Toleransi Tumbuh Beberapa Jenis Tanaman Pada Lahan Pasca Penambangan Nikel Setelah Remediasi

Haruna, Naima and Prof. Dr.Ir. Tatik Wardiyati, M.S. and Prof. Ir. Eko Handayanto, M.Sc.Ph.D and Prof.Dr. Ir. Moch.Dawam Maghfoer, M.S. (2020) Toleransi Tumbuh Beberapa Jenis Tanaman Pada Lahan Pasca Penambangan Nikel Setelah Remediasi. Doktor thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Lahan pasca penambangan Nikel di Sorowako dapat dikategorikan sebagai lahan yang tercemar logam berat karena masih mengandung logam Ni 8925 ppm (berada di atas ambang batas tanah normal). Konsentrasi logam Ni yang tinggi pada tanah dapat menjadi faktor pembatas bagi pertumbuhan beberapa jenis tanaman yang tidak toleran. Tanaman pada lahan yang tercemar logam berat bersifat akumulator sehingga dapat meyerap dan mengakumulasi logam dalam berbagai organ tanaman. Akumulasi logam berat pada bagian tanaman yang dikonsumsi dapat membahayakan kesehatan manusia maupun organisme lainnya. Oleh karena itu maka lahan yang tercemar logam berat perlu diremediasi sebelum dimanfaatkan untuk pengembangan tanaman khususnya tanaman pangan. Penelitian dilakukan dalam dua tahap percobaan yang dilaksanakan di areal nursery PT Vale Sorowako di Kabupaten Luwu Timur dan satu tahap observasi di laboratorium tanah dan tanaman Balai Pengkajian Teknologi Pertanian di Kabupaten Maros. Tahap I: Remediasi lahan pasca penambangan Nikel menggunakan tanaman belimbing Bajo dengan media tanam yang diberi ligan asam sitrat dan pupuk NPK. Tujuannya untuk menurunkan konsentrasi logam Ni dalam tanah sehingga lebih kondusif untuk pengembangan tanaman pangan dan pakan. Percobaan dilaksanakan dalam bentuk eksperimen menggunakan polybag di lapangan dengan menggunakan media tanam dari lahan pasca penambangan Nikel. Percobaan menggunakan Rancangan Acak Kelompok secara faktorial. Faktor pertama adalah pemberian ligan asam sitrat empat taraf yaitu tanpa asam sitrat (l0), asam sitrat 1 g kg-1 media (l1), asam sitrat 2 g kg-1 media (l2) dan asam sitrat 3 g kg-1 media (l3). Faktor kedua adalah pemupukan NPK (P) terdiri dari dua taraf yaitu tanpa pupuk NPK (p0) dan pupuk NPK sebesar 20 gram polybag-1 atau 1.33 g kg-1 tanah (p1). Berdasarkan kombinasi antara faktor pertama dan faktor kedua maka terdapat delapan perlakuan yang diulang sebanyak empat kali. Parameter jumlah daun dan bobot kering tanaman dianalisis dengan Anova dan uji Tukey. Uji Anova dilakukan untuk mengetahui pengaruh perlakuan dan dilanjutkan dengan uji Tukey jika perlakuan berpengaruh nyata untuk mengetahui perbedaan antar perlakuan. Data konsentrasi logam pada tanah dan jaringan tanaman dianalisis secara deskriptif. Tahap II: Budidaya beberapa jenis tanaman pangan dan pakan pada lahan diremediasi dan tanpa diremediasi, bertujuan untuk memperoleh jenis tanaman yang toleran. Percobaan dilaksanakan dalam bentuk eksperimen di lapangan menggunakan polybag yang disusun dengan Rancangan Acak Lengkap (RAL). Percobaan terbagi atas dua bagian yang didasarkan atas perbedaan media tanam. Bagian pertama menggunakan media tanam diremediasi dengan konsentrasi Ni rendah (m0), sedang bagian kedua menggunakan media tanam tanpa diremediasi dengan konsentrasi Ni tinggi (m1). Pada setiap bagian percobaan (m0 dan m1) terdapat lima jenis tanaman yaitu x jagung (t1), kedelai (t2), sorgum (t3), rumput gajah (t4) dan rumput raja (t5). Data pengamatan pertumbuhan tanaman dianalisis dengan menggunakan Uji-t. Tahap III: Konsentrasi Ni pada berbagai bagian tanaman uji yang tumbuh pada media diremediasi dan tanpa diremediasi. Tahap ketiga merupakan lanjutan tahap kedua berupa observasi terhadap konsentrasi Ni pada organ tanaman yang tumbuh pada media yang berbeda. Tujuan untuk mengetahui jenis tanaman pangan dan pakan yang aman dikonsumsi manusia maupun ternak. Observasi dilakukan pada semua bagian tanaman dari setiap jenis tanaman yang diambil secara komposit pada setiap unit percobaan (polybag). Organ tanaman yang diuji untuk setiap jenis tanaman terdiri atas dua bagian yaitu bagian utama (yang dikonsumsi) dan bagian lainnya seperti daun, batang atau bagian lainnya). Data konsentrasi Ni pada organ tanaman dianalisis secara deskriptif. Pengukuran konsentrasi Ni pada jaringan tanaman dilakukan dengan metode pengabuan basah menggunakan HNO3 dan HClO4 dan alat Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS). Hasil penelitian sampai 25 MST menunjukkan bahwa penanaman belimbing Bajo disertai pemberian asam sitrat 2 g kg-1 dan pupuk NPK menyebabkan serapan Ni meningkat menjadi 0.12 g tan-1 atau sekitar 38.61% dibandingkan kontrol dan menurunkan konsentrasi Ni total tanah sekitar 73,03% yaitu dari 8926 ppm menjadi 2407 ppm. Tanaman jagung, sorgum, rumput gajah dan rumput raja pada media diremediasi menggunakan belimbing Bajo menghasilkan biomassa (bobot kering) dan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan tanpa diremediasi, namun produktivitasnya masih jauh di bawah kondisi tanah normal. Tingkat toleransi tanaman pada lahan pasca penambangan dibagi menjadi tiga kategori, yaitu toleran (IT≥100%), semi toleran (IT 50-100%), dan kurang toleran (IT≤50%). Tanaman kedelai termasuk kategori toleran tumbuh pada media tanpa diremediasi jika dibandingkan dengan hasil pada media diremediasi dengan nilai IT 100%, namun termasuk kategori semi toleran dengan nilai IT 69% jika dibandingkan dengan hasil pada media normal. Tanaman jagung, sorgum, rumput gajah dan rumput raja termasuk kategori semi toleran dengan nilai IT masing-masing 77%, 99%, 88% dan 58% jika dibandingkan dengan hasil pada media diremediasi, namun jika dibandingkan antara media diremediasi, tanpa diremediasi dengan media normal maka termasuk kategori kurang toleran dengan nilai IT masing-masing 17%, 38%, 9% dan 7% (media diremediasi) dan IT 13%, 38%, 8% dan 4% (media tanpa diremediasi). Biji tanaman kedelai yang tumbuh pada media diremediasi mengakumulasi logam Ni yang paling tinggi, sedang yang paling rendah terdapat pada biji jagung namun masih di atas ambang batas aman Ni pada tanaman sehingga tidak aman untuk dikonsumsi. Remediasi selama 25 minggu belum cukup untuk membersihkan Ni dari media karena masih mengandung Ni 2407 ppm sehingga waktu remediasi perlu diperpanjang agar tanah cukup bersih untuk bisa ditanami tanaman pangan maupun pakan

English Abstract

The land of post-nickel mining in Sorowako can be categorized as a land contaminated with heavy metals because it still contains Ni 8925 ppm metal (above the normal soil threshold). The high Ni metal concentrations in soil can be one limiting factor for the growth of some intolerant plants. The plants on the land contaminated with heavy metals are accumulators, therefore, they can absorb and accumulate metals in various plant organs. The heavy metals accumulation in the plant parts, which then is consumed, can endanger human health or other organisms. Therefore, a land contaminated with heavy metals needs to be remediated before it is used for any plant development, especially any plants grown to be harvested as food. This research was conducted in two experimental stages, carried out in the nursery area of PT Vale Sorowako, East Luwu Regency, and one observation stage at the laboratory of soil and plant at Agricultural Technology Assessment Center, Maros Regency. Stage I: The remediation of the post-Nickel mining land using Bajo starfruit plant with soil which was applied with citric acid ligand and NPK fertilizer, aimed for reducing the concentration of Ni metals in the soil. The experiment was carried out using polybags in the field, using soil from the post-Nickel mining land. The experiment used the Factorial Randomized Block Design. The first factor was the administration of four levels of citric acid ligand, namely: without citric acid (10), 1 g citric acid of kg-1 soil (l1), 2 g citric acid of kg-1 soil (l2), and 3 g citric acid of kg-1 soil l (l3). The second factor was NPK fertilization (P) consisting of two levels, namely without the NPK fertilizer (p0), and 20-gram NPK fertilizer polybag-1 or 1.33-g of kg-1 soil (p1). Based on the combination of the first factor and the second factor, there were eight treatments which were repeated four times. The parameters of total leaves and plant dry weight were analyzed by Anova and Tukey Test. The Anova test was conducted for discovering the influence of the treatment, and continuing with the Tukey Test if the treatment had a significant effect on discovering the differences between treatments. The data on metal concentrations in the soil and the plant tissue were analyzed descriptively. Stage II: The cultivation of several types of food crops on the remediated and non- remediated of soil aimed to obtain tolerant plant species. The experiment was carried out in the field using polybags arranged by the Complete Randomized Design (CRD). The experiment was divided into two parts based on differences in soil. The first part used the remediated of soil with low Ni concentrations (m0), while the second part used the non- remediated of soil with high Ni concentrations (m1). In each part of the experiment (m0 and m1) there were five types of plants, namely maize (t1), soybean (t2), sorghum (t3), elephant grass (t4), and king grass (t5). The observation data on plant growth were analyzed using T-test. xii Stage III: The Ni concentration in various parts of the test plants growing on the remediated and non-remediated of soil. The third stage was the continuation of the second stage which was the observation of the Ni concentration in plant organs on different soil. The aim was to discover the types of food crops that are safe for human and livestock consumption. The observation was conducted on all plant parts of each type of plant taken in a composite way on each unit of the experiment (polybag). The plant organs tested for each type of plant consisted of two parts, namely the main part (which was consumed), and other parts such as leaves, stems or other parts. The Ni concentration data in the plant organs were analyzed descriptively. The measurement of Ni concentration in the plant organs was carried out by the wet ashing method using HNO3 and HClO4 and the Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS) tool. The research results up to 25 WAP showed that the planting of Bajo starfruit, accompanied by 2-g kg-1 citric acid and NPK fertilizer, caused Ni uptake increasing to 0.12-g plant-1 or about 38.61%, compared to the control and decreasing the total soil Ni concentration around 73.03%, which was from 8926 ppm to 2407 ppm. Corn, sorghum, elephant grass, and king grass on soil were remediated using Bajo starfruit, producing biomass (dry weight) and better results than without being remediated, however, the productivity was still far below normal soil condition. The tolerance level of plants in post- mining land is divided into three categories, namely tolerant (IT≥100%), semi-tolerant (IT 50-100%), and less tolerant (IT≤50%). Soybean is included in the category of tolerant growing on soils without being remediated when compared to yields on remediated soils with an IT value of 100%, but is included in the semi-tolerant category with an IT value of 69% when compared to yields on normal soils. Corn, sorghum, elephant grass and king grass are included in the semi-tolerant category with an IT value of 77%, 99%, 88% and 58%, respectively, compared to yields on remediated soils, compared to remediated soils, without being remediated with normal soils. then it is categorized as less tolerant with IT values 17%, 38%, 9% and 7% (the remediated of soil) and IT 13%, 38%, 8% and 4% (the non remediated soil). The soybean seeds that grew on the remediated soil accumulated the highest Ni metals, while the lowest were found in corn kernels, however, it was still above the safe threshold of Ni in plants, therefore it is not safe to consume. The 25-week remediation was not enough for cleaning Ni from the soil because it still contained 2407 ppm of Ni, therefore, the remediation time needed to be extended so the soil was clean enough to be able to be planted with food and feed crops

Other obstract

-

Item Type:	Thesis (Doktor)
Identification Number:	0622040006
Subjects:	600 Technology (Applied sciences) > 630 Agriculture and related technologies
Divisions:	S2/S3 > Doktor Ilmu Pertanian, Fakultas Pertanian
Depositing User:	Nur Cholis
Date Deposited:	03 Jan 2023 02:41
Last Modified:	20 Sep 2024 01:30
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/196530

Text naima haruna.pdf Download (4MB)

Actions (login required)

View Item