Tugas PTAT juga nech...

TUGAS KELOMPOK

Mobilitas Herbisida Paraquat melalui Kolom Tanah Inceptisol (Dystrandept dan Dystrudept)

OLEH :

NOOR ALFISYAH & DYAH PUSPITASARI

PENDAHULUAN

Perilaku herbisida dalam tanah sangat ditentukan oleh berbagai faktor termasuk proses yang terjadi di dalam tanah dan karakteristik herbisida. Beberapa hal yang mempengaruhi perilaku herbisida yang diaplikasikan diantaranya adalah proses penguapan, metode aplikasi, formulasi herbisida, jenis tanah dan tanaman, kelarutan herbisida, adsorpsi oleh tanah dan tanaman, persistensi dan kondisi iklim (Waldron, 2003). Pergerakan herbisida secara vertikal sangat berpengaruh terhadap potensi pencemaran air tanah serta efikasi dari herbisida tersebut. Secara umum, mobilitas herbisida berbanding terbalik dengan koefisien adsorpsinya dalam tanah (Liu et al., 1995). Proses penting yang mempengaruhi mobilitas herbisida adalah adsorpsi oleh koloid tanah. Herbisida dapat diadsorpsi sangat kuat (very strong), kuat (strong), sedang (moderate) dan lemah (weak) oleh koloid tanah (Zimdahl, 1993). Menurut Fushiwaki and Urano (2001) adsorbabilitas tanah dengan mineral monmorillonit lebih tinggi daripada allopan dan kaolinit. Serapan akan meningkat seiring meningkatnya kandungan bahan organik, liat, KTK, dan akan menurun seiring dengan meningkatnya pH dan temperatur. Menurut Zimdahl (1993) dan Waldron (2003) tanah yang tinggi kandungan bahan organik dan liatnya mengadsorpsi herbisida lebih besar daripada tanah berpasir sehingga dibutuhkan konsentrasi herbisida yang lebih tinggi untuk mendapatkan aktivitas herbisida yang sama. Paraquat (1,1’-dimetil-4,4’-bipiridin) merupakan bahan aktif beberapa jenis herbisida yang banyak digunakan di lahan pertanian.

Paraquat diklasifikasikan sebagai herbisida purna tumbuh golongan piridin (Gambar 1) yang bersifat kontak non selektif (Humburg et al., 1989). Gambar 1. Struktur molekul herbisida paraquat Paraquat diketahui sebagai senyawa yang sangat toksik. Keberadaannya di dalam tanah (20 ppm) mampu menghambat pertumbuhan bakteri Azotobacter dan Rhizobium yang berperan dalam fiksasi nitrogen (Martani et al., 2001). Paraquat juga diketahui menghambat pertumbuhan bakteri

E. coli dan alga di dalam tanah (Moore, 1998). Menurut Wong (2000), paraquat pada konsentrasi >2 ppm dapat menghambat pertumbuhan dan fotosintesis alga. Sifat paraquat yang sangat mudah larut dalam air menjadikan paraquat sebagai senyawa yang berpotensi untuk tercuci oleh air hujan maupun air irigasi sehingga mencemari sistem perairan (surface and ground water) (Hartzler, 2002). Hasil penelitian Muktamar et al. (2003) menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi paraquat yang digunakan memacu peningkatan adsorpsi oleh bahan mineral Ultisol dan Entisol. Penelitian serupa dengan menggunakan bahan organik diketahui bahwa peningkatan konsentrasi bahan organik tanah mengakibatkan peningkatan adsorpsi paraquat yang signifikan, terutama (Muktamar et al., 2004). Adsorpsi paraquat juga cenderung meningkat dengan semakin kurangnya kelembaban tanah seperti dilaporkan oleh Muktamar et al. (2005a). Penelitian lain yang dilakukan oleh Muktamar et al. (2006) dan Muktamar et al. (2005b) menunjukkan bahwa kadar garam secara individual dapat memacu adsorpsi paraquat oleh tanah. Penggunaan kolom tanah untuk mempelajari mobilitas ion dan herbisida telah banyak dilakukan. Matocha and Hossner (1999) mempelajari gerakan herbisida pyrithiobac menggunakan kolom tanah tidak terusik. Liu et al. (1995) menggunakan metode yang sama untuk mempelajari dampak amonia terhadap pencucian atrazine. Penelitian mobilitas herbisida paraquat sangat penting untuk dilakukan mengingat semakin banyaknya herbisida berbahan aktif paraquat digunakan di bidang pertanian. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan mobilitas herbisida paraquat melalui kolom tanah Dystrandept dan Dystrudept dan menentukan adsorpsi herbisida paraquat oleh kedua tanah tersebut.

BAHAN DAN METODE

Persiapan Sampel Tanah dan Perlakuan

Sampel tanah yang digunakan dalam penelitian ini adalah 2 macam Inceptisol yaitu Great Group Dystrandept yang berasal dari Desa Sumber Urip, Kecamatan Selupu Rejang, Kabupaten Rejang Lebong, Propinsi Bengkulu, sedangkan Great Group yang lain adalah Dystrudept yang berasal dari Desa Batu Ampar, Kecamatan Curup, Kabupaten Rejang Lebong. Sampel tanah diambil dari 4 titik pada kedalaman 0-25 cm, kemudian dikomposit. Sampel tanah kemudian dikeringanginkan, digerus, setelah itu diayak dengan ayakan berdiameter 2mm. Bahan aktif paraquat diperoleh dari produk komersiil dengan konsentrasi 276 g paraquat L-1 yang setara dengan 200 g ion paraquat L-1. Konsentrasi paraquat untuk keperluan percobaan dibuat dengan mengencer kan larutan tersebut. Pada penelitian ini digunakan 3 konsentrasi herbisida paraquat yaitu 100, 200, dan 300 ppm setara dengan 0,54, 1,08, dan 1,62 mmol L-1 . Masing-masing perlakuan diulang 2 kali. Kolom tanah disiapkan dengan menggunakan pipa PVC dengan diameter 1,5 cm sepanjang 20 cm. Pipa tersebut dijepit pada tiang penyangga. Pada bagian atas penyangga disiapkan corong untuk mengalirkan herbisida pada kolom PVC, sedangkan di bagian bawah dapat diletakkan erlenmeyer untuk menampung filtrat.

Percobaan Kolom Tanah

Mobiltas herbisida paraquat dilakukan dengan menggunakan metode kolom. Dua puluh lima g tanah yang telah disiapkan dimasukkan kedalam pipa PVC, kemudian tanah dalam pipa dipadatkan dengan menggunakan tumbukan yang besarnya disesuaikan dengan ukuran pipa. Tanah dan pipa kemudian ditimbang. Pada bagian bawah pipa diberi kain kasa dan pasir sebagai penahan tanah, sedangkan pada bagian atas pipa ditutup dengan kertas saring Whatman No. 42. Setelah persiapan selesai, pipa tersebut kemudian dijepitkan pada tiang penyangga. Selanjutnya tanah dalam kolom dijenuhi aquades melalui bagian bawah dengan sistem kapilaritas. Kemudian tanah dan pipa yang telah dijenuhi air ditimbang kembali. Herbisida paraquat dialirkan tetes demi

tetes melalui corong yang diletakkan di atas kolom. Bagian atas kolom digenangi larutan setinggi 1 cm untuk menjaga kontinuitas aliran paraquat dalam kolom. Herbisida dengan konsentrasi masing-masing 0,54; 1,08; dan 1,62 mmol paraquat L-1 digunakan dalam penelitian ini. Filtrat di dari bawah kolom ditampung dengan erlenmeyer dan diambil setiap 2 jam. Selanjutnya konsentrasi herbisida paraquat di dalam filtrat ditentukan dengan menggunakan spektronik 21 D Milton Roy pada 258 nm. Percobaan dihentikan setelah konsentrasi paraquat yang ditampung sama dengan konsentrasi paraquat yang diberikan. Setelah penelitian selesai, tanah dan kolom ditimbang kembali. Adsorpsi herbisida paraquat dihitung menggunakan breakthrough curve dari percobaan kolom.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Mobilitas Herbisida Paraquat pada Dystrandept dan Dystrudept

Mobilitas paraquat dalam tanah didekati menggunakan breakthrough curve seperti terlihat pada Gambar 2 dan 3. Perbedaan konsentrasi herbisida paraquat memberikan perbedaan waktu lepasnya herbisida tersebut dari profil tanah (kolom tanah). Pada konsentrasi 0.54 mmol L-1 , 14 jam pertama semua paraquat masih mampu diadsorpsi secara sempurna oleh tanah Dystrandept baru kemudian sedikit demi sedikit mulai dilepaskan, dan pada 28 jam tanah ini sudah tidak mampu lagi mengadsorpsi paraquat (Gambar 2). Peningkatan konsentrasi paraquat ternyata dapat meningkatkan adsorpsi paraquat oleh koloid tanah seperti juga dilaporkan oleh Muktamar et al. (2005c) dan menunda lepasnya herbisida paraquat masing-masing selama 2 jam dan 4 jam untuk konsentrasi 1,04 dan 1,62 mmol L-1. Namun demikian peningkatan konsentrasi dapat meningkatkan paraquat yang dilepaskan.

Fenomena serupa terjadi pada tanah Dystrudept, walaupun terjadi perbedaan waktu pelepasan paraquat dari kolom tanah. Gambar 3 menunjukkan bahwa paraquat mulai dilepaskan keluar kolom tanah mulai 20 jam setelah percobaan dimulai baik pada konsentrasi 0,54 maupun 1,04 mmol L-1 dan mulai 22 jam pada konsentrasi1,62 mmol L-1 seperti halnya tanah Dytrandept. Perbedaan lain yang cukup menyolok antara kedua tanah yang digunakan adalah kemampuan tanah tersebut mengadsorpsi paraquat. Tanah Dystrudept masih tetap mengadsorpsi paraquat masing-masing selama 34, 42, dan 46 jam untuk konsentrasi 0,54, 1,04, dan 1,62 mmol L-1 , sedangkan tanah Dystrandept hanya mampu mengadsorpsi paraquat masingmasing selama 26, 38, dan 44 jam pada konsentrasi yang sama. Perbedaan ini mungkin terkait dengan kadar C-organik kedua tanah tersebut. Seperti dilaporkan oleh Muktamar et al. (2004) bahwa bahan organik meningkatkan kemampuan tanah untuk mengadsorpsi paraquat. Hasil penelitian ini agak berbeda dengan yang dilaporkan oleh Matocha dan Hossner (1999) bahwa terjadi pelepasan herbisida pyrithiobac lebih awal. Perbedaan ini disebabkan karena mereka menggunakan kolom tanah tidak

terusik dan kemungkinan terdapat pori makro pada kolom yang digunakan. Adanya pori makro akan menimbulkan prefential flow sehingga larutan herbisida melewati pori tersebut dan langsung terlepas dari kolom tanah. Secara praktis, tanah Dystrandept lebih cepat melepaskan herbisida paraquat ke luar dari profil tanah dibandingkan tanah Dystrudept. Semakin cepat herbisida tersebut lepas dari profil tanah, maka kemungkinan terjadinya pencemaran air tanah juga akan lebih cepat. Penggunaan herbisida pada tanah Dystrandept harus lebih hatihati sehingga kemungkinan pencemaran lingkungan dapat diperkecil.

Adsorpsi Herbisida Paraquat pada Tanah Dystrandept dan Dystrudept

Adsorpsi paraquat dihitung menggunakan kurve breakthrough paraquat (Tabel 1). Adsorpsi paraquat meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasi paraquat dalam sistem, baik menggunakan metode kolom maupun batch (Tabel 1). Pada konsentrasi paraquat yang lebih tinggi, kation tersebut cenderung mendekati kompleks adsorpsi tanah (koloid tanah) sehingga adsorpsi akan lebih mudah terjadi, sebaliknya semakin rendah konsentrasi paraquat maka kation tersebut akan menjauhi koloid tanah dan menempati diffuse layer. Penelitian lain yang serupa juga menunjukkan kecenderungan yang sama. Muktamar et al. (2003 ) melaporkan bahwa dengan menggunakan metode batch adsorpsi paraquat pada bahan mineral Ultisol dan Entisol meningkat secara linier dengan meningkatnya konsentrasi paraquat dalam sistem. Dengan menggunakan Histosol, Muktamar et al. (2004) juga menjelaskan bahwa peningkatan konsentrasi paraquat meningkatkan adsorpsinya, walaupun peningkatan yang terjadi tidak linier seperti tanah anorganik. Pada tanah Dystrudept, kedua metode pengukuran adsorpsi paraquat memberikan nilai

yang relatif sama (Tabel 1). Namun demikian, pada tanah Dystrudept terdapat perbedaan nilai adsorpsi yang cukup signifikan; metode kolom memberikan nilai yang lebih rendah daripada metode batch. Penelitian dengan menggunakan lebih banyak sampel diperlukan untuk menjelaskan fenomena ini.

KESIMPULAN

Paraquat pada konsentrasi rendah (0,54 mmol L-1) lebih cepat terlepas dari profil tanah (kolom tanah) daripada konsentrasi yang lebih tinggi (1,04 dan 1,62 mmol L-1). Namun demikian peningkatan konsentrasi dapat meningkatkan paraquat yang dilepaskan. Pada tanah Dystrandept, herbisida paraquat mulai terlepas dari kolom tanah masing masing pada 14, 18, dan 22 jam untuk konsentrsi 0,54, 1,04, dan 1,62 mmol L-1, sedangkan untuk tanah Dystrudept pada 20, 20, dan 22 jam untuk konsentrasi yang sama. Tanah Dystrudept mampu menahan paraquat lebih lama dibandingkan tanah Dystrandept sebelum herbisida tersebut dilepaskan dari kolom tanah. Tanah Dystrandept mampu mengadsorpsi herbisida paraquat lebih besar daripada tanah Dystrudept.