PENDAHULUAN
Pencemaran udara dewasa ini menimbulkan keprihatinan akan efek dari emisi polusi udara dalam konteks global dan hubungannya dengan pemanasan global (global warming). Partikel merupakan pencemaran udara berbentuk padatan, partikel itu sendiri dapat berada bersama-sama dengan bahan atau bentuk pencemar lainnya. Gupta dan Ghouse dalam Petkovšek, dkk (2008) menyebutkan, partikulat udara mempengaruhi pertumbuhan secara keseluruhan dan pertumbuhan tanaman sesuai dengan sifat fisik dan kimianya. Sumber pencemar udara yang utama berasal dari transportasi terutama kendaraan bermotor yang menggunakan bahan bakar yang mengandung zat pencemar, 60 % dari pencemar yang dihasilkan terdiri dari karbon monoksida dan sekitar 15 % terdiri dari hidrokarbon (Fardiaz, 1995). Fergusson dalam Saeni, (1995) menyebutkan bahwa partikel timbal yang dikeluarkan oleh asap kendaraan bermotor berubah-ubah antara 0,08-1,00
µm dengan masa tinggal di udara selama 4-40 hari. Masa tinggal yang lama ini menyebabkan partikel timbal dapat disebarkan angin hingga mencapai jarak 100-1000 km dari sumbernya. Chauhan (2010) menyatakan bahwa pencemaran udara yang dihasilkan kendaraan menyebabkan pemucatan daun dan juga menyebabkan dampak buruk terhadap kesehatan manusia.
Sumber pencemaran dari asap kendaraan bermotor secara sendiri-sendiri atau kombinasi menyebabkan kerusakan dan perubahan fisiologi tanaman yang kemudian diekspresikan dalam gangguan pertumbuhan. Pencemaran baik dalam bentuk gas maupun partikel memberi efek buruk terhadap pertumbuhan tanaman bervariasi tergantung kepada banyaknya konsentrasi dan waktu pemaparan meliputi menyebabkan penurunan pertumbuhan dari kambium, tinggi tanaman dan luasan daun dari suatu pohon dan tegakkan pohon yang terekspose ke pencemar udara dapat berkurang karena pembentukan daun akibat SO2 dapat mengurangi berat dan luas daun. Sebagian polutan dapat masuk ke dalam daun melalui stomata mengikuti jalur CO2. Beberapa kasus pemaparan udara terutama SO2 yang dapat mengakibatkan terhentinya proses fotosintesis dikarenakan tertutupnya stomata diakibatkan adanya polutan yang masuk (Seyyednejad, dkk 2009). Selain itu, pencemar dapat terjadi klorosis pada daun bahkan kematian dini.
Tanaman sayuran yang dijadikan indikator pada penelitian ini digunakan yakni tanaman tomat. Tomat pada umumnya sama dengan tanaman sayuran lainnya mudah diukur dan menggambarkan tanggapan terhadap kondisi lingkungan ekosistem, memiliki respon yang berbeda yang mampu memprediksi bagaimana keadaan ekosistem dengan mengalami stres serta pengukuran respon dengan akurasi yang dapat diterima berdasarkan gejala dengan pengetahuan dari bahan pencemar dan karakteristiknya (Legge, 2009).
METODOLOGI
Rancangan Penelitian
Perlakuan terdiri dari kontrol yang ditempatkan di luar chamber dan 5 perlakuan di dalam chamber, perlakuan terdiri dua faktor. Faktor pertama (P) adalah 2 taraf berdasarkan umur tanaman tomat dan dilakukan 3 kali ulangan sebagai berikut:
P1 = umur tanaman tomat 1 bulan atau 4 MST (minggu setelah tanam).
P2= umur tanaman tomat 2 bulan atau 8 MST (minggu setelah tanam).
Faktor kedua (T) adalah 6 taraf lama pemaparan pencemar yang diberikan terhadap tanaman tomat dan dilakukan 3 kali ulangan sebagai berikut :
T1 = kontrol di luar chamber
T2= kontrol di dalam chamber
T3= lama pemaparan selama 15 menit
T4= lama pemaparan selama 30 menit
T5= lama pemaparan selama 45 menit
T6= lama pemaparan selama 60 menit
Rekapitulasi kombinasi perlakuan adalah objek utama penelitian yang terdiri dari beberapa perlakuan dan belum termasuk ulangan. Terdapat 12 perlakuan percobaan yang masing-masing diulang sebanyak 3 kali sehingga terdapat 36 sampel percobaan. Rekapitulasi kombinasi perlakuan antara faktor pertama dan faktor kedua dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Kombinasi perlakuan.
| Umur Masa | Lama pemaparan pencemar (T) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tanaman (D) | T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 |
| P1 | P1 T1 | P1 T2 | P1 T3 | P1 T4 | P1 T5 | P1 T6 |
| P2 | P2 T1 | P2 T2 | P2 T3 | P2 T4 | P2 T5 | P2 T6 |
Pemaparan
Pencemar gas berasal dari asap knalpot dimasukan ke dalam chamber melalui selang belalai gajah yang telah tersambung dengan pipa yang masuk ke dalam tiap chamber dan lubang pipa
tersebut sebagai saluran inletnya. Gambar 1. menunjukkan skema pemaparan gas knalpot ke dalam chamber.
Gambar 1. Skema pemaparan.
Keterangan : T1 : Kontrol luar, T2 : Kontrol dalam, T3 : Pemaparan selama 15 menit,
T4 : Pemaparan selama 30 menit, T5 : Pemaparan selama 45 menit,
T6 : Pemaparan selama 60 menit.
Pengukuran Parameter Pencemar
Toxic Gas Monitor digunakan untuk mengukur SO2, NO, dan NO2. Sementara Riken Keiki Auto Emission Analyzer model R 503 A digunakan untuk mengukur CO, CO2 dan HC, sistem kerja Auto Emission Analyzer ini memliki prinsip yang sama seperti Toxic Gas Monitor adalah mengukur konsentrasi gas dalam chamber dengan cara direct reading atau pembacaan langsung pada alat. Automobile Emission Analyzer digunakan untuk pengkoreksi rentang error dari hasil alat pengukur Auto Emission Analyzer. Tabel 2. Metode Pengukuran dan Analisis Parameter Pencemar.
Tabel 2. Metode pengukuran dan analisis parameter pencemar.
| No. | Parameter | Metode | Alat |
|---|---|---|---|
| 1. | CO | ||
| 2. | HC | Direct reading | Auto-emision Analyzer Riken Keiki |
| No. | Parameter | Metode | Alat |
| 3. | NO | ||
| 4. | NO2 | Direct reading | Toxic Gas Monitoring Riken Keiki |
| 5. | SO2 |
Analisis Data
Data hasil pengamatan dianalisis dengan sidik ragam unvariate (ANOVA) pada taraf α0.05 untuk mengetahui apakah perlakuan memberikan efek interaksi yang nyata terhadap variabel respon yang diamati. Apabila efek tersebut bermakna, selanjutnya dilakukan analisis uji Duncan. Menurut Gomez dan Gomez (1995) model linear rancangan percoban acak adalah sebagai berikut Persamaan 1:
\[Y_{ijk} = \mu + G_i + \gamma i_j + K_j + (GK)_{ij} + \sigma ij \qquad (Persamaan 1)\]
Dimana : Yijk = Nilai pengamatan pada kelompok ke-1 yang memperoleh taraf ke i dari faktor g dan taraf ke-j dari faktor k
= Nilai rata-rata yang sesungguhnya Gi = Pengaruh aditif dari taraf ke- i faktor G
ij = Galat petak utama
Kj = Pengaruh aditif dari taraf ke- j faktor K
(GK)ij= Pengaruh interaksi antara taraf ke-i dari faktor G dan taraf ke-j dari faktor K ij = Galat anak petak
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengamatan Parameter Udara
Pemaparan dilakukan sesuai dengan perlakuan masing-masing perlakuan yang diberikan pemaparan paling lama 1 jam. Dari hasil pengukuran parameter pencemar CO relatif seragam pada tiap minggunya, rata-rata pemaparan CO yang masuk pada semua chamber yang diberikan pemaparan adalah 600 ppm setara dengan 687116 µg/Nm3 , konsentrasi ini melebihi baku mutu sebesar 2 kali lipat, sedangkan nilai parameter pencemar HC untuk chamber yang diberikan pemaparan selama 15 menit (T3) pada minggu 1, 3, 4, 5 dan 6 adalah 30 ppm atau setara dengan 15950 µg/Nm3 sementara pada minggu 2 adalah 42 ppm atau setara dengan 22331 µg/Nm3 , kedua nilai ini melebihi sebesar 100 dan 130 kali lipat dari baku mutu. Untuk perlakuan yang diberikan pemaparan selama 30 menit (T4) dan 45 menit (T5) tiap minggunya adalah 30 ppm setara dengan 15950 µg/Nm3 dan nilai konsentasi melebihi sebesar 100 kali lipat dari baku mutu. Untuk perlakuan yang diberikan pemaparan selama 60 menit (T6) adalah 42 ppm atau setara dengan 22331 µg/Nm3 dan melebihi baku mutu sebesar 130 kali lipat.
Parameter pencemar NO untuk perlakuan yang diberikan pemaparan selama 15 menit (T3) sebesar 7 ppm atau setara dengan 8588 µg/Nm3 , konsentrasi ini melebihi 22 kali lipat dari baku mutu. Untuk perlakuan yang diberikan pemaparan selama 30 menit (T4) sebesar 8 ppm atau setara dengan 9815 µg/Nm3 , konsentrasi ini melebihi 25 kali lipat dari baku mutu, untuk perlakuan yang diberikan pemaparan selama 45 menit (T5) dan 60 menit (T6) tiap minggunya adalah 8 ppm setara dengan 9815 µg/Nm3 , konsentrasi ini melebihi 25 kali lipat dari baku mutu hanya saja pada minggu ke-5 terjadi peningkatan dengan nilai 9 ppm atau setara dengan 11042 µg/Nm3 , konsentrasi ini melebihi 26 kali lipat dari baku mutu. Untuk konsentasi parameter NO2 bernilai 0 ppm pada semua perlakuan sedangkan konsentrasi SO2 menghasilkan over ppm untuk semua perlakuan yang diberikan pemaparan dan itu artinya nilai SO2 melebihi dari 50 ppm, sementara pada chamber kontrol luar maupun kontrol dalam bernilai nol, hal ini berlaku pada parameter lainnya. Mengkaji dari data kualitas udara selama penelitian yang melebihi batas ambang maka akan terlihat hubungan pengaruh dari parameter pencemar (gas buang knalpot motor 2 tak) terhadap pengamatan pertumbuhan tanaman tomat baik dilihat segi umur tanaman maupun dari segi lama pemaparan. Gambar 2. merupakan grafik nilai pengukuran kualitas udara selama penelitian :
a)
Gambar 2. Grafik konsentrasi pemaparan parameter kualitas udara a) Konsentrasi CO, b) Konsentrasi HC, c) Konsentrasi NO.
Pengamatan Jumlah Daun
Jumlah dan ukuran daun dipengaruhi juga oleh genotip yang merupakan faktor internal dari tanaman dan lingkungan (Gardner et al., 1991). Tanaman yang berasal dari induk berdaun sedikit dan lebar biasanya menghasilkan anakan yang tidak jauh berbeda dengan induknya, begitu juga sebaliknya. Salah satu pengaruh faktor lingkungan adalah cahaya. Tanaman yang berada pada lingkungan dengan penyinaran yang baik bisa menghasilkan jumlah daun yang lebih banyak sebagai akibat dari proses fotosintesis yang berjalan lancar sehingga fontosintat yang dihasilkan banyak. Adanya fotosintat yang banyak salah satunya digunakan untuk meningkatkan aktivitas meristematis pada pembentukan primordia daun (Mudyantini, 2008).
Pada Gambar 3. terlihat perbedaan antara jumlah daun pada sampel tanaman berumur 1 bulan dan sampel tanaman 2 bulan, perbedaan tersebut menunjukkan terjadi interaksi dengan jumlah daun berbeda atau tidak menunjukkan signifikansi. Hal ini menunjukkan bahwa pemberian paparan pencemar pada kedua sampel tanaman memberikan pengaruh yang signifikan terhadap pertumbuhan daun yang dilihat dari faktor jumlah daun.
Gambar 3. Grafik jumlah daun.
Bahkan terlihat jelas perbedaan yang signifikan pula antara jumlah daun pada taraf lama pemberian paparan dengan jumlah daun pada tanaman kontrol. Hal ini terjadi karena jumlah daun tanaman yang terkena paparan mengalami klorosis. Jumlah daun paling optimum berada pada umur tanaman yang berada pada kontrol dalam atau pada perlakuan (T2) baik pada tanaman 1 bulan (853 helai) maupun pada tanaman 1 bulan (845 helai).
Pengamatan Pertumbuhan Tanaman Tomat
Hasil uji statistik untuk minggu ke- 14 merupakan hasil akhir pertumbuhan tinggi tanaman tomat disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Pengaruh gas buang knalpot motor terhadap tinggi tanaman tomat setelah 14 minggu.
| Lama Paparan | Umur Tanaman Tomat | |||
|---|---|---|---|---|
| 1 Bulan | 2 Bulan | |||
| Kontrol Luar | (T1) | 107a BC | 130,67b BC | |
| Kontrol Dalam (T2) | 139,33a C | 141,67a C | ||
| 15 Menit | (T3) | 116a CD | 122a AB | |
| 30 Menit | (T4) | 105,67a BC | 113,33a AB | |
| 45 Menit | (T5) | 95,67a B | 101,33a A | |
| 60 Menit | (T6) | 57a A | 97b A | |
Keterangan : Huruf kapital di bawah angka dibaca dan dibandingkan secara vertikal. Huruf kecil setelah angka dibaca dan dibandingkan secara horizontal. Angka yang ditandai dengan huruf yang sama artinya tidak berbeda nyata. Angka yang ditandai dengan huruf yang berbeda artinya berbeda nyata.
Penelitian yang dilakukan Chauhan dan Joshi (2010), menyatakan bahwa pemaparan akan menyebabkan terjadinya reduksi terhadap tinggi tanaman. Hal tersebut terjadi pada penelitian ini dalam selang 10 minggu sudah mulai mengalami pengaruh pada seluruh tanaman pada tiap-tiap chamber yang berbeda.
Pengamatan Bobot Kering
Pengamatan parameter bobot kering menunjukkan adanya interaksi antara umur tanaman sampel dengan lama paparan dapat dilihat dari Tabel 4.
Tabel 4. Pengaruh gas buang knalpot motor terhadap bobot kering.
| Umur Tanaman Tomat | |||
|---|---|---|---|
| Lama Paparan | 1 Bulan | 2 Bulan | |
| Kontrol Luar (T1) | 12,9397a D | 13,0353a E | |
| Kontrol Dalam (T2) | 12,3522a E | 13,685b D | |
| 15 Menit (T3) | 11,9637a | 12,6027b | |
| D | CD | ||
| Lama Paparan | Umur Tanaman Tomat | |||
|---|---|---|---|---|
| 1 Bulan | 2 Bulan | |||
| 30 Menit | (T4) | 11,4923a | 11,5197a | |
| C | C | |||
| 45 Menit | (T5) | 10,6687a | 10,6799a | |
| B | B | |||
| 60 Menit | (T6) | 8,31967a | 9,69583b | |
| A | A | |||
Keterangan : Huruf kapital di bawah angka dibaca dan dibandingkan secara vertikal. Huruf kecil setelah angka dibaca dan dibandingkan secara horizontal. Angka yang ditandai dengan huruf yang sama artinya tidak berbeda nyata. Angka yang ditandai dengan huruf yang berbeda artinya berbeda nyata.
Lama pemaparan menunjukkan pengaruh, dikarenakan adanya nilai bobot kering berkurang secara bertahap jika diurutkan dari besar ke kecil yaitu kontrol dalam, kontrol luar, lama pemaparan 15 menit hingga lama pemaparan 1 jam, ini membenarkan pencemar gas dapat menggangu pertumbuhan tanaman bervariasi tergantung kepada konsentrasi dan waktu pemaparan (Siregar, 2005). Pada percobaan, menujukkan adanya pengaruh dengan hasil nilai bobot kering terbesar didapat pada sampel tanaman berumur 2 bulan berada pada chamber kontrol dalam sedangkan nilai bobot kering terkecil terdapat pada umur tanaman 1 bulan dan letak sampel berada pada chamber yang diberi perlakuan lama paparan selama 1 jam. Nilai bobot yang tinggi diperoleh pada sampel kontrol dalam umur tanaman 2 bulan (13,685 g) dan bobot terkecil ditunjukkan pada sampel diberi paparan 1 jam umur tanaman 1 bulan sebanyak 8,31967 g.
Menururt Kozlowoski, dkk (1991), pencemaran udara menyebabkan kerusakan dan perubahan fisiologis tanaman yang kemudian diekspresikan dalam gangguan pertumbuhan dan Rafiq, dkk (2008) menyatakan bahwa terjadi reduksi terhadap bobot dan biomassa tanaman Crocus sativus ketika terpapar emisi kendaraan. Pada percobaan, menujukkan adanya pengaruh dengan hasil nilai bobot kering terbesar didapat pada sampel tanaman berumur 2 bulan berada pada chamber kontrol dalam sedangkan nilai bobot kering terkecil terdapat pada umur tanaman 1 bulan dan letak sampel berada pada chamber yang diberi perlakuan lama paparan selama 1 jam.
Pengamatan Konsentrasi Fosfor Organik (P) Pada Tanaman
Hasil analisis statistik Tabel 5. menunjukkan terjadi interaksi antara umur tanaman dan lama pemaparan terhadap Konsentrasi fosfor organik (Konsentrasi-P Tanaman). Pada perbandingan antara umur tanaman menunjukkan berbedaan nyata dan mengalami interaksi, karena pemberian asap knalpot dapat mempengaruhi kandungan fosfor dalam tanaman dengan gejala-gejala yang timbul pada tanaman sampel selama penelitian yakni pertumbuhan kerdil, dan pada batang berwarna merah ungun yang lambat laun berubah menjadi kuning.
Tabel 5. Pengaruh gas buang knalpot motor terhadap konsentrasi fosfor organik.
| Umur Tanaman Tomat | |||
|---|---|---|---|
| Lama Paparan | 1 Bulan | 2 Bulan | |
| Kontrol Luar | 0,49a | 0,885b | |
| (T1) | C | A | |
| Kontrol Dalam (T2) | 1,324a D | 1,328a B | |
| 15 Menit | 0,371a | 0,567a | |
| (T3) | BC | A | |
| 30 Menit | 0,258a | 0,319a | |
| (T4) | AB | A | |
| Lama Paparan | Umur Tanaman Tomat | ||
|---|---|---|---|
| 1 Bulan | 2 Bulan | ||
| 45 Menit | (T5) | 0,177a | 0,26a |
| A | A | ||
| 60 Menit | (T6) | 0,115a | 0,123a |
| A | A | ||
Keterangan : Huruf kapital di bawah angka dibaca dan dibandingkan secara vertikal. Huruf kecil setelah angka dibaca dan dibandingkan secara horizontal. Angka yang ditandai dengan huruf yang sama artinya tidak berbeda nyata. Angka yang ditandai dengan huruf yang berbeda artinya berbeda nyata.
Perbandingan umur tanaman sampel 1 bulan dengan 2 bulan menunjukkan tidak berbeda nyata untuk seluruh sampel kecuali sampel pada kontrol luar, sehingga dapat diasumsikan bahwa umur tanaman bukan faktor penentu, tetapi jika dilihat dari taraf lama pemaparan banyak diperoleh angka yang dapat berpengaruh pada tiap-tiap chambernya sedangkan pada sampel tanaman berumur 2 bulan tidak menujukkan berbeda nyata terkecuali sampel yang terletak pada kontrol dalam ini menunjukkan tanaman yang sudah berumur sekitar 2 bulan berkonsentrasi pada bakal buah, mengingat fosfor ini bersifat mobil atau mudah bergerak antar jaringan tanaman. Kadar optimal fosfor dalam tanaman pada saat pertumbuhan vegetatif adalah 0,3% - 0,5% dari berat kering tanaman. Tanaman menyerap fosfor dalam bentuk ion ortofosfat (H2PO4 - ) dan ion ortofosfat sekunder (HPO4 = ). Akibat interaksi ini dapat berpengaruh pada bentuk dan ukuran bakal buah yang didapat oleh tanaman karena gejala-gejala yang dialami dari konsentrasi fosfor selain dari Reduksi pertumbuhan, kerdil, pada cabang, batang, dan tepi daun berwarna merah ungun yang lambat laun berubah menjadi kuning adalah pada buah tampak kecil dan cepat matang, dapat juga menunda pemasakan berupa pembentukan biji gagal serta perkembangan akar tidak bagus.
Pengamatan pH Pada Tanah
Dari hasil data statistik menunjukkan tidak adanya pengaruh pemaparan gas buang knalpot terhadap pH tanah. Hal ini dikarenakan pengaruh pemcemar udara terhadap pH tanah ini dapat dikatakan akan berpengaruh secara tidak langsung sehingga ada faktor utama yang dapat menentukan perubahan pH.
Pengamatan Konsentrasi Timbal (Pb) Pada Tanaman
Pada Tabel 6, percobaan ini memberi pengaruh nyata antara umur tanaman dengan lama paparan, hal ini terlihat pada lama paparan dari 15 menit ke lama paparan 60 menit (1 jam) secara keseluruhan menunjukkan nilai konsentrasi Pb makin meningkat baik pada umur tanaman 1 bulan maupun umur tanaman 2 bulan.
Tabel 6. Pengaruh gas buang knalpot motor terhadap konsentrasi Pb.
| Umur Tanaman Tomat | |||
|---|---|---|---|
| Lama Paparan | 1 Bulan | 2 Bulan | |
| Kontrol Luar | 1,79a | 1,92a | |
| (T1) | C | B | |
| Kontrol Dalam (T2) | 0,01a A | 0,653b A | |
| 15 Menit | 0,26 a | 2,05b | |
| (T3) | A | B | |
| 30 Menit | 0,9a | 2,783b | |
| (T4) | B | C | |
| Lama Paparan | Umur Tanaman Tomat | ||
|---|---|---|---|
| 1 Bulan | 2 Bulan | ||
| 45 Menit | (T5) | 1,67a | 3,13b |
| C | C | ||
| 60 Menit | (T6) | 4,013a | 4,053a |
| D | D | ||
Keterangan : Huruf kapital di bawah angka dibaca dan dibandingkan secara vertikal. Huruf kecil setelah angka dibaca dan dibandingkan secara horizontal. Angka yang ditandai dengan huruf yang sama artinya tidak berbeda nyata. Angka yang ditandai dengan huruf yang berbeda artinya berbeda nyata.
Pada penelitian pencemaran udara oleh Kozak (1993) mendapat dugaan emisi Pb pada sebesar 7. 315. 442 ton dengan sebaran menurut sumbernya; transportasi 98,61 %. Hal ini, berlaku pula dengan hubungan perbandingan antara umur tanaman 1 bulan dan umur tanaman 2 bulan pada tiap chamber terjadi interaksi serta pada penelitian ini sumber pencemar berupa gas buang knalpot dari kendaraan bermotor.
Untuk sampel umur tanaman yang berada pada chamber lainnya masih mampu menujukkan pengaruh, nilai kandungan konsentrasi Pb tertinggi terdapat pada sampel umur tanaman 2 bulan yang berada pada chamber lama paparan selama 60 menit sebesar 4,053 ppm sedangkan nilai kandungan terendah terdapat pada pada sampel umur tanaman 1 bulan yang berada pada chamber kontrol dalam sebesar 0,01 ppm.
KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian ini bahwa terjadi interaksi antara umur tanaman dengan lama paparan dari gas buang knalpot terhadap pertumbuhan tanaman baik dari parameter jumlah daun, tinggi tanaman, konsentrasi fosfor organik dan kandungan timbal pada tanaman terkecuali pada parameter pH tanah karena hal ini dikarenakan pengaruh pemcemar udara terhadap pH tanah ini dapat dikatakan akan berpengaruh secara tidak langsung sehingga ada faktor utama yang dapat menentukan perubahan pH.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Direktorat Pendidikan Tinggi yang telah mendanai penelitian ini melalui Program Kerjasama International Dikti.