·1·0·t -a Jurn a 1 11m i a h 11m u ...; i 1m u

Volume 15 Nomor 3,

ISSN Q853·8670

H a ya t 1. .

. ':', .

t', ·

...r.:.~.;/:: :.. . .~ . ~~:~,~., ~;

';~

'- Halamtm.308-500

•

. .'r

. . $

--+Yogyakarta, Oktober 2010 - "- ISSN:'0853 ' ~ 8670­ ; .- , , . ~, .

~'.' .

BIOTA JumaJ llmiah IIll1u-ilmu

ISSN OX3J-S670 Akreditasi NomoI' 43IDIKTI/Kep12008

Penanggu

L Indah i\,lurwHni

Dewan Penyunting

Ketua:

P_ Kianto

Anggota:

B. Rahardjo Sidhal1a. D.E. Djoko PnllnanJ J. iV\aryani. Nisa Rachmania M.

Y. Suwamo HadisuS~l1ll)

Penyunting Bahasa

R.A. Vila N.!'.:'\.. R, Rahardi

Penyunting Teknik

YR. Gunawan

Bendahara

F. Pranata

Sekertaris

B.

Distributor

A. Wlsnu Trisno

Penerbit

Fakultas Teknobiologi UAJY, Perhimpunan Indonesia Cab. DIY, Solaris Sell Club dan PT. Digital Mobile

Penerimaan N askah Redaksi menerima naskah dari peneliti, mahasiswa maupun praktisi ketcntclan penulisan tercantum pad a halaman belakang. disetujui untuk dimllat akan dimmta kontribusi sebesar Rp 100.000,- (seratus ribu rupiah) per halaman. cetak untllk halaman berwama tanggung

Langganan Biota terbit liga nomor dalam satu tahun (Februari, dan Oktober). untllk salU tahun ongkos

adalah sbb.: 1. Rp. I (seratus limapuluh riburupiah) 2. Rp.125,000,- (seratusduapuluhlimariburupiah)

Pembayaran berlangganan dapat dilakukan dengan cara: a) pembayaran b) wesel, c) transfer ke elMS NIAGA, No. Rek. 990-01-00991-18-8, a.n. Wisnu Trisno Widayat, Cabang UAJ\' Bauarsari Salinan bukti pembayaran (b dan c) mahan dikirim ke redaksi. Mahasiswa hams salinan kartu mahasisw[l a!au sura! ke!erangan dari atau Institut

Alamat Redaksi: Fakultas Universitas Alma Jaya Yogyakarta

JL Babarsari 55281, Indonesia 0274-487711 ext2189; Fax: 0274-487748

Website: E-.rnail: blc'ta(,r:V,nla

Cover: Bekicot Bowdich) Copy right: P. KiantoA!modjo

. , . .~

:"' :"'-i!$" !~,\""".',::" , ' !. ;'~., , :,.i~· · · ~ . ", -. . : :. '. ,.~ , :'", . : .i! · ~ .. ' .:- .. ,' .' , : ' :!~:~~.~,¥ . ~1~\l~~1t~~~~.~\::.~'.;if, ~~_~l" ~. .:.~'.: :j

aT ;llmiali;'YI!J!1.Q~ilmii;~~H~y~t·!iii1)";~"'>.!n:(~

. . . ,. . ',' ." " ~;;:iii~~~.~i:;;f.~\~;r~·i!~?G/;:ai;1<~~~

Biota terbit tiga nomor dalam satu tabun (Febmari, Juni, Oktober). Harga Langganan untuk satu tabun (3 Nomor) :

* LembagaJ Institusi: Rp. 150.000,00 * IndividU/ Pribadi: Rp. 125.000,00

(sudab termasuk ongkos kirim)

Pembayaran bisa melalui : * transfer ke CIMB MAGA,

No. Rek. 990-01-00991·18-8, a.n. Wisnu Trisno Widayat, Cabang elMB UAJY Babarsari Yogyakarta

* Pos Wesel * Pembayaran langsung

Biota sebagai wahana informasi ilmiab terakreditasi.

Biota Jurnal IImiah IImu-Hmu "ayati

ISSN 0853-8670

Biota diterbitkan oleh Fakultas Teknobiologi, Universitas Atma Jaya Yogyakarta (UAJY), sebagai wahana informasi ilmiah bidang ilmu hayaU berupa hasil penelitian, opini, makalah teknis, komunikasi pendek, dan kajian buku.

INFO LA.NGGANAN : Kirimkan fo rmulir berlangganan

dengan m elampirkan bukti pembayaran ke Biota: fakultas Teknobio logi Uni versitas Atma Jaya Yogyakarta

JI. Babarsari 44 Yogyakarta 55281 , Indonesia Te lp. 0274-487711 ext.117 9 ; Fax: 0274-487748

Website: www.uajy.ac.id j penelitian j jurnal j biota c-mail: biota@mail.uajy.ac.id

·" · · · ·. ,~. · "..""" · ·: 0 "" · ..... · 0 " ·o ·o ·· ·• ·· :' · · ·o · ." · · · o ." .o .·" · ·· ·

"

·· · · ·· ·· · · ··: ·· .::. ·· l ···· · · · · ···· ·· ". ~ . ."ii. ~ :..

.·:: f · . :,~. · " · ·

.

. ·.""· ·: · · "· . • ···· · · " · "". ..·.. ·" . ···

UCAPAN TERlMA KASIH

kasih dan yang para yang

penelaah Jumal Ilmiah Biota Volume 15.

Abinawanto (FMIPA, Universitas Indonesia)

Akmal Djaman (FMIP A, Andalas Padang)

Suwanto (FMIPA, Institut Bogor)

Setiadi Daryono (Fakultas Biologi, Universitas Mada Yogyakarta)

Deddy Muchtadi Institut

Goenadi Riset Perkebunan LA...l!lU,;""'"

Indonesia, Bogor)

D.T. Sembel (Fakultas Ratulangi)

B.E. Kristiani (Fakultas Universitas Satya Wacana)

G. Nugroho Susanto (FMIPA, Universitas Lampung)

Herwina Universitas Andalas Padang)

Ngurah Nala (Fakultas Kedokteran, Udayana)

I Ketut Junitha (Fakultas' Biologi, Universitas Uayana)

I Wayan (Fakultas Mataram)

(Fakultas' Kehutanan, Institut

Sumardi (Fakultas Biologi, Universitas Gadjah Mada Yogyakarta)

Jubhar C.M. (Fakultas Biologi, Universitas Kristen Satya Wacana)

Kumala (Fakultas Bioiogi, Mada Yogyakatta)

Sag! (Fakultas Biologi, Universitas Gadjah

adalah:

Mufti P. Patria (FMIPA, Indonesia)

Niken Handayani (Fakultas Biologi, Gadjah Mada

Pingkan Aditiawati (FMIPA, Institut Teknologi Bandung)

Retno Peni (Fakultas Biologi, Universitas Gadjah Mada Yogyakarta)

n.V'-"H.U Abdulhadi (LIPI)

Romsyah Maryam Besar Bogor)

Dody (Pusat

Santoso (Fakultas Biologi, Universitas Gadjah Mada Yogyakarta)

Sholihin (Balai Tanaman Umbi-Umbian, Malang)

Purbaningsih (FMIP A, Universitas

(Fakultas Surabaya)

Mitra Setia (Fakultas Biologi, Universitas Nasional Jakarta)

Tjut Djohan (Fakultas Biologi, Universitas Gadjah Mada Yogyakarta)

Triani Hardiyati (Fakultas Biologi, Universitas .... ' ''..VH,H Soedirman)

Tri Joko (Fakultas Biologi, Universitas Gadjah Mada

Tukirin """rTfVt1", (PusHt Biologi Bogor)

Wibowo Mangunwardoyo (FMIP A, Indonesia)

Pertanian,

Yohanes Sugiyanto (Fakultas Biologi, Universitas Gadjah Mada Yogyakarta)

Maria Viva Rini Lampung)

Biota Vol. 15 (3): 316-324, Oktober 2010 ISSN 0853-8670

Khelatisasi Ion Aluminium oleh Asam Organik Eksudat Akar Brachiaria

Aluminum Ion Chelation by Organic Acids of Brachiaria Root Exudates

B. HatU'*, S. Sabiham2, A. Iswandi2

, A. Sutandi2, dan Suvamto3

I BPTP Lampung 2Departemen/lmu Tanah dan Sumberdaya Lahan Fakultas Pertanian IPB 3Peneliti Puslitbang Tanaman Pangan Departemen Pertanian E-mail: hafifbariot@yahoo.co.id *Penulis untuk korespondensi

Abstract

Aluminum toxicity is one of the major factors inhibiting piant growth in acid soils. Brachiaria grass adapt to high Al concentration. This experiment was conducted to study exudation of low molecular weight organic acids (LMWOA) activated by AI, from Brachiaria roots and its potential in chelating AI. Three Brachiaria species, i.e. B. decumbens, B. ruziziensis and B. brizantha, planted in sterile sand culture and were treated with 5 AI concentrations (0, 100,200, 300 and 400 pM). After two-month experiment, three }dnds of LMWOA, i.e, malic, citric, and oxalic acids, produced by the three Brachiaria-root exudates were measured in the sand culture. The production of malic acid was higher than that of citric and oxalic acid. Those organic acids were influenced by AI concentration; the higher AI concentration the higher organic acid content would be. The organic acids were also proved to form AI-organic compounds effectively of which B. decumbens and B. brizantha were more effective in chelating Al at relatively low Al (100 pM) and at relatively high Al concentration (300 pM and 400 pM), respectively.

Key words: Aluminum, chelation, citric acid, oxalic acid, malic acid, Brachiaria

Abstrak

Keracunan aluminium adalah salah satu faktor utama yang men~hambat pertumbuhan tanaman pada tanah.~tanah masam. Rumput Brachiaria beradaptasi baik terhadap konsentrasi Ai tinggi. Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari eksudasi asam-asam organik yang diaktivasi AI dad akar Brachiaria dan potensinya dalam khelatisasi aluminium. Tiga spesies Brachiaria yaitu B. decumbens, B. ruziziensis dan B. brizantha yang ditanam pada kultur pasir steril diperlakukan dengan 5 konsentrasi AI (0, 100, 200, 300 dan 400 pM). Setelah 2 bulan penelitian, tiga jenis asarn organik berat rnolekul rendah yaitu asam mala!, asam sitrat dan asam oksalat sebagai produk dari eksudat akar ketiga spesies Brachiaria terukur di dalarn kultur pasir. Asam malat terukur lebih banyak dibanding asam sitrat dan asarn oksalat. Konsentrasi as am-as am organik tersebut dipengaruhi secara nyata oleh konsentrasi AI, semakin tinggi konsentrasi Al serna kin banyak asam organik dihasilkan. Asarn-asarn organik juga terbukti efektif rnengkomplek Al yakni B. ducumbens terindikasi lebib efektif mengkhelat Al pada konsentrasi Al relatif rendah (100 pM) dan B. brizantha lebih efektif pada konsentrasi Al relatif tiriggi (300 sampai 400 pM).

Katakunci: Aluminium, khelatisasi, as am sitrat, asam oksalat, asam rnalat, Brachiaria

Diterima: 19 April 2010, disetujui: 01 September 2010

Pendahuluan

Akar mampu memodifikasi rizosfir yaitu zona tal1ah sempitdi' sekitar sistem perakaran di sampmg peranannya sebagai pendukung Hlekanik, penyerapan air dan hara untuk pertumbuhan tanaman. Akibatnya komposisi kimia tanah di rizosfir betbeda dari tanah yang

bebas dari perakaran (Gobran dan Clegg, 1996). Modifikasi rizosfir dilakukan akar melalui eksudasi senyawa-senyawa organik, di antaranya senyawa-senyawa as am organik dengan berat molekul rendah atau dikenal sebagai asam organik alifatik. Senyawa-senyawa organik dieksudasi akar tanaman untuk beberapa kepentingan antara lain untuk detoksifikasi

al.,

kation ·\ogam beracun A1 3 + dan untuk

meningkatkan mobilitas berkelarutan . rendah seperti Fe dan Zn (Atmodjo, 2000; Oburger et at., 2009). Mekanisme detoksifikasi

. Al Al pada .arutan ataupun kompleks jerapan keluamya asam

. perakaran. Selanjutnya asam organik merigkhelat Al dan menghambat masuknya Al sel. . 2000; . et al., 2001; Kochian et at., 2004). terbaru diketahui

. dari mekanisme tersebut adalah genotip-genotip yang toleran memperlihatkan vIlo.;)UI,J:<lC>l

organik yang diaktivasi AI lebih dibandingkan genatip sensitif yang .....".....cu•.;:..

tidak as am samasekali et al., 2005). HasH sederatan studi juga

yang erat antara derajat resistensi AI·· dengan. jumlah eksudasi asam organik diaktivasi Al et al., I

Keuntungan lain dariasam organik merangsang aktivitas· dengan

simbiosis yang memba.ntu dalam respon khemotaktik, mempercepat pelapukan dan menghambat tanaman-tanaman kompetitor et aI., 2003; DakoTa dan

2004; et qI., 2009). 'Pt1,'P;"ll"

senyawa . akar rizosfir memilat dari total karbon yang

. diflksasi fotosintetik (Marschner, 1 diacu dalam Walker et al.,

Terkait fungsi elCS.ud:at detoksifiksi· AI, tanaman

tersendiri. Untuk. detoksifikasi Al Ka(:ang-~mc,an~~an mengeksudaSi asam

991), tafiaman gandum Hlt;;'UKv~'UU<U>l asam malat .

al., 2003), tananian J-O---O

. bariyak asam sitrat· dan sedikit mal at (Jorge Arruda,. Pineros et al., 2005), tanaman teh dan taro mengeksudasi lebih banyak asam .(Ma dan Miyasaka, 1998; . ... et al., 2006). organik diekskresi akar berkorelasisangat tinggi

toleransi tanaman terhadap Al (Ryan et at.,1995b).

aluminium didetoksifikasi eksudat akar adalah AI3

+, Kinraide (1997) . . AI-OH .. dan ~')

Prabowo (1998) derajat . malat

Al AI dalam bentuk AI(OHh karena Al hidroksida bagian utarna serapan anion di dalam tanah (Davis dan 1989 diacu Prabowo, 1998) .

asam

yang karena organik eksudat

akar adalah sumber karbon utama rnikroba tanah (Chen et af., 2006; Sudiana, 2004). Asam organik yang dikeluarkan ke larutan tanah segera diambil dan dicema oleh komunitas mikroba

et al., 2006; et 2009). paruh asam organik pada tanah biasanya < 10 jam (van et al., 2002), tetapi oleh

Al oksi-hidroksida akan melindungi dari bio-degradasi, meskipun hal itu akanmemperendah di

larutan tanah (Jones et

menjanjikan untuk di bawah

dipahainibagaimana tanaman Brachiaria baik Al

dalam tanah tanam). dimaksudkan untuk mempelajari eksudasi asam­asam yang Al akilr Brachiaria potensinya dalam aluminium (AI).

Metode Penelitian

Sterilisasi Kultur Pasir

Pasir . kultur tanam Pelabuhan Ratu, Sukabumi. Pertama

dicuci dengan air selanjutnya dioksidasi dengan 30% bahan organik dan ditambahkan 5% untuk pembebasan dari

Kalsium (Van Kessel et al., 2000; Harriset al., 2001). oksidasi dengan 30%(rasio pasir : adalah ] :

Biota Vol. 15 (3), Oktober [0 317

Khelatisasi Ion Aluminium

dilakukan secara bertahap Setelah buih mereda, dibiarkan selama I

kelebihan HzOz (rasio I: I) dan dihangatkan

20 menit, dibilas 10 kali dengan dan pasir yang telah dibilas adalah 0, I DS/m dan konsentrasi total AlII sedangkan AI dapat dipertukarkan Selanj utnya Pasir disterilisasi dari autoclave.

Rancangan Percobaan

Raneangan Acak Lengkap 3 kali

Brachiaria Brachiaria ruziziensis, 4) dan faktor 2 tLUfltf.U

konsentrasi I) °!1-M, 2) 100 !1-M, 3) 200 !1-M, 4) 300 !1-M 400 !1-M. Bahan yang digunakan untuk konsentrasi AI adalah AICh. perlakuan Al dilakukan saat tanaman satu minggu.

SteriHsasi Penelitian

di Rumah Kaea rumah kaea tempat

ruangan lainnya 2 m.

£"CJ,"1iCJIUl:lll:lU dan Penanaman Brachiaria

sebelum ditanam pada penelitian, dahulu disemai selama 20

.hari pada Sebagai sumber digunakan hara Hoagland. Komposisi larutan Hoagland adalah 5 mM Ca(N03)2, 2 mM: 5 mM KN03, I mM I

unsur tnikro dan NazMo04)'

digunakan tunas

tiap-tiap pot tanam adalah dalam 3 tahap yaitu

sesudah tanam tanaman dengan air bebas

han dan jumlah dengan jumlah

Pengukuran Konsentrasi Asam dan AI-organik

~~"b~'" asam organik dan di dalam pasir dianalisis

(Angeles et al., 2006). diambil dan rizosfir (kedalaman 2-5 em) di

rumpun rumput Brachiaria tanaman berumur 2 bulan. dalam sentrifugasi ".,",U'UjJI.U "v"};~'" aquades

selama pH campuran

(terukur pH 6,8-7,2). (volume bagian atas

selanj utnya dan dalam refrigerator dengan suhu

supematan (untuk disaring dengan J.Lm.

Asam organik (asam dan asam malat) diukur (High­Performance Liquid Chromatography) Varian­

dengan spesifikasi: t.. 240 nm fase gerak

aliran (jlow kadar asam

dilakukan dalam < 24 jam setelah pengambilan contoh pasir. Ion Ae+

dalam supematan dan AI-· organik diukur dengan AAS (Atomic Absorption Spectrophotometer) merek Hitachi tipe Z 5000 panjang gelombang 309,3 run. Metode (jlame type: N20-C2H2; fuel flow 5,4 oxidant: 13,9

dan tekanan 160 kemampuan deteksi konsentrasi Al ppm.

HasH dan Pembahasan

Asam Organik Brachiaria

dipindah-tanamkan ke pot pasir Pengukuran asam organik dari Jumlah larutan eksudat akar dilakukan setelah

Biota Vol. 15 Oktober 2010 318

HaIr!et al.,

tanaman berumur 2 bulan, Hasil pengukuran disajikan pada Tabel 1.

EksiJdat akar ketiga spesies Brachiaria (B. decumbens, B. ruziziensis dan B. brizantha) terbukti berpotensi sebagai sumber asam organik berat molekul rendah. Jumlah asam organik yang dieksudasi . akar tiap-tiap Brachiaria semakin meningkat dengan meningkatnya konsentrasi Al di d'!i.arn ~t~ pasi~,artinya jumlah asam organikdie~udasi · berkorelasi positif dengan konsen1:rilsi · AI 'CR2 ::> 0,95). Kandungan asam organik didalam kultur pasir antara perlakuan ko~seI}trasi AI juga berbeda nyata. Adapun nilai

· rata-rata tiap-tiap asam organik yang dieksudasi olehketiga spesies Brach/aria tidak berbeda

· nyata . . Hasil pengukuran asam · organik tersebut

sejalan . dengart beberapa haSil penelitian · sebelumnya. Jorge dan · Arruda· (1997) serta

Pineros etai.; (2005) melaporkan . bahwa e.kskresi asam sitrat .. dari perakaran tanaman

· jagung yang · to1eran Al,meningkat dengan semakin . I11eningkatnya konsentrasi AI dalam

larutan hara, dan jumlah asam organik yang dieksresikan hampir 2-3 kali dibanding jumlah yang diekskresikan tanaman yang sensitif AI.

Data pada Tabel I juga memperlihatkan dari tiga asam organik yang terukur, asam malat dieksudasi lebih banyak. Hasil penelitian Ryan et ai., (1995b); Zhang et ai., (1998); Zhang et ai., (2003) memperlihatkan eksudat akar tanaman famili gramineae seperti wheat (gandum), rnenghasilkan lebih ban yak asam mal at, sedangkan eksudat akar suku kacang-kacangan lebih banyak menghasilkan asam sitrat. Uji coba penambahan asam malat ke dalam larutan hara yang ditumbuhi benih gandum yang toleran dan sensitif terhadap Al telah dilakukan oleh Delhaize et al., (1993) dan Ryan et ai., (l995a). Hasil uji coba memperlihatkan asam mal at mampu meningkatkan pertumbuhan benih atau secara nyata mengurangi efek toksisitas Al terhadap perkembangan benih dan pengaruh tersebut tergantung konsentrasi asam malat di dalam larutan hara.

Tabel.L:I<.0nsentrasi asam or'ganikeksudat akar tiga spesies Brachiaria urnur 2 bulan di dalarn kultur pasir.

Asam Organik (ILM) Asam Sitrat Asam Oksalat Asam Malat

B. decumbens . AI-O .. tu AI-lOO 7,3 d AI-200 . 21,0 c AI-360 . 23,3 ab AI-406 ;!: .. 30,1 a

· Rata-ra~ 16,9 ,· LSDO;05 · 8,2 iRi 0,953

. B:.-rnziziensis ... AI-O . tu

AI-IOO 8;2 d · AI-200 18,4 c A.1~300 28,8b A1-400 32,2 a Rata-rata 17,5 LSD 0,05 5,3 R2 . . 0,980

...B. brizantha AI-O . .tu AI-IOO 6,9 d AI·200 19,1c AI-300 27,7 ab AI-400 .36,3 a . Rata~iata 18,0· LSD 0,05 9,8 . · R2 ..

0,997 ·

tu tu 39,7 d 57,8 d 78,1 c 108,8 c 108, I b 136,5 b 143,3 a 211,0 a 73,8 102,8 16,9 19,6 0,997 0,991

tu tu 40,4 d 63,1 d 70,4 c 98,8 c 117,6 b 149, I b 135,1 a 213,7 a 72,7 104,9 6,9 13,9 0,985 0,984

tu tu 29,2 d 47,9 d 69,4 c 100,3 c 113,2 b 153,3 b 153,9 a 203,4 a 73,1 101,0 . 18,7 27,0 0,998· 0,999.

Keterimgan: Angka pada kolorn yang sarna diikuti oleh huruf yang sarna tidak berbeda nyata pada tafaf 5% menurut LSD, tu= ... . tidak terukur, B?= kofisien korelasi. . .. .. .. .

Biota Vol. 15 (3), Oktober 2010 319

Khelatisasi Ion Aluminium

Khelatisasi

Data . di . bawah disajikan

pada Tabel 2. Data mengindikasikan bahwa asam eksudat rumput Brachiaria efektif mengkhelat AI. Hal ini terlihat dan adanya perbedaan nilai AI

sampel kultur pasir yang dengan yang tidak Pacta pot

perlakuan penanaman 13rachiaria, rata-rata AI-organik terukur di kultur yang

alUi""" dengan di bawah B. decumbens, B. ruziziensis dan

. 60,5, 71,4 dan I JlM. Nilai rata-rata AI-organik terukur di

dalam pasir dengan perlakuan konsentrasi Al yang sarna

. adalah mengindikasikan bahwa yang di

pasir ditanami adalah senyawa komplek Al-organik.

Menurut Huang (1 ketiga Jems asam organik terukur sitrat,

dan asam malat) mempunyai untuk mengkomplek AI

komplek sitrat-Al dinilai lebih stabil rhr"",,-j'r,"" dan mal at-AI. Kekuatan khelatisasi ini dapat dilihat dan konstanta stabilltas sitrat-Al (log KA1-L

o~salat-Al K A1 -L 6,28» mal at-AI (log 5,80). Demikian juga Pineros et al., (2005)

bahwa sitrae· sitrat trikarboksilat) lebih efektif dalam khelatisasi Al dan pada (anion malat dikarboksilat).

larutan mumi mengelompokkan asam dan asam Vl\.,~aa"u

kelompok pendetoksi (detoxifier) Al sedangkan asam malat u'·UUJI..K(lllJ

",,_~'a~.:u. pendetoksi sedang (Hue et al., 1986). Selimjutnya 1 ditampilkan

g;rafik eksudat ketiga Brachiaria mengkhelat AI. Grafik dan

nisbah Al memperlihatkan eksudat akar B.· decumbens efektif

. mengkomplek pada. konsentrasi Al relatif rendah (l00 JlM), dengan . AI-organik' terhadap. . menGapai' 59,6%, konsentrasi dalam kultur: pasirrelatif tinggi (200 sampai 400

. JlM) persentase nisbah terindikasi menurun. pada

Biota Vol. 15 Oktober 2010

kultur pasir B. menunjukkan, nisbah AI-organik terhadap larut semng

Al pad a pasir. 100, 200, 300 dan 400 JlM

masing-masing nilai nisbah dikhelat oleh akar B. brizantha 12,8, 10,5,31,3

1%. B. decumbens efektif Al

lebih rendah (100 JlM) efektif untuk detoksifikasi AI

tanah-tanah masam. Seperti dilaporkan et 01. (2003) A1 3

+ yang terdeteksi larutan tanah masam 5,0 Al-dd 0,13 cmol (+)lkg, terukur sekitar 43 JlM. Sedangkan Prabowo (1998) melaporkan kondisi normal konsentrasi Al3

+ dalam larutan tanah 4,3-5,0

Al-dd masam pH 4,4-4,9

untuk Lampung adalah 0, 1,26 cmol (+)lkg (sumber data dad penelitian terpisah).

Pertumbuhan Brachiaria

pengaruh konsentrasi Al perkembangan dan

rumput Brachiaria, nyata (data pengamatan tidak

disajikan). et 01., (2001); Wenzl et (2003) dan Wenzl et al., (2006) melaporkan

rumput adalah tanaman yang baik tanah-tanah masam seperti

Haplustox atau Paleudult dan toleran terhadap HasH penelitian secara hidroponik

mengindikasikan tingkat B. ruZ'lzu'!nSIS

keracunan ion A13 + lebih' rendah

"'1<.1<411"""1". B. (Grundy et 2002; et a/;, 2006), tetapi pada

pertumbuhan B. ruziziensis baru setelah beberapa

luaUJ".<Ul . -,(Rao et Miles et al diacu Wenzl et. al., . 2006).

.",PlnplClt.,,",> Fischer et (2001); et (2003) mengemukakan bahwa daya adaptasi B. decumbens terhadap tanah masam miskin lebih . baik dengan brizantha.

Korelasi Antara Al-org~nik dengan Pertumbuhan

korelasi UlL<"\.UJI\.<llJ

Iebih jauh

320

Hafif et aI.,

AI-organik , dengan perkembangan akar dan pertumbuhan Brachiaria. Hasil uji korelasi menunjukankorelasi nyata an tara konsentrasi AI, . khelatisasi Al dan asam organik dengan perkembarigan akar dan pertumbuhan Brachiaria hanya teIjadi pada spesies B. brizantha. Hasil uji korelasi dikemukaj(an pada Tabel3..

. Basil 'uji korelasi (Tabel 3) menunjukkan adanya kore1~i riyata antara kom;entrasi AI, AI­organik dana;am~asilm 6rganik pada kUltur'pasir dengan . hobotakar,danhobot . tanartiim B. brizantha. Demikiart pula teIjadi kore1asi nyata an tara kadar Al denganAI-organik dan asam­asam orgartik ' dan an tara AI-organik dengan asam-asam organik. Artinya bobot akar dan tanarnan B. brizimtha terindikasi meningkat

(korelasi positif) dengan peningkatan konsentrasi ion A1 3

+ dan aktivasi ion tersebut terhadap eksudasi asam organik dari perakaran B. brizantha.

Korelasi .positif lain yang sangat nyata adalah an tara konsentrasi Al dengan AI-organik dan asam-asam organik yang dieksudasi oleh perakaran Brachiaria. Seperti dikemukakan oleh Delhaize et al., (1993); Ma (2000); Ryan et al., (2001); Zhang et al., (2003); Kochian et al., (2004), AI . merangsang atau mengaktivasi eksudasi asam-asam organik dari akar tanaman sehingga semakin tinggi cekaman Al semakin banyak asam organik dieksudasi akar untuk detoksifikasi AI, terutama diperlihatkan oleh perakaran tanaman toleran AI.

70

60

~ ........50 OJ..c::

. ..:.: 40 :a < 30 ..c::.. 20..:s z

10

0

. ....

':''' :."._".

• :59;6 ,. 61;3

~~t2:O~"'" ". _'. _ __ ._________ '_

I '. " ..... ' . .~

..... ...... ·····:13,1 ~ 37.3 r-~--------·- ~~~~~~j·~~ -......- ...... ~-----

• 2~2S.:? ·~""'" 24,8 1-----')<-X-l-&-.5----------=:~-=--- " ---- 2=-=0:-:,0:----1

1--_______~----~X~12~7~------------------~

o · 200 300 400 500

• KOntrol ' .. B. decumbcns

... .. B.nxzi:ri~ X B. bri=ntha . ',,' ": .:.

~: -LOg (R ~~) . ------- Poly, (B. ruziziensis)

.. --poiY.(B. bnzmtha) "." ':. ",.:-.,:: ; ­

· Gainb~rl. Keceri¥ng:a!lni~bah khelatisasi Al oleh tiap-tiap eksudat akar , , :-" ~ _., Brac~iC1f~a~~~~:~~()~s:entrasiAI berbeda.· .

". Tabel2.KQriseritras~i AJ6~ganik clidalarnkti'thlrpasit yang diberi konsentiasi Al berbeda dan ditanami rumput B. . '. decumoehs,iiruiizensi dan'}1. briiCintha. . . . . '.:, .: .' ,,. .... ~. '. .... . .. .' . . ' . .... '.': : .

. Korisentrasl Al ."; AI-Organik (JtM) (~ J . . T~Dpa Brachiai'ia, ·.,B. decumbens . B. ruziziensis B. brizantha

o . 4,OT3;3e .' 6,67d 7,8 d 100 3,70 . '. 59,6 c 52,6 c 16,5 c

. ~OO 4,0745,4 d 122,6 a 25,4 c 306 ·. . - 296 99,3a ' 75,6 b 96,8 b 400 ' "5;00 - . 78,8 h 99,1 b 149,2 a 4~;t'~k_ ... , , 3,95 .... .. . 60,5 71,4 59,1 LSDiO,Q5. ' .... 107 '206 112. .' . . , . , . ,~

,•. Ket~iallgiin: ;~gkapadakolOrri yang sa~adiikuti olehliufufyangsamatidak berbeda nyata pada taraf 5~ menu rut '. ' LSD. . .', - ' .

. ." "

Biota Vol. 15 (3), Oktober 2010 321

Khelatisasi Ion Aluminium

Tabel3. Hasil uji korelasi antara AI-organik, a5am organik dengan perkembangan akar dan pertumbuhan Brachiaria brizalltha.

Al- As. As. As. Vol. Bobot Bobot JumJah Tinggi Kons. AI Organik Malat SHrat Oksalat Akar Akar Tanaman Daun

Kons. AI ,932 ,996 ,983 ,995 ,528 ,737 ,693 ,152 ,020

AI-organik ,930 ,907 ,946 ,513 ,636 ,615 ,151 -,013

As. malat ,981 ,997 ,518 ,783 ,743 ,091 ,056

As. sitrat ,985 ,546 ,714 ,666 ,214 ,079

AS.oksalat ,561 ,754 ,713 ,129 ,052

Keterangan: **Korelasi nyata pada tarafnyata 0,01 *Korelasi nyata pad a tarafnyata 0,05

Simpulan dan Saran

Simpulan

Akar rumput Brachiaria mengeluarkan asam-asam organik seperti asam malat, as am sitrat dan asam oksalat bila mengalami cekaman AI. Dari ketiga as am organik, asam malat dieksudasi paling banyak. Asam organik berat molekul rendah tersebut efektif mengkhelat AI. Kemampuan mcngkhelat AI Brachiaria decumbens berbeda dengan Brachiaria brizantha. Kemampuan Brachiaria decumbens sebagai agen untuk mengurangi keracunan Ai paling baik.

Saran

Dalam rangka memperbaiki kwalitas tanah masarh, terutama terkait dengan masalah keracunan aluminium, remidiasi. secara in situ dinilai lebih efisien dan rumput Brachiari,a dapat digunakan sebagai fitoremidiasi. Kebiasaan akar tanaman toleran' Al mendetoksi Al dengan cara mengeksudasi asam-asam organik dapat dijadikan dasar pemikiran untuk mempelajari lebih lanjut potensi senyawa-senyawa tersebut dala"Inremidiasi tanah terkontaminasi logam benito

Ucapan Terima Kasih

Terima kasih kepada Sekretariat Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian atas tedaksanahya penelitian KeIjasarha Kemitnian Pehelitian·. Pertanian denganPerguruan Tinggi (KKP3T).Juga kepada Indri Hapsari mahasis..va

S 1 I1mu Tanah IPB dan Staf Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah Departemen I1mu Tanah dan SDL serta Teknisi rumah kaca Faperta IPB atas bantuan yang diberikan.

Daftar Pustaka

Agbenin, J.O. dan Adeniyi, T. 2005. The Microbial Biomass Properties of a Savanna Soil under Improved Grass and Legume Pastures in Northern Nigeria. Agriculture, Ecosystems and Environment, 109: 245-254.

Angeles, O.R., Johnson, S.E. dan Buresh, KJ. 2006. Soil Solution Sampling for Organic Acids in Rice Paddy Soils. Soil Sci. Soc. Am. J., 70: 48-56.

Atrnodjo, }C 2000. Periggunaan Tulang dan Kulit Nanas sebagai Pupuk Organik untuk Menumbuhkan Sawi (Brassica JUllcea L.). Biota, V (2): 63-70.

Chen, Y.M., Wang, M.K., Zhuang, S.Y. dan Chiang, P.N. 2006. Chemical and Physical Properties of Rhizosphere and Bulk Soils of Three Tea Plants Cultivated in Ultisols. Geodenna, 136: 378-387.

Dakora, F.D. dan Philips, D.A. 2004. Root Exudates as Mediators of Mineral Acquisitiori in Low­nutrient Environments. Plant and Soil J., 245 (I): 35-47.

Delhaize, E., Ryan, P.R. dan Randall, PJ. 1993. Aluminium Tolerance in Wheat (Triiicum aestivuin L.) II. Aluminium-stimu!ated Excreation of Malic Acid from Root Apices. Plant Physiology, 103: 695-702.

Dynes, J.J. dan Huang, P.M. 1997. Influence of Organic Acid on Selenite Sorption by Poorly Ordered Aluminum Hydroxides. Soil Sci. Soc. Am. J, 6: 772-783.

BiotaVol. 15 (3), Oktober 2010 322

H.Y., Gibson, K.D. dan Pinheiro, RD.S. 2001. Competitiveness of Semidwarf Upland Rice Cultivar Again (Brachiaria brizantha) and (Brachiaria decumbens). J, 93: 967-973.

G~R. dan Clegg, S. 1996. A Conceptual Model for Nutrient Availability in the Mineral Soil-root System. Can. J Soil Sei., 76: 125-131

Jones, D.L; dan Godbold. 2002. Acid ROQt-tip Tissue-concentration in Brachiaria decumbens and Brachiaria ruzlZlensis. Abstract. Developments in Plant and soil sciences 9: 506-507.

. com/contentlx23834I?p= 8aed5dbb I c5a 7a&pi=0.

D.; HOrWath, W.R. dan van Kessel, e. 2001. Acid Furriigation of to Remove Carbonates Prior to Total Caroon or Carbon-13 Isotopic Analysis. Sci. Soc. Am. 65: 1853-1856.

Hue, N.V., Cl1lddock,G.R. dan F. 1986. Effect of Organic Acids on Aluminium In

Sl1b~oiL SoilSei. Soc. Am. 50: 28-34.

Jones, D.r:.;Delll1is, . P:A,W.2003.

i:rtis'conceptions Plant dnd;~oil,2A8: 31-4.1.

M.A., J.E, Manslank, V.M.e. dan Kochian, L;V. 2005. Aluminum Resistance in Maize Cannot be Solely by Root

Acid Exudation. Plant 137: 231-241.

Prabowo, A.M. 1998. Reaksi Kimia Asam Malat dan Peranannya Sebagai Keracunan Aluminium pada Tanah-Tanah Masam. J. Agrivita, 20 (1): 27-33.

Ryan, P.R.; Delhaize, E. dan PJ. 1995a. Characterisation of AI-stimulated Efflux of Malate from The Apices of AI-tolerant Wheat Roots. Planta, 196: 103-]10.

P.R., Delhaize, E. dan 1995b. Malate Efflux from Root Evidence for a General Mechanism AI-tolerance in Wheat. Aust J Plant Physiol., 22: 531-536.

Ryan, P.R., Delhaize, E. dan Jones, D.L. 2001. Function and Mechanism of Anion Exudation from Plant Roots. Annu Rev Plant Plant Mol 52: 527-560.

Asam-asam 17 yang Dinunbuhkan Biota, XI (3): 167-175.

Sequi, P. dan Aringhieri, R. 1977. Destruction of Matter Hydrogen Peroxide in the Presence of Pyrophosphate and Its Effect on Soil Specific Surface Area. Soil Sci. Am. J., 41 : 340-342.

Sudiana, LM. 2004. Isolasi Bakteri Poliposfat. Biota, IX 105-113.

van Hees, P.A.W., D.L. 2002. Biodegradation Low Molecular Organic Acids in Forest Soils. Soil Biology and Biochemistry, 34: 1261-1272.

Walker, E. dan Vivanco, J.M. and Rhizosphere

I"h1J<Ulr/tlOV 132: 44-51.

Wenil, Mancilla, lE., Albert, R. dan Rao, LM. 2003. Simulating Infertile·AcidSoils with

The Effects on Brachiaria Sci. Soc. Am. J., 67: 1457-1469.

Biota Vol. 15 (3), Oktober 2010

Khelatisasi Ion Aluminium

Wenzl, A., Chaves, A.L., Buitrago, ME, G.M., Miles, 1. dan Rao, 1M. 2006. A

Greenhouse Method to Screen Brachiaria grass Genotypes for Aluminum Resistance and Root Vigor. Crop Sci., 46: 968-973.

Alter, D., Jessop, R.S. dan Ellison, F. 1998. Exudation of organic acids from roots of triticale. Proceedings of the Australian Agronomy Conference, Australian Society of

http://www.regionaLorg.auiaui. 09/13/2007.

R.S. dan Alter, D. 2003. Organic Acid Exudation Associated with Aluminium Stress Tolerance in Triticale and Wheat. Australian J. ofAgricultural Research, 54: 979-985,

Biota Vol. 15 Oktober 2010 324