RESPON FISIOLOGIS TANAMAN NUSA INDAH (Mussaenda philippica L.) TERHADAP PAPARAN GAS SULFUR DIOKSIDA (SO2).
RESPON FISIOLOGIS TANAMAN
NUSA INDAH (Mussaenda philippica L.)
TERHADAP PAPARAN GAS SULFUR DIOKSIDA (SO 2)
SKRIPSI
Diajukan Oleh :
AGUSTA CHANDRA NIRWANA
NPM : 0725010049
J URUSAN AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
J AWA TIMUR
2012
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
RESPON FISIOLOGIS TANAMAN NUSA INDAH TERHADAP
PAPARAN GAS SULFUR DIOKSIDA (SO 2)
Disusun Oleh :
AGUSTA CHANDRA NIRWANA
NPM : 0725010049
Telah diper tahankan dihadapan dan diter ima oleh Tim Penguji Skr ipsi
J ur usan Agroteknologi Fakultas Per tanian
Univer sitas Pembangunan Nasional “Veter an” J awa Timur
PadaTanggal ...............................
Pembimbing :
1. Pembimbing Utama
Tim Penguji :
1. Ketua
Ir . Djarwatiningsih P.S. MP
2. Pembimbing Pendamping
Dr a. Endang T.P. MSI
Ir. Djar watiningsih P.S. MP
2 . Sekr etaris
Dra. Endang T.P. MSI
3 . Anggota
F. Der u Dewanti. SP.MP
4 . Anggota
Ir. Yonny Koentjor o. MM
Mengetahui :
Dekan Fakultas Per tanian
Dr. Ir. Ramdan Hidayat, MS
Ketua Pr ogdi Agroteknologi
Ir. Mulyadi. MS
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Telah dir evisi
Tanggal :...............2012
Pembimbing Utama
Ir. Djar watiningsih P.S. MP
Pembimbing Pendamping
Dra. Endang T.P. MSI
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmatNya,
penulis
dapat
menyelesaikan
Skripsi
dengan
judul
“RESPON
FISIOLOGIS TANAMAN NUSA INDAH TERHADAP PAPARAN GAS
SULFUR DIOKSIDA (SO 2)”.
Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat yang harus ditempuh untuk
memenuhi tugas pada program strata satu di Fakultas Pertanian Universitas
Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
Skripsi ini tidak akan selesai dengan baik tanpa adanya bantuan dari
berbagai pihak. Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada:
1. Papa, Mama dan seluruh Keluarga besar yang tidak ada henti-hentinya selalu
memberikan semangat untuk menyelesaikan Skripsi.
2. Ir. Djarwatiningsih P.S. MP dan Dra. Endang T.P. MSI Selaku Dosen
Pembimbing yang dengan segala perhatian, bimbingan dan kesabarannya telah
memberikan pengarahan hingga selesainya penulisan Skripsi ini dengan baik.
3. Ir. Pangesti Nugrahani, MSI selaku Dosen Pembimbing Lapangan yang
dengan segala perhatian, bimbingan dan kesabarannya telah memberikan
pengarahan hingga selesainya Skripsi.
4. Dr. Ir. Ramdan Hidayat, MS, Selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas
Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
5. Ir. Mulyadi, MS, Selaku Ketua Progdi Agroteknology Fakultas Pertanian
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
i
6. Terima kasih juga buat teman-teman di Fakultas Pertanian khususnya Jurusan
Agroteknology yang selalu memberikan semangat dan masukan untuk
menyelesaikan Skripsi.
Semoga Allah SWT berkenan memberikan balasan, limpahan, berkah,
rahmat dan karunia-Nya, Amin.
Penulis menyadari bahwa Skripsi ini masih jauh dari sempurna, untuk itu
penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun demi perbaikan
Skripsi ini. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Surabaya , Juny 2012
Penulis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
ii
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR .................................................................................. i
DAFTAR ISI ................................................................................................ iii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................... v
DAFTAR TABEL ........................................................................................ vi
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ vii
I.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ............................................................................. 1
1.2 Tujuan Penelitian ......................................................................... 3
1.3 Rumusan Masalah ........................................................................ 3
1.4 Hipotesis ...................................................................................... 4
1.5 Manfaat Penelitian ....................................................................... 4
II.
TINJ AUAN PUSTAKA
2.1 Tanaman Nusa Indah ................................................................... 5
2.2 Fungsi Tanaman Nusa Indah ........................................................ 6
2.3 Gas Sulfur Dioksida (SO2) ........................................................... 6
2.4 Reaksi Tanaman Terhadap Cekaman Gas SO2 ............................. 9
2.5 Proses Analisa Tanaman Nusa Indah ............................................ 12
2.5.1 Kadar Air Relatif .............................................................. 12
2.5.2 Klorofil Daun ................................................................... 14
2.5.3 pH (potential of Hydrogen) Daun ..................................... 14
2.5.4 Kadar Asam Askorbat ...................................................... 16
III.
BAHAN DAN METODE
3.1 Waktu dan Tempat ....................................................................... 17
3.2 Bahan Penelitian .......................................................................... 17
3.3 Peralatan Penelitian ..................................................................... 17
3.4 Metode Penelitian ........................................................................ 18
3.5 Persiapan ..................................................................................... 18
3.5.1 Tanaman Nusa Indah ......................................................... 18
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
iii
3.5.2 Pembuatan Gas SO2 ............................................................ 19
3.5.3 Analisa APTI ...................................................................... 19
3.6 Perlakuan .................................................................................... 20
3.6.1 Pemaparan Gas SO2 ............................................................ 20
3.7 Pengamatan ................................................................................. 20
3.7.1 Pengamatan Morfologi Daun .............................................. 20
3.7.2 Nilai APTI Setelah Pemaparan Gas SO2
Selama 30 Hari .................................................................... 21
3.7.3 Pengukuran Kadar Air Relatif ............................................. 21
3.7.4 Pengukuran Kadar Klorofil Total ........................................ 21
3.7.5 Pengukuran pH Ekstrak Daun ............................................. 22
3.7.6 Pengukuran Kadar Asam Askorbat ..................................... 22
3.7.7 Analisis Data ...................................................................... 23
3.8 Skema Kegiatan Penelitian .......................................................... 23
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Penelitian Skala Laboratorium
4.1.1 Klorofil Daun ..................................................................... 24
4.1.2 Asam Askorbat ................................................................... 26
4.1.3 Kadar Air ............................................................................ 27
4.1.4 pH Daun ............................................................................. 29
4.2 APTI (Air Pollutant Tolerance Index) .......................................... 30
4.3 Respon Daun Terhadap Gas SO2 .................................................. 31
V.
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan .................................................................................. 33
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................ 34
LAMPIRAN ....................................................................................... 38
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
iv
AGUSTA CHANDRA NIRWANA. NPM 0725010049. Respon Fisiologis
Tanaman Nusa Indah (Mussaenda philippica L.) Ter hadap Paparan Gas
Sulfur Dioksida (SO 2). Pembimbing Utama Djar watiningsih P.S. dan
Pembimbing Pendamping Endang T.P.
RINGKASAN
Penelitian ini pada dasarnya dilakukan untuk mengetahui respon fisiologis tanaman
hias khususnya tanaman Nusa Indah (Mussaenda philippica L.) terhadap paparan gas
sulfur dioksida (SO2). Sulfur adalah unsur dasar dari alam dan merupakan salah satu
elemen yang paling melimpah di kerak bumi. Seperti nitrogen, belerang
merupakan komponen penting dalam pertumbuhan semua makhluk hidup.
Diantara gas pencemar udara, sulfur dioksida (SO2) merupakan bahan pencemar
yang memberikan pengaruh paling merusak tanaman. Sulfur dioksida berasal dari
industri-industri petrokimia, besi, logam, semen, keramik, dan sebagainya. Oleh
sebab itu SO2 merupakan pencemar utama industri. Pada konsentrasi tinggi dapat
menyebabkan nekrosis pada daun, baik pada permukaan atas maupun permukaan
bawah dan jaringan sekitar stomata menjadi rusak. Jika keberadaan SO2 yang
tinggi di udara berlangsung lama akan menimbulkan gejala klorosis yaitu
perubahan warna daun dan pertumbuhan daun bahkan produksi tanaman akan
berkurang. Sebagai pencemar udara SO2 diperkirakan memiliki waktu tinggal
dalam udara antara 2 sampai 4 hari dan dalam waktu tinggal tersebut, SO2 dapat
ditranportasikan sejauh 1000 km, sehingga dapat dikatakan SO2 relatif stabil
dalam atmosfer. Sehingga maslah pencemaran SO2 menjadi masalah internasional.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh respon
fisiologis tanaman nusa indah (Mussaenda philippica L.) terhadap kombinasi
konsentrasi gas SO2 dengan waktu penyemprotan gas SO2. Penelitian
dilaksanakan di Green House, Laboratorium Tanah dan Laboratorium
Bioteknologi Fakultas Pertanian UPN “Veteran” Jatim Surabaya.
Bahan yang digunakan adalah bibit tanaman Nusa Indah (Mussaenda
philippica L) yang sudah berumur 2 bulan, berasal dari hasil stek sebanyak 30
bibit tanaman dan gas SO2. Bibit tanaman nusa indah di pelihara selama 30 hari di
dalam Green House, setelah itu mulai di perlakukan dengan dimasukkan kedalam
chamber yang berukuran 1m3, dengan di semprotkan gas SO2 dengan durasi
waktu 1 jam dengan konsentrasi dan waktu penyemprotan yg sudah di tentukan.
Penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan dua
faktor. Faktor pertama adalah konsentrasi gas SO2 meliputi : 4 ppm, 7 ppm, 10
ppm, dengan waktu penyemprotan setiap hari dan tiga hari sekali. Kombinasi
kedua faktor menghasilkan 6 kombinasi perlakuan dan setiap kombinasi perlakuan
diulang sebanyak 4 kali sehingga menghasilkan 24 satuan percobaan. Setiap
ulangan terdapat 4 tanaman contoh.
Hasil analisa nilai APTI, menunjukkan bahwa tanaman nusa indah pada
interval penyemprotan tiga kali sehari dengan konsentrasi 10 ppm lebih sensitif
terhadap paparan gas sulfur dioksida, sedangkan pada interval penyemprotan
setiap hari dengan konsentrasi 4 ppm lebih toleran terhadap gas sulfur dioksida.
Hal ini ditunjukkan dengan hasil perhitungan nila APTI (Air Pollutant Tolerance
Index) yang menunjukkan bahwa tanaman nusa indah tersebut termasuk toleran apa
tidak terhadap gas sulfur dioksida.
Terdapat interaksi nyata antara perlakuan konsentrasi gas SO2 terhadap
fisiololgis dan biokimia pada daun tanaman nusa indah. Pada perhitungan kadar
asam askorbat terjadi beda nyata pada BNT 5% baik sebelum penyemprotan dan
sesudah pemyemprotan gas sulfur dioksida.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
I.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan akan udara bersih bagi masyarakat, terutama yang tinggal di
perkotaan adalah sesuatu yang perlu diperjuangkan untuk didapatkan dan
diperbaiki kualitasnya, karena dengan meningkatnya pembangunan fisik di
perkotaan, meningkatnya jumlah kendaraan bermotor dan berkembangnya pusat
industri, kualitas udara telah mengalami perubahan. Perubahan lingkungan udara
pada umumnya disebabkan pencemaran udara, yaitu masuknya bahan pencemar,
berbentuk gas dan partikel kecil ke dalam udara.
Pencemaran udara sebagai akibat meningkatnya laju industrialisasi dan
urbanisasi ini menimbulkan berbagai dampak, dampak pencemaran udara dapat
terjadi pada tingkat upper ground, lokal, regional hingga global.
upper ground, lokal dan regional,
Pada tingkat
pencemaran udara memberikan dampak
terhadap kesehatan manusia, dampak terhadap tanaman, materi dan bangunan.
Pada tingkat global, pencemaran udara akan berdampak kepada terjadinya
pemanasan global dan perubahan iklim dunia.
Mitigasi (mengurangi dampak negatif) terhadap pencemaran udara pada
tingkat upper ground khususnya di perkotaan, dilakukan dengan menanam
berbagai tanaman lanskap. Tanaman lanskap perkotaan meliputi pohon, perdu,
semak dan penutup tanah. Tanaman semak hias mempunyai karakter kuat sebagai
ornamental plant atau tanaman hias oleh karena keragaman jenis bentuk dan
warna daun, bentuk dan warna bunga, serta sosok tanaman secara keseluruhan.
Tanaman yang ditanam pada berbagai lokasi di perkotaan dimaksudkan
untuk menciptakan keseimbangan dan keserasian lingkungan fisik perkotaan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
1
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2
melalui kegiatan tanam menanam agar tercipta lingkungan perkotaan yang sehat,
indah dan nyaman (Peraturan Mentri Kehutanan, 2004). Tanaman Nusa Indah
merupakan tanaman perdu yang memiliki banyak ranting yang dapat meredam
kebisingan, menjadi filter atau penyaring debu dan dapat menguragi polusi udara
di Perkotaan (Hermin, 2007).
Berbagai macam tumbuhan dapat ditemukan di taman kota, di pinggir jalan,
taman median jalan, di taman perumahan, dan tempat lainnya. Beberapa studi
menunjukkan bahwa tanaman lanskap dan ornamental plant yang ditanam
sepanjang jalur jalan utama dari wilayah pinggir kota sampai dengan pusat kota
memperlihatkan gejala gangguan terhadap pertumbuhan dan beberapa aspek
fisiologis (Howe and Woltz, 1981). Efek pencemar terhadap tumbuhan ada yang
bersifat kerusakan morfologis, namun ada juga yang bersifat gangguan fisiologis
(Larcher, 1995).
Gas sulfur dioksida (SO2) adalah gas yang tidak berbau bila berada pada
konsentrasi rendah tetapi akan memberikan bau yang tajam pada konsentrasi yang
tinggi. Sulfur dioksida berasal dari pembakaran bahan bakar fosil, seperti minyak
bumi dan batubara (Bidang Pengkajian Ozon dan Polusi Udara, 2000).
Gas sulfur dioksida (SO2) bukan termasuk golongan klorofluorokarbon
(CFC) baik CFC-11(CFCl2) maupun CFC-12 (CF2Cl2) yang menyebabkan
menipisnya lapisan ozon. Gas ini banyak dipergunakan dalam industri untuk
pendingin yang lebih dikenal dengan istilah freon (Graedel and Crutzen, 1990,
dan Sebaztian, 2010). Sulfur dioksida juga berbahaya bagi tanaman, adanya gas
ini pada konsentrasi tinggi dapat membunuh jaringan
pada daun sehingga
pinggiran daun dan daerah diantara tulang-tulang daun menjadi rusak, karena SO2
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3
menyebabkan terjadinya klorosis (Rusaknya kloroplas), kerusakan tanaman ini
akan diperparah dengan kenaikan kelembaban udara, SO2 diudara akan berubah
menjadi asam sulfat (Siregar, 2005). Oleh karena itu, didaerah dengan adanya
pencemaran SO2 yang cukup tinggi, tanaman akan rusak oleh aerosol asam sulfat.
Kerusakan juga dialami oleh bangunan yang bahan-bahannya seperti batu kapur,
batu pualam, dolomit akan dirusak oleh SO2 dari udara. Efek dari kerusakan ini
akan tampak pada penampilannya, integritas struktur, dan umur dari gedung
tersebut (Taty, 2009).
Gas sulfur dioksida (SO2) tidak berbahaya apabila dalam konsetrasi yang
rendah, gas sulfur dioksida (SO2) memiliki manfaat positif bagi tumbuhan,
belerang sangat penting untuk memperbaiki nitrogen nodul pada kacangkacangan, dan diperlukan dalam pembentukan klorofil. Tanaman menggunakan
sulfur dalam proses memproduksi protein, asam amino, enzim dan vitamin. Sulfur
juga membantu ketahanan tanaman terhadap penyakit, membantu dalam
pertumbuhan, dan dalam pembentukan benih (Van d’Rhys, 2009).
1.2 Tujuan Penelitian
Mengukur lebih rinci tingkat toleransi tanaman Nusa Indah (Mussaenda
philippica L.) sebagai tanaman lanskap perkotaan terhadap paparan gas SO2.
1.3 Rumusan Masalah
Bagaimana reaksi tanaman (Mussaenda philippica L.) terhadap paparan gas
SO2 pada rentang konsentrasi 4, 7, 10 ppm dengan durasi paparan antara setiap
hari dan tiga hari sekali, ditinjau dari kerusakan
morfologis, fisiologis dan
biokimia pada daun.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4
1.4 Hipotesis
Gas sulfur dioksida yang disemprotkan ke dalam chamber dengan
konsentrasi tinggi dan durasi penyemprotannya setiap hari akan menghambat laju
metabolisme daun lebih cepat jika dibandingkan dengan penyemprotan tiga hari
sekali.
1.5 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu
pengetahuan dibidang tanaman landskap khususnya respon fisiologis tanaman
nusa indah (Mussaenda philippica L.) terhadap paparan sulfur dioksida (SO2).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
II.
TINJ AUAN PUSTAKA
2.1 Tanaman Nusa Indah
Nusa Indah (Mussaenda philippica L) (Gambar1) merupakan tanaman
bukan asli dari indonesia. Asalnya dari Kongo dan termasuk tanaman perdu.
Tinggi batangnya mencapai 2-3 meter dengan banyak ranting, berdaun tunggal
namun rimbun, duduk daun berhadapan, bertangkai, dengan bentuk daun bulat
telur hingga lanset dan ujungnya runcing (Tabloid Nova, 2004).
Gambar 1. Tanaman Nusa Indah (Sumber : www.Plantamor.com)
Klasifikasi Nusa Indah
Kingdom : Plantea
Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh)
Super Divisi : Spermatophyta (Menghasilkan Biji)
Divisi : Magnoliophyta (Tumbuhan Berbunga)
Kelas : Magnoliopsida (Berkeping dua/ dikotil)
Sub kelas : Asteridae
5
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
6
Ordo : Rubiales
Famili : Rubiaceae (Suku kopi-kopian)
Genus : Mussaenda
Spesies : Mussaenda philippica L.
Sumber : (Plantamor, 2008).
2.2 Fungsi Tanaman Nusa Indah
Tanaman yang ditanam pada berbagai lokasi di perkotaan dimaksudkan
untuk menciptakan keseimbangan dan keserasian lingkungan fisik perkotaan
melalui kegiatan tanam menanam agar tercipta lingkungan perkotaan yang sehat,
indah dan nyaman (Peraturan Mentri Kehutanan, 2004). Sedangkan fungsi secara
teknis adalah untuk mengurangi dan menurunkan tingkat pencemaran udara,
dengan cara menyerap polutan (Carpenter, Walker dan Lanphear, 1975).
Tanaman Nusa Indah merupakan tanaman perdu yang memiliki banyak
ranting yang dapat meredam kebisingan, menjadi filter atau penyaring debu dan
dapat menguragi polusi udara di Perkotaan (Hermin, 2007).
2.3 Gas Sulfur Dioksida (SO2)
Sulfur adalah unsur dasar dari alam dan merupakan salah satu elemen yang
paling melimpah di kerak bumi. Seperti nitrogen, belerang merupakan komponen
penting dalam pertumbuhan semua makhluk hidup. Belerang atau sulfur adalah
unsur kimia yang memiliki nomor atom S dan simbol 16 (Eko, 2011). Sulfur
dioksida (SO2) merupakan oksida belerang yang tidak mudah terbakar, beraroma
tajam dan waktu tinggal di udara selama 4 hari (Suyitno, Dyah, Ratnawati, 2003).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
7
Sulphur atau belerang ini bentuk aslinya adalah padatan kristal kuning
(Gambar 2). Di alam bumi kita ini, sulphur dapat ditemukan sebagai unsur murni
atau sebagai sulfida dan mineral sulfat. Sulphur atau belerang ini adalah elemen
penting untuk kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino yaitu sistein dan
metionin, yang biasa di gunakan sebagai bahan komersial terutama dalam pupuk,
tetapi juga banyak digunakan dalam bubuk mesiu, korek api, insektisida dan
fungisida (Eko, 2011) .
Gambar 2. Kristal Sulfur Dioksida (SO2) (Sumber : www.indonetwork.co.id)
Diantara gas pencemar udara, sulfur dioksida (SO2) merupakan bahan
pencemar yang memberikan pengaruh paling merusak tanaman (Larcher, 1995).
Sulfur dioksida berasal dari industri-industri petrokimia, besi, logam, semen,
keramik, dan sebagainya. Oleh sebab itu SO2 merupakan pencemar utama
industri. Pada konsentrasi tinggi dapat menyebabkan nekrosis pada daun, baik
pada permukaan atas maupun permukaan bawah dan jaringan sekitar stomata
menjadi rusak. Jika keberadaan SO2 yang tinggi di udara berlangsung lama akan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
8
menimbulkan gejala klorosis yaitu perubahan warna daun dan pertumbuhan daun
bahkan produksi tanaman akan berkurang. Sebagai pencemar udara SO2
diperkirakan memiliki waktu tinggal dalam udara antara 2 sampai 4 hari dan
dalam waktu tinggal tersebut, SO2 dapat ditranportasikan sejauh 1000 km,
sehingga dapat dikatakan SO2 relatif stabil dalam atmosfer. Sehingga maslah
pencemaran SO2 menjadi masalah internasional (Taty, 2009).
Dalam atmosfer SO2 dapat bereaksi dengan titik-titik air, sehingga dapat
menghasilkan hujan asam, seperti ditunjukkan oleh reaksi berikut :
SO2 + H2O
SO3 + H2O
H2SO3 (Asam Sulfit)
H2SO4 (Asam Sulfat)
Perbandingan keberadaan konsentrasi SO2 dan H2SO4 diudara ini
dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain : (a) Jumlah uap air, (b) Waktu dan
lama keberadaan cemaran belerang, (c) Jumlah partikel/ unsur katalik, (d)
Intensitas cahaya matahari, dan (e) Jumlah emisi total SO2 dari semua sumber.
Faktor penghambat proses fotosintesis seringkali dihubungkan sebagai salah satu
pengaruh utama dari SO2 terhadarp tanaman dan kloroplast, karena kloroplast di
anggap sebagai tempat utama dari banyaknya gangguan yang disebabkan oleh
SO2 (Siregar, 2005).
Reaksi tumbuhan terhadap adanya bahan pencemar udara bermacam-macam
tergantung pada beberapa hal antara lain: (a) Spesies tanaman itu sendiri, (b)
Umur tanaman, (c) Keseimbangan nutrisi tanaman, (d) Kondisi tanah, (e) Suhu
udara, (f) Kelembaban, dan (g) Sinar matahari (Vallero, 2008). Selain itu
terjadinya reaksi tumbuhan bisa muncul karena terjadinya stress pada tanaman
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
9
tersebut, keracunan, atau gangguan dalam homeostatis (kemampuan mengatur dan
menjaga keseimbangan lingkungan internal).
2.4 Reaksi Tanaman Ter hadap Cekaman Gas SO 2
Menghadapi kondisi cekaman terhadap pencemaran udara, tanaman ada
yang bersifat sensitif ada pula yang toleran. Tanaman tergolong sensitif apabila
cekaman menyebabkan kerusakan atau kematian, dan tanaman tergolong toleran
jika tanaman mampu bertahan dan berkembang serta memberikan sumbangan
genetik kepada turunannya (Baker, 1987). Menurut (Levitt, 1980) tanaman yang
toleran adalah tanaman yang mampu mengurangi atau memperbaiki efek yang
menyebabkan kerusakan.
Toleransi tanaman terhadap polusi udara dinyatakan dengan suatu angka
index yang disebut sebagai Air Pollution Tolerance Index (APTI). APTI adalah
suatu angka yang menunjukkan tingkat toleransi tanaman terhadap polusi udara
(Dwivedi dan Sashi, 2007). Tingkat toleransi tanaman terhadap polutan
ditentukan oleh : (a) Kandungan klorofil (zat hijau daun), (b) Asam Askorbat, (c)
pH daun dan (d) Kadar air relatif (Nugrahani, Sukartiningrum, 2008).
Faktor penghambat proses fotosintesis seringkali dihubungkan sebagai salah
satu pengaruh utama dari SO2 terhadap tanaman dan kloroplast, karena kloroplast
di anggap sebagai tempat utama dari banyaknya gangguan yang disebabkan oleh
SO2. Daun yang dihadapkan pada SO2, umumnya menyebabkan turunnya fiksasi
CO2 yang cepat dan sekaligus mengganggu kerja fotosistem II (PS II), berisi pusat
reaksi P680 yang berarti bahwa fotosistem ini optimal menyerap cahaya pada
panjang gelombang 680 nm (Wikipedia/ Fotosintesis, 2012). Hasil akhir
fotosintesis akan menurun, yang ditunjukkan pada terhambatnya pertumbuhan.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
10
Stomata kloroplast umumnya mempunyai pH yang lebih besar dari 7 (mendekati
9 pada cahaya terang) dan dalam kondisi ini membentuk ion sulfit dengan
mengorbankan bisulfit ketika terjadi ionis sulfur dalam larutan, pengaruh SO2
terhadap pigmen fotosintesis sangat besar. Gas SO2 tidak berwarna tetapi dapat
menimbulkan bau yang sangat tajam dan tidak dapat terbakar di udara dengan SO3
yang tidak reaktif. Pengaruhnya terhadap daun adalah mengalami kerusakan akut
pada pinggir atau antar tulang daun, kerusakan ini disebabkan oleh penyerapan
gas pencemaran udara yang cukup untuk membunuh jaringan dalam waktu yang
relatif cepat. Total luasan daun (leaf area) dari suatu tanaman yang terkena
pencemaran udara akan mengalami penurunan karena terhambatnya laju
pertumbuhan dan perluasan daun serta meningkatnya jumlah daun yang gugur,
sehingga secara langsung maupun tidak langsung akan menurunkan hasil
fotosintesis (Siregar, 2005).
Sulfur dioksida bereaksi dengan air hujan membentuk asam dan
menurunkan pH air hujan (Hujan Asam). Dampak dari hujan asam ini antara lain,
mempengaruhi kualitas air permukaan, merusak tanaman, melarutkan logamlogam berat yang terdapat dalam tanah sehingga mempengaruhi kualitah air tanah
dan air permukaan. Hujan asam dapat menyebabkan pH air turun di bawah normal
sehingga ekosistem air terganggu.
Asam askorbat (ASA) merupakan antioksidan untuk sistem pertahanan
tanaman terhadap cekaman, temasuk cekaman akibat polutan atau kekeringan.
Pada tanaman nusa indah sebelum di beri perlakuan gas SO2 dan setelah di beri
perlakuan SO2 mengalami perubahan pada kadar asam askorbatnya (Meri, 2011).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
11
Tingkat toleransi tanaman terhadap pencemaran udara berbeda antar
spesies, tergantung kapasitas tanaman untuk bertahan terhadap pengaruh bahan
pencemar tanpa memperlihatkan kerusakan apapun (Shannigrahi, Fukushima dan
Sharman, 2004). Perbedaan tingkat toleransi antar spesies tanaman ini
ditunjukkan dengan nilai APTI yang berbeda pula antar spesies tanaman
(Udayana, 2004).
Usaha untuk mengetahui toleransi tanaman terhadap polusi udara, dilakukan
melalui pengukuran indeks ketahanan tanaman terhadap polusi udara. Angka
indeks ditentukan berdasarkan perhitungan angka APTI (Air Pollutant Tolerance
Index) dengan melakukan pengukuran terhadap jumlah kadar klorofil daun, ph
daun, kadar air daun, dan kadar asam askorbat daun. Data hasil pengukuran
kandungan asam askorbat daun, klorofil daun, pH dan kadar air daun
dipergunakan untuk menentukan nilai APTI (Nugrahani, Sukartiningrum, 2008).
sebagai berikut :
APTI = {A (T+P)+R } / 10
Dimana :
A = asam ascorbic (mg/g)
P = pH daun
T = total klorofil (mg/g)
R = kadar air daun (%)
Kriteria toleransi tanaman terhadap polusi udara diklasifikasikan menjadi
empat kelas (Tabel 1), meliputi : toleran, sedang, cukup dan sensitif (Zulkifli,
2011).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
12
Tabel 1. Kriteria Toleransi Tanaman Terhadap Polusi Udara
Nilai APTI
30-100
17-29
1-16
NUSA INDAH (Mussaenda philippica L.)
TERHADAP PAPARAN GAS SULFUR DIOKSIDA (SO 2)
SKRIPSI
Diajukan Oleh :
AGUSTA CHANDRA NIRWANA
NPM : 0725010049
J URUSAN AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
J AWA TIMUR
2012
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
RESPON FISIOLOGIS TANAMAN NUSA INDAH TERHADAP
PAPARAN GAS SULFUR DIOKSIDA (SO 2)
Disusun Oleh :
AGUSTA CHANDRA NIRWANA
NPM : 0725010049
Telah diper tahankan dihadapan dan diter ima oleh Tim Penguji Skr ipsi
J ur usan Agroteknologi Fakultas Per tanian
Univer sitas Pembangunan Nasional “Veter an” J awa Timur
PadaTanggal ...............................
Pembimbing :
1. Pembimbing Utama
Tim Penguji :
1. Ketua
Ir . Djarwatiningsih P.S. MP
2. Pembimbing Pendamping
Dr a. Endang T.P. MSI
Ir. Djar watiningsih P.S. MP
2 . Sekr etaris
Dra. Endang T.P. MSI
3 . Anggota
F. Der u Dewanti. SP.MP
4 . Anggota
Ir. Yonny Koentjor o. MM
Mengetahui :
Dekan Fakultas Per tanian
Dr. Ir. Ramdan Hidayat, MS
Ketua Pr ogdi Agroteknologi
Ir. Mulyadi. MS
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Telah dir evisi
Tanggal :...............2012
Pembimbing Utama
Ir. Djar watiningsih P.S. MP
Pembimbing Pendamping
Dra. Endang T.P. MSI
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmatNya,
penulis
dapat
menyelesaikan
Skripsi
dengan
judul
“RESPON
FISIOLOGIS TANAMAN NUSA INDAH TERHADAP PAPARAN GAS
SULFUR DIOKSIDA (SO 2)”.
Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat yang harus ditempuh untuk
memenuhi tugas pada program strata satu di Fakultas Pertanian Universitas
Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
Skripsi ini tidak akan selesai dengan baik tanpa adanya bantuan dari
berbagai pihak. Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada:
1. Papa, Mama dan seluruh Keluarga besar yang tidak ada henti-hentinya selalu
memberikan semangat untuk menyelesaikan Skripsi.
2. Ir. Djarwatiningsih P.S. MP dan Dra. Endang T.P. MSI Selaku Dosen
Pembimbing yang dengan segala perhatian, bimbingan dan kesabarannya telah
memberikan pengarahan hingga selesainya penulisan Skripsi ini dengan baik.
3. Ir. Pangesti Nugrahani, MSI selaku Dosen Pembimbing Lapangan yang
dengan segala perhatian, bimbingan dan kesabarannya telah memberikan
pengarahan hingga selesainya Skripsi.
4. Dr. Ir. Ramdan Hidayat, MS, Selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas
Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
5. Ir. Mulyadi, MS, Selaku Ketua Progdi Agroteknology Fakultas Pertanian
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
i
6. Terima kasih juga buat teman-teman di Fakultas Pertanian khususnya Jurusan
Agroteknology yang selalu memberikan semangat dan masukan untuk
menyelesaikan Skripsi.
Semoga Allah SWT berkenan memberikan balasan, limpahan, berkah,
rahmat dan karunia-Nya, Amin.
Penulis menyadari bahwa Skripsi ini masih jauh dari sempurna, untuk itu
penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun demi perbaikan
Skripsi ini. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Surabaya , Juny 2012
Penulis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
ii
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR .................................................................................. i
DAFTAR ISI ................................................................................................ iii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................... v
DAFTAR TABEL ........................................................................................ vi
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ vii
I.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ............................................................................. 1
1.2 Tujuan Penelitian ......................................................................... 3
1.3 Rumusan Masalah ........................................................................ 3
1.4 Hipotesis ...................................................................................... 4
1.5 Manfaat Penelitian ....................................................................... 4
II.
TINJ AUAN PUSTAKA
2.1 Tanaman Nusa Indah ................................................................... 5
2.2 Fungsi Tanaman Nusa Indah ........................................................ 6
2.3 Gas Sulfur Dioksida (SO2) ........................................................... 6
2.4 Reaksi Tanaman Terhadap Cekaman Gas SO2 ............................. 9
2.5 Proses Analisa Tanaman Nusa Indah ............................................ 12
2.5.1 Kadar Air Relatif .............................................................. 12
2.5.2 Klorofil Daun ................................................................... 14
2.5.3 pH (potential of Hydrogen) Daun ..................................... 14
2.5.4 Kadar Asam Askorbat ...................................................... 16
III.
BAHAN DAN METODE
3.1 Waktu dan Tempat ....................................................................... 17
3.2 Bahan Penelitian .......................................................................... 17
3.3 Peralatan Penelitian ..................................................................... 17
3.4 Metode Penelitian ........................................................................ 18
3.5 Persiapan ..................................................................................... 18
3.5.1 Tanaman Nusa Indah ......................................................... 18
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
iii
3.5.2 Pembuatan Gas SO2 ............................................................ 19
3.5.3 Analisa APTI ...................................................................... 19
3.6 Perlakuan .................................................................................... 20
3.6.1 Pemaparan Gas SO2 ............................................................ 20
3.7 Pengamatan ................................................................................. 20
3.7.1 Pengamatan Morfologi Daun .............................................. 20
3.7.2 Nilai APTI Setelah Pemaparan Gas SO2
Selama 30 Hari .................................................................... 21
3.7.3 Pengukuran Kadar Air Relatif ............................................. 21
3.7.4 Pengukuran Kadar Klorofil Total ........................................ 21
3.7.5 Pengukuran pH Ekstrak Daun ............................................. 22
3.7.6 Pengukuran Kadar Asam Askorbat ..................................... 22
3.7.7 Analisis Data ...................................................................... 23
3.8 Skema Kegiatan Penelitian .......................................................... 23
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Penelitian Skala Laboratorium
4.1.1 Klorofil Daun ..................................................................... 24
4.1.2 Asam Askorbat ................................................................... 26
4.1.3 Kadar Air ............................................................................ 27
4.1.4 pH Daun ............................................................................. 29
4.2 APTI (Air Pollutant Tolerance Index) .......................................... 30
4.3 Respon Daun Terhadap Gas SO2 .................................................. 31
V.
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan .................................................................................. 33
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................ 34
LAMPIRAN ....................................................................................... 38
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
iv
AGUSTA CHANDRA NIRWANA. NPM 0725010049. Respon Fisiologis
Tanaman Nusa Indah (Mussaenda philippica L.) Ter hadap Paparan Gas
Sulfur Dioksida (SO 2). Pembimbing Utama Djar watiningsih P.S. dan
Pembimbing Pendamping Endang T.P.
RINGKASAN
Penelitian ini pada dasarnya dilakukan untuk mengetahui respon fisiologis tanaman
hias khususnya tanaman Nusa Indah (Mussaenda philippica L.) terhadap paparan gas
sulfur dioksida (SO2). Sulfur adalah unsur dasar dari alam dan merupakan salah satu
elemen yang paling melimpah di kerak bumi. Seperti nitrogen, belerang
merupakan komponen penting dalam pertumbuhan semua makhluk hidup.
Diantara gas pencemar udara, sulfur dioksida (SO2) merupakan bahan pencemar
yang memberikan pengaruh paling merusak tanaman. Sulfur dioksida berasal dari
industri-industri petrokimia, besi, logam, semen, keramik, dan sebagainya. Oleh
sebab itu SO2 merupakan pencemar utama industri. Pada konsentrasi tinggi dapat
menyebabkan nekrosis pada daun, baik pada permukaan atas maupun permukaan
bawah dan jaringan sekitar stomata menjadi rusak. Jika keberadaan SO2 yang
tinggi di udara berlangsung lama akan menimbulkan gejala klorosis yaitu
perubahan warna daun dan pertumbuhan daun bahkan produksi tanaman akan
berkurang. Sebagai pencemar udara SO2 diperkirakan memiliki waktu tinggal
dalam udara antara 2 sampai 4 hari dan dalam waktu tinggal tersebut, SO2 dapat
ditranportasikan sejauh 1000 km, sehingga dapat dikatakan SO2 relatif stabil
dalam atmosfer. Sehingga maslah pencemaran SO2 menjadi masalah internasional.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh respon
fisiologis tanaman nusa indah (Mussaenda philippica L.) terhadap kombinasi
konsentrasi gas SO2 dengan waktu penyemprotan gas SO2. Penelitian
dilaksanakan di Green House, Laboratorium Tanah dan Laboratorium
Bioteknologi Fakultas Pertanian UPN “Veteran” Jatim Surabaya.
Bahan yang digunakan adalah bibit tanaman Nusa Indah (Mussaenda
philippica L) yang sudah berumur 2 bulan, berasal dari hasil stek sebanyak 30
bibit tanaman dan gas SO2. Bibit tanaman nusa indah di pelihara selama 30 hari di
dalam Green House, setelah itu mulai di perlakukan dengan dimasukkan kedalam
chamber yang berukuran 1m3, dengan di semprotkan gas SO2 dengan durasi
waktu 1 jam dengan konsentrasi dan waktu penyemprotan yg sudah di tentukan.
Penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan dua
faktor. Faktor pertama adalah konsentrasi gas SO2 meliputi : 4 ppm, 7 ppm, 10
ppm, dengan waktu penyemprotan setiap hari dan tiga hari sekali. Kombinasi
kedua faktor menghasilkan 6 kombinasi perlakuan dan setiap kombinasi perlakuan
diulang sebanyak 4 kali sehingga menghasilkan 24 satuan percobaan. Setiap
ulangan terdapat 4 tanaman contoh.
Hasil analisa nilai APTI, menunjukkan bahwa tanaman nusa indah pada
interval penyemprotan tiga kali sehari dengan konsentrasi 10 ppm lebih sensitif
terhadap paparan gas sulfur dioksida, sedangkan pada interval penyemprotan
setiap hari dengan konsentrasi 4 ppm lebih toleran terhadap gas sulfur dioksida.
Hal ini ditunjukkan dengan hasil perhitungan nila APTI (Air Pollutant Tolerance
Index) yang menunjukkan bahwa tanaman nusa indah tersebut termasuk toleran apa
tidak terhadap gas sulfur dioksida.
Terdapat interaksi nyata antara perlakuan konsentrasi gas SO2 terhadap
fisiololgis dan biokimia pada daun tanaman nusa indah. Pada perhitungan kadar
asam askorbat terjadi beda nyata pada BNT 5% baik sebelum penyemprotan dan
sesudah pemyemprotan gas sulfur dioksida.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
I.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan akan udara bersih bagi masyarakat, terutama yang tinggal di
perkotaan adalah sesuatu yang perlu diperjuangkan untuk didapatkan dan
diperbaiki kualitasnya, karena dengan meningkatnya pembangunan fisik di
perkotaan, meningkatnya jumlah kendaraan bermotor dan berkembangnya pusat
industri, kualitas udara telah mengalami perubahan. Perubahan lingkungan udara
pada umumnya disebabkan pencemaran udara, yaitu masuknya bahan pencemar,
berbentuk gas dan partikel kecil ke dalam udara.
Pencemaran udara sebagai akibat meningkatnya laju industrialisasi dan
urbanisasi ini menimbulkan berbagai dampak, dampak pencemaran udara dapat
terjadi pada tingkat upper ground, lokal, regional hingga global.
upper ground, lokal dan regional,
Pada tingkat
pencemaran udara memberikan dampak
terhadap kesehatan manusia, dampak terhadap tanaman, materi dan bangunan.
Pada tingkat global, pencemaran udara akan berdampak kepada terjadinya
pemanasan global dan perubahan iklim dunia.
Mitigasi (mengurangi dampak negatif) terhadap pencemaran udara pada
tingkat upper ground khususnya di perkotaan, dilakukan dengan menanam
berbagai tanaman lanskap. Tanaman lanskap perkotaan meliputi pohon, perdu,
semak dan penutup tanah. Tanaman semak hias mempunyai karakter kuat sebagai
ornamental plant atau tanaman hias oleh karena keragaman jenis bentuk dan
warna daun, bentuk dan warna bunga, serta sosok tanaman secara keseluruhan.
Tanaman yang ditanam pada berbagai lokasi di perkotaan dimaksudkan
untuk menciptakan keseimbangan dan keserasian lingkungan fisik perkotaan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
1
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2
melalui kegiatan tanam menanam agar tercipta lingkungan perkotaan yang sehat,
indah dan nyaman (Peraturan Mentri Kehutanan, 2004). Tanaman Nusa Indah
merupakan tanaman perdu yang memiliki banyak ranting yang dapat meredam
kebisingan, menjadi filter atau penyaring debu dan dapat menguragi polusi udara
di Perkotaan (Hermin, 2007).
Berbagai macam tumbuhan dapat ditemukan di taman kota, di pinggir jalan,
taman median jalan, di taman perumahan, dan tempat lainnya. Beberapa studi
menunjukkan bahwa tanaman lanskap dan ornamental plant yang ditanam
sepanjang jalur jalan utama dari wilayah pinggir kota sampai dengan pusat kota
memperlihatkan gejala gangguan terhadap pertumbuhan dan beberapa aspek
fisiologis (Howe and Woltz, 1981). Efek pencemar terhadap tumbuhan ada yang
bersifat kerusakan morfologis, namun ada juga yang bersifat gangguan fisiologis
(Larcher, 1995).
Gas sulfur dioksida (SO2) adalah gas yang tidak berbau bila berada pada
konsentrasi rendah tetapi akan memberikan bau yang tajam pada konsentrasi yang
tinggi. Sulfur dioksida berasal dari pembakaran bahan bakar fosil, seperti minyak
bumi dan batubara (Bidang Pengkajian Ozon dan Polusi Udara, 2000).
Gas sulfur dioksida (SO2) bukan termasuk golongan klorofluorokarbon
(CFC) baik CFC-11(CFCl2) maupun CFC-12 (CF2Cl2) yang menyebabkan
menipisnya lapisan ozon. Gas ini banyak dipergunakan dalam industri untuk
pendingin yang lebih dikenal dengan istilah freon (Graedel and Crutzen, 1990,
dan Sebaztian, 2010). Sulfur dioksida juga berbahaya bagi tanaman, adanya gas
ini pada konsentrasi tinggi dapat membunuh jaringan
pada daun sehingga
pinggiran daun dan daerah diantara tulang-tulang daun menjadi rusak, karena SO2
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3
menyebabkan terjadinya klorosis (Rusaknya kloroplas), kerusakan tanaman ini
akan diperparah dengan kenaikan kelembaban udara, SO2 diudara akan berubah
menjadi asam sulfat (Siregar, 2005). Oleh karena itu, didaerah dengan adanya
pencemaran SO2 yang cukup tinggi, tanaman akan rusak oleh aerosol asam sulfat.
Kerusakan juga dialami oleh bangunan yang bahan-bahannya seperti batu kapur,
batu pualam, dolomit akan dirusak oleh SO2 dari udara. Efek dari kerusakan ini
akan tampak pada penampilannya, integritas struktur, dan umur dari gedung
tersebut (Taty, 2009).
Gas sulfur dioksida (SO2) tidak berbahaya apabila dalam konsetrasi yang
rendah, gas sulfur dioksida (SO2) memiliki manfaat positif bagi tumbuhan,
belerang sangat penting untuk memperbaiki nitrogen nodul pada kacangkacangan, dan diperlukan dalam pembentukan klorofil. Tanaman menggunakan
sulfur dalam proses memproduksi protein, asam amino, enzim dan vitamin. Sulfur
juga membantu ketahanan tanaman terhadap penyakit, membantu dalam
pertumbuhan, dan dalam pembentukan benih (Van d’Rhys, 2009).
1.2 Tujuan Penelitian
Mengukur lebih rinci tingkat toleransi tanaman Nusa Indah (Mussaenda
philippica L.) sebagai tanaman lanskap perkotaan terhadap paparan gas SO2.
1.3 Rumusan Masalah
Bagaimana reaksi tanaman (Mussaenda philippica L.) terhadap paparan gas
SO2 pada rentang konsentrasi 4, 7, 10 ppm dengan durasi paparan antara setiap
hari dan tiga hari sekali, ditinjau dari kerusakan
morfologis, fisiologis dan
biokimia pada daun.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4
1.4 Hipotesis
Gas sulfur dioksida yang disemprotkan ke dalam chamber dengan
konsentrasi tinggi dan durasi penyemprotannya setiap hari akan menghambat laju
metabolisme daun lebih cepat jika dibandingkan dengan penyemprotan tiga hari
sekali.
1.5 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu
pengetahuan dibidang tanaman landskap khususnya respon fisiologis tanaman
nusa indah (Mussaenda philippica L.) terhadap paparan sulfur dioksida (SO2).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
II.
TINJ AUAN PUSTAKA
2.1 Tanaman Nusa Indah
Nusa Indah (Mussaenda philippica L) (Gambar1) merupakan tanaman
bukan asli dari indonesia. Asalnya dari Kongo dan termasuk tanaman perdu.
Tinggi batangnya mencapai 2-3 meter dengan banyak ranting, berdaun tunggal
namun rimbun, duduk daun berhadapan, bertangkai, dengan bentuk daun bulat
telur hingga lanset dan ujungnya runcing (Tabloid Nova, 2004).
Gambar 1. Tanaman Nusa Indah (Sumber : www.Plantamor.com)
Klasifikasi Nusa Indah
Kingdom : Plantea
Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh)
Super Divisi : Spermatophyta (Menghasilkan Biji)
Divisi : Magnoliophyta (Tumbuhan Berbunga)
Kelas : Magnoliopsida (Berkeping dua/ dikotil)
Sub kelas : Asteridae
5
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
6
Ordo : Rubiales
Famili : Rubiaceae (Suku kopi-kopian)
Genus : Mussaenda
Spesies : Mussaenda philippica L.
Sumber : (Plantamor, 2008).
2.2 Fungsi Tanaman Nusa Indah
Tanaman yang ditanam pada berbagai lokasi di perkotaan dimaksudkan
untuk menciptakan keseimbangan dan keserasian lingkungan fisik perkotaan
melalui kegiatan tanam menanam agar tercipta lingkungan perkotaan yang sehat,
indah dan nyaman (Peraturan Mentri Kehutanan, 2004). Sedangkan fungsi secara
teknis adalah untuk mengurangi dan menurunkan tingkat pencemaran udara,
dengan cara menyerap polutan (Carpenter, Walker dan Lanphear, 1975).
Tanaman Nusa Indah merupakan tanaman perdu yang memiliki banyak
ranting yang dapat meredam kebisingan, menjadi filter atau penyaring debu dan
dapat menguragi polusi udara di Perkotaan (Hermin, 2007).
2.3 Gas Sulfur Dioksida (SO2)
Sulfur adalah unsur dasar dari alam dan merupakan salah satu elemen yang
paling melimpah di kerak bumi. Seperti nitrogen, belerang merupakan komponen
penting dalam pertumbuhan semua makhluk hidup. Belerang atau sulfur adalah
unsur kimia yang memiliki nomor atom S dan simbol 16 (Eko, 2011). Sulfur
dioksida (SO2) merupakan oksida belerang yang tidak mudah terbakar, beraroma
tajam dan waktu tinggal di udara selama 4 hari (Suyitno, Dyah, Ratnawati, 2003).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
7
Sulphur atau belerang ini bentuk aslinya adalah padatan kristal kuning
(Gambar 2). Di alam bumi kita ini, sulphur dapat ditemukan sebagai unsur murni
atau sebagai sulfida dan mineral sulfat. Sulphur atau belerang ini adalah elemen
penting untuk kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino yaitu sistein dan
metionin, yang biasa di gunakan sebagai bahan komersial terutama dalam pupuk,
tetapi juga banyak digunakan dalam bubuk mesiu, korek api, insektisida dan
fungisida (Eko, 2011) .
Gambar 2. Kristal Sulfur Dioksida (SO2) (Sumber : www.indonetwork.co.id)
Diantara gas pencemar udara, sulfur dioksida (SO2) merupakan bahan
pencemar yang memberikan pengaruh paling merusak tanaman (Larcher, 1995).
Sulfur dioksida berasal dari industri-industri petrokimia, besi, logam, semen,
keramik, dan sebagainya. Oleh sebab itu SO2 merupakan pencemar utama
industri. Pada konsentrasi tinggi dapat menyebabkan nekrosis pada daun, baik
pada permukaan atas maupun permukaan bawah dan jaringan sekitar stomata
menjadi rusak. Jika keberadaan SO2 yang tinggi di udara berlangsung lama akan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
8
menimbulkan gejala klorosis yaitu perubahan warna daun dan pertumbuhan daun
bahkan produksi tanaman akan berkurang. Sebagai pencemar udara SO2
diperkirakan memiliki waktu tinggal dalam udara antara 2 sampai 4 hari dan
dalam waktu tinggal tersebut, SO2 dapat ditranportasikan sejauh 1000 km,
sehingga dapat dikatakan SO2 relatif stabil dalam atmosfer. Sehingga maslah
pencemaran SO2 menjadi masalah internasional (Taty, 2009).
Dalam atmosfer SO2 dapat bereaksi dengan titik-titik air, sehingga dapat
menghasilkan hujan asam, seperti ditunjukkan oleh reaksi berikut :
SO2 + H2O
SO3 + H2O
H2SO3 (Asam Sulfit)
H2SO4 (Asam Sulfat)
Perbandingan keberadaan konsentrasi SO2 dan H2SO4 diudara ini
dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain : (a) Jumlah uap air, (b) Waktu dan
lama keberadaan cemaran belerang, (c) Jumlah partikel/ unsur katalik, (d)
Intensitas cahaya matahari, dan (e) Jumlah emisi total SO2 dari semua sumber.
Faktor penghambat proses fotosintesis seringkali dihubungkan sebagai salah satu
pengaruh utama dari SO2 terhadarp tanaman dan kloroplast, karena kloroplast di
anggap sebagai tempat utama dari banyaknya gangguan yang disebabkan oleh
SO2 (Siregar, 2005).
Reaksi tumbuhan terhadap adanya bahan pencemar udara bermacam-macam
tergantung pada beberapa hal antara lain: (a) Spesies tanaman itu sendiri, (b)
Umur tanaman, (c) Keseimbangan nutrisi tanaman, (d) Kondisi tanah, (e) Suhu
udara, (f) Kelembaban, dan (g) Sinar matahari (Vallero, 2008). Selain itu
terjadinya reaksi tumbuhan bisa muncul karena terjadinya stress pada tanaman
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
9
tersebut, keracunan, atau gangguan dalam homeostatis (kemampuan mengatur dan
menjaga keseimbangan lingkungan internal).
2.4 Reaksi Tanaman Ter hadap Cekaman Gas SO 2
Menghadapi kondisi cekaman terhadap pencemaran udara, tanaman ada
yang bersifat sensitif ada pula yang toleran. Tanaman tergolong sensitif apabila
cekaman menyebabkan kerusakan atau kematian, dan tanaman tergolong toleran
jika tanaman mampu bertahan dan berkembang serta memberikan sumbangan
genetik kepada turunannya (Baker, 1987). Menurut (Levitt, 1980) tanaman yang
toleran adalah tanaman yang mampu mengurangi atau memperbaiki efek yang
menyebabkan kerusakan.
Toleransi tanaman terhadap polusi udara dinyatakan dengan suatu angka
index yang disebut sebagai Air Pollution Tolerance Index (APTI). APTI adalah
suatu angka yang menunjukkan tingkat toleransi tanaman terhadap polusi udara
(Dwivedi dan Sashi, 2007). Tingkat toleransi tanaman terhadap polutan
ditentukan oleh : (a) Kandungan klorofil (zat hijau daun), (b) Asam Askorbat, (c)
pH daun dan (d) Kadar air relatif (Nugrahani, Sukartiningrum, 2008).
Faktor penghambat proses fotosintesis seringkali dihubungkan sebagai salah
satu pengaruh utama dari SO2 terhadap tanaman dan kloroplast, karena kloroplast
di anggap sebagai tempat utama dari banyaknya gangguan yang disebabkan oleh
SO2. Daun yang dihadapkan pada SO2, umumnya menyebabkan turunnya fiksasi
CO2 yang cepat dan sekaligus mengganggu kerja fotosistem II (PS II), berisi pusat
reaksi P680 yang berarti bahwa fotosistem ini optimal menyerap cahaya pada
panjang gelombang 680 nm (Wikipedia/ Fotosintesis, 2012). Hasil akhir
fotosintesis akan menurun, yang ditunjukkan pada terhambatnya pertumbuhan.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
10
Stomata kloroplast umumnya mempunyai pH yang lebih besar dari 7 (mendekati
9 pada cahaya terang) dan dalam kondisi ini membentuk ion sulfit dengan
mengorbankan bisulfit ketika terjadi ionis sulfur dalam larutan, pengaruh SO2
terhadap pigmen fotosintesis sangat besar. Gas SO2 tidak berwarna tetapi dapat
menimbulkan bau yang sangat tajam dan tidak dapat terbakar di udara dengan SO3
yang tidak reaktif. Pengaruhnya terhadap daun adalah mengalami kerusakan akut
pada pinggir atau antar tulang daun, kerusakan ini disebabkan oleh penyerapan
gas pencemaran udara yang cukup untuk membunuh jaringan dalam waktu yang
relatif cepat. Total luasan daun (leaf area) dari suatu tanaman yang terkena
pencemaran udara akan mengalami penurunan karena terhambatnya laju
pertumbuhan dan perluasan daun serta meningkatnya jumlah daun yang gugur,
sehingga secara langsung maupun tidak langsung akan menurunkan hasil
fotosintesis (Siregar, 2005).
Sulfur dioksida bereaksi dengan air hujan membentuk asam dan
menurunkan pH air hujan (Hujan Asam). Dampak dari hujan asam ini antara lain,
mempengaruhi kualitas air permukaan, merusak tanaman, melarutkan logamlogam berat yang terdapat dalam tanah sehingga mempengaruhi kualitah air tanah
dan air permukaan. Hujan asam dapat menyebabkan pH air turun di bawah normal
sehingga ekosistem air terganggu.
Asam askorbat (ASA) merupakan antioksidan untuk sistem pertahanan
tanaman terhadap cekaman, temasuk cekaman akibat polutan atau kekeringan.
Pada tanaman nusa indah sebelum di beri perlakuan gas SO2 dan setelah di beri
perlakuan SO2 mengalami perubahan pada kadar asam askorbatnya (Meri, 2011).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
11
Tingkat toleransi tanaman terhadap pencemaran udara berbeda antar
spesies, tergantung kapasitas tanaman untuk bertahan terhadap pengaruh bahan
pencemar tanpa memperlihatkan kerusakan apapun (Shannigrahi, Fukushima dan
Sharman, 2004). Perbedaan tingkat toleransi antar spesies tanaman ini
ditunjukkan dengan nilai APTI yang berbeda pula antar spesies tanaman
(Udayana, 2004).
Usaha untuk mengetahui toleransi tanaman terhadap polusi udara, dilakukan
melalui pengukuran indeks ketahanan tanaman terhadap polusi udara. Angka
indeks ditentukan berdasarkan perhitungan angka APTI (Air Pollutant Tolerance
Index) dengan melakukan pengukuran terhadap jumlah kadar klorofil daun, ph
daun, kadar air daun, dan kadar asam askorbat daun. Data hasil pengukuran
kandungan asam askorbat daun, klorofil daun, pH dan kadar air daun
dipergunakan untuk menentukan nilai APTI (Nugrahani, Sukartiningrum, 2008).
sebagai berikut :
APTI = {A (T+P)+R } / 10
Dimana :
A = asam ascorbic (mg/g)
P = pH daun
T = total klorofil (mg/g)
R = kadar air daun (%)
Kriteria toleransi tanaman terhadap polusi udara diklasifikasikan menjadi
empat kelas (Tabel 1), meliputi : toleran, sedang, cukup dan sensitif (Zulkifli,
2011).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
12
Tabel 1. Kriteria Toleransi Tanaman Terhadap Polusi Udara
Nilai APTI
30-100
17-29
1-16