LAPORAN DISKUSI FISIOLOGI TUMBUHAN

SEMESTER GENAP

TAHUN AJARAN 2014/2015

MANFAAT SERTA DAMPAK ASAM-ASAM ORGANIK PADA TANAH GAMBUT

DAN UPAYA PENGHILANGAN TOKSISITASNYA

KANIA AULIA DWIPUTRI

140410120055

KELOMPOK 2

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PADJADJARAN

JATINANGOR

2014

BAB I

PENDAHULUAN

Lahan gambut adalah lahan yang memiliki lapisan tanah kaya bahan organik (C-organik

> 18%) dengan ketebalan 50 cm atau lebih. Bahan organik penyusun tanah gambut terbentuk

dari sisa-sisa tanaman yang belum melapuk sempurna karena kondisi lingkungan jenuh air dan

miskin hara. Oleh karenanya lahan gambut banyak dijumpai di daerah rawa belakang (back

swamp) atau daerah cekungan yang drainasenya buruk (UNIMED, 2012).

Diperkirakan kurang lebih 10 juta hektar dari luas total lahan gambut di Indonesia

mempunyai potensi untuk dimanfaatkan sebagai budidaya tanaman semusim dan tanaman

tahunan. Akan tetapi hingga saat ini potensi untuk perluasan areal pertanian sebagian besar

belum dapat dimanfaatkan mengingat tanah gambut memiliki cirri-ciri yang spesifik yang

berbeda dengan tanah-tanah mineral (Sasli, 2011).

Layaknya sebagai lahan organik, masalah utama di lahan gambut adalah kandungan

organik yang sangat tinggi, miskin mineral dan kejenuhan basa rendah, hal ini berpengaruh

terhadap kesuburan tanah. Asam-asam organik dalam tanah gambut berperan sebagai koloid

tanah yang mengatur pengikatan dan pelepasan hara, selain itu asam-asam tersebut berpengaruh

langsung dan dapat bersifat racun terhadap tanaman, terutama asam fenolat (Musadad, 1998).

Senyawa utama yang terdapat pada tanah gambut biasanya hemiselulosa, selulosa, dan

lignin. Hasil biodegradasi lignin dapat menghasilkan asam-asam fenolat. Sedangkan, selulose

atau hemiselulose menghasilkan asam-asam karboksilat. Asam-asam fenolat merupakan senyawa

organik yang dapat bersifat racun bagi tanaman. Asam fenolat ini banyak dihasilkan selama

proses dekomposisi bahan organik yang kaya akan senyawa lignin (seperti gambut tropika) pada

keadaan anaerob. Berbagai upaya untuk meningkatkan pertumbuhan dan hasil budidaya di lahan

gambut telah dilakukan, diantaranya dengan pemberian abu bakaran gambut, abu kayu sawmil,

abu janjang kelapa sawit, pupuk organik limbah ikan dan limbah udang, pupuk kandang, dan

sebagainya (Tan, 1986 dalam Sasli, 2011).

Dari berbagai penelitian , toksisitas tanah yang disebabkan bahan organik terutama asam

fenolat paling sering dijumpai pada tanah dengan aerasi jelek. Pengaruh fitotoksik asam fenolat

dari hasil dekomposisi bahan organik terhadap tanaman meliputi penghambatan pertunasan,

pertumbuhan tanman kerdil, perusakan sistem perakaran, menghambat penyerapan hara,

klorosis, layu dan mematikan tanaman. Pengaruh langsung senyawa fitotoksik terhadap

pertumbuhan adalah mengganggu didalam proses metabolisme seperti respirasi atau sintesis

asam nukleat atau protein ( Angelo, 2000 dan Dionne 2001 dalam Rini dkk., 2007).

BAB II

ISI

Lahan gambut merupakan lahan yang berasal dari bentukan gambut beserta vegetasi yang

terdapat diatasnya, terbentuk di daerah yang topografinya rendah, dan bercurah hujan tinggi atau

di daerah yang suhunya sangat rendah. Tanah gambut mempunyai kandungan bahan organik

yang tinggi (>12% C) dan kedalaman gambut minimum 50 cm. Tanah gambut diklasifikasikan

sebagai Histosol dalam sistem klasifikasi FAO–Unesco (1994) yaitu yang mengandung bahan

organik lebih tinggi dari 30 persen, dalam lapisan setebal 40 cm atau lebih, di bagian 80 cm

teratas profil tanah (Rini dkk., 2007).

Permasalahan utama pada tanah gambut untuk pengembangan lahan pertanian adalah

kandungan asam-asam organik beracun yang tinggi dan sangat erat hubungannya dengan

komposisi bahan organik tanah gambut. Komposisi bahan organik tanah gambut di Indonesia

relatif sama, yaitu sebagian besar gambut kayuan (woody peat) yang berasal dari pohon-pohon

(hutan tiang) beserta tanaman semak (paku-pakuan) di bawahnya (Hill and Cardaci, 2004 dalam

Rini dkk., 2007).

Susunan dan kandungan senyawa organik dan hara mineral di tanah gambut tergantung

pada jenis jaringan penyusun gambut, lingkungan pembentukan, dan kesudahan reklamasi.

Reklamasi adalah pemanfaatan lahan atau habitat yang sudah ada yang dianggap kurang bernilai

secara ekonomi dan lingkungan sehingga dibentuk menjadi lahan lain yang dapat memberikan

keuntungan secara ekonomi dan lingkungan (Djakapermana, 2008).

Senyawa organik utama yang terdapat dalam gambut antara lain hemiselulosa, selulosa,

tannin, protein, dan lignin (Yonebayasi, 2003 dalam Rini dkk., 2007). Hasil biodegradasi lignin

merupakan polimer-polimer aromatik yang tinggi menghasilkan asam-asam fenolat (seperti asam

p-hidroksi benzoat, p-kumarat, ferulat, vanilat, siringat). Sedangkan selulosa dan hemiselulosa

menghasilkan asam karboksilat (Rini dkk., 2007).

Asam-asam fenolat merupakan senyawa organik yang dapat bersifat racun bagi tanaman

(kadar>50 ppm). Pada kadar 0,25 mM asam fenolat dalam bentuk hydro-bensonat pada tanah

gambut dapat mempengaruhi pertumbuhan padi dan gandum. Pertumbuhan kedelai, tomat, dan

jagung terhambat pada kadar 0,05 mM (Todana et al., 1991 dalam Sabiham et al., 1997). Asam

fenolat yang dihasilkan dari biodegradasi lignin secara anaerob ini jumlahnya meningkat jika

lahan gambut disawahkan. Penambahan Cu, Zn, Na, dan arang sekam padi dapat menurunkan

kadar asam fenolat (Sabiham et al., 1997). Arang sekam dibuat dari pembakaran tak sempurna

atau pembakaran parsial sekam padi. Sebanyak 20-30% dari proses penggilingan padi akan

dibuang dalam bentuk sekam padi. Arang sekam memiliki banyak kegunaan, baik di dunia

pertanian maupun kebutuhan industri. Para petani memanfaatkan arang sekam sebagai

penggembur tanah, bahan pembuatan kompos, media tanam, dan media persemaian

(http://www.alamtani.com/arang-sekam-padi.html).

Produk utama asam-asam organik yang dihasilkan dari dekomposisi bahan organik di

bawah kondisi anaerob adalah asam asetat, asam laktat, asam propionat, dan asam butirat.

Sebagian besar senyawa-senyawa tersebut juga dapat meracuni tanaman (Rini dkk., 2007). Asam

asetat atau acetic acid adalah senyawa organik yang termasuk dalam golongan carboxylic acid.

Asam asetat adalah monoprotic acid yang lemah, sehingga hanya sebagian kecil ion saja yang

dapat terdisosiasi dalam air (Triharto, 2010).

Bahaya yang ditimbulkan asam-asam organik tergantung pada jenis dan konsentrasi asam

tersebut. Asam-asam organik aromatik mempunyai toksisitas lebih tinggi daripada asam-asam

alifatik. Asam aromatik merupakan senyawa organik rantai tertutup seperti kumpulan benzene

yang mengandung gugus asam karboksilat (http://www.deskripsi.com/a/asam-aromatik).

Sedangkan, asam alifatik merupakan senyawa alifatik yang tersubtitusi oleh gugus asam asam

karboksilat (-COOH) (Pudjaatmaka, 2002).

Banyak peneliti menemukan bahwa kadar asam fenolat dapat mengakibatkan bahaya

yang sangat besar pada pertumbuhan tanaman (Dionne, 2001; Urban, 1989 dalam Rini dkk.,

2007). Dari berbagai penelitian, toksisitas tanah yang disebabkan bahan organik terutama asam

fenolat paling sering dijumpai pada tanah dengan aerasi jelek. Pengaruh fitotoksik asam fenolat

dari hasil dekomposisi bahan organik terhadap tanaman meliputi penghambatan pertunasan,

pertumbuhan tanaman kerdil, perusakan sistem perakaran, menghambat penyerapan hara,

klorosis (rusaknya kloroplas yang menyebabkan menguningnya bagian-bagian tumbuhan yang

lazimnya berwarna hijau), layu, dan mematikan tanaman. Pengaruh langsung senyawa fitotoksik

terhadap pertumbuhan adalah mengganggu di dalam proses metabolisme, seperti respirasi atau

sintesis asam nukleat dan protein (Angelo, 2000 dan Dionne, 2001 dalam Rini dkk., 2007).

Kerusakan akar tanaman oleh asam fenolat menyebabkan akar sulit menyerap unsur hara yang

diberikan melalui pupuk. Kerusakan akar tanaman itu meliputi terhambatnya perpanjangan

pertumbuhan akar primer, terhalangnya pembentukan akar dan bulu akar, serta terhambatnya

sintesis DNA dalam sel akar. Unsur hara yang diberikan juga dengan mudah tercuci karena

gambut tidak kuat menyerap hara (Subiksa dkk., 2001).

Diperlukan penanganan khusus untuk mengendalikan fitotoksik asam fenolat pada tanah

gambut, salah satu caranya adalah dengan penambahan bahan amelioran. Bahan amelioran

merupakan bahan pembenah tanah, baik sebagai bahan untuk memperbaiki sifat fisik, kimia, dan

biologi tanah maupun sebagai pupuk untuk meningkatkan hasil pertanian. Kandungan terak baja

yang dominan berupa logam berat, kalsium, dan silikat. Logam berat sebagian berguna sebagai

unsure mikro dan makro bagi tanaman, tetapi sebagian lagi berupa racun bagi tanaman, hewan,

dan manusia. Penelitian menunjukkan bahwa dengan kondisi pH tanah sampai dengan pH

mendekati 7, kelarutan logam berat seperti Al, Fe, Mn, Cd, Pb, dan Cr sangat kecil sehingga

tidak menimbulkan bahaya bagi tanaman, hewan, dan manusia. Terak baja dicampur dengan

kompos (bahan organik matang) meningkatkan hasil tanaman pertanian dan menurunkan kadar

logam terlarut di dalam tanah. Pemanfaatan terak baja di tanah gambut sangat positif terhadap

hasil tanaman pertanian dan bahaya logam berat terhadap lingkungan hidup dapat dihindari

(Riwandi, 2010).

Ameliorasi diperlukan untuk mengatasi kendala reaksi tanah masam (tanah gambut) dan

keberadaan asam organik beracun, sehingga media perakaran tanaman menjadi lebih baik

(Subiksa et al., Mario, 2002; Salampak, 1999). Amelioran dapat berupa bahan organik atau

anorganik. Beberapa bahan amelioran yang sering digunakan di lahan gambut antara lain adalah

berbagai jenis kapur (dolomite, batu fosfat, kaptan), tanah, mineral, lumpur, pupuk

kompos/bokasi, pupuk kandang (kotoran ayam, sapi, dan kerbau), dan abu. Penggunaan lebih

dari satu jenis amelioran memberikan hasil yang lebih baik (Namun tidak seperti tanah mineral,

pH tanah gambut cukup ditingkatkan sampai pH 5,0 karena gambut tidak memiliki potensi Al

yang beracun. Peningkatan pH terlalu tinggi justru berdampak buruk karena laju dekomposisi

gambut menjadi terlalu cepat (Subiksa dkk., 2001).

Bahan amelioran lainnya yang dapat digunakan untuk mengendalikan fitotoksik asam

fenolat pada tanah gambut adalah fly ash (abu sisa boiler pabrik pulp). Fly ash bersifat basa

(mempunyai pH 10-13) dan mengandung kation-kation yang diperlukan tanaman seperti Ca, Mg,

Zn, K, dan P serta tidak mengandung logam-logam berat yang berbahaya bagi tanah dan

tanaman, sehingga dapat dijadikan amelioran untuk memperbaiki tanah gambut (Rini, 2005

dalam Rini dkk., 2007). Fly ash juga dapat dimanfaatkan untuk mereduksi dan mengendalikan

asam-asam organik beracun pada tanah gambut serta meningkatkan ketersediaan unsur kalsium

dan magnesium tanah gambut. Fly ash menentukan perubahan pH tanah. Meningkatnya nilai pH

mengakibatkan penurunan kadar asam fenolat tanah gambut yaitu asam hidroksi benzoat dari

nilai 27,42 ppm ke 0,2 ppm dan asam p-kumarat 17,22 ppm ke 0,11 pada kondisi optimum. (Rini

dkk., 2007).

Organ tumbuh tanaman yang diberi fly ash terbukti dapat berkembang dengan baik.

Dalam jurnal yang ditulis oleh Rini dkk (2007), penambahan fly ash pada tanah gambut ini telah

digunakan pada tanaman jagung varietas arjuna sebagai tanaman indikator. Tanaman ini dipilih

karena memiliki organ tanam yang lengkap (akar, batang, daun, dan buah), tahan terhadap

penyakit, masa tanamnya pendek (90 hari), dan menghendaki pH tanah mendekati netral untuk

pertumbuhannya. Tanaman jagung varietas arjuna yang tidak diberi fly ash pertumbuhannya

sangat terhambat karena pH tanah gambut yang rendah menyebabkan terhambatnya

pertumbuhan akar. Sedangkan, tanaman jagung yang diberi fly ash dapat berkembang dengan

baik dimana pertumbuhan akar tanaman panjang dan banyak cabangnya, batangnya tumbuh

dengan kokoh dan besar, daunnya lebar dan berwarna hijau, serta cepat berbunga dan buahnya

padat berisi. Hal ini diduga karena pH tanah sudah mengarah ke netral (6,36) serta ketersediaan

unsur-unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman telah mencukupi untuk pertumbuhannya.

BAB III

KESIMPULAN

Berdasarkan informasi-informasi yang telah diperoleh dari beberapa artikel, jurnal,

maupun buku yang berkaitan dengan senyawa organik pada tanah gambut, dapat disimpulkan

bahwa:

1. Asam-asam organik yang terdapat dalam tanah gambut antara lain adalah asam-asam

fenolat (seperti asam p-hidroksi benzoat, p-kumarat, ferulat, vanilat, siringat) yang

merupakan hasil biodegradasi lignin dan asam karboksilat yang dihasilkan selulosa dan

hemiselulosa. Sedangkan asam-asam organik yang dihasilkan dari dekomposisi bahan

organik di bawah kondisi anaerob adalah asam asetat, asam laktat, asam propionat, dan

asam butirat.

2. Manfaat yang diperoleh dari asam-asam organik pada tanah gambut adalah berperan

sebagai koloid tanah yang mengatur pengikatan dan pelepasan hara.

3. Dampak asam-asam organik pada tanah gambut meliputi penghambatan pertunasan,

pertumbuhan tanaman kerdil, perusakan sistem perakaran, menghambat penyerapan hara,

klorosis, layu, dan mematikan tanaman. Pengaruh langsung senyawa fitotoksik asam-

asam organic terhadap pertumbuhan adalah mengganggu di dalam proses metabolisme,

seperti respirasi atau sintesis asam nukleat dan protein.

4. Toksisitas asam-asam organik (asam-asam fenolat maupun asam karboksilat) dapat

dihilangkan dengan penambahan bahan-bahan ameliorant, seperti kapur, tanah mineral,

pupuk kandang, dan abu sisa pembak untuk meningkatkan pH dan basa-basa tanah.

DAFTAR PUSTAKA

Alamtani. 2013. Cara Membuat Arang Sekam Padi. www.alamtani.com/arang-sekam-padi.html

(Diakses 1 Maret 2014 pukul 09.47 WIB).

Deskripsi. 2013. Deskripsi Asam Aromatik. www.deskripsi.com/a/asam-aromatik (Diakses 1

Maret 2014 pukul 11:02 WIB).

Djakapermana, Ruchyat Deni. 2008. Reklamasi Pantai Sebagai Alternatif Pengembangan

Kawasan. http://bulletin.penataanruang.net/upload/data_artikel/edisi4g.pdf (Diakses

1 Maret 2014 pukul 14:02 WIB).

Musadad, Anwar. 1998. Pengaruh Air Gambut Terhadap Kesehatan dan Upaya Pemecahannya.

Media Litbangkes. 8(01): 8-13.

Najiyati, Muslihat, I N. N. Suryadiputra. 2005. Panduan Pengelolaan Lahan Gambut untuk

Pertanian Berkelanjutan. Bogor: Wetlands International.

Pudjaatmaka, A. Hadyana. 2002. Kamus Kimia. Jakarta: Balai Pustaka.

Rini et al. 2007. Perilaku Asam Hidroksi Benzoat dan Asam P-Kumarat Pada Tanah Gambut

Yang Diberi Fly Ash Serta Kaitannya dengan Unsur Kalsium dan Magnesium.

6(2): 56-67.

Riwandi. 2010. Terak Baja: Bahan Amelioran Dua Mata Pisau Pertanian.

http://repository.unib.ac.id/244/1/35.pdf (Diakses 28 Februari 2014 pukul 22:07 WIB).

Sabiham, S., TB, Prasetyo and S. Dohong. 1997. Phenolic Acidin Indonesian Peat. In: Rieley

And Page (Eds.). pp. 289-292. Biodiversity and Sustainability of Tropical Peat and

Peatland. Samara Publishing Ltd. Cardigan: UK.

Sasli, Iwan. 2010. Karakterisasi Gambut dengan Berbagai Bahan Amelioran dan Pengaruhnya

Terhadap Sifat Fisik dan Kimia Guna Mendukung Produktivitas Lahan Gambut.

4(1): 42-50.

Subiksa, Hartatik, Fahmuddin Agus. 2001. Pengelolaan Lahan Gambut Secara Berkelanjutan.

http://balittanah.litbang.deptan.go.id/dokumentasi/lainnya/subiksa2.pdf (Diakses 28

Februari 2014 pukul 21:35 WIB).

Triharto, Panggih. 2010. Studi Ketahanan. http://lontar.ui.ac.id/file?file=digital/1316462520275-

studi-ketahan-Tinjauan2520literatur.pdf (Diakses 1 Maret 2014 pukul 16:08 WIB).

Universitas Negeri Medan. 2012. Tanah Gambut. http://digilib.unimed.ac.id/public/UNIMED-

Undergraduate-22365-11 BAB 2.pdf (Diakses 28 Februari 2014 pukul 19:40 WIB).