HASIL DAN PEMBAHASAN Pertumbuhan Tunas dan Anakan Hidromakrofita Lokal di Kolam Fitoremediasi
PRODUKTIVITAS DAN PERTUMBUHAN BEBERAPA HIDROMAKROFITA LOKAL
TERGENANG DI KOLAM FITOREMEDIASI DI DESA SENGGURUH, KECAMATAN KEPANJEN,
KABUPATEN MALANG
Anak Agung Ayu, Endang Arisoesilaningsih Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya, Malang ayuputriindra@gmail.com
ABSTRAK
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pertumbuhan dan produktivitas beberapahidromakrofita lokal (Acorus calamus L., Colocasia esculenta L., Cyperus alternatifolius L., Equisetum
debile Roxb., Fimbristylis globulosa (Retz), Ipomoea aquatica (Forsk), Ipomoea crassicaulis Rob., Scirpus
grossus (L.F), Typha angustifolia L. dan Vetiveria zizanioides L.) yang ditanam pada polibag dan
tergenang air di kolam fitoremediasi dibandingkan rumput liar eksotik Panicum repens L. Pengamatan
adanya tunas dan anakan serta pemangkasan hidromakrofita lokal dilakukan 1 bulan sekali.
Pemangkasan digunakan untuk mengamati produktivitas tanaman. Analisis data pertumbuhan dan
produktivitas menggunakan Ms. Excel 2007 dan PAST. Pertumbuhan tunas dan anakan bervariasi antar
spesies. Selain I. aquatica dan P. repens, tanaman yang pertumbuhannya tinggi adalah pada S. grossus, T.
angustifolia, dan I. crasicaulis. Spesies dengan pertumbuhan sedang adalah F. globulosa, A. calamus, E.
debile, dan C. esculenta. Pertumbuhan paling rendah dijumpai pada C. alternatifolius dan V. zizanoides.
Produktivitas pangkasan hidromakrofita lokal yang paling tinggi adalah S. grossus, T. angustifolia, I.
crasicaulis, P. repens, dan I. aquatica. Tanaman F. globulosa memiliki produktivitas sedang, sedangkan
V. zizanoides, A. calamus, C. alternatifolius, C. esculenta dan E. debile memiliki produktivitas rendah.Kata Kunci : Hidromakrofita, kolam fitoremediasi, pertumbuhan, produktivitas
ABSTRACT
This study aimed to determine the growth and productivity of several local hydromacrophytessuch as Acorus calamus L., Colocasia esculenta L., Cyperus alternatifolius L., Equisetum debile Roxb.,
Fimbristylis globulosa (Retz), Ipomoea aquatica (Forsk), Ipomoea crassicaulis Rob., Scirpus grossus (L.F),
Typha angustifolia L. and Vetiveria zizanioides L. All species were planted in polybag as emergent plants
in phytoremediation pond comparing to exotic wild grass Panicum repens L. Plant growth were observed
based on presence of shoot and tillers, while trimming was done once a month to measure their
productivity. All data were analyzed using Ms. Excel 2007 and PAST program. Presence of shoot and
tillers varied among species. The highest plant growth were observed in I. aquatica, P. repens, S. grossus,
T. angustifolia and I. crasicaulis. Besides that, the medium plant growth were found in F. globulosa, A.
calamus, E. debile and C. esculenta, while C. alternatifolius and V. zizanoides showed the lowest growth.
Furthermore S. grossus, T. angustifolia, I. crasicaulis, P. repens, and I. aquatica showed the highest
trimming productivity, followed by F. globulosa that showed a medium productivity. Otherwise, the
lowest were V. zizanoides, A. calamus, C. alternatifolius and C. esculenta.Keyword : Phytoremediation pond, growth, hydromacrophytes, productivity PENDAHULUAN syarat sebagai air irigasi sawah padi organik.
Selama ini petani menanam enceng gondok di Air merupakan salah satu faktor penentu dalam sekitar sawah petani. Namun, enceng gondok proses produksi pertanian. Adanya berbagai residu (Eichornia crassipes) merupakan spesies eksotik pupuk dan jenis bahan organik yang digunakan invasif yang menyebabkan proses pendangkalan di untuk meningkatkan produksi pertanian waduk dan sungai, sehingga dapat memperlambat mengakibatkan tercemarnya sumber irigasi bagi pengaliran air ke sawah organik dan kadar nutrisi pertanian organik. Selanjutnya, penggunaan dalam air berkurang [5]. Untuk itu, telah dilakukan pestisida sintetik dalam rangka meningkatkan fitoremediasi di saluran irigasi dengan beragam produksi pangan menimbulkan dampak negatif hidromakrofita sepanjang 375 m. Fitoremediasi pada lingkungan [1]. berhasil meningkatkan kualitas air irigasi dari Air irigasi pertanian sawah padi organik di tercemar sedang menjadi tercemar ringan [4].
Desa Sengguruh, Kecamatan Kepanjen, Kabupaten Kendala yang dihadapi adalah kerusakan saluran Malang, Jawa Timur berasal dari air sungai yang irigasi tersier oleh petani saat panen dan peternak tercemar bahan organik dan belum memenuhi bebek pasca panen.
F. globulosa, C. esculenta, I. aquatica, C. alternatifolius) karena ukuran tanaman
Excel . Produktivitas ditentukan berat kering
Beberapa tumbuhan riparian dapat beradaptasi di lahan basah sebagai emergent hydromacrophytes, beberapa hidromakrofita seperti Equisetum
Pada bagian ke 2 ditanami dengan tanaman hidromakrofita (I. aquatica, A. calamus, E. debile,
, T. angustifolia, S. grossus) yang ukurannya tinggi mencapai kedalaman 1 m atau mengapung.
aquatica, I. crasicaulis
Rancangan kolam fitoremediasi dibagi menjadi dua bagian, masing-masing bagian ditanami hidromakrofita berbeda. Pada bagian pertama ditanami tanaman hidromakrofita (I.
Pertumbuhan hidromakrofita lokal ditentukan berdasarkan tiap bulan ada tidaknya anakan dan tunas di setiap polibag selama 5 bulan. Data ditabulasi dan kompilasi menggunakan Ms.
pangkasan dibagi dengan luas 0,3 x 0,4 m 2 dikalikan waktu 1 bulan. Sementara itu, pengelompokan profil pertumbuhan dan produktivitas dianalisis cluster dan biplot menggunakan PAST.
repens tumbuh liar dan terapung di antara I. aquatica.
tersebut dibandingkan dengan rumput liar eksotis yang tumbuh di sekitar sawah yaitu Panicum repens L.
grossus (L.F), Typha angustifolia L., dan Vetiveria zyzanioides L.). Pertumbuhan hidromakrofita lokal
(Forsk)., Ipomoea crassicaulis Rob Scirpus
calamus L., Colocasia esculenta L., Cyperus alternatifolius L., Equisetum debile Roxb., Fimbristylis globulosa (Retz)., Ipomoea aquatica
dan Lmynocharis flava baik yang ditumbuhkan secara monokultur dan polikultur mampu mereduksi nitrat lebih dari 99 % setelah 12 hari inkubasi serta mereduksi fosfat terlarut lebih dari 90 % setelah 15 hari inkubasi [11]. Akan tetapi belum diketahui potensinya sebagai tumbuhan yang hidup tergenang di kolam fitoremediasi. Oleh karena itu, penelitian tentang pertumbuhan dan produktivitas beberapa tumbuhan air perlu dilakukan untuk mengolah air irigasi dalam bentuk kolam penampungan dengan menanam hidromakrofita lokal sebagai fitoremediator (Acorus
ramosissium, Typha angustifolia, Scirpus grossus,
hidromakrofita kurang lebih 0,5 m mengikuti kedalaman kolam. Tanaman I. aquatica ada di setiap plot, karena tumbuh terapung. Tanaman P.
METODE PENELITIAN
Hidromakrofita yang diperoleh dari lahan- lahan sekitar pertanian, lahan kosong di sekitar komplek perumahan, ditanam di dalam polibag ukuran diameter 30 cm dengan luas 0,12 m 2 berisi media tanam menggunakan tanah liat. Hidromakrofita lokal yang ditanam di kolam fitoremediasi memiliki jumlah yang berbeda.
Gambar 1. Lokasi penelitian di Desa Sengguruh Kecamatan Kepanjen, Kabupaten Malang
Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Mei 2013- Juni 2014. Percobaan bertempat di Kolam Fitoremediasi Pertanian Organik Desa Sengguruh Kecamatan Kepanjen, Kabupaten Malang dari Agustus hingga Desember 2013. Analisis biomassa dilakukan di Laboratorium Ekologi dan Diversitas Hewan, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya.
HASIL DAN PEMBAHASAN Pertumbuhan Tunas dan Anakan Hidromakrofita Lokal di Kolam Fitoremediasi
Sepuluh hidromakrofita yang diamati pada 57
- – 159 hst menunjukkan variasi pertumbuhan tunas dan anakan sesuai karakter spesies. Selain I.
aquatica yang tumbuh terapung, tanaman emergent T. angustifolia, S. grossus, dan I. crassicaulis
menunjukkan pertumbuhan tunas dan anakan yang baik.
Gambar 2. Persentase hidromakrofita lokal yang menunjukkan pertumbuhan tunas.
Keterangan: Ac (Acorus calamus), Ce (Colocasia esculenta), Ca (Cyperus alternatifolius), Ed (Equisetum debile), Fg (Fimbristylis globulosa) , Ic (Ipomoea crassicaulis), Sg (Scirpus grossus), Ta 75 89 79 16 80 55 100 89 91 68 95 80 95 90 50 100 89 91 100 89 91 100 89 100 79 95 40 40 45
100 200 300 400 500
Ta Sg Ic * Fg Ac Ed Ce Ca Vz % T a n a m a n m e m il iki t u n a s Hidromakrofita 159 hst 133 hst 117 hst 89 hst 57 hst
- diamati sebanyak empat kali.
Hidromakrofita 159 hst 133 hst 117 hst 89 hst 57 hst 98 86 17 76 80 55 35 98 83 74 83 40 80 70 70 50 100 86 87 100 86 91 100 86 91 98 76 40 40 45 100 200 300 400 500 600
- diamati selama tiga kali.
yang ditanam di kolam fitoremediasi belum dapat dipangkas dan diketahui produktivitasnya karena pertumbuhan belum cukup baik, tanaman layak dipangkas umur 89 hst. 5000 10000 15000 20000 25000 Ta Sg Ic Fg Ac Ed Ce Ca Vz Ia * Pr * P ro d u k ti v it a s (g ra m /m ) 2 /b u la n
C. esculenta, dan E. debile. Pada 57 hst, 11 spesies
spesies F. globulosa. Produktivitas rendah yaitu spesies V. zizanoides, A. calamus, C. alternatifolius,
angustifolia, I. crasicaulis, I. aquatica, dan P. repens (Gambar 4). Produktivitas sedang yaitu
Produktivitas pangkasan paling tinggi diamati berturut-turut pada S. grossus, T.
Keterangan: Ac (Acorus calamus), Ce (Colocasia esculenta), Ca (Cyperus alternatifolius), Ed (Equisetum debile), Fg (Fimbristylis globulosa) , Ic (Ipomoea crassicaulis), Sg (Scirpus grossus), Ta (Typha angustifolia) , dan Vz (Vetiveria zyzanioides).
4. Produktivitas pangkasan beberapa hidromakrofita lokal.
Gambar
Sebelas hidromakrofita lokal yang ditanam di kolam fitoremediasi hingga 159 hst menunjukkan variasi produktivitas. Produktivitas ditentukan dari biomassa pemangkasan tanaman air. Selain untuk meningkatkan jumlah cabang produktif, pemangkasan berguna untuk meningkatkan kapasitas penyerapan nutrisi dan fitoremediasi [ ]. Pada prinsipnya pemangkasan pucuk akan merangsang tumbuhnya tunas lebih banyak [10], agar sinar matahari dapat menyinari seluruh bagian tanaman, sehingga proses fotosintesis dapat berlangsung lebih baik [2].
Produktivitas Hidromakrofita Lokal di Kolam Fitoremediasi
ukuran tanaman kecil dan terendam, sehingga tanaman tidak dapat tumbuh dengan baik bahkan membusuk seperti yang dialami C. alternatifolius. Tanaman C. alternatifolius dan V. zizanoides memiliki pertumbuhan anakan yang sangat rendah karena kedua tanaman tersebut mengalami kematian pada hampir seluruh bagian tanaman.
esculenta. Pertumbuhan yang rendah ini disebabkan
Pertumbuhan anakan lebih rendah diamati pada F. globulosa , A. calamus, E. debile, dan C.
crassicaulis memiliki pertumbuhan anakan yang paling tinggi hal ini menunjukkan bahwa T. angustifolia, S. grossus dan I. crassicaulis dapat
beradaptasi dengan baik di kolam fitoremediasi meskipun air kolam berasal dari air sungai yang mengandung bahan organik tercemar nitrat, fosfat, dan amonium. Hidromakrofita ini dapat memanfaatkan nitrat dan fosfat dalam air maupun ion-ion terlarut di tanah yang secara tidak langsung akan dimanfaatkan untuk pertumbuhan dan perkembangan sel [6].
Tanaman T. angustifolia, S. grossus, dan I.
Keterangan: Ac (Acorus calamus), Ce (Colocasia esculenta), Ca (Cyperus alternatifolius) , Ed (Equisetum debile), Fg (Fimbristylis globulosa) , Ic (Ipomoea crassicaulis), Sg (Scirpus grossus), Ta (Typha angustifolia) , dan Vz (Vetiveria zyzanioides). * diamati selama empat kali.
Gambar 3. Persentase hidromakrofita lokal yang menunjukkan pertumbuhan anakan.
dan V. zizanoides (0-70 % populasi) (Gambar 3). Anakan menggambarkan bagian tanaman yang tumbuh dari batang, berasal dari tunas yang membentuk individu baru ( Rukmana, 1995).
A.calamus,
anakan pada sebagian besar atau seluruh populasi (74-100 %). Pertumbuhan anakan sedang diamati pada F. globulosa, E. debile dan C. esculenta (17- 98 % populasi). Sedangkan, pertumbuhan anakan yang paling rendah pada C. alternatifolius,
crasicaulis. Ketiganya memiliki pertumbuhan
Pertumbuhan anakan yang paling tinggi dijumpai pada T. angustifolia, S. grossus dan I.
pertumbuhan tunas sangat bervariasi (0-90 % populasi) (Gambar 2).
alternatifolius dan V. zizanoides memiliki
tunas pada sebagian besar atau seluruh populasi (75-100 %). Pertumbuhan tunas lebih rendah diamati pada F. globulosa, A. calamus, E. debile, dan C. esculenta (16-95 % populasi). Sebaliknya C.
grossus , dan I. crasicaulis memiliki pertumbuhan
Hidromakrofita lokal seperti T. angustifolia, S.
(Typha angustifolia) , dan Vz (Vetiveria zyzanioides).
Ta Sg Ic * Fg Ac Ed Ce Ca Vz % T a n a m a n m e m il iki a n a ka n Hidromakrofita 159 hst 133 hst 117 hst 89 hst 57 hst Produktivitas S. grossus paling tinggi pertumbuhan tunas dan anakan serta dibandingkan dari hidromakrofita lain, sehingga, S. produktivitasnya tinggi. Kelompok kedua dan
grossus dapat direkomendasikan sebagai kelompok ketiga I. aquatica. Kelompok ke empat
hidromakrofita yang dapat tumbuh baik di kolam
F. globulosa dan I. crasicaulis pertumbuhan
fitoremediasi yang sumber air irigasinya berasal anakan, tunas dan produktivitas sedang. Kelompok dari bahan organik (ammonium, nitrat, fosfat). klima C. alternatifolius, V. zizanoides, A. calamus, Hidromakrofita seperti S. grossus dan Lymnocharis
E. debile dan C. esculenta tergolong dengan flava memiliki potensi yang sama untuk kelompok hidromakrofita yang pertumbuhan tunas
mengurangi nitrat dan ortofosfat tingkat sampai 90 dan anakan serta produktivitasnya rendah. % setelah enam hari inkubasi [8]. Kelompok keenam S. grossus memiliki
Typha angustifolia merupakan tanaman yang pertumbuhan anakan, tunas, dan produktivitas yang
mempunyai tingkat toleransi tinggi terhadap bahan paling tinggi nilainya.pencemar limbah. Hal ini sesuai dengan a r g a z c d e g karakteristik tanaman yang memiliki daerah T P Ia F Ic C V A E C S perakaran yang lebat serta berperan dalam proses 600 perombakan bahan pencemar organik limbah.
Tanaman dapat mendegradasi pencemar organik 1200 melalui rhizofiltration sehingga terjadi penyerapan 1800 bahan pencemar limbah cair oleh akar tanaman. 2400 Selain itu T. angustifolia mempunyai kemampuan 3000 ta nc e mengakumulasi bahan pencemar limbah cair D is dengan mekanisme phytoextraction [9]. 3600 Hidromakrofita lokal yang tumbuh terapung I. 4200
aquatica, dan P. repens memiliki produktivitas
4800
yang tinggi. Pada pengamatan (177 hst, 133 hst, dan 159 hst) walaupun kondisi kolam banjir, 5400
Gambar
5. Pengelompokan pertumbuhan dan
produktivitas keduanya tidak terpengaruh dan tahan 6000
produktivitas hidromakrofita di kolam
pangkasan. Penelitian [7] menyebutkan bahwa fitoremediasi. pengolahan lahan basah yang disinergikan dengan budidaya tanaman mendong (F. globulosa) cukup efektif diaplikasikan pada pengolahan limbah cair 1.8 industri.
Tiga spesies yang lain produktivitasnya 1.5 rendah yaitu V. zizanoides, C. esculenta,dan C. 1.2 Sg
alternatifolius kurang mampu beradaptasi sebagai Produktivitas
tumbuhan tergenang air. Tanaman C. esculenta 2 t 0.9 hanya dapat diamati pada 117 hst memiliki o n e n 0.6 produktivitas sangat rendah dikarenakan C. o Vz m p
esculenta berukuran kecil dan pendek sehingga
C
Ca 0.3mudah terendam air kolam yang menyebabkan Fg tanaman mati dan membusuk. Tinggi tanaman E. -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 Ce Ac 0.5 1.0 1.5 2.0 Ia 2.5 di kolam fitoremediasi ± 50 cm batas
debile Ed -0.3 Pr
permukaan air agar tanaman tidak tergenang ± 30 -0.6 Ic Tunas Anakan Ta cm sehingga pucuk atau tunas tanaman E.debile tetap kering.
- -0.9 Component 1
Pengelompokan Karakter Hidromakrofita Lokal Gambar 6. Profil pertumbuhan dan produktivitas di Kolam Fitoremediasi beberapa hidromakrofita lokal.
Keterangan : Ac (Acorus calamus), Ce
Pengelompokan sebelas hidromakrofita lokal
(Colocasia esculenta), Ca (Cyperus
selama lima periode (57 hst, 89 hst, 117, hst, 133
alternatifolius), Ed (Equisetum debile), Fg
hst, dan 159 hst) pengamatan menggunakan jarak
(Fimbristylis globulosa) , Ic (Ipomoea crassicaulis), Sg (Scirpus grossus), Ta (Typha Euclidean terdapat enam kelompok (Gambar 5). angustifolia) , dan Vz (Vetiveria zyzanioides).
Pengelompokan sebelas hidromakrofita lokal dibawah ini dihubungkan dengan variabel Gambar 6 menunjukkan profil pertumbuhan pertumbuhan anakan, tunas, dan produktivitas. dan produktivitas beberapa hidromakrofita yang
Pada kelompok pertama T. angustifolia terdiri dari enam kelompok. tergolong dengan kelompok hidromakrofita yang
KESIMPULAN
PGRI Semarang.Skripsi [10] Yuniastuti, S., T. Purbiati, P. Santoso, dan E. Srihastuti. 2001. Pengaruh pemangkasan cabang dan aplikasi paklobutrazol terhadap hasil dan pendapatan usaha tani mangga. Jurnal Hortikultura. 11(4) :223-231. [11] Vidayati, V., C. Retnaningdyah., Suharjono.
Microcystis in Sutami Reservoir using nutrients nitrate and phosphate in different ratio. J Trop. Life Science . 1(1):42-46.
B. Irawan. 2010. Blooming stimulation of
[7] Purwati, S. 2007. Potensi dan pengaruh tanaman pada pengolahan air limbah pulp dan kertas dengan sistem lahan basah. Berita Selulosa. 42(2):45-53. [8] Retnaningdyah, C., Suharjono, A. Soegianto dan
Opin. Biotechnol . 15:225–230.
Phytodegradation of organic compounds. Curr.
Gramedia. Jakarta. [6] Newman, L.A dan C.M. Reynolds. 2004.
[5] Loveless, A.R. 2007. Prinsip-Prinsip Biologi Tumbuhan Untuk Daerah Tropik 2. PT.
Science 3(3):193-201.
Arisoesilaningsih. 2013. Application of water quality and ecology indices of benthic macroinvertebrate to evaluate water quality of tertiary irrigation in Malang. J. Trop. Life
[4] Kartikasari, D., C. Retaningdyah dan E.
Berdasarkan hasil penelitian ini maka disimpulkan :
UCAPAN TERIMA KASIH
2012. The capability of Equisetum ramosissium and Typha angustifolia as phytoremediation agents to reduce nitrate-phosphate pollutants and prevent Microcystis blooming in fresh water ecosystem. The J. Trop. Life Science. 2(3):126-131.
vegetasi akuatik di Perairan Banyubiru Rawa Pening Kabupaten Semarang . IKIP
Dr. Endang Arisoesilaningsih. Selain itu peneliti mengucapkan terimakasih pada Dr. Catur Retnaningdyah, M.Si dan Dr. Serafinah Indriyani, M.Si atas masukan dan nasehat selama penelitian dan penyelesaian tugas akhir. Ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Puji Rahardjo yang telah bersedia memfasilitasi tempat penelitian. Tidak lupa juga penulis ucapkan terima kasih kepada Purnomo, S.Si., Tiara A.P, S.Si, Sholifatul L.A, S.Si, Bernadeta Putri I.D S.Si., Ria Pravita Sari, S.Si dan Shinta M.Si atas bantuannya selama penelitian di lapang.
Penulis mengucapkan terima kepada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universita Brawijaya atas kesempatan menggunakan research grant DPP/SPP Nomor 10/UN10.9/PG/2013. An.
A. calamus, C. alternatifolius, C. esculenta dan E. debile memiliki produktivitas rendah.
V. zizanoides,
dan I. aquatica. Tanaman F. globulosa memiliki produktivitas sedang, sedangkan
T. angustifolia, I. crasicaulis , P. repens,
2. Produktivitas pangkasan hidromakrofita lokal yang paling tinggi adalah S. grossus,
alternatifolius dan V. zizanoides.
tinggi adalah S. grossus, T. angustifolia, dan I. crasicaulis. Pertumbuhannya sedang adalah F. globulosa, A. calamus, E. debile, dan C. esculenta, sebaliknya pertumbuhan paling rendah dijumpai pada C.
repens, tanaman yang pertumbuhannya
1. Pertumbuhan tunas dan anakan bervariasi antar spesies. Selain I. aquatica dan P.
[9] Yulianti, P.R. 2011. Keanekaragaman jenis
DAFTAR PUSTAKA
Jakarta.
14 September 2013. [2] Dwidjoseputro, D. 1994. Pengantar Fisiologi Tumbuhan . PT. Gramedia Pustaka Utama.
[1] Daam, M.A. dan E.B. Brink. 2013. Ground water polution: phytoremediation. http: www.cee.vt. edu/program _areas /environmental /teach/gwprimer /phyto/phyto/html. Diakses tanggal
[3] Hariyadi. 2005. Sistem budi daya tanaman jarak pagar (Jatropha curcas Linn). Seminar Nasional Pengembangan Jarak Pagar (Jatropha curcas Linn.) untuk Biodiesel dan Minyak Bakar tanggal 20 Desember 2005.