbing I dalam penyusunan tesis ini
yang telah memberikan bimbingan, arahan, motivasi, dan nasihat dalam menyelesaikan
tesis ini.
4.
Dr.rer.nat Atmanto Heru Wibowo, S.Si., M.Si., selaku pembimbing II yang
memberikan ide-ide, motivasi, arahan yang berharga dalam penyelesaian tulisan tesis
ini.
5.
Kepada Prof. Tutik, pak Narto, Bapak dan Ibu Dosen serta seluruh staf Program Studi
Ilmu Lingkungan Pasca Sarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah
memberikan motivasi.
6.
Dr. Prihasto Setyanto, M.Sc., selaku Kepala Balai Penelitian Lingkungan Pertanian
yang telah memberikan pada penulis untuk ikut serta dalam penelitian APBN 2013 dan
menggunakan fasilitas laboratorium maupun lapang.
7.
Triyani Dewi, SP., M.Si, Ir. Muyadi, Dr. Asep Nugraha Ardiwinata, M.Si., E.S.
Harsanti, SP.M.Sc., yang telah memberikan bantuan, dukungan, dan motivasi sehingga
terselesaikannya tulisan ini.
8.
Santoso, Sarwoto, B.Sc., Slamet Riyanto, Wasidin, Kundono yang telah membantu
dalam pelaksanaan penelitian lapang.
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
9.
digilib.uns.ac.id
Aji M Tohir, SP., Eman Sulaeman, SP., Cahyadi, Sudiyono, Ariswandi, Anik Hidayah,
Wahyu Purbalisa, yang telah membantu di laboratorium serta memberi semangat pada
penulis.
10. Ibunda Siti Fatimah (Alm) yang telah memberikan doa restu untuk mengikuti program
studi S2 dan saudara-saudaraku tercinta Indratin, Supriyanto, Sri Nurwati, Sudewi, Isti
Panca Isnaeni, Ahmad Setiyarsi, Ahmad Sutiyarso yang telah memberikan do’a,
motivasi pada penulis hingga terselesainya tulisan ini.
11. Yang tersayang suamiku Karsono, SP., putra putriku Aji Laksono, Dita Rizqi
Lupitasari, Ihsan Muhamad Iqbal atas do’a, pengertian, kesabaran, motivasi, kesetiaan,
pengorbanan yang tak ternilai harganya hingga dapat terselesaikan pendidikan S2 di
UNS.
12. Sahabatku Komarudin, Mbak Novi, Mbak Inna, Mas Yusdhi, Mas Danang dan rekanrekan seperjuangan S2 Program Studi Ilmu Lingkungan Pasca Sarjana Universitas
Sebelas Maret Surakarta angkatan 2012 atas motivasi, kebersamaan, dan do’a yang
tulus pada penulis.
Penulis berharap tulisan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang
berkepentingan dibidang yang sama, dan kami menyadari bahwa tulisan ini belum
sempurna /masih banyak kekurangan, oleh sebab itu saran dan masukan dari pembaca
sangat kami harapkan.
Surakarta,
Oktober 2014
Penulis
Sri Wahyuni
NIM A131208009
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN …………………………………………………..
ii
HALAMAN PENGESAHAN PENGUJI TESIS……………………………..
iii
PERNYATAAN OROSINALITAS DAN PUBLIKASI……………………..
iv
MOTTO………………………………………………………………………
v
KATA PENGANTAR…………………………………………………..……
vi
DAFTAR ISI…………………………………………………………….........
viii
DAFTAR TABEL…………………………………………………………….
x
DAFTAR GAMBAR………………………………………………………....
xi
DAFTAR LAMPIRAN………………………………………………...……..
xii
DAFTAR SINGKATAN……………………………………………………...
xiv
ABSTRAK……………………………………………..………………..........
xv
ABSTRACT…………………………………………………………………..
xvi
BAB I. PENDAHULUAN .…………………………………………………..
1
A. Latar Belakang ..…..………………………………….………….......
1
B. Rumusan Masalah…………………………………………………….
8
C. Tujuan Penelitian……………………………………………….…….
8
D. Manfaat Penelitian ..…………………………………………..…….
9
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA…………..…………………………..…….
10
A. Pangan dan Peningkatan Produksi Padi...……………………………
10
B. Penggunaan Pestisida…………………………………………….......
10
C. Pencemaran Pestisida …..…………………………….………….......
11
D. Dampak Penggunaan Insektisida…………………………………….
13
E. Penyehatan Lingkungan……………………………………………..
14
F. Mekanisme Degradasi Arang Aktif………………………………......
20
G. Kerangka Pikir Penelitian…………………………………….………
21
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB III. METODE PENELITIAN……...……………………………….......
22
A. Tempat dan Waktu……….………………………………………........
22
B. Bahan dan Alat………….……………………………….…………….
22
C. Jenis Penelitian……………………..…….………..………………….
23
D. Teknik Pengumpulan Data…..………..……………………………….
24
E. Variabel/Parameter yang Diamati……………………………..……...
25
F. Analisa Laboratorium………………………………….………...……
26
G. Analisa Populasi Mikroba…………………………………………….
34
H. Pengolahan Data….……….……………………………..……………
34
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN…………………………………….
35
A. Karakteristik Tanah……………………………………………….......
35
B. Karakteristik Biochar dan Arang Aktif……………..…………….......
39
C. Populasi Mikroba Awal Tanah Karawang……..……………………..
40
D. Populasi Mikroba Tanah Setelah Perlakuan…………..………………
41
E. Residu Insektisida…………………………………………………….
50
F. Pengamatan Agronomi…………………………………………….......
62
BAB V. SIMPULAN DAN SARAN…………………………………..……..
66
BAB VI. DAFTAR PUSTAKA…………………………………...…..……...
67
LAMPIRAN…………………………………………………………………..
71
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1. Residu Organoklorin dan Organofosfat pada Contoh Air, Tanah dan
Tanaman Padi di Daerah Jawa Barat. …………………….……………...
12
2. Pestisida Penyebab Kanker……………………………………………....
14
3. Hasil Analisa Tanah Awal Karawang, 2013……………………………..
36
4. Hasil Analisa Tanah Akhir/Panen, 2013...………………………..……..
37
5. Kualitas Biochar dan Arang Aktif Tempurung Kelapa dan Tongkol…....
40
6. Populasi Mikroorganisme Sampel Awal Tanah Karawang, 2013……….
41
7. Populasi Mikroorganisme Sampel Tanah Awal, 17, 50, 80, 90 HST ……
42
8. Populasi Bacillus subtilis 17, 50, 80, 90 HST pada Berbagai Perlakuan..
43
9. Populasi Bacillus cereus 17, 50, 80, 90 HST pada Berbagai Perlakuan..
46
10. Populasi Achoromobacter 17, 50, 80, 90 HST pada Berbagai Perlakuan .
47
11. Populasi Catenococcus 17, 50, 80, 90 HST pada Berbagai Perlakuan…..
48
12. Populasi Heliotrik 17, 50, 80, 90 HST pada Berbagai Perlakuan……….
49
13. Residu Insektisida Heksaklorobenzen dan Endrin pada Biochar, Arang
Aktif, dan Air untuk Pengairan…………………………………………..
51
14. Residu Insektisida dalam Sampel Tanah Awal Secara Komposit Asal
Karawang…………………………………………………………………
52
15. Residu Heksaklorobenzen dalam Air pada (1, 17, 35, 50, 80,90) HST…..
53
16. Residu Heksaklorobenzen dalam Tanah pada (1, 17, 35, 50, 80,90) HST.
55
17. Residu Endrin dalam Air pada (1, 17, 35, 50, 80,90) HST………………
56
18. Hasil Analisa Residu Insektisida Endrin di Tanah, Tahun 2013……. …..
57
19. Hasil Analisa Residu Insektisida Heksaklorobenzen dan Endrin pada
Beras, Tahun 2013……………………………………………………….
60
20. Penurunan Residu Heksaklorobenzen pada Berbagai Perlakuan……. ….
61
21. Penurunan Residu Endrin pada berbagai Perlakuan……………………..
62
22. Komponen Hasil Padi Saat Panen………………………………………..
64
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1. Struktur Senyawa Heksaklorobenzen…….………….……………….
6
2. Struktur Pestisida Endrin……………………………………………..
7
3. Tungku Pembuatan Arang……………………………………………
32
4. Tungku Pembuatan Arang Aktif…………………………………….
32
5. Mikroba Konsorsia……………….………………………………….
33
6. Alat Granulator …………………………..……………………………
33
7. Urea Berlapis Arang Aktif yang Diperkaya Mikroba Konsorsia ...……
34
8. Populasi Mikroba pada (Awal, 17, 50, 80, 90) HST ………………….
43
9. Populasi Bacillus subtilis pada (17, 50, 80, 90) HST …………………
45
10. Populasi Bacillus cereus pada (17, 50, 80, 90) HST…………………..
46
11. Populasi Achoromobacter (17, 50, 80, 90) HST………………………
47
12. Populasi Catenococcus (17, 50, 80, 90) HST …………………………
48
13. Populasi Heliotrik (17, 50, 80, 90) HST ………………………………
50
14. Pengambilan Contoh Air ………………………………………………
52
15. Penurunan Heksaklorobenzen di Air…………………………………..
54
16. Penurunan Heksaklorobenzen di Tanah……………………………….
55
17. Penurunan Endrin di Air pada Berbagai Perlakuan…….……………..
57
18. Penurunan Endrin di Tanah pada Berbagai Perlakuan…….…………..
59
19. Residu Heksaklorobenzen dan Endrin Pada Beras …………….…..….
61
20. Tinggi Tanaman Pada Berbagai Perlakuan…………………………….
63
21. Jumlah Anakan Pada Berbagai Perlakuan………………………………
64
22. Berat 1000 Butir…………………………………………………………
65
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1. Kriteria Penilaian Hasil Analisa Tanah …………….………………..
72
2. Standar kualitas karbon aktif menurut SNI 06-3730-1995…………….
73
3. Detektor………………………………………………………………..
4. pH Tanah, DO, O2 pada Berbagai Perlakuan dan Pertumbuhan Tanaman
75
Padi……………………….………………………………………….
77
5. Segitiga Tekstur USDA ……………………....…………………………
78
6. Identifikasi Filogenetik Berdasarkan Analisa Sequensing 16S rDNA ….
79
7. Deret Standart Heksaklorobenzen dan Endrin…….…………………….
80
8. Analisa Sidik Ragam Sampel HCB di Air……………………………….
82
9. Analisa Sidik Ragam Sampel HCB di Tanah……………………………
84
10. Analisa Sidik Ragam Sampel Endrin di Air…………………………….
86
11. Analisa Sidik Ragam Sampel Endrin di Tanah…………………………
88
12. Hasil Korelasi/ Hubungan Antar Parameter…………………………….
96
13. Kromatogram Sampel Taanah Saat Panen……………………………….
97
14. Kromatogram Standar Heksaklorobenzen dan Endrin………………….
98
15. Suhu Tanah Pagi dan Siang Hari pada Berbagai Perlakuan…………….
99
16. Data Recovery…………………………………………………………...
100
17. Data Limit Deteksi………………………………………………………
101
18. Gambar Alat-Alat Penelitian……………………………………………..
102
19. Tata Letak Penelitian…………………………………………………….
105
20. Pelaksanaan Penelitian Lapang………………………………………….
105
21. Biodata Mahasiswa………………………………………………………
108
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR SINGKATAN
Singkatan
Uraian
AATJ
arang aktif tongkol jagung
AATK
arang aktif tempurung kelapa
ANOVA
Analysis of Variance
BPS
Badan Pusat Statistik
BTJ
biochar tempurung tongkol jagung
BTK
biochar tempurung kelapa
CEC
cation exchangable capacity
cfu
coloni formers unit
ECD
electron capture detector
FAO
Food and Agriculture Organization
GC
Gas Chromatography
Ha
Hektar
HCB
KB
Hexachlorobenzene
Kejenuhan Baha
KTK
Kapasitas Tukar Kation
LIPI
Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia
me
milliekuiivalen
ml
milliliter
MPN
Most Probable Number
OPT
Organisme Pengganggu Tanaman
P3HH
Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan
PAN
Pesticide Action Network
PHT
Pengendalian Hama Terpadu
POPs
Persistant Organic Poluttans
PP
Peraturan Pemerintah
PPI
Pusat Perizinan dan Investasi
commit to user
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
ppm
digilib.uns.ac.id
part per million
PUSARPEDAL Pusat Sarana Pengendalian Dampak Lingkungan
RAK
Rancangan Acak Kelompok
SAS
Statistical Analysis System
SEM
Scaning Electron Microscopy
SNI
Standar Nasional Indonesia
t
UAATJ
ton
urea berlapis arang aktif tongkol jagung
UAATJM
urea berlapis arang aktif tongkol jagung yang diperkaya mikroba
UAATK
urea berlapis arang aktif tempurung kelapa
UAATKM
UBTJ
urea berlapis arang aktif tempurung kelapa yang diperkaya mikroba
urea berlapis biochar tongkol jagung
UBTJM
urea berlapis biochar tongkol jagung yang diperkaya mikroba
UBTK
urea berlapis biochar tempurung kelapa
UBTKM
urea berlapis biochar tempurung kelapa yang diperkaya mikroba
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Sri Wahyuni. NIM A131208009. 2014. EFEKTIFITAS UREA YANG DILAPISI
ARANG AKTIF DIPERKAYA DENGAN MIKROBA INDEGENUS DALAM
MENURUNKAN HESAKLOROBENZEN DAN ENDRIN. Tesis. Pembimbing I: Dr. Ir.
Widyatmani Sih Dewi, MP. Pembimbing II: Dr. rer.nat Atmanto Heru Wibowo, S.Si,
M.Si. Program Pascasarjana Program Studi Ilmu Lingkungan Universitas Sebelas Maret.
ABSTRAK
Residu heksaklorobenzen dan endrin masih ditemukan di lapangan, padahal senyawa ini
sudah tidak digunakan lagi oleh petani dan dilarang oleh pemerintah. Residu ini dapat
tinggal lama di dalam tanah dan sulit untuk tergradasi. Dengan pengayaan mikroba
diharapkan dapat mempercepat degradasi residu pestisida. Mikroba-mikroba tersebut
adalah Bacillus substillis, Heliothrix oregonensis, Catenococcus thiocycli, dan
Achoromobacter sp yang diperoleh dari penelitian pendahuluan hasil isolasi tanah idegenus
di Laboratorium Mikrobiologi LIPI Cibinong. Tanah untuk media tanam berasal dari Desa
Cilamaya, Kecamatan Cilamaya Wetan, Kabupaten Karawang. Penelitian dilaksanakan di
lapang dengan menggunakan lysimeter di Kebun Percobaan Jakenan pada bulan Juli 2013
sampai Desember 2013. Penelitian ini menggunakan urea berlapis arang aktif dan biocar
yang diperkaya mikroba indegenus dengan rancangan acak kelompok (RAK) diulang tiga
kali. Tanaman yang digunakan adalah padi. Analisa residu insektisida dilakukan di
laboratorium Balingtan di Bogor dengan kromatografi gas, dengan metode SNI 06-6991.12004. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui efektifitas pelapisan urea dengan
arang aktif yang diperkaya mikroba dalam menurunkan residu heksaklorobenzen dan
endrin. Hasil penelitian urea berlapis arang aktif dari tempurung kelapa yang diperkaya
dengan mikroba pada lahan sawah dapat menurunkan residu pestisida heksaklorobenzen
dan endrin masing-masing sebesar 33,1% dan 33,6%. Ada hubungan antara penurunan
heksaklorobenzen dan endrin terhadap populasi mikroba (p=0,001), pH tanah (p=0,05),
kandungan C (p=0,05), dan oksigen terlarut (p=0,05). Penelitian ini menunjukkan
penurunan heksaklorobenzen pada tanah dipengaruhi oleh peningkatan populasi mikroba
pada umur 17 HST (r= -0.384*), 50 HST (r= -0,541*), 80 HST (r=-0,538*), 90 HST (r= 0,537*). Hal ini diduga peran mikroba pendegradasi yang efektif karena arang aktif disukai
sebagai
rumahnya. Pengayaan dengan mikroba indegenus mampu meningkatkan
efektivitas urea yang dilapisi biochar dan urea yang dilapisi arang aktif tempurung kelapa
terhadap penurunan heksaklorobenzen dan endrin.
Kata Kunci: Arang aktif, mikroba, penurunan residu, lahan sawah
commit to user
xv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
Hexachlorobenzene (HCB) and endrin residues are still remain in the land field these
compounds are no longer used by farmers and have been banned by the government. This
residue can stay in the soil longer and persistant. Microbial enrichment is expected to
accelerate the degradation of pesticide residues. Microbes stretcher are Bacillus substillis,
Heliothrix oregonensis, Catenococcus thiocycli, and Achoromobacter sp obtained from the
preliminary research results from soil isolation of idegenus in LIPI Cibinong Microbiology
Laboratory. Soil for the planting medium obtained from the village of Karawang, Regency
Cilamaya Wetan, Cilamaya District. The experiment was conducted
in the field by using lysimeter at the Experiment Jakenan station from July 2013 to
December 2013. The objective of the research is to obtain technology of activated carboncoated urea and biochar which enriched microbial indegenus. The experiment was used
randomized block design (RAK) with 3 replications. Plant used are rice. Insecticide
residue analysis was carried out in the laboratory in Bogor Balingtan using gas
chromatography (GC), with the SNI method 06-6991.1-2004. The purpose of this study
was to determine the effectiveness of urea coating enriched with activated carbon in
reducing microbial residues hexachlorobenzene and endrin. Results of research urea coated
activated carbon from coconut shell are enriched with microbes on paddy field can lower
pesticide residues of hexachlorobenzene and endrin respectively to 33.1% and 33.6%.
There is a relationship between the decline and hexachlorobenzene and endrin against
microbial population (p = 0.001), soil pH (p = 0.05), the content of C (p = 0.05), and
dissolved oxygen (p = 0.05). This study showed a decrease hexachlorobenzene residue on
soil microbial populations that are affected by the increase in the age of 7 DAP ( r = -0384
*), 50 DAP ( r = -0.541 * ), 80 DAP ( r = -0.538 * ), 90 DAP ( r = -0.537 * ). This is
presumably due to the role of microbes degrading effective as activated carbon as the
preferred home. Enrichment with microbial indegenus can improve the effectiveness of
urea coating biochar and urea coating activated carbon coconut shell to decrease
hexachlorobenzene and endrin.
Keywords: Activated carbon, microbes, decrease residue, paddy field
commit to user
xvi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
xvii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar belakang
Laju pertumbuhan penduduk Indonesia semakin lama semakin meningkat,
Sensus jumlah penduduk Indonesia Desember 2012 mencapai 259 juta jiwa,
sehingga kebutuhan akan panganpun semakin meningkat, (BPS, 2012). Pada tahun
1970-an perdebatan ketahanan pangan pada suatu negara mampu menyediakan
pangan yang cukup bagi seluruh penduduknya. Tahun 1980, fokus kebijakkan tidak
hanya lingkup nasional, namun pada tingkat rumah tangga, bahkan sampai individu
(Suryana, 2008). Akhir-akhir ini ketahanan pangan dihadapkan pada permasalahan
lingkungan yang mendapat perhatian serius, antara lain: perubahan iklim, dan
pencemaran bahan beracun berbahaya di lahan pertanian seperti bahan agrokimia
(pestisida). Inovasi teknologi menjadi prioritas dalam upaya mitigasi kerusakan
lingkungan melalui kajian ekologis, dan dengan mempertimbangkan peningkatan
tuntutan konsumen terhadap keamanan produk pertanian yang sehat dan higienis.
Penggunaan
pestisida
didalam
pengelolaan
lahan
pertanian
telah
mengakibatkan peningkatan pencemaran lingkungan oleh bahan kimia buatan
manusia. Bahan kimia sering digunakan sebagai pemberantas organisme pengganggu
tumbuhan (OPT) yang merupakan kendala utama dari budidaya tanaman pangan
yang dihadapi petani hingga kini. Menghadapi ancaman serangan OPT, petani dan
pengusaha pertanian selalu berusaha melakukan pengendalian OPT dengan berbagai
teknik yang dianggap efektif. Pengendalian OPT dilakukan melalui cara fisik,
mekanik, budidaya, biologi, ataupun dengan cara kimia (penggunaan pestisida).
Penggunaan pestisida dalam prakteknya pasti meninggalkan polutan baik itu di
tanah, air, maupun produknya.
Diantara sumber polutan-polutan tersebut, salah satunya adalah
polutan
organik seperti organoklorin. Organoklorin merupakan polutan yang bersifat
persisten dan dapat terbioakumulasi dikompartemen lingkungan yang bersifat toksik
terhadap manusia dan makhluk hidup lainnya. Organoklorin tidak reaktif, stabil,
dengan kelarutan yang sangat tinggi didalam lemak, dengan memiliki kemampuan
terdegradasi yang rendah (Ebichon dalam Soemirat, 2005). Organoklorin termasuk
ke dalam golongan pestisida yang ampuh
membasmi hama, namun memiliki
commituntuk
to user
1
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2
banyak dampak negatif terhadap lingkungan. Organoklorin yang bersifat persistent
dapat digolongkan dalam senyawa persistant organic poluttans (POPs) yang
mempunyai karakteristik
sulit terdegradasi dan kelarutannya yang tinggi dalam
lemak, serta dapat terakumulasi dalam jaringan hewan yang prosesnya disebut
biokonsentrasi. Hal yang sama disampaikan Ramadhani dan Oginawati (2009),
organoklorin tergolong sebagai senyawa Persistent Organic Pollutants (POPs) yaitu
senyawa kimia yang persisten di lingkungan, dapat mengalami bioakumulasi di
rantai makanan, dan memiliki dampak negatif terhadap kesehatan manusia dan
lingkungan pertanian. Hasil pemantauan senyawa POPs antara lain: aldrin, endrin,
heksaklorobenzen dan lain-lain oleh Pusarpedal (2013), mengatakan masih terdeteksi
senyawa POPs di lingkungan pertanian serta perkebunan, maka perlu adanya
pencegahan dan pengendalian dalam pemakaian senyawa POPs yang sudah dilarang
penggunaannya.
Pestisida secara umum diartikan sebagai bahan kimia beracun yang
digunakan untuk mengendalikan jasad penganggu yang merugikan kepentingan
manusia. Dalam sejarah peradaban manusia, pestisida telah cukup lama digunakan
terutama dalam bidang kesehatan dan bidang pertanian. Di bidang kesehatan,
pestisida merupakan sarana yang penting. Terutama digunakan dalam melindungi
manusia dari gangguan secara langsung oleh jasad tertentu maupun tidak langsung
oleh berbagai vektor penyakit menular. Berbagai serangga vektor yang menularkan
penyakit berbahaya bagi manusia, telah berhasil dikendalikan dengan bantuan
pestisida. Berkat pestisida, manusia telah dapat dibebaskan dari ancaman berbagai
penyakit berbahaya seperti penyakit malaria, demam berdarah, penyakit kaki gajah,
tiphus dan lain-lain.
Di bidang pertanian, penggunaan pestisida juga telah dirasakan manfaatnya
untuk meningkatkan produksi. Dewasa ini pestisida merupakan sarana yang sangat
diperlukan. Terutama digunakan untuk melindungi tanaman dan hasil tanaman,
ternak maupun ikan dari kerugian yang ditimbulkan oleh berbagai jasad pengganggu.
Bahkan oleh sebahagian besar petani, beranggapan bahwa pestisida adalah
sebagai “dewa penyelamat” yang sangat vital. Sebab dengan bantuan pestisida,
petani meyakini dapat terhindar dari kerugian akibat serangan jasad pengganggu
tanaman yang terdiri dari kelompok
hama,to penyakit
maupun gulma. Keyakinan
commit
user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3
tersebut, cenderung memicu pengunaan pestisida dari waktu ke waktu meningkat
dengan pesat.
Penggunaan
pestisida
mempunyai
kontribusi
paling besar
terhadap
peningkatan produksi pertanian sejak tahun 1970. Jumlah pestisida yang beredar di
Indonesia dari tahun ke tahun semakin meningkat. Pada tahun 2006 terdaftar
sebanyak 1336 formulasi, 2008 jumlah pestisida yang beredar sebanyak 1702
formulasi, 2010 sebanyak 2048 formulasi, 2011 sebanyak 2247, 2013 sebanyak
2810 formulasi atau rata-rata terjadi kenaikan jumlah formulasi sebanyak 9% per
tahun menurut Pusat Perizinan dan Investasi (PPI, 2006; PPI, 2008; PPI, 2010; PPI,
2011; PPI, 2013). Insektisida menduduki peringkat formulasi terbanyak (887 merek
dagang), disusul kemudian herbisida (656 merek dagang) dan fungisida (387 merek
dagang) (PPI, 2011).
Berdasarkan data PPI (2006) dan PPI tahun 2008-2013 menggambarkan
penggunaan pestisida semakin intensif dan cenderung tidak terkontrol. Penggunaan
pestisida yang tidak terkontrol berakibat agroekologi pertanian dan kesehatan
manusia sebagai konsumen menjadi terabaikan. Pengendalian hama sebelum tahun
1997 program pengendalian hama terpadu (PHT), lebih banyak mengandalkan
pestisida jenis organoklorin yang memiliki toksisitas tinggi dan persistensi lama
dalam tanah sehingga berpotensi mencemari lingkungan.
Teknologi urea berlapis arang aktif adalah teknologi baru untuk mengurangi
pencemaran lingkungan pertanian dari bahan residu senyawa POPs. Untuk itu
teknologi ini perlu dilakukan pengkajian supaya diperoleh hasil yang bermanfaat
untuk menanggulangi pencemaran. Urea (NH2 CONH2) adalah pupuk kimia yang
mengandung kadar N tinggi yaitu 46%. Unsur N merupakan zat hara yang sangat
diperlukan oleh tanaman (Pusri, 2013). Urea mempunyai sifat yang higroskopis dan
mudah menguap, maka perlu adanya pelapisan supaya pemanfaatan pupuk N bisa
terserap maksimal oleh tanaman. Urea berlapis arang aktif maupun biochar, dapat
meningkatkan efektivitas penyerapan oleh tanaman karena sifatnya slow release dan
arang aktif maupun biochar dapat berfungsi untuk menurunkan residu pestisida di
dalam tanah maupun air.
Hasil penelitian Ardiwinata et al., (2009) menunjukkan bahwa dengan
penggunaan arang aktif dapat menurunkan
commitcemaran
to user pestisida organophosfat >50%.
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
4
Arang aktif adalah alkali lemah yang mempunyai kemampuan menyerap air dan
menahan udara, sedangkan arang aktif yang mengandung abu tinggi merupakan
alkali kuat (pH: 9-10) dan mempunyai luas permukaan yang besar (Ogawa, 1994).
Arang aktif yang dicampurkan ke dalam asam atau ke dalam tanah dengan akumulasi
garam, maka tanah akan ternetralisir dan mendekati netral dan meningkatkan
kapasitas tukar kation tanah, akan tetapi jika jumlah arang aktif terlalu banyak (1500
g/m2) maka tanah akan menjadi alkali yang dapat merusak pertumbuhan tanaman
pangan. Pada tanah netral sampai alkali seperti tanah abu vulkanik dan batu kapur
(limestone), arang aktif tidak mempengaruhi nilai pH (Ogawa, 1994). Persistent
organic pollutants (POPs) adalah senyawa organik yang tahan terhadap fotolitik,
degradasi biologis maupun kimia. POPs biasanya mengandung senyawa halogen dan
mempunyai sifat kelarutan rendah di dalam air, dan kelarutan yang tinggi di dalam
lipid. POPs diketahui tahan lama berada di lingkungan dan mempunyai efek jangka
panjang terhadap sistem imun, hormon, dan reproduksi manusia. Pestisida jenis
organoklorin adalah identik dengan POPs, karena terdapat gugus halogen pada
senyawanya. Jenis organoklorin tersebut adalah aldrin, heksaklorobenzen, chlordane,
mirex, dieldrin, toxaphene, DDT, dioxin, endrin, furans, heptaklor dan PCBs. UNEP
(United Nations Environment Programe) menaruh prioritas besar pada 12 jenis POPs
tersebut untuk diidentifikasi keberadaannya di lingkungan.
Hasil penelitian
UNESCO (1991) menunjukkan bahwa hampir di semua sampel tanah, air, dan
tanaman terdeteksi kandungan residu organoklorin seperti aldrin, dieldrin, DDT,
heptaklor dan lindan.
Berdasarkan klasifikasi kelas bahaya menurut WHO,
disulfoton, Famphur, mevinphos, aldicarb termasuk dalam kategori I (extremely
hazardous), sedangkan toxaphene, chlordane, DDT, heptaklor dan lindan termasuk
kategori II (highly hazardous). DDT, lindan termasuk moderate hazardous.
Wahyuni, et al. (2012), urea berlapis arang aktif yang diperkaya mikroba
Bacillus aryabattai mampu menurunkan residu aldrin, dieldrin, heptaklor dan DDT
lebih dari 50%. Setiap mikroorganisme mempunyai respons yang berbeda terhadap
faktor lingkungan (suhu, pH, salinitas dan sebagainya). Suhu, tinggi rendahnya suhu
mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme. Bakteri dapat tumbuh dalam rentang
suhu minus 5oC sampai 80oC, tetapi bagaimanapun juga setiap species mempunyai
rentang suhu yang pendek yang commit
ditentukan
oleh sensitifitas sistem enzimnya
to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
5
terhadap panas. Bakteri dapat dikelompokkan berdasarkan pada kisaran suhu
pertumbuhannya, yaitu:
1. Psikrofil adalah bakteri yang dapat tumbuh pada suhu 0oC sampai 20oC. Suhu
optimumnya sekitar 15oC.
2. Mesofil adalah bakteri yang dapat tumbuh pada suhu 20oC sampai 45oC.
Bakteri mesofil dapat dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu:
a. Mempunyai suhu pertumbuhan optimum 20-30oC.
b. Mempunyai suhu pertumbuhan optimum 35-40oC.
3. Termofil adalah bakteri yang dapat tumbuh pada suhu 35oC atau lebih.
Bakteri ini dapat dibedakan menjadi dua kelompok:
a. Fakultatif termofil adalah organisme yang dapat tumbuh pada suhu 37oC.
b. Obligat termofil adalah organisme yang dapat tumbuh diatas suhu 50oC.
Derajat keasaman (pH), pengaruh pH terhadap pertumbuhan tidak kalah
pentingnya dari pengaruh temperatur. Ada pH minimum, pH optimum, dan pH
maksimum. Rentang pH bagi pertumbuhan bakteri antara 4 - 9 dengan pH optimum
6,5-7,5. Jamur lebih menyukai pH asam, rentang pH pertumbuhan jamur dari 1 - 9
dan pH optimumnya 4 - 6. Selama pertumbuhan pH dapat berubah, naik atau turun,
bergantung kepada komposisi medium yang diuraikan. Bila ingin pH konstan selam
pertumbuhan harus diberikan larutan penyangga atau buffer yang sesuai dengan
media dan jenis mikroorganisme.
Arang aktif yang diperkaya mikroba konsorsia cenderung menurunkan residu
lindan dan aldrin lebih tinggi daripada arang aktif tanpa diperkaya mikroba konsorsia
lebih dari 50% pada tanaman sawi (Harsanti et al., 2013). Penggunaan arang aktif
dilahan sawah dapat meningkatkan jumlah bakteri di dalam tanah terutama disekitar
akar tanaman. Hasil penelitian Wahyuni et al., 2010 menunjukkan bahwa dengan
adanya arang aktif dapat meningkatkan populasi bakteri Azospirrillum sp; Bacillus
sp; Chromobacterium, sp; Pseudomonas, sp., ini berarti arang aktif dapat menjadi
media pertumbuhan mikroba dengan baik. Harsanti et al., 2010 mengatakan bahwa
penggunaan urea berlapis arang aktif yang diperkaya mikroba konsorsia mampu
menurunkan residu pestisida POPs pada tanah, 74-86% dan air 15-86%.
Hexachlrobenzene (HCB) C6Cl6 adalah padatan kristal putih yang memiliki
kelarutan diabaikan dalam air (2 xcommit
10-8 M)to dan
uservariabel kelarutan dalam pelarut
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
6
organik yang berbeda. Heksaklorobenzen merupakan karsinogen hewan dan
dianggap sebagai penyebab kanker pada manusia. Heksaklorobenzen itu dilarang
digunakan di Amerika Serikat pada tahun 1966. Bahan ini telah diklasifikasikan oleh
Badan Internasional untuk Penelitian Kanker (IARC) sebagai Kelompok 2B
karsinogen (kemungkinan karsinogenik pada manusia). Data carcinogenicity hewan
heksaklorobenzena menunjukkan peningkatan insiden hati, ginjal (tumor tubulus
ginjal) dan kanker tiroid. Paparan kronis pada manusia telah terbukti menimbulkan
penyakit hati (porfiria cutanea tarda), lesi kulit dengan perubahan warna, ulserasi,
fotosensitivitas, efek tiroid, efek tulang dan hilangnya rambut. HCB sangat beracun
untuk organisme air. Hal ini dapat menyebabkan efek merugikan jangka panjang
dalam lingkungan air. Oleh karena itu, rilis ke saluran air harus dihindari karena
persisten di lingkungan. Investigasi ekologi telah menemukan bahwa biomagnifikasi
dalam rantai makanan tidak terjadi. HCB memiliki waktu paruh di tanah antara 3 dan
6 tahun. Risiko bioakumulasi dalam spesies air yang tinggi. Struktur senyawa
heksaklorobenzen disajikan dalam Gambar 1.
Gambar 1. Struktur Senyawa Heksaklorobenzen
(http://en.wikipedia.org/wiki/Heksaklorobenzen)
Endrin (C12H8Cl6O) adalah salah satu insektisida organoklorin yang telah
digunakan sejak tahun 1950-an untuk mengendalikan hama-hama pertanian terutama
hama padi, tebu, jagung, dan tanaman lainnya. Residu endrin dalam tanah berasal
dari aplikasi langsung ke tanah dan tanaman. Endrin dapat dipegang (retensi),
diangkut, atau terdegradasi dalam tanah tergantung banyak faktor. Retensi terbesar
terjadi didalam tanah dengan kandungan bahan organik tinggi. Senyawa ini
diperdagangkan dengan nama: Nendrin, OMS 197 dan Aldrin epoxide (IUPAC,
2011). Struktur pestisida endrin disajikan dalam Gambar 2.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
7
Gambar 2. Struktur Pestisida Endrin
Endrin merupakan racun akut yang mempengaruhi sistem saraf pada
manusia. Endrin cenderung terakumulasi dalam jaringan lemak organisme, terutama
mereka yang tinggal di dalam air. Sementara beberapa perkiraan menunjukkan waktu
paruhnya dalam tanah lebih dari 10 tahun. Makanan terkontaminasi dengan endrin
menyebabkan beberapa kelompok keracunan di seluruh dunia, terutama yang
mempengaruhi anak-anak sangat beracun untuk organisme air, yaitu ikan,
invertebrata air, dan fitoplankton. Endrin di tanah sulit untuk terdegradasi, untuk itu
perlu adanya teknologi untuk menanggulangi pencemaran tersebut. Adapun salah
satu cara untuk menurunkan cemaran Pestisida dengan menggunakan biochar
maupun arang aktif.
Biochar adalah bahan yang dihasilkan dari bahan organik di bawah suhu
tinggi dan kondisi oksigen yang rendah. Dalam beberapa tahun terakhir, perhatian
ilmiah telah difokuskan pada efeknya pada amandemen tanah dan restorasi ekologi.
Proses pirolitik mengubah asam biomassa menjadi komponen bio-minyak dan
alkalinitas diwariskan oleh biochar padat. Arang aktif tongkol jagung dan tempurung
kelapa mempunyai kelebihan dibandingkan dengan arang sekam padi maupun tandan
kosong kelapa sawit karena arang aktif dari tempurung kelapa maupun tongkol
jagung mempunyai kwalitas daya serap I2 masing-masing 901,1 mg/g dan 887,1
mg/g sedangkan standar SNI 06-3730-1995 nimimum daya serap I2 adalah 750 mg/g,
sehingga arang aktif tempurung kelapa dan tongkol jagung diatas standar SNI.
(Ardiwinata, 2009).
Teknologi pengayaan
arang aktif dengan
mikroba diduga mampu
meningkatkan kemampuan mendegradasi pestisida sehingga konsentrasi residu POPs
menjadi turun. Menurut Wahyuni et al., (2011), Bacillus aryabatthai mempunyai
kemampuan menurunkan residu insektisida POPs (aldrin, dieldrin, DDT, dan
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
8
heptaklor) lebih dari 50% di dalam tanah, sedangkan penelitian sebelumnya telah
ditemukan mikroba konsorsia pendegradasi POPs pada konsentrasi POPs 5 ppm - 20
ppm (di dalamnya terdapat Bacillus, sp) dengan kemampuan mendegradasi residu
pestisida POPs di laboratorium selama 20 hari > 50% (91,06-100%). Hasil penelitian
Balingtan 2010 menunjukkan bahwa penggunaan urea berlapis arang aktif yang
diperkaya mikroba konsorsia mampu menurunkan residu pestisida POPs dilahan
sayuran dalam tanah, air dan tanaman 74 – 86 % ; 15-86%; dan tanaman di bawah
Batas Maksimum Residu yang ditentukan (Harsanti et al., 2010).
Menurut Harrad (2010), senyawa POPs ada 12 antara lain aldrin,
heksaklorobenzen, chlordane, mirex, dieldrin, toxaphene, DDT, dioxin, endrin,
furans, heptaklor dan PCBs, namun yang digunakan di bidang pertanian hanya
sekitar 8 jenis bahan aktif. Penggunaan urea berlapis arang aktif yang diperkaya
dengan mikroba pendegradasi senyawa POPs telah dilakukan pada tahun sebelumnya
pada skala rumah kaca dan lapang namun masih terbatas pada aldrin, dieldrin,
heptaklor, dan DDT. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian serupa untuk bahan
aktif senyawa POPs lainnya (heksaklorobenzen, dan endrin). Teknologi remediasi
(arang aktif, bioremediasi, dan kombinasinya) merupakan upaya penurunan tingkat
cemaran residu insektisida POPs pada lahan pertanian dan untuk meminimalisir
dampak negatif terhadap manusia dan lingkungan hidup sekitarnya.
B. Rumusan Masalah
1. Apakah pelapisan urea dengan biochar dan arang aktif mampu menurunkan residu
heksaklorobenzen dan endrin?
2. Apakah jenis biochar dan arang aktif mempengaruhi
efektivitas urea dalam
menurunkan residu heksaklorobenzen dan endrin?
3. Apakah pengayaan dengan mikroba konsorsia indegenus pendegradasi senyawa
POPs mampu meningkatkan efektivitas urea coating biochar dan arang aktif?
C. Tujuan Penelitian
1. Mengetahui kemampuan pelapisan urea dengan biochar dan arang aktif dalam
menurunkan residu heksaklorobenzen dan endrin.
2. Mengetahui jenis biochar dan arang aktif yang mampu mempengaruhi efektivitas
urea dalam menurunkan residu heksaklorobenzen dan endrin.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
9
3. Mengetahui pengayaan dengan mikroba konsorsia indegenus pendegradasi
senyawa POPs mampu meningkatkan efektivitas urea coating biochar dan arang
aktif.
D. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Manfaat teoritis
a. Pengalaman dan masukan tentang penanggulangan lahan sawah yang tercemar
heksaklorobenzene dan endrin.
b. Referensi untuk evaluasi penanggulangan lahan sawah yang tercemar
heksaklorobenzene dan endrin.
c. Ketersediaan informasi tentang teknologi urea berlapis arang aktif yang
diperkaya dengan mikroba untuk menurunkan residu pestisida.
2. Manfaat praktis
a. Masukan bagi penentu kebijakan untuk memberikan informasi tentang
penanggulangan lahan sawah tercemar pestisida.
b. Dapat digunakan sebagai salah satu dasar untuk perbaikan kwalitas lahan
sawah.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Pangan dan Peningkatan Produksi
Beras merupakan bahan pangan pokok sebagian besar penduduk Indonesia,
oleh sebab itu beras merupakan komoditas yang strategis dalam sistem
perekonomian nasional, usaha tani padi telah memberikan kesempatan kerja dan
pendapatan bagi lebih dari 21 juta rumah tangga dengan sumbangan pendapatan 2535% (Nurmanaf, 2006). Tersedianya pangan yang cukup bagi rumah tangga baik
jumlah maupun mutunya seperti dalam PP No. 68 Tahun 2002 tentang Ketahanan
pangan. Untuk mendorong produksi pangan yang optimal sekaligus mengendalikan
laju impor di bidang pangan, pemerintah memberikan kesempatan kepada petani
untuk dapat meningkatkan kesejahteraan bagi petani dan keluarganya dan
mendukung ketahanan pangan secara Nasional (Prihatin, 2012). Pemerintah dalam
meningkatkan produksi untuk pemenuhan pangan, telah melakukan berbagai upaya
antara lain ekstensifikasi, intensifikasi, dan diversifikasi. Salah satu program
intensifikasi adalah memasukkan input dalam usaha tani antara lain; penggunaan
bibit unggul, pemupukan, pemberantasan hama dan penyakit tanaman. Dalam
peningkatan produksi tanaman, tidak lepas dari penggunaan pestisida.
B. Penggunaan Pestisida
Pestisida adalah substansi kimia dan bahan lain serta jasad renik dan virus
yang digunakan untuk mengendalikan berbagai hama. Pestisida juga diartikan
sebagai substansi kimia dan bahan lain yang mengatur dan atau menstimulir
pertumbuhan tanaman atau bagian-bagian tanaman. Sesuai konsep Pengendalian
Hama Terpadu (PHT), penggunaan pestisida ditujukan bukan untuk memberantas
atau membunuh hama, namun lebih dititikberatkan untuk mengendalikan hama
sedemikian rupa hingga berada dibawah batas ambang (Faizal, 2010). Pestisida
sebagai bahan beracun, termasuk bahan pencemar yang berbahaya bagi lingkungan
dan kesehatan manusia. Pencemaran dapat terjadi karena pestisida menyebar melalui
angin, melalui aliran air dan terbawa melalui tubuh organisme yang dikenainya.
Keunggulan penggunaan pestisida antara lain:
1. Mencegah dan membunuh hama secara cepat.
2. Memberantas gulma.
commit to user
10
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
11
3. Memberantas dan mencegah yang merusak tanaman maupun hasil pertanian
lainnya.
4. Dapat diperoleh secara cepat dan bisa dalam jumlah yang banyak.
5. Aplikasinya mudah, cepat, dan efektif sehingga mengurangi jumlah tenaga kerja.
Kelemahan penggunaan pestisida antara lain:
1. Meningkatnya populasi jasad pengganggu tanaman (timbulnya ketahanan hama
dan penyakit). Tujuan penggunaan pestisida adalah untuk mengurangi populasi
hama. Akan tetapi dalam kenyataannya, sering meningkatkan populasi jasad
pengganggu tanaman, sehingga tujuan penyelamatan kerusakan tidak tercapai. Hal
ini sering terjadi, karena kurang pengetahuan dan perhitungan tentang dampak
penggunaan pestisida.
2. Membunuh musuh alami.
3. Dapat meracuni manusia.
4. Mencemari lingkungan baik tanah, air, produk, maupun udara.
5. Merusak keseimbangan ekologi.
C. Pencemaran Pestisida
Pestisida sebagai bahan beracun, termasuk bahan pencemar yang berbahaya
bagi lingkungan dan kesehatan manusia. Pencemaran dapat terjadi karena pestisida
menyebar melalui angin, melalui aliran air dan terbawa melalui tubuh organisme
yang dikenainya. Pencemaran pestisida yang diaplikasikan di sawah beririgasi
sebahagian besar menyebar di dalam air pengairan, dan terus ke sungai dan akhirnya
ke laut. Memang di dalam air terjadi pengenceran, sebahagian ada yang terurai dan
sebahagian lagi tetap persisten. Meskipun konsentrasi residu mengecil, tetapi masih
tetap mengandung resiko mencemarkan lingkungan. Sebagian besar pestisida yang
jatuh ke tanah yang dituju akan terbawa oleh aliran air irigasi.
Residu pestisida sintesis sangat sulit terurai secara alami. Bahkan untuk
beberapa jenis pestisida, residunya dapat bertahan hingga puluhan tahun. Dari
beberapa hasil monitoring residu yang dilaksanakan, diketahui bahwa saat ini residu
pestisida hampir ditemukan di setiap tempat lingkungan sekitar kita. Kondisi ini
secara tidak langsung dapat menyebabkan pengaruh negatif terhadap organisma
bukan sasaran. Karena sifatnya yang beracun dan persisten di lingkungan, maka
residu yang ditinggalkan pada lingkungan
menjadi
commit
to usermasalah.
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
12
Residu insektisida yang ditemukan di daerah Jawa Barat terdiri dari golongan
organoklorin (lindan, endrin, heptaklor, aldrin, DDT, dan endosulfan) dan golongan
organofosfat (klorpirifos, diazinon, paration, malation dan fenitrotion). Residu
pestisida tersebut ditemukan di daerah Kabupaten Cirebon, Indramayu, Subang,
Karawang,
Sukabumi,
Cianjur,
Bandung,
Garut,
Sumedang,
Majalengka,
Tasikmalaya, Ciamis dan Kuningan. Residu pestisida ditemukan pada contoh air,
tanah maupun tanaman padi, hal ini disajikan dalam Tabel 1.
Tabel 1. Residu Organoklorin dan Organofosfat pada
Contoh Air, Tanah dan
Tanaman Padi di Daerah Jawa Barat.
No.
Kabupaten
Organoklorin
Air
Tanah
Organofosfat
Beras
(ml/L) (mg/kg) (mg/kg)
1
Bogor
2
Air
(ml/L)
Tanah
Beras
(mg/kg) (mg/kg)
-
-
-
-
-
-
Sukabumi
0,0088
0,0253
0,0016
0,0082
0,0046
-
3
Cianjur
0,0033
0,0108
-
0,0030
-
-
4
Bandung
0,0048
0,0215
0,0015
0,0037
0,0127
-
5
Garut
0,0047
0,0108
0,0012
0,0042
0,0038
-
6
Tasikmalaya 0,0044
0,0311
0,0026
-
0,0022
-
7
Ciamis
0,0027
0,0067
0,0013
-
0,0024
-
8
Kuningan
0,0030
0,0268
0,0010
0,0024
-
0,0045
9
Cirebon
0,0048
0,0327
0,0013
0,0019
0,0044
0,0022
10
Majalengka
0,0106
0,0286
0,0022
0,0022
-
-
11
Sumedang
0,0065
0,0254
0,0019
0,0015
-
-
12
Indramayu
0,0049
0,0155
-
0,0027
-
-
13
Subang
0,0043
0,0279
0,0012
0,0017
-
0,0028
14
Purwakarta
-
-
-
-
-
-
15
Karawang
0,0044
0,0175
0,0028
0,0016
-
0,0061
16
Bekasi
-
-
-
-
-
-
0,0672
0,2806
0,0186
0,0331
0,0301
0,0156
Jawa Barat
Sumber: Ardiwinata et al, 2008.
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
13
Penyebab timbulnya pencemaran pestisida pada umumnya terjadi karena
ketidak tepatan dalam menentukan jenis pestisida, dosis dan cara penggunaan
pestisida. Menurut (Ardiwinata et al., 2007), penggunaan pestisida secara tepat guna
meliputi:
1. Tepat jenis yaitu disesuakan jenis pestisida yang digunakan dengan jenis
organisme pengganggu tumbuhannya, misalnya untuk mengendalikan serangga
menggunakan insektisida, mengendalikan cendawan menggunakan fungisida,
mengendalikan gulma menggunakan herbisida.
2. Tepat dosis yaitu banyaknya pestisida yang diaplikasikan persatuan luas atau berat
atau volume sasaran disesuaikan dengan rekomendasi yang ditetapkan, misalnya
kg/hektar.
3. Tepat cara yaitu disesuaikan antara bentuk formulasi pestisida dan alat aplikasi
yang digunakan, misalnya penyemprotan, perendaman, penaburan, pengolesan.
4. Tepat sasaran yaitu disesuaikan dengan jenis komoditi tanaman serta jenis dan
cara hidup organisme pengganggu tumbuhan yang akan diaplikasi pestisida.
5. Tepat waktu yaitu pada waktu populasi organisme pengganggu tumbuhan telah
mencapai ambang pengendalian dan sebagian besar dalam stadium peka, keadaan
cuaca memenuhi syarat.
6. Tepat tempat yaitu disesuaikan dengan keadaan tempat yang akan diaplikasi
pestisida, misalnya lahan kering, lahan berair, rawa, gudang.
D. Dampak Penggunaan Insektisida
Insektisida sebagai salah satu komponen dalam pengendalian hama telah
memberi sumbangan yang nyata dalam pembangunan pertanian. Namun kenyataan
menunjukkan bahwa insektisida juga dapat menimbulkan dampak negatif terhadap
kesehatan manusia, dan pencemaran lingkungan. Sala