PERUBAHAN INDEKS MITOSIS DAN ABERASI KROMOSOM PADA

BAWANG DAUN (Allium fistulosum L.) AKIBAT PEMAPARAN

HERBISIDA 2,4 D DAN PARAQUAT

Naskah Publikasi

Oleh :

Ferra Seira

NIM. M0403003

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2008

PERSETUJUAN

Naskah Publikasi

SKRIPSI

PERUBAHAN INDEKS MITOSIS DAN ABERASI KROMOSOM PADA

BAWANG DAUN (Allium fistulosum L.) AKIBAT PEMAPARAN

HERBISIDA 2,4 D DAN PARAQUAT

Oleh:

Ferra Seira

M0403003

telah disetujui untuk publikasikan

Surakarta,………………………..

Menyetujui

Pembimbing I

Nita Etikawati, M.Si

NIP. 132 161 217

Pembimbing II

Dra. Endang Anggarwulan, M.Si

NIP. 130 676 864

Mengetahui

Ketua Jurusan Biologi

Dra. Endang Anggarwulan, M.Si

NIP. 130 676 864

PERUBAHAN INDEKS MITOSIS DAN ABERASI KROMOSOM PADA BAWANG DAUN (Allium fistulosum L.) AKIBAT PEMAPARAN

HERBISIDA 2,4 D DAN PARAQUAT

THE CHANGE OF MITOTIC INDEX AND CHROMOSOME ABERRATION ON WELSH ONION (Allium fistulosum L.) RESULT OF

2,4-D AND PARAQUAT HERBICIDES EFFECT

Ferra Seira, Nita Etikawati, Endang Anggarwulan Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences,

Sebelas Maret University, Surakarta.

ABSTRACT

Welsh onion is one of the most popular vegetable in Indonesian. The productivity can turn because of weeds, so herbicide used to disturb it. Herbicides uses not only disturb the weeds, but crops too. The aim of this research was to know change mitotic index and chromosome aberration on root tip of welsh onion (Allium fistulosum L.). This research designed using completely randomized block design, factorial consist of 2 factors : kind of herbicides (2,4-D and paraquat) and herbicides concentrations (0 µl/ml, 25 x10-3 µl/ml, 50 x10-3 µl/ml, 75 x10-3 µl/ml and 100x10-3 µl/ml) with 3 replications. Roots have been growing , was washed, and than it stands on herbicides each of concentrations for 3 hours. After that it’s made root preparation with squash method. Mitotic index and chromosome aberration were calculated at mitotic phase. The data analyzed by statistical analysis used ANOVA test (Analysis of Variances) continued by Tukey test and Duncan Multiple Range Test (DMRT) of significance 5%. Higher concentration can be made fewer mitotic index and higher chromosome aberration. Paraquat herbicide give higher effect than 2,4-D herbicide effect. Fewest mitotic index (24,32%) and higher procentatiaon of chromosome aberration (7,30%) was looked by treatment at 100 x10-3 µl/ml concentration. Key words : mitotic index, chromosome aberration, 2,4-D herbicide, paraquat

herbicide

PENDAHULUAN

Bawang daun termasuk salah satu jenis sayuran daun, bahan bumbu dapur

dan pencampur sayur mayur yang popular di seluruh dunia (Rukmana, 1995).

Tanaman ini memiliki prospek yang cukup baik seiring dengan peningkatan

kebutuhan permintaan konsumen domestik maupun untuk tujuan ekspor. Namun

demikian, pada saat ini produktivitas rata-rata di tingkat petani masih relatif

rendah akibat belum tersedianya rakitan budidaya yang optimal (Sutrisna, 2003).

Salah satu kendala biologis utama pada pertanaman bawang daun adalah

gulma. Gulma bersaing dengan tanaman terhadap unsur hara, air, ruang dan

cahaya. Oleh sebab itu, gulma menurunkan kualitas dan kuantitas hasil. Bahkan

gulma dapat mengeluarkan senyawa kimia yang dapat menghambat atau meracuni

tumbuhan di sekitarnya (Hasanuddin dan Pane, 2003).

Penggunaan herbisida untuk mengendalikan gulma yang mengganggu

tanaman budidaya sudah lazim digunakan petani. Namun, hal ini perlu dilakukan

dengan bijaksana agar penggunaan tidak menimbulkan efek samping bagi

lingkungan dan organisme lain yang bukan sasaran. Salah satu hal yang perlu

mendapat perhatian dalam penggunaan herbisida adalah konsentrasi herbisida.

Jika konsentrasi yang digunakan tidak tepat, selain kurang efektif, pemborosan,

juga dapat mengurangi selektivitas dari herbisidanya, bahkan mungkin dapat

menyebabkan penekanan terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman

budidaya (Dwiati dan Budisantoso, 2003).

Herbisida 2,4-D merupakan herbisida yang mempunyai tingkat

selektivitas yang tinggi. Herbisida ini biasa digunakan untuk membunuh gulma

berdaun lebar. Herbisida ini dapat membunuh gulma sasaran tanpa mematikan

tanaman inti. Herbisida 2,4-D banyak digunakan karena harganya relatif murah,

selektivitasnya tinggi, lebih efektif dan tingkat keracunannya rendah (Siera Club,

2006). Herbisida 2,4-D mengganggu pembentukan klorofil dan asam-asam amino

tertentu, dengan gejala-gejala visual awal berupa daun yang menguning dan

diikuti dengan klorosis (Sabur, 2003). Herbisida 2,4-D diserap oleh akar lalu

ditranslokasikan dalam tanaman dan diakumulasi saat pertumbuhan akar sehingga

akan menghambat pertumbuhan akar.

Paraquat diklorida yang biasa dikenal sebagai paraquat adalah salah satu

herbisida yang paling banyak digunakan di dunia. Paraquat merupakan herbisida

kontak yang bersifat non selektif. Paraquat tidak bekerja sistemik jadi tidak

merusak sistem perakaran, struktur tanah dan tidak mengganggu tanaman utama

(Murad, 2004). Rumus kimia dari paraquat adalah 1,1-dimethyl-4,4 bypiridinium

(Paraquat Information Center, 2007).

Paraquat dapat diaplikasikan untuk mengatasi gulma rerumputan, gulma

berdaun lebar dan teki. Herbisida ini dapat menekan populasi gulma karena

merusak proses metabolisme dalam jaringan sebagai akibat terkumpulnya

superoksida gugus bebas yang merupakan hasil oksidasi oksigen (Sabur, 2003).

Molekul herbisida ini setelah mengalami penetrasi ke jaringan tanaman dan

terkena sinar matahari akan menghasilkan hidrogen peroksida yang merusak

membran sel dan selanjutnya akan merusak seluruh jaringan tanaman (Paraquat

Information Center, 2007).

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Jurusan Biologi FMIPA UNS

dimulai bulan November sampai Desember 2007.

Bahan dan Alat

Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah ujung akar

bawang daun (Allium fistulosum L.). Bahan lain yang digunakan adalah herbisida

2,4-D dan paraquat, asam asetat glasial 45%, HCl 1:9, aquades, asetoarcein 2%,

gliserin, cat kuku, aluminium foil, kertas label, kertas tissu, tusuk gigi.

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah polybag berisi tanah, gelas

air mineral, silet, gelas beker, botol flakon, gelas ukur, pipet tetes, pengaduk,

bunsen burner, kasa, tripot, mikroskop cahaya, mikropipet, tip mikropipet, gelas

benda, gelas penutup, cutton bud, pinset, kuas, korek api, termometer, arloji,

sarung tangan, kamera digital.

Rancangan Percobaan

Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok Lengkap (RAKL)

pola faktorial dengan 2 faktor. Faktor I jenis herbisida yang terdiri dari 2 macam

yaitu 2,4-D dan paraquat. Faktor II konsentrasi herbisida yang terdiri dari 5 dosis

yaitu 0 µl/ml, 25x10-3 µl/ml, 50x10-3 µl/ml, 75x10-3 µl/ml dan 100x10-3 µl/ml.

Masing-masing perlakuan dengan 3 ulangan.

Analisis Data

Data hasil pengamatan dianalisis dengan Analisis Variansi (ANAVA)

untuk mengetahui ada tidaknya perbedaan antar perlakuan. Letak perbedaan

ditentukan dengan Uji Jarak Berganda Duncan (Duncan’s Multiple Range Test)

dan uji Tukey pada taraf 5%.

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Penentuan Waktu Pembelahan Optimum dan Pembuatan Preparat

Penentuan waktu pembelahan optimum digunakan untuk mengetahui

waktu yang tepat sel-sel akar bawang daun aktif membelah. Percobaan ini

dilakukan pukul 08.00-10.00 WIB dengan selang waktu 10 menit. Dari percobaan

ini didapatkan waktu pembelahan paling optimum yaitu jam 09.00 WIB.

Pembuatan preparat akar bawang daun dilakukan dengan menggunakan

metode pencet atau metode squash semi permanen. Metode pencet atau metode

squash adalah suatu metode untuk mendapatkan suatu sediaan atau preparat

dengan cara memencet suatu potongan jaringan sehingga didapatkan suatu sediaan

atau preparat yang tipis dan mudah diamati di bawah mikroskop. Ketika

melakukan metode pencet atau squash ini sel-sel diusahakan terpisah satu dengan

yang lain, tetapi tidak kehilangan bentuk aslinya (sel tidak rusak) (Suntoro,

1983).

Larutan herbisida digunakan sebagai agen mutasi yang diberikan sebelum

pembuatan preparat. Masing-masing tanaman bawang daun dengan akar barunya

direndam dalam 50 ml herbisida tiap konsentrasi selama 3 jam. Perendaman ini

dilakukan 3 jam sebelum waktu pembelahan optimum (sebelum jam 09.00).

Setelah 3 jam direndam dalam larutan herbisida kemudian akar dipotong.

Potongan akar tersebut diletakkan dalam botol flakon, kemudian dicuci dengan

aquades 3 kali agar larutan herbisida tidak tertinggal dalam botol flakon yang

dimungkinkan dapat mengganggu proses selanjutnya.

Fiksasi merupakan usaha untuk mempertahankan sel atau jaringan agar

tidak mengalami perubahan bentuk dan ukurannya. Di samping itu fiksasi

bertujuan menghentikan proses metabolisme dengan cepat, mengawetkan elemen

sitologis dan histologis serta membuat jaringan mudah menyerap zat warna

(Suntoro, 1983). Larutan fiksasi yang digunakan adalah asam asetat 45%. Larutan

ini merupakan campuran dari 45 ml asam asetat dan 55 aquades. Proses fiksasi

dilakukan selama 2 jam pada suhu kamar.

Larutan asam asetat dapat mengendapkan nukleoprotein, tetapi melarutkan

histon di dalam nukleus, tidak mengendapkan lemak, mempunyai daya

penetrasinya cepat, tetapi dapat membengkakkan jaringan yang disebabkan oleh

bertambahnya diameter serabut-serabut dalam jaringan tersebut. Secara umum

larutan ini mempunyai dua fungsi utama dalam sitologi yaitu mencegah

pengerasan jaringan dan mengeraskan kromosom (Suntoro, 1983).

Hidrolisis bertujuan untuk menghilangkan air di dalam bahan yang akan

dibuat sediaan. Larutan yang digunakan adalah laruatan HCl 1:9. Larutan ini

dibuat dengan mencampurkan HCl 1 N dan aquades dengan perbandingan 1:9.

Proses hidrolisis dilakukan di atas gelas beker berisi air yang dipanaskan sampai

suhu 60oC selama 2 menit.

Pewarna yang digunakan adalah aceto orcein 2%. Pewarna ini dapat

mewarnai inti sehingga kromosom dapat terlihat jelas. Kandungan asam asetat di

dalamnya akan menaikkan aktivitas dan selektivitas inti sel sehingga sitoplasma

tidak akan ikut terwarnai. Asam asetat juga dapat membengkakkan sel, sehingga

kromosom lebih mudah diamati. Aseto orcein dapat mewarnai kromosom karena

selama proses mitosis, konsentrasi DNA bertambah, sehingga nukleus yang

sedang aktif akan terpulas oleh zat warna. Jika nukleus terpulas zat warna, maka

kromosom juga ikut terwarnai karena kromosom merupakan bahan yang mudah

menyerap zat warna. Keunggulan lain pewarna ini adalah lebih mudah dan lebih

murah (Parjanto, 2003). Proses pewarnaan dilakukan selama 2 jam pada suhu

kamar.

Gliserin ditambahkan di atas gelas benda yang telah diberi akar. Sebelum

ditambah gliserin akar dipotong kira-kira 2 mm dari ujung akar. Hal ini

dikarenakan daerah meristematis yang berisi sel-sel yang aktif membelah terletak

di daerah ujung akar yaitu 0,5 mm dari tudung akar. Penambahan larutan gliserin

bertujuan untuk melembutkan bahan karena gliserin bersifat melembutkan

sehingga ketika disquash bahan tidak rusak.

B. Pengaruh Herbisida terhadap Indeks Mitosis Tanaman Bawang Daun

(Allium fistulosum L.)

Berdasarkan analisis dengan menggunakan statistik, didapatkan hasil

bahwa jenis dan konsentrasi herbisida berpengaruh terhadap indeks mitosis

bawang daun (Allium fistulosum L.). Hal ini dapat dilihat pada Tabel 1 dan 2 di

bawah ini.

Tabel 1. Pengaruh Jenis Herbisida terhadap Indeks Mitosis Bawang Daun (Allium fistulosum L.).

Jenis Herbisida Mean±SD Herbisida 2,4-D 56,14 ± 17,70a

Herbisida Paraquat 38,03 ± 20,84b

Keterangan : angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata dengan uji Tukey dalam taraf uji 5%

Tabel 2. Pengaruh Konsentrasi Herbisida terhadap Indeks Mitosis Bawang Daun (Allium fistulosum L.).

Konsentrasi Indeks Mitosis±SD 0 µl/ml 73.88±2,77a 25 x10-3 µl/ml 53,90±15,12b 50 x10-3 µl/ml 46,15±20,92c

75 x10-3 µl/ml 37,18±14,91d

100 x10-3 µl/ml 24,32±5,52e

Keterangan : angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata dengan uji DMRT dalam taraf uji 5%

Jenis herbisida mempengaruhi indeks mitosis akar bawang daun. Indeks

mitosis akar bawang daun akibat pemaparan herbisida 2,4-D lebih besar dibanding

dengan indeks mitosis pada perlakuan dengan herbisida paraquat. Hal ini terlihat

dari nilai rata-rata indeks mitosis pada perlakuan dengan herbisida 2,4-D lebih

tinggi dibanding dengan pada perlakuan dengan herbisida paraquat. Dengan kata

lain, penurunan indeks mitosis akibat perlakuan dengan herbisida paraquat lebih

besar dibanding dengan herbisida 2,4-D.

Tabel 2 menunjukkan bahwa konsentrasi herbisida berpengaruh terhadap

indeks mitosis akar bawang daun. Semakin tinggi konsentrasi yang diberikan,

maka akan semakin rendah nilai indeks mitosisnya. Nilai indeks mitosis terendah

terdapat pada konsentrasi 100 x10-3 µl/ml.

1. Penurunan Indeks Mitosis Akibat Pemaparan Herbisida 2,4-D

Jika sebuah tanaman terpapar herbisida ini, maka permeabilitas dinding

selnya akan menurun. Begitu juga permeabilitas membran seluruh sel dalam

jaringan tanaman tersebut. Keadaan ini menyebabkan hilangnya ion H+ dan

akumulasi ion K+ dalam stomata yaitu pada daerah sel tetangga, sehingga

mengakibatkan stomata membuka lebih lebar. Hal ini akan dapat meningkatkan

fotosintesis karena konsentrasi CO2 tinggi (Tu, et al., 2001).

Herbisida ini juga meningkatkan konsentrasi gula dan asam amino dalam

sel. Peningkatan ini bersamaan dengan peningkatan sintesis mRNA dan sintesis

protein. Di samping itu tanaman juga memproduksi gas etilen yang merupakan

salah satu hormon dalam tanaman (Tu, et al., 2001).

01020304050607080

0 25 50 75 100

indeksmitosis

Gambar 1. Grafik Hubungan Antara Konsentrasi Herbisida 2,4-D dengan

Indeks Mitosis Akar Bawang Daun (Allium fistulosum L.)

Indeks Mitosis (%)

Konsentrasi Herbisida (1x10-3 µl/ml)

Grafik di atas menunjukkan penurunan angka indeks mitosis dengan

semakin bartambahnya konsentrasi. Hal ini ditunjukkan dengan semakin

menurunnya garis yang menunjukkan angka indeks mitosis. Nilai indeks mitosis

terkecil pada perlakuan dengan herbisida 2,4-D terletak pada perlakuan dengan

konsentrasi 100 x10-3 µl/ml, yaitu sebesar 26,50%. Angka ini menunjukkan

bahwa hanya 26,50% yang mengalami mitosis dari seluruh sel yang diamati.

Herbisida 2,4-D termasuk kelompok fenoksi herbisida yang dapat

menyebabkan mutasi sel. Herbisida ini mengandung dioksin yang merupakan

senyawa yang berbahaya bagi kesehatan dan lingkungan. Herbisida ini dapat

bertahan di alam antara 20-200 hari. Oleh karena itu, herbisida ini tidak hanya

berefek pada gulma, tetapi juga dapat mengganggu pertumbuhan, reproduksi,

perubahan tingkah laku bahkan dapat menyebabkan kematian. Limbah herbisida

dapat masuk ke badan air, sehingga mengkontaminasi vegetasi dan hewan yang

memakannya. Pada manusia dapat menyebabkan kerusakan reproduksi, gangguan

pernapasan, hilangnya nafsu makan, kulit kasar, iritasi mata dan sakit kepala hebat

(Siera Club, 2006).

Perubahan biokimia dan metabolisme tanaman akibat perlakuan dengan

herbisida 2,4-D antara lain klorosis pada daun, perubahan fungsi stomata,

proliferasi jaringan pada batang, pembentukan akar pada batang, disintegrasi

jaringan akar dan pertumbuhan apikal yang abnormal. Pada jaringan meristem,

konsentrasi auksin yang tinggi menghambat sintesis asam nukleat yaitu

menghambat sintesis RNA. Herbisida 2,4-D merusak dinding sel, sehingga

menyebabkan pembelahan sel terhambat dan akhirnya menghambat pertumbuhan.

Selain itu juga dapat menyebabkan kerusakan jaringan vaskuler (Joseph, 2005).

2. Penurunan Indeks Mitosis Akibat Pemaparan Herbisida Paraquat

Paraquat merupakan jenis herbisida kontak. Herbisida ini akan langsung

membunuh gulma atau tanaman lain yang terkena paparannya. Herbisida ini

bekerja dengan menghambat fotosintesis yaitu pada fotosistem I dengan

menghasilkan radikal hidroksil. Herbisida kontak banyak diaplikasikan pada

gulma anual ataupun perenial pada saat tahap pembenihan (stadium awal).

Walaupun paraquat termasuk herbisida kontak, tetapi paraquat dapat

ditranslokasikan dengan cepat pada jaringan tanaman karena paraquat mempunyai

aktivitas yang cepat pada daun-daunan (Joseph, 2005).

Herbisida paraquat dimasukkan dalam kelompok herbisida penghambat

fotosintesis. Herbisida jenis ini bergerak melalui jalur simplas. Paraquat

menghambat fotosintesis dengan mengganggu proses transfer elektron pada

fotosistem I. Jika paraquat menerima elektron, maka akan direduksi menjadi

radikal paraquat. Komponen ini mereduksi oksigen menjadi ion radikal bebas,

superoksidasi dan radikal hidroksil. Senyawa-senyawa ini akan menyebabkan

kerusakan sel. Radikal hidroksil akan dengan cepat merusak susunan lemak dalam

membran sel dan klorofil. Akibatnya terjadi kerusakan membran sel, daun keriput,

beberapa bagian berair dan terjadi kerusakan jaringan (Joseph, 2005).

01020304050607080

0 25 50 75 100

indeksmitosis

Gambar 2. Grafik Hubungan Antara Konsentrasi Herbisida Paraquat dengan Indeks Mitosis Akar Bawang Daun (Allium fistulosum L.)

Aksi paraquat semakin baik ketika berada pada lingkungan dengan

intensitas cahaya yang tinggi. Paraquat masuk dalam jaringan daun melalui

permukaan daun. Kemudian mengenai jaringan tumbuhan yang hijau dan

membuatnya kering. Proses pemasukan ini terjadi dalam waktu yang cepat.

Cahaya, oksigen dan klorofil merupakan faktor-faktor yang berperan dalam

mekanisme kerja herbisida paraquat (Paraquat Information Center, 2007).

Indeks Mitosis (%)

Konsentrasi Herbisida (1x10-3 µl/ml)

C. Pengaruh Herbisida terhadap Aberasi Kromosom Tanaman

Bawang Daun (Allium fistulosum L.)

Aberasi kromosom merupakan suatu ketidaknormalan kromosom baik

dalam segi jumlah maupun strukturnya. Proses ini dapat terjadi secara alami

maupun karena pengaruh suatu zat yang menyebabkan kerusakan kromosom.

Pengamatan aberasi kromosom ini dilakukan pada saat sel mengalami

mitosis. Aberasi kromosom diamati saat berlangsungnya fase-fase mitosis

meliputi profase, metafase, anafase dan telofase. Hasil pengamatan dapat dilihat

pada Tabel 3 dan 4.

Tabel 3. Pengaruh Jenis Herbisida terhadap Aberasi Kromosom Bawang Daun (Allium fistulosum L.).

Jenis Herbisida Mean±SD Herbisida 2,4-D 3,030±2,098a

Herbisida Paraquat 4,729±3,893b

Keterangan : angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata dengan uji Tukey dalam taraf uji 5%

Tabel 4. Pengaruh Konsentrasi Herbisida terhadap Aberasi Kromosom Bawang Daun (Allium fistulosum L.).

Konsentrasi Indeks Mitosis±SD 0 µl/ml 0,000 ± 0,000a 25 x10-3 µl/ml 3,608 ± 1,492b 50 x10-3 µl/ml 3,920 ± 1,734b

75 x10-3 µl/ml 4,560 ± 2,034b

100 x10-3 µl/ml 7,310 ± 4,111c

Keterangan : angka yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata dengan uji DMRT dalam taraf uji 5%

Jenis herbisida juga berpengaruh terhadap aberasi kromosom pada akar

bawang daun. Berdasarkan Tabel 3 di atas herbsida paraquat lebih besar

pengaruhnya terhadap aberasi kromosom akar bawang daun dibanding dengan

herbisida 2,4-D. Herbisida paraquat dapat menyebabkan aberasi yang lebih besar

dibanding dengan herbisida 2,4-D.

1. Aberasi Kromosom pada Akar Bawang Daun Akibat Pemaparan

Herbisida 2,4-D

Goemuergen (2000) menyebutkan bahwa herbisida 2,4-D dapat

menyebabkan penurunan indeks mitosis, penghambatan proses mitosis dan

meningkatkan nilai abnormalitas kromosom. Peningkatan prosentase aberasi

kromosom dapat dilihat pada grafik di bawah ini :

0

1

2

3

4

5

0 25 50 75 100

aberasikromoom

Gambar 3. Grafik Hubungan Antara Konsentrasi Herbisida 2,4-D dengan Aberasi Kromosom Akar Bawang Daun (Allium fistulosum L.)

Gambar 3 menunjukkan hubungan antara konsentrasi herbisida dengan

aberasi kromosom. Semakin besar konsentrasi herbisida yang diberikan, maka

nilai aberasi kromosomnya akan semakin meningkat. Pada kontrol menunjukkan

tidak adanya aberasi kromosom (0%). Artinya pembelahan sel normal, tidak

terdapat sel yang mengalami aberasi. Ketika ditambahkan herbisida pada akar

bawang daun, maka terlihat adanya sel-sel yang mengalami ketidaknormalan fase

mitosis. Prosentase ketidaknormalan ini akan meningkat seiring dengan

bertambahnya konsentrasi. Aberasi tertinggi ditunjukkan pada perlakuaan dengan

herbisida pada konsentrasi 100 x10-3 µl/ml.

Konsentrasi Herbisida (1x10-3µl/ml)

Aberasi Kromosom (%)

a

b

c

d

e

f

Gambar 4. Aberasi Kromosom pada Akar Bawang Daun (Allium fistulosum L.) Akibat Pemaparan Herbisida 2,4 D a. Anafase dengan jembatan kromosom b. Kromosom berantai c. Anafase Lengket d. Fragmentasi Kromosom e. Multipolar f. Poliploidi

Mekanisme penghambatan yang dilakukan oleh herbisida 2,4-D secara

pasti belum diketahui. Namun, secara umum terdapat dua jalur penghambatannya.

Pertama dengan merusak dinding sel tanaman. Proses ini terjadi dalam waktu

yang singkat. Kedua dengan menghambat proses sintesis asam nukleat. Proses ini

memerlukan waktu antara 30-45 menit setelah perlakuan dengan herbisida

(Joseph, 2005).

Herbisida 2,4-D dikenal dengan sifat fitotoksisitasnya yang tinggi,

harganya cukup murah, bersifat selektif dan efektif dalam membunuh gulma

berdaun lebar. Herbisida auksin menyebabkan pertumbuhan terlalu cepat sampai

akhirnya mati. Beberapa bagian dari tumbuhan tumbuh begitu cepat, sehingga

beberapa bagian tumbuhan mengalami perubahan bentuk, seperti daun, batang dan

tangkai daun terpilin dan bentuknya tidak seimbang. Peristiwa seperti ini biasanya

disebabkan oleh efek epinasti oleh gas etilen yang secara umum dihasilkan oleh

auksin. Keseluruhan pertumbuhan akan terhambat dan akhirnya berhenti jika

cukup banyak herbisida yang diangkut oleh akar. Molekul herbisida juga

menggangu proses transkripsi DNA dan translasi RNA sehingga enzim yang

digunakan untuk mengkoordinasikan pertumbuhan tidak terbentuk. Akibatnya

pertumbuhan tidak normal dan akhirrnya terhenti. (Salisburi and Ross, 1992).

2. Aberasi Kromosom pada Akar Bawang Daun Akibat Pemaparan

Herbisida paraquat

Paraquat merupakan herbisida kontak yang bersifat non selektif,

berspektrum luas dalam membunuh gulma di areal pertanaman. Berdasarkan hasil

penelitian pengaruh paraquat terhadap indeks mitosis akar bawang daun

didapatkan data bahwa paraquat dapat menurunkan nilai indeks mitosis sejalan

dengan peningkatan konsentrasi yang diberikan.

0

2

4

6

8

10

12

0 25 50 75 100

aberasikromosom

Gambar 5. Grafik Hubungan Antara Konsentrasi Herbisida Paraquat dengan Aberasi Kromosom Akar Bawang Daun (Allium fistulosum L.)

Paraquat menghambat proses penerimaan elektron pada fotosistem I.

Elektron penerima tersebut selanjutnya akan membantu pembentukan NADPH.

Jika ada penghambatan aktivitas herbisida, maka NADPH tidak akan terbentuk,

sehingga proses metabolisme tumbuhan akan terhambat. Jika metabolismenya

terhambat, maka pertumbuhan sel juga terhambat dan selanjutnya tumbuhan akan

mati.

Elektron bebas dari fotosistem I bereaksi dengan ion paraquat membentuk

radikal bebas. Oksigen dengan cepat diubah menjadi radikal bebas, sehingga

membentuk superoksida. Superoksida inilah yang akan merusak struktur lemak

Aberasi Kromosom (%)

Konsentrasi Herbisida (1x10-3 µl/ml)

pada membran sel, sehingga merusak membaran sel secara keseluruhan dan

jaringan tumbuhan (Paraquat Information Center, 2007).

Rusaknya sistem permeabilitas menyebabkan membran tidak dapat lagi

memilih zat mana yang boleh melewatinya dan zat mana yang tidak. Karena tidak

bersifat selektif permeabel, maka herbisida sebagai senyawa asing dapat masuk ke

dalam sel dan mengganngu aktivitas mikrotubul sehingga menyebabkan aberasi

kromosom.

Jenis aberasi kromosom yang ditemukan pada perlakuan dengan herbisida

paraquat pada intinya sama dengan aberasi yang ditemukan pada perlakuan

herbisida 2,4-D, perbedaannya hanya pada masalah kuantitas. Namun demikian

pada perlakuan dengan herbisida paraquat terdapat sel yang gigas, yaitu sel

dengan ukuran yang lebih besar kira-kira 3 kali lipat dari sel normal.

a

b

c

d

e

f

Gambar 6. Aberasi Kromosom pada Akar Bawang Daun (Allium fistulosum L.) Akibat Pemaparan Herbisida 2,4 D a. Anafase dengan jembatan kromosom b. Fragmentasi Kromosom c. Metafase Lengket d. Metafase Ganda e. Poliploidi f. Multipolar

D. Perbandingan Pengaruh Herbisida 2,4-D dan Paraquat

Berdasarkan kriteria pembeda jenis herbisida, 2,4-D dan paraquat

merupakan herbisida dari golongan yang berbeda. Perbedaan jenis kedua

herbisida ini dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 6. Perbandingan Herbisida 2,4-D dengan Herbisida Paraquat

No Kriteria 2,4-D Paraquat 1. Sifat Sistemik Kontak 2. Cara kerja Seperti zat pengatur

tumbuh Menghambat fotosistem I

3. Waktu pengaplikasian

Pra tumbuh Paska tumbuh

4. Selektivitas Selektif Tidak Selektif 5. Golongan chlorphenoxy acetic Bipiridil 6. Rumus Kimia 2-(2,4-

dichlorophenoxy)acetic acid

1,1-dimethyl-4,4 bypiridinium

7. Struktur Kimia

Berdasarkan analisis data menggunakan statistik, didapatkan bahwa jenis

herbisida berpengaruh terhadap indeks mitosis dan aberasi kromosom bawang

daun (Allium fistulosum L.). Herbisida paraquat lebih besar pengaruhnya dalam

penurunan indeks mitosis dan peningkatan aberasi kromosom dibanding dengan

herbisida 2,4-D.

Dari data-data di atas disebutkan bahwa penggunaan kedua jenis herbisida

ini dapat mempengaruhi indeks mitosis dan menyebabkan aberasi pada tanaman

bawang daun, walaupun dosisnya lebih rendah dari dosis penggunaan di lapangan

(2-4 ml herbisida/1 liter air). Oleh karena itu, perlu lebih teliti dalam

penggunaannya agar produktivitas bawang daun tidak mengalami penurunan.

E. Interaksi Herbisida dan Lingkungan

Pencemaran lingkungan terutama lingkungan pertanian disebabkan oleh

penggunaan bahan-bahan kimia pertanian. Pencemaran oleh pestisida tidak saja

pada lingkungan pertanian tetapi juga dapat membahayakan kehidupan manusia

dan hewan dimana residu pestisida terakumulasi pada produk-produk pertanian

dan pada perairan (Sofia, 2004).

Penggunaan yang tidak terkontrol dari 2, 4 D di lahan-lahan pertanian

merupakan tekanan yang sangat berat bagi ekosistem lingkungan , walaupun

waktu paruh 2,4-D di lingkungan relatif pendek yaitu 1-2 minggu dalam tanah dan

1-3 minggu dalam air. Namun, 2,4-D sangat berpotensi menyebabkan pencemaran

pada air tanah, air permukaan dan air minum (Fatmawati, 2006).

Paraquat dikenal sebabgai senyawa yang sangat toksik. Keberadaannya di

tanah dapat mengganggu aktivitas bakteri Azotobacter dan Rhizobium yang

berperan dalam fiksasi nitrogen (Martani, et al., 2001). Selain itu paraquat

merupakan senyawa yang sulit terdegradasi secara biologis. Hal ini

memungkinkan paraquat untuk tinggal lebih lama di dalam tanah. Paraquat juga

mudah larut dalam air, sehingga mudah tercuci oleh air hujan dan masuk ke dalam

badan air, selanjutnya akan mencemari perairan (Muktamar, dkk, 2004).

Pengarahan penggunaan herbisida perlu diberikan kepada para

penggunaan herbisida yaitu dalam hal pemberian dosis, waktu aplikasi, cara kerja

yang aman, sehingga akan mengurangi ketidakefisienan penggunaan pestisida

pada lingkungan dan mengurangi sekecil mungkin pencemaran yang terjadi.

Permasalahan bahan residu pestisida dapat juga diatasi dengan menggunakan

metode Pengendalian Hama Terpadu (PHT). Bagi lahan yang telah tercemar oleh

residu pestisida, dewasa ini telah dikembangkan bioremediasi. Bioremediasi

dikenal sebagai usaha perbaikan tanah dan air permukaan dari residu pestisida

atau senyawa rekalsitran lainnya dengan menggunakan jasa mikroorganisme

(Sa’id, 1994).

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diambil

kesimpulan sebagai berikut :

1. Herbisida 2,4 D dan herbisida paraquat dapat menurunkan nilai indeks mitosis

bawang daun (Allium fistulosum L.).

2. Herbisida 2,4 D dan paraquat dapat menyebabkan aberasi kromosom bawang

daun (Allium fistulosum L.).

3. Semakin tinggi konsentrasi herbisida, maka indeks mitosis semakin menurun

dan aberasi kromosom semakin meningkat.

4. Indeks mitosis terendah adalah 24,32% dan aberasi kromosom tertinggi adalah

7,30%.

5. Herbisida paraquat berpengaruh lebih besar dalam penurunan indeks mitosis

dan menyebabkan aberasi kromosom pada bawang daun (Allium fistulosum

L.)

6. Indeks mitosis akar bawang daun pada perlakuan dengan herbisda 2,4-D

adalah 56,14%, sedangkan dengan herbisida paraquat sebesar 38,03%.

7. Prosentase aberasi kromosom yang disebabkan oleh herbisida 2,4-D adalah

3,030%, sedangkan herbisida paraquat 4,729%.

DAFTAR PUSTAKA

Dwiati, M dan Budisantoso, 2003. Efisiensi Penggunaan Herbisida Glifosat pada Penerapan Teknologi Sonic Bloom. Prosiding Konverensi Nasional XVI HIGI : 50-55.

Fatmawati. 2006. Pengaruh Penggunaan 2,4 D ( 2,4 Dichlorphenoxyacetic Acid) Terhadap Status Kesehatan Petani Penyemprot Di Kabupaten Sidrap

Provinsi Sulawesi Selatan. J Med Nus 27 (1) : 1-10. Goemuergen, A. N. 2000. Cytological Effect of The Herbicide 2,4-D isooctyl-

ester 48% on Root Mitotic of Allium cepa. Cytologia 56 (4) : 56-63.

Hasanuddin dan H. Pane. 2003. Strategi Nasional Pengembangan Penelitian dalam Menghadapi Ancaman Gulma untuk Menunjang Sistem Pertanian yang Berkelanjutan. Prosiding Konferensi Nasional XVI HIGI : 19-24.

Joseph, M. 2005. Understanding Herbicides: What They are and How They Work. http://ucce.ucdavis.edu/files/filelibrary/1214/15814.pdf. [4 Januari 2008].

Muktamar, Z, Sukisno dan N. Setyowati. 2004. Adsorpsi dan Desorpsi Herbisida

Paraquat oleh Bahan Organik Tanah. J. Akta Agrosia 7 (1) : 11-17. Murad, J, D. Mutiatikum, dan SR. Muktiningsih. Status Kesehatan Petani

Perkebunan Rakyat Pengguna Paraquat Dibandingkan dengan Petani bukan Pengguna Paraquat di Lampung Selatan. Cermin Dunia Kedokteran, 142 : 49-52.

Paraquat Information Center on behalf of Syngenta Crop Protection AG. 2007. The Science of Paraquat. http://www.paraquat.com /AboutParaquat /TheScienceofParaquat/tabid/217/Default.aspx [17 Januari 2008].

Parjanto, S. Moeljopawiro, W.T. Artama dan A. Purwanto. 2003. Karyotipe

Kromosom Salak. Ilmu Pertanian. 10 (1): 1-8.

Rukmana, R.1995. Bawang Daun. Penerbit Kanisius, Yogyakarta.

Sabur, A. 2003. Pengendalian Tali Said (Commelina banghalensis L.) secara Kimiawi di Perkebunan Teh. Prosiding Konferensi Nasional XVI HIGI : 87-93.

Salisbury, F. B and C.W. Ross. 1992. Fisiologi Tumbuhan Jilid II. Edisi keempat. Penerbit ITB, Bandung.

Sa’id, E.G., 1994. Dampak Negatif Pestisida, Sebuah Catatan bagi Kita Semua. Agrotek 2(1) : 71-72.

Siera Club of Canada. 2006. 2,4-D Dichlorophenoxyacetic Acid. http://www.sierraclub.ca/national/programs/health-environment/pesticides/2-4-D-overview.pdf [5 Januari 2008].

Suntoro, H.S. 1983. Metode Pewarnaan (Histologi dan Histokimia). Penerbit Bhratara Karya Aksara, Jakarta.

Sutrisna, N, 2003. Kajian Rakitan Teknologi Budidaya Bawang Daun ( Allium

fistulosum L.) pada Lahan Dataran Tinggi Di Bandung, Jawa Barat. Jurnal Pengkajian dan Pengembangan Teknologi Pertanian. 6 (1) : 64-72.

Tu et al (2001). Weed Control Methode Handbook. The Nature Conservancy.

http://herb.propertis.co.id [4 Januari 2004].