Tugas SPT

                                                                                                                        Oleh    : Edi Purnomo

                                                                                                                    Nim     : 24020110120040 

                                                                                                                  UNIVERSITAS DIPONEGORO    

Pendahuluan Mengenai Tanaman yang Terkena Polusi

Hujan Asam

Pada tanah deposisi asam akan menghilangkan nutrisi yang dibutuhkan dari tanah. Deposisi asam juga dapat membebaskan senyawa-senyawa beracun di tanah seperti aluminium dan mercury, yang secara alamiah berada di tanah. Senyawa beracun tersebut dapat mengkontaminasi  aliran air sungai  dan air tanah sehingga meracuni tumbuh-tumbuhan disekitarnya.

Hujan asam yang larut bersama nutrisi di dalam tanah akan menyapu kandungan tersebut sebelum pohon-pohon dapat menggunakannya untuk tumbuh. Serta akan melepaskan zat kimia beracun seperti aluminium, yang akan bercampur di dalam nutrisi.. Sehingga apabila nutrisi ini dimakan oleh tumbuhan akan menghambat pertumbuhan dan meperepat daun-daun berguguran selebihnya pohon-pohon akan terserang penyakit, kekeringan dan mati.

Hujan asam merugikan makhluk hidup
Ketika sebuah polutan udara, seperti asam sulfat menggabungkan dengan tetesan air yang membentuk awan, tetesan air menjadi asam. Ketika orang-tetesan jatuh ke tanah sebagai hujan atau salju, keasaman air dapat memiliki efek merusak pada lingkungan. Ketika hujan asam jatuh di atas suatu daerah, dapat membunuh pohon-pohon dan binatang membahayakan, ikan, dan satwa liar lainnya. Hujan asam menghancurkan daun tanaman. Ketika hujan asam masuk ke dalam tanah, itu mengubah kimia tanah sehingga tidak layak untuk banyak mahluk hidup yang bergantung pada tanah sebagai habitat atau untuk gizi. Hujan asam juga mengubah kimia danau dan sungai yang mengalir air hujan ke dalam, ikan merugikan dan kehidupan air lainnya.

Akibat polusi NH₄, H₂SO₄ yang turun bersama hujan menyebabkan pH air menurun, juga endapannya dapat bertahan di tanah oleh hujan akan dilarutkan menyebabkan pH menurun. Penyebab utamanya adalah terbentuknya gas SO₂ dan NO₂ oleh ulah manusia dari bahan bakar batubara dan bahan bakar minyak. Adapun reaksi oksidasi di udara, dapat dgambarkan sebagai berikut :

SO₂ + ½ O₂ + H₂O (₂H + SO₂)aq

₂NO₂ + ½ O₂ + H₂O ₂ (H + NO₃) aq.

                                                                                Oleh    : Edi Purnomo

                                                                                                                        Nim     : 24020110120040

HNO₃ sangat asam dan larut dengan baik sekali. Selain itu juga merupakan asam keras dan reaktif terhadap benda-benda lain yang menyebabkan korosif. Oleh sebab itu, presipitasinya akan merusak tanaman terutama daun (Manahan, 1994).

Pencemaran udara telah menghambat fotosintesis dan immobilisasi hasil fotosintesis dengan pembentukan metabolit sekunder yang potensial beracun. Sebagai akibatnya akar kekurangan energy, karena hasil fotosintesis tertahan di tajuk. Sebaliknya tajuk mengakumulasikan zat yang potensial beracun tersebut. Dengan demikian pertumbuhan akar dan mikoriza terhambat sedangkan daunpun menjadi rontok. Pohon menjadi lemah dan mudah terserang penyakit dan hama.

Penurunan pH tanah akibat deposisi asam juga mentebabkan terlepasnya aluminium dari tanah dan menimbulkan keracunan. Akar yang halus akan mengalami nekrosis sehingga penerapan hara dan air terhambat. Hal ini menyebabkan pohon kekurangan air dan hara serta akhirnya mati. Hanya tumbuhan tertentu yang dapat hidup pada daerah tersebut, hal ini akan berakibat pada hilangnya beberapa spesies. Ini juga berarti keanekaragaman hayati tanaman juga semakin menurun.

Kadar SO2 yang tinggi di hutan menyebabkan noda putih atau coklat pada permukaan daun , jika hal ini terjadi pada waktu yang cukup lama akan menyebabkan kematian tumbuhan tersebut.

Bagaimana polutan Udara mempengaruhi Tumbuhan
Konsentrasi masing-masing polutan menyebabkan kerusakan terhadap tumbuhan dengan cara yang berbeda-beda terhadap jenis tumbuhan dan bahkan dengan umur atut bagian tumbuhan.
Defisiensi Hara pada Tumbuhan
Tumbuhan membutuhkan unsure mineral untuk pertumbuhan yang normal.Contohnya saja nitrogen,fosfor,kalium,kalsium,magnesium dan sulfur dibutuhkan dalam jumlah yang relative besar atau disebut unsure mayor(makro).Selain itu juga terdapat unsure minor(mikro) yaitu besi,boron,mangan,seng,tembaga,molybdenum,dan klorin. Apabila mereka terdapat pada tumbuhan dalam jumlah yang lebih kecil dari tingkat minimum yang dibutuhkan untuk pertumbuhan normal maka tumbuhan menjadi sakit dan menimbulkan berbagai gejala. Jenis gejala yang dihasilkan defisiensi hara teertentu terutama tergantung pada fuungsi unsure terssebut dalam tumbuhan..Apabila defisensinya lebih besar dari tingkat kritis tertentu pada tumbuhan berkembang gejala akut atau kronis dan bisa sampai mati.

                                                                                                                        Oleh    : Edi Purnomo

                                                                                                                        Nim     : 24020110120040

Beberapa jenis polutan dan dampaknya bagi tumbuhan

Oksidan

Ozon merupakan polutan utama di kompleks asap oksidan. Pengaruhnya pada tanaman pertama kali diamati di daerah Los Angeles pada tahun 1944. Sejak itu, ozon cedera untuk vegetasi telah dilaporkan dan didokumentasikan di banyak daerah di seluruh Amerika Utara, termasuk wilayah barat daya dan pusat Ontario. Sepanjang musim tanam, khususnya Juli dan Agustus, tingkat ozon bervariasi secara signifikan. Periode ozon yang tinggi berhubungan dengan aliran udara daerah selatan yang dibawa melintasi Great Lakes lebih rendah setelah melewati daerah perkotaan dan industri banyak dari Amerika Serikat. Lokal, tingkat ozon dalam negeri juga memberikan kontribusi pada tingkat latar belakang sudah tinggi. Cedera tingkat bervariasi setiap tahun dan kacang putih, yang sangat sensitif, sering digunakan sebagai indikator kerusakan. Spesies sensitif lainnya termasuk mentimun, anggur, kacang hijau, selada, bawang, kentang, lobak, rutabagas, bayam, jagung manis, tembakau dan tomat. Tahan spesies termasuk endive, pir dan aprikot.

Ozon gejala (Gambar 1) bersifat terjadi pada permukaan atas daun yang terkena dampak dan muncul sebagai sebuah flecking, bronzing atau pemutihan jaringan daun. Walaupun pengurangan hasil biasanya dengan cedera foliar terlihat, kehilangan tanaman juga dapat terjadi tanpa tanda-tanda stres polutan. Sebaliknya, beberapa tanaman dapat mengalami cedera daun terlihat tanpa efek buruk pada hasil.

Kerentanan terhadap cedera ozon dipengaruhi oleh banyak faktor pertumbuhan lingkungan dan tanaman. Kelembaban relatif tinggi, optimal tanah-nitrogen dan tingkat kerentanan ketersediaan air meningkat. Cedera pengembangan luas daun juga dipengaruhi oleh tahap kematangan. Daun termuda resisten. Dengan ekspansi, mereka menjadi rentan berturut-turut di bagian tengah dan basal. Daun menjadi tahan lagi dalam pematangan lengkap.

Sulfur Dioksida

Sumber utama dari sulfur dioksida operasi pembakaran batu bara, terutama yang menyediakan tenaga listrik dan pemanas ruangan. Emisi Sulfur dioksida juga dapat hasil dari pembakaran minyak bumi dan peleburan bijih yang mengandung belerang.

Belerang dioksida memasuki daun terutama melalui stomata (bukaan mikroskopik) dan cedera yang dihasilkan diklasifikasikan sebagai akut atau kronis. Cedera akut (Gambar 2) disebabkan oleh penyerapan konsentrasi tinggi belerang dioksida dalam waktu yang relatif singkat. Gejala-gejala muncul sebagai 2 sisi (bifacial) lesi yang biasanya terjadi antara pembuluh darah dan kadang-kadang sepanjang tepi daun. Warna daerah nekrotik dapat bervariasi dari tan cahaya putih atau dekat ke kondisi cuaca

                                                                                                                        Oleh    : Edi Purnomo

                                                                                                                        Nim     : 24020110120040

oranye-merah atau coklat, tergantung pada waktu tahun, spesies tanaman yang terkena dan. Baru-baru ini memperluas daun biasanya adalah yang paling peka terhadap cedera akut belerang dioksida, yang sangat termuda dan tertua yang agak lebih tahan.

Cedera kronis disebabkan oleh penyerapan jangka panjang dari sulfur dioksida pada konsentrasi sub-lethal. Gejala muncul sebagai menguning atau klorosis daun, dan kadang-kadang sebagai bronzing di bawah permukaan daun.

Spesies tanaman dan varietas yang berbeda dan bahkan individu-individu dari spesies yang sama mungkin berbeda dalam kepekaan mereka untuk belerang dioksida. Variasi ini terjadi karena perbedaan dalam lokasi geografis, iklim, tahap pertumbuhan dan pematangan. Tanaman tanaman berikut ini umumnya dianggap rentan terhadap belerang dioksida: alfalfa, barley, soba, semanggi, gandum, labu, lobak, rhubarb, bayam, labu, lobak Swiss dan tembakau. Tanaman tanaman Tahan termasuk asparagus, kubis, seledri, jagung, bawang dan kentang.

Fluor

Fluorida dibuang ke atmosfer dari pembakaran batubara, produksi batu bata, genteng, frit enamel, keramik, dan kaca; pembuatan aluminium dan baja, dan produksi asam fluorida, bahan kimia fosfat dan pupuk.

Fluorida diserap oleh daun dilakukan terhadap margin daun lebar (anggur) dan sampai ke ujung daun monocotyledonous (gladiol). Cedera kecil terjadi di lokasi penyerapan, sedangkan margin atau ujung daun membangun konsentrasi merugikan. Cedera (Gambar 3) dimulai sebagai lesi direndam air abu-abu atau cahaya hijau, yang ternyata tan untuk coklat kemerahan. Dengan terus meningkatnya eksposur daerah nekrosis pada ukuran, penyebaran ke dalam ke pelepah pada daun luas dan ke bawah pada daun monocotyledonous.

Gambar 3. Cedera Fluorida untuk prem dedaunan. Fluorida memasuki daun melalui stomata dan dipindahkan ke margin mana terakumulasi dan menyebabkan cedera jaringan. Catatan, pita gelap

                                                                                                                        Oleh    : Edi Purnomo

                                                                                                                        Nim     : 24020110120040

karakteristik memisahkan (coklat) sehat (hijau) dan melukai jaringan daun terpengaruh.

Studi tentang kepekaan spesies tanaman untuk fluorida menunjukkan bahwa aprikot, jelai (muda), blueberry, peach (buah), gladiol, anggur, plum, prune, jagung manis dan tulip yang paling sensitif. Tahan termasuk tanaman alfalfa, asparagus, kacang (snap), kubis, wortel, kembang kol, seledri, mentimun, terung, kacang polong, pir, merica, kentang, squash, tembakau dan gandum.

Amonia

Amonia cedera vegetasi telah diamati sering di Ontario pada tahun-tahun belakangan ini, kecelakaan yang melibatkan penyimpanan, pengangkutan atau aplikasi pupuk amonia anhidrat dan aqua. Episode ini biasanya rilis amonia dalam jumlah besar ke atmosfer untuk periode singkat waktu dan menyebabkan cedera parah pada vegetasi di sekitar langsung.

Sistem ekspresi Lengkap pada vegetasi yang terkena biasanya memakan waktu beberapa hari untuk mengembangkan, dan muncul sebagai tidak teratur, dikelantang, bifacial, lesi nekrotik. Rumput sering menunjukkan kemerahan, bergaris nekrotik interveinal atau perubahan warna permukaan gelap atas. Bunga, buah dan jaringan kayu biasanya tidak terpengaruh, dan dalam hal cedera parah pada pohon buah-buahan, pemulihan melalui produksi daun baru dapat terjadi (Gambar 4). Sensitif spesies termasuk apel, barley, kacang-kacangan, semanggi, lobak, raspberry dan kedelai. Tahan spesies termasuk alfalfa, bit, wortel, jagung, mentimun, terung, bawang merah, peach, rhubarb dan tomat.

Gambar 4. Amonia parah cedera pada dedaunan apel dan pemulihan selanjutnya melalui produksi daun baru berikut fumigasi tersebut.

Particulate Matter

Materi partikulat seperti debu semen, debu kapur magnesium dan jelaga karbon diendapkan pada vegetasi dapat menghambat respirasi normal dan mekanisme fotosintesis dalam daun. Semen debu dapat menyebabkan klorosis dan kematian jaringan daun oleh kombinasi dari kerak tebal dan toksisitas basa diproduksi dalam cuaca hujan. Lapisan debu (Gambar 5) juga dapat mempengaruhi tindakan normal pestisida dan bahan kimia pertanian lainnya digunakan sebagai semprotan yang mempesona. Selain itu, akumulasi debu alkali pada tanah dapat meningkatkan pH tanah ke tingkat yang merugikan pertumbuhan tanaman.

Gambar 5. Semen-lapisan debu pada daun apel dan buah. Debu tidak memiliki efek merugikan pada dedaunan, tetapi menghambat aksi dari semprot tanaman pra-panen.

Tanaman  Sengon (Paraserianthes falcataria)

Tanaman sengon yang terkena polusi khususnya yang terdapat di daerah lalu lintas umumnya mengandung Pb yang selalu meningkat dari hari ke hari. Selain itu juga terjadi penurunan tingkat klorofil khususnya klorofil a. Misal klorofil a sebelumnya sekitar 0,146 mg/g menjadi 0,142 mg/g, sedangkan klorofil b bertambah dua kali lebih lipat missal yang tadinya 0,20 mg/g berubah menjadi 0,47 mg/g. Struktur stomata juga berubah menjadi lebih kecil, lebih pipih, dan kepadatannya menjadi berkurang.

Hubungan antara tumbuhan dan nutrient di dalam tanah

Pada dasarnya kandungan nutrient di dalam tumbuhan mencerminkan ketersediaan nutrient di dalam tanah (Mengel dan Kirby, 1987).  Ketika kandungan nutrient di dalam jaringan tanaman sangat rendah , kecepatan pertumbuhan menjadi sangat rendah dan demikian sebaliknya.

Keracunan Tanaman

Tanaman yang ditanam di tempat padat industri atau padat lalu lintas akan banyak mengandung unsure logam berat seperti Cu, Cd, Hg, Pb dan sebagainya (Evans, 1982). Kehadiran unsur ini dapat mempengaruhi perilaku fisiologi tanaman (Mengel dan Kirby, 1987). Polusi udara telah diketahui telah mempengaruhi pertumbuhan tanaman sejak 100 tahun yang lalu (Noggle dan Fritz, 1979). Selanjutnya dikatakan oleh Noggle dan Fritz bahwa polusi udara akibat aktivitas kendaraan bermotor mengandung timah dan boron dalam jumlah yang banyak, yang ditambahkan ke dalam BBM sebagai senyawa antiknock dan hal ini dapat menyebabkan efek terhadap pertumbuhan tanaman. Kemudian Kramer dan Kozlowski (1979) berpendapat bahwa meningkatnya populasi manusia dan industry menyebabkan pertumbuhan tanaman terhambat akibat substansi kontaminan dari udara , air, dan tanah.

Polusi udara dapat menghalangi beberapa system enzim dan proses metabolisme, dan efeknya terhadap tanaman tergantung konsentrasinya didalam sel tanaman. Sebagian besar dari polusi udara menurunkan proses fotosintesi beik secara langsung maupun tidak langsung, yang disebabkan oleh hilangnya jaringan-jaringan untuk melakukan fotosintesis (misalnya pembentukan daun, nekrosis dan klorosis) dan karena pembukaan stomata. Efek racun dari Pb adalah mereduksi pertumbuhan tanaman.

Kandungan klorofil pada daun

            Klorofil layak mendapat perhatian khusus di dalam proses fotosintesis. Dalam hal ini klorofil berperan penting di dalam memisahkan aliran listrik , transport electron dan fotofosforilasi.

            Klorofil , baik –a maupun –b merupkan pigmen yang penting di dalam tanaman. Menurut Strain dan Svec, klorofil-a terdapat 2-3 kali lebih banyak daripada klorofil-b.

Hasil analisis terhadap tanaman sengon yang terkena polusi yaitu dimana terjadi penurunan terhadap korofil-a, dan sebaliknya klorofil-b mengalami peningkatan sampai dua kali atau lebih, hal ini tentu mengkondisikan gejala yang kurang baik, karena pada akhirnya dapat menghambat produk fotosintesis yang menjadi tumpuan bagi kelangsungan hidup tanaman.

Di dalam melaksanakn proses fotosintesis, peranan stomata sangat esensial sebagai pintu masuknya CO2. Hadirnya polutan udara dapat mempengaruhi ukuran stomata, yaitu menjadi lebih sempit sehingga akan menghambat transpor bahan dari luar ke dalam (Gambar 1 dan 2) dengan jelas dapat dilihat bahwa stomata pada tanaman control berbentuk bulat , padat, dengan lubang mulut yangv terbuka lebih lebar, sel-sel lainnya tampak bersih, sedangkan pada tanaman setelah perlakuan tampak gejala penyempitan pada pembukaan stomatanya , dengn bentuk yang tampak tidak bulat, dan kurang padat lagi tetapi memipih.

Fungsi stomata paling penting adalah untuk memasukkan karbon dioksida ke mesofil daun. Periode stomata membuka biasanya bersamaan waktu dengan keadaan yang merangsang fotosintesis. Normalnya, stomata kebanyakan spesies membuka dalam keadaan terang dan menutup dalm keadaan gelap. Pada tanamn yang tumbuh di daerah tercemar udaranya , adaptasinya yang mendukung asimilasi CO2 juga cenderung merangsang pengambilan gas lain ke dalam mesofil daun. Dalam hal ini polutan utama telah ditemukan dapat menyebabkan perubahan dalam respon stomata, struktur kloroplas , fiksasi CO2 dan system transport electron fotosintesis. Oleh karena itu tidak mengherankan kalau ditemukan bahwa dosis polusi udara jangka pendek menyebabkan cepatnya (tetapi reversible) penekanan dalam laju fotosintesis.

Untuk tanaman yang dihadapkan kepada polutan jangka lama , pengurangan fotosintesis ini menyebabkan depresi nyata dalam akumulasi bahan kering, seringkali tanpa kerusakan yang tampak, dan biasanya penurunan hasil bahan kering secara normal berkaitan dengan berkurangnya komponen hasil (jumlah cabang muda dan daun, luas daun, dan sebagainya).

Perlu diupayakan pemasukan unsure hara yang dapat menjadi kompetitator unsure logam berat dan toksik , misalnya Ca sebagai upaya mengurangi masuknya polutan ke dalam tanaman.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 1992. Laporan Studi Lingkungan PT.Sibalec-Yogyakarta. Pusat Penelitian Lngkungan Hidup Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta

Crawley, M.J.1989. Plant Ecology. Blackwell Scientic Publications. London

Epstein, E. 1972. Mineral Nutrition of Plants. Priciples and Perspectives. Wiley International Edition,Inc.London

Evans, J. 1982. Plantation Forestry In The Tropics. Oxford Verbatim Limited. Hongkong

Fitter, A.H. dan Hay, R.K.M. 1981. Environmental Physiology of Plants. Academic Press, Inc. London

Kramer, P.J. dan Kozlowski, T.T. 1979. Physiology of Woody Plants. Academic Press, Inc. Florida

Mengel, K. dan Kirby, E.A. 1987. Principles Of Plant Nutrition. International Potash Institute. Switzerland

Noggle, G.R. dan Fritz, G.J. 1979. Introductory Plant Physiology. Prentice Hall of India Private Limited. New Delhi

DAFTAR PUSTAKA

Manahan, S. 1994. Envronmental Chemistry. Sixth Edition. Lewis Publishers. Washington D.C.

Walker, C.H., S.P. Hopkin., R.M. Sibly, and D.B. Peakall. 1996. Principles of Ecotoxicology Taylor and Francis. London.

Wardhana, W.A. 1999. Dampak Pencemaran Lingkungan. Andi Offset. Yogyakarta.