pencemaran kadmium dan prospek pemuliaan...

KRISNAWATI: PENCEMARAN KADMIUM DAN PEMULIAAN KEDELAI BERKANDUNGAN KADMIUM RENDAH

61

1) Balai Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan UmbiJl. Raya Kendalpayak km 7, Kotak Pos 66 Malang65101 IndonesiaTelp. 0341-801468, Faks. 0341-801496, email: [email protected] diterima tanggal 15-10-2012, disetujuiuntuk diterbitkan tanggal 27-9-2013.

Diterbitkan di Buletin Palawija No. 26-2013: 61–71.

ABSTRAKPencemaran kadmium dan prospek pemu-

liaan tanaman kedelai berkandungan Kad-mium rendah. Kadmium (Cd) merupakan logamberat pencemar lingkungan yang bersifat toksik.Kadmium dapat terakumulasi dalam kadar yangtinggi pada bagian tanaman kedelai (Glycine maxL. Merr.) yang bila dikonsumsi akan berisiko padakesehatan manusia, sehingga diperlukan usaha-usaha untuk membatasi akumulasi kadmium dalamtanaman. Penggunaan varietas unggul yangmemiliki kemampuan mengakumulasi kadmiumdalam konsentrasi yang rendah merupakan salahsatu solusi yang cukup rasional. Varietas unggulmerupakan komponen teknologi yang efisien danramah lingkungan dibandingkan dengan upaya per-baikan kondisi lingkungan. Di Indonesia, penelitianpemuliaan belum mengarah pada pencemarankadmium pada tanaman kedelai. Namun denganadanya ekstensifikasi pertanian dan sumber pangansehat yang menyehatkan, maka penelitian tentangkadmium pada tanaman kedelai akan menjadiinformasi yang dapat bermanfaat dalam perakitanvarietas kedelai berkandungan kadmium rendah.Variabilitas genetik, pemilihan teknik skriningdengan kriteria seleksi yang tepat, pemahamanmekanisme ketahanan disertai dukungan penge-tahuan level molekuler merupakan elemen pentingdalam meraih keberhasilan perakitan kedelaiberkandungan kadmium rendah.Kata kunci: kadmium, Glycine max, kedelai, pemu-

liaan.

ABSTRACTCadmium pollution and soybean breeding

for low-Cadmium. Cadmium (Cd) is a heavy-metalpollutant that is toxic to the environment. Cadmiumcan accumulate in high levels in the soybean plant,and consumption of cadmium contaminated foodsposes a risk to human health, so it is need an effortto limit the accumulation of cadmium in crop plants.The use of high-yielding varieties which have theability to accumulate cadmium in low concentra-

PENCEMARAN KADMIUM DAN PROSPEK PEMULIAAN TANAMANKEDELAI BERKANDUNGAN KADMIUM RENDAH

Ayda Krisnawati 1)

tions is one solution, which is quite reasonable. Animproved variety is a component of an efficient tech-nology and environmentally friendly compared tothe effort to repair the environmental conditions.In Indonesia, breeding research has not led to pol-lution of cadmium on soybean (Glycine max L. Merr.)plants. However, with the extensification of agri-culture for food source, then the study of cadmiumon soybean crop will be a benefial information fordeveloping soybean variety with low cadmium.Genetic variability, selection of screening techniqueswith appropriate selection criteria, understandingof resistance mechanisms, as well as knowledge ofthe molecular level is important elements in thesuccessfulness of soybean breeding for low-cadmium.Key words: cadmium, Glycine max, soybean, breed-

ing.

PENDAHULUAN

Kadmium (Cd) merupakan logam beratpencemar tanah yang bersifat toksin bagitumbuhan, hewan, dan manusia. Penyebarankadmium di alam maupun di lingkungan perta-nian merupakan akibat kegiatan manusia. Pen-cemaran kadmium pada lahan pertanian mulaimendapat perhatian yang serius di beberapanegara dikarenakan kadmium dapat terserapdalam tanaman yang dikonsumsi oleh masya-rakat. Penyerapan kadmium oleh tanamanbervariasi tidak hanya antar spesies tanamantetapi juga di antara kultivar (Arao et al. 2003).

Serapan logam dapat dipengaruhi oleh bebe-rapa faktor termasuk iklim dan faktor genetiktanaman, serta beberapa parameter tanah.Kondisi tanah, antara lain pH, konsentrasi Cd,rasio Cd:Zn, konsentrasi klorida, serta tingkatpenyerapan logam dan bahan organik, secarasignifikan mempengaruhi serapan kadmium.Pengaruh pH tanah terhadap serapan Cd olehtanaman berdasarkan beberapa penelitianterlihat kurang konsisten. Percobaan di rumahkaca menggunakan tanah yang diperkaya Cdmenunjukkan peningkatan ketersediaan kad-mium pada tanah dengan pH yang lebih rendah.Namun, konsentrasi kadmium di percobaanlapang berkorelasi negatif dengan pH tanah,atau memiliki efek yang kurang signifikan(Chaney et al. 2001 dalam Synkowski 2004).Umumnya, tanaman mengambil Cd dan Zn

62

BULETIN PALAWIJA NO. 26, 2013

dalam rasio yang sama dengan rasio logamumumnya ditemukan di tanah (1 Cd : 100 Zn).Oleh karena itu, ketika konsentrasi Zn yangmenyebabkan kerusakan pada tanaman pada500 ppm, biomassa akan hanya memiliki kon-sentrasi Cd sebesar 5 ppm, kecuali untuk padidan tembakau yang rasio Cd dan Zn secarasignifikan menyimpang dari yang diharapkan.Jadi, untuk lahan tercemar yang memiliki rasioCd:Zn mendekati 1:50, atau setidaknya dua kalilipat Cd yang tersedia dibandingkan denganyang tersedia di alam, padi (atau tembakau)yang ditanam di tanah yang terkontaminasimemiliki potensi terbesar menjadi penyumbangkontaminan dalam tubuh manusia (Chaney etal. 2001, Chaney et al. 2001 dalam Synkowski2004).

Kadmium dapat terakumulasi dalam tubuhmanusia dari waktu ke waktu melalui konsumsimakanan yang mengandung kadmium danmengarah ke risiko toksisitas kronis apabilaterjadi asupan yang berlebihan. Efek merugikanterhadap kesehatan yang terkait dengankadmium dalam tanah tergantung pada keterse-diaan dan serapan logam oleh berbagai spesiestanaman. Di Jepang, kadmium diakui sebagaipenyebab penyakit 'itai-itai' yang mewabahpada tahun 1968, sehingga The Codex Com-mittee on Food Additives and Contaminantstelah mengusulkan batas atas 0,2 mg kg–1

untuk konsentrasi kadmium pada biji kedelai(Laporan Sidang ke-33 The Codex Committeeon Food Additives and Contaminants 2001dalam Kobori et al. 2010). Kadmium merupakanelemen non-esensial atau mikro elemen,sehingga menurut Environmental ProtectionAgency (EPA) dan Occupational Safety andHealth Administration (OSHA), batas amankadar kadmium dalam air minum adalah <5 ppbdan di lingkungan kerja adalah <100 μg/m3

sebagai Cd asap dan 200 μg/m3 sebagai Cd debu(Synkowski 2004). Sedangkan menurut badandunia FAO/WHO, konsumsi per minggu yangditoleransikan bagi manusia adalah 400–500μg per orang atau 7 μg kg–1 berat badan.

Di Indonesia, penelitian tentang pencemarankadmium terhadap tanaman komoditas perta-nian belum banyak dilakukan. Padahal terda-pat indikasi bahwa di banyak lokasi pertanian,terutama di lahan sawah, perairan, dan kolamikan, senyawa kimia limbah mulai mencemarilahan dan air irigasi, bahkan juga produk per-tanian seperti padi dan ikan. Sebagai contoh,hasil penelitian Kurnia et al. (2004) menunjuk-kan bahwa kandungan berbagai jenis logam

berat (Hg, Pb, dan Cd) dalam tanah pada lahanyang terpolusi limbah pabrik di beberapa lokasidi Jawa Barat meningkat sekitar 18–98% di-banding lahan yang belum terkena polusi. Polusilogam berat tersebut, selain menyebabkan konta-minasi pada produk (terutama gabah/beras) jugamenurunkan produktivitas tanaman (Las et al.2006). Meskipun kadmium tidak penting untuknutrisi tanaman, namun dapat dengan mudahdiambil oleh akar dan terakumulasi dalam or-gan tanaman vegetatif dan reproduktif (Wagner1993; Tamas et al.. 2006). Oleh karena itu, kon-sumsi baik secara langsung maupun tidaklangsung dari bagian tanaman yang dapat di-makan dengan tingkat konsentrasi kadmiumyang tinggi dapat berpengaruh terhadap kese-hatan manusia.

Tanaman kedelai sebagai salah satu sumberpangan pokok fungsional disebutkan mampumenyerap kadmium dalam konsentrasi yangtinggi (Wang et al. 2013), sehingga diperlukanusaha-usaha untuk membatasi akumulasikadmium dalam tanaman. Beberapa metodeuntuk mengatasi pencemaran kadmium telahdilakukan di beberapa negara. Di Jepang, teknikameliorasi tanah, manajemen air, dan penam-bahan alkali pada pertanaman padi yang terce-mar kadmium telah diterapkan sejak tahun1971. Selain itu, penggunaan bahan kimia pen-cuci (washing chemicals), logam kelat, garamnetral dan asam kuat yang secara efisien dapatmenghilangkan Cd dari tanah telah banyakdikaji dalam berbagai penelitian. Kelemahannyaadalah pada mahalnya bahan kimia tersebut,di samping itu juga adanya beberapa bahankimia tertentu disinyalir tidak ramah terhadaplingkungan (Makino et al. 2008; Makino et al.2010). Teknik-teknik yang dikemukakan di atasmemakan biaya mahal, sehingga kini mulaiberalih pada pengembangan teknik fitoreme-diasi. Teknik ini memanfaatkan tumbuhanhiperakumulator (Thlaspi caerulescens danBrassica juncea) untuk menghilangkan, men-stabilkan atau menghancurkan kontaminankadmium. Namun penerapan teknologi ini masihdalam tahap penelitian, dan masih dipertanya-kan apakah dapat diterapkan pada lahan per-tanaman padi maupun kedelai karena metodeini masih memerlukan penelitian mendalamtentang teknik budidaya tanaman hiperaku-mulator yang tepat (Ishikawa 2005).

Salah satu alternatif teknologi yang mudahdan efektif untuk mengatasi pencemaran kad-mium apabila dibandingkan dengan metodeperbaikan lahan adalah dengan merakit varie-


63

tas kedelai yang hanya mengakumulasi kad-mium dalam konsentrasi yang rendah. Programini dapat diawali dengan penelusuran variasigenetik yang terdapat dalam koleksi plasmanutfah. Selain itu, pengetahuan tentang pewa-risan, heritabilitas, teknik skrining yang murahdan efektif, serta strategi pemuliaan lain yangefektif dan efisien diperlukan dalam menunjangkeberhasilan perakitan varietas kedelai berkan-dungan kadmium rendah.

Di Indonesia, penelitian pemuliaan belummengarah pada pencemaran kadmium padatanaman kedelai. Namun dengan adanya eks-tensifikasi pertanian yang mengarah padapemanfaatan lahan marjinal, dan adanya trendpangan fungsional yang menyehatkan; makapenelitian tentang kadmium pada tanamankedelai akan menjadi informasi awal yang dapatbermanfaat dalam memulai proses perakitanvarietas kedelai berkandungan kadmiumrendah.

Makalah ini mengkaji tentang pencemarankadmium pada tanaman kedelai, pemuliaandan seleksi, serta peluang pemuliaannya di In-donesia.

PENCEMARAN KADMIUM DANEFEK TERHADAP MANUSIA

DAN TUMBUHAN

Kadmium (Cd) merupakan logam beratpencemar tanah paling luas kedua di dunia(Michael 2003), yang sumbernya berasal darikegiatan pertambangan dan peleburan biji,aplikasi pupuk, limbah pabrik, dan deposisiatmosfer. Kadmium tidak mudah menimbulkankorosi, dan paling sering digunakan untuk bate-rai, pigmen, pelapis logam, dan stabilisator plas-tik. Di alam, kadmium jarang sekali ditemukandalam bentuk bebas, biasanya berada dalambentuk kadmium oksida (CdO), kadmium klorida(CdCl2) dan kadmium sulfat (CdSO4 atau CdS).Senyawa-senyawa tersebut terikat padasenyawa organik atau oksida, namun yangdominan adalah CdS. Kadmium juga terekstraksebagai produk gabungan dengan logam lainseperti seng (Zn) dan tembaga (Cu). Olehkarena itu, terjadinya kontaminasi Cd seringkalidisertai dengan tambahan polutan logam beratlain (USGS 2003 dalam Synkowski 2004).

Jumlah normal kadmium dalam tanah beradadi bawah 1 ppm, tetapi angka tertinggi (1.700ppm) dijumpai pada permukaan sampel tanahyang diambil di dekat pertambangan biji seng(Wikipedia 2011). Menurut Wagner (1993),

konsentrasi Cd dalam larutan tanah yang tidaktercemar berkisar 0,04–0,32 μM, sementaratanah yang tercemar dalam kategori medium/sedang mengandung 0,32–1,00 μM. Pada tanahyang mengandung lebih dari 35 μM Cd dalamlarutan tanah, spesies yang mampu bertahanadalah spesies yang toleran kadmium atautanaman hiperakumulator, seperti Thlaspicaerulescens (Brown et al. 1994). Pais dan Jones(1997 dalam Institut Pertanian Bogor 2006)menerangkan bahwa walaupun tidak dibutuh-kan oleh tanaman namun kandungan kadmiumdalam tanaman dapat mencapai 0,1 sampaidengan 1,0 ppm.

Penggunaan pupuk Fosfat (P) dinyatakanjuga dapat meningkatkan keberadaan kad-mium dalam tanah. Konsentrasi Cd dalampupuk P bervariasi tergantung pada konsentrasiawal Cd dalam batuan fosfat yang digunakanuntuk memproduksi pupuk. Konsentrasi Cddalam pupuk dan frekuensi aplikasi merupakanfaktor penting yang mempengaruhi keterse-diaan Cd dalam tanah. Namun, ketersediaanCd juga dipengaruhi oleh efek induksi pupukpada sifat kimia dan biologi tanah, seperti pHtanah, kandungan bahan organik, kekuatanion dari larutan tanah, ketersediaan Zn, kimiarhizosfer, dan asosiasi mikoriza (Grant 2010).Penelitian tentang penyerapan kadmium olehtanaman kedelai melalui aplikasi pupuk fosfattelah dilakukan oleh Jaidee et al. (2009). Hasilpenelitian tersebut mengungkapkan bahwaakar dan tunas kedelai yang ditanam denganpemupukan fosfor memiliki konsentrasi Cd yanglebih tinggi daripada tanpa pemupukan fosfor.Bobot kering akar dan tunas yang dipupuk fosforlebih besar daripada yang tumbuh tanpa pupukfosfor. Menurut Grant (2010), akumulasi jangkapanjang Cd dalam tanah dapat dikurangidengan menggunakan pupuk dengan konsen-trasi Cd yang rendah, dan melalui pembatasaninput pupuk melalui penerapan manajemen

Konsentrasi kadmium pada tanah pertanianyang masih bersih (non-polusi) berkisar antara0,1–1 mg/kg, tetapi beberapa jenis tanah sangatmempengaruhi kandungan kadmium. Misalnyatanah yang mengandung bahan organik (his-tosol) biasanya mengandung kadmium yangpaling tinggi, dan sebaliknya tanah jenis Ultisoldan Alfisol mengandung kadmium yang pal-ing rendah. Kandungan kadmium dari keduajenis tanah tersebut banyak terambil oleh tana-man pangan dan banyak juga yang merembeske tanah yang lebih dalam (Darmono 2006).

64


budidaya yang mengoptimalkan efisiensi peng-gunaan pupuk.

Tingkat serapan kadmium pada tanamanditentukan oleh konsentrasi kadmium tanahdan oleh ketersediaan biologisnya (bahanorganik, eksudat akar, dan mikoriza, pH danpotensial redoks tanah, suhu, serta konsentrasiunsur lainnya). Penyerapan ion Cd berlangsungdalam kompetisi dengan elemen seperti K, Ca,Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, dan Ni. Kadmium diangkutsecara simplastik melalui korteks akar ke stele,kemudian ke tunas melalui xilem, meskipunfloem juga terlibat dalam transportasi. Tingkatakumulasi kadmium juga dilaporkan tergan-tung pada umur tanaman (Pal et al. 2006).Distribusi kadmium dalam tanaman dipenga-ruhi oleh transportasi dari akar ke tunas melaluixilem, transfer dari bagian xilem ke floem, dantransportasi melalui floem (dari source ke sink)(Riesen dan Feller 2005).

Akumulasi logam berat dalam tanah berba-haya bagi kebanyakan organisme hidup. Kon-sentrasi kadmium yang tinggi bersifat karsino-genik, mutagenik, dan berefek teratogenik padaberbagai spesies hewan. Pada tumbuhan, kad-mium adalah salah satu logam berat yangpaling mudah diserap dan tertranslokasi secaracepat; hal inilah yang menjelaskan mengapaefek racunnya sangat kuat walaupun padakonsentrasi yang relatif rendah. Gejala kera-cunan yang terjadi pada tanaman antara lain:penghambatan pertumbuhan (menghambatproses perkecambahan dan perkembangan bibit)dan fotosintesis, perubahan aktifitas enzim,menghambat fiksasi nitrogen, gangguan padahubungan air-tanaman, dan metabolisme ion,dan pembentukan radikal bebas (Pal et al. 2006;Liu et al. 2011; Sheirdil et al. 2012).

Ditinjau dari perspektif kesehatan manusia,perhatian utama terhadap kadmium adalahdikarenakan kadmium dapat terakumulasidalam tanaman pangan. Hal ini merupakanjalur utama masuknya kadmium ke dalam tubuhmanusia, sehingga berisiko terhadap kesehatan.Pada manusia, kadmium dan senyawanya ber-sifat karsinogen dan bersifat racun kumulatif.Akumulasi kadmium melebihi 200 mg kg–1

dalam ginjal dapat menyebabkan disfungsiginjal, kerapuhan, dan deformasi tulang, sertakanker paru (Nawrot et al. 2006; Staessen etal. 1999). Di Jepang, penyakit 'itai-itai' disebab-kan oleh konsumsi beras berkadar kadmiumlebih dari 0,4 mg/kg (Chaney et al. 2001 dalamSynkowski 2004). Meskipun pada kedelai belum

ditemukan adanya kasus penyakit yang serius,namun dari beberapa penelitian telah ditemukanadanya kandungan kadmium yang tinggi padatanaman kedelai. Selain itu, kedelai merupakansumber gizi protein nabati utama di Indonesia,sehingga adanya cemaran kadmium merupakanhal yang memerlukan perhatian, terutama efekjangka panjangnya terhadap kesehatan.

KADMIUM DALAMTANAMAN KEDELAI

Kemampuan antarspesies tanaman dankultivar berbeda dalam menyerap, menumpukdan mentolerir kadmium (Grant et al. 2007).Li et al. (1997) melaporkan adanya variasi jum-lah kadmium yang terkandung pada butir gan-dum durum dan flax. Sedangkan Morishita etal. (1987) menyebutkan bahwa tingkat kad-mium dalam butir beras berkisar antara 2,1–27,0 ppm pada 28 varietas padi Japonica dan4,1–55,5 ppm pada 23 varietas padi Indica yangditanam pada lahan yang tidak terkena polusi.

Penyerapan, distribusi serta efek kadmiumpada tanaman ditentukan oleh beberapa faktor,antara lain faktor genetik tanaman, keterse-diaan air dan nutrisi, fase pertumbuhan tana-man, dan lamanya terpapar kontaminan. Kon-sentrasi kadmium pada kedelai mendapat per-hatian yang serius dikarenakan kedelai meru-pakan sumber protein nabati utama (Arao danIshikawa 2006). Menurut MAFFJ (2002), tana-man kedelai cenderung memiliki kandungankadmium lebih tinggi dibandingkan tanamanpangan lainnya. Pendapat yang sama dikemu-kakan oleh Wolnik et al. (1983) berdasarkansurvei terhadap enam tanaman yang dibudi-dayakan di distrik utama di Amerika, dan studikomparatif yang dilakukan oleh MacLean (1976)pada tanaman yang dibudidayakan pada kon-disi tanah yang identik. Adanya laporan-laporanbahwa kedelai memiliki konsentrasi kadmiumyang lebih tinggi dibanding tanaman lain ter-sebut menyebabkan Sugiyama et al. (2011)menyelidiki konsentrasi kadmium pada benihkedelai dan menemukan bahwa ada perbedaanantar-kultivar dalam mengakumulasi kadmiumdalam biji. Perbedaan antara kultivar Enrei danSuzuyutaka terkait erat, dan kecenderunganuntuk mengakumulasi kadmium dalam biji ada-lah dikendalikan oleh faktor genetik.

Penelitian tentang kandungan kadmiumpada tanaman kedelai sudah lama dilakukan.Cataldo et al. (1980) menggunakan kultivarkedelai Williams untuk mengetahui distribusi


65

kadmium pada jaringan tanaman kedelai. Padakultivar William, bagian tanaman yang meng-akumulasi kadmium paling banyak adalah akar,sedangkan sebanyak 2% kadmium yang teraku-mulasi diangkut ke bagian daun, dan 8% sisanyake bagian biji selama fase pengisian biji. Menu-rut Oda et al. (2004), konsentrasi kadmiumdalam benih kedelai yang tertinggi di fase R4(polong berkembang penuh) dan fase R6 (polongpenuh). Konsentrasi kadmium dalam biji danpolong sangat berkorelasi pada setiap tahap per-tumbuhan. Jumlah serapan kadmium mening-kat seiring dengan tahap pertumbuhan, namunrasio serapan kadmium dalam biji dengan yangada di seluruh tanaman akan berkurang setelahR6.

Kajian tentang perbedaan genotipik padapenerapan dan penyebaran kadmium dalam 17varietas kedelai dilakukan oleh Arao et al. padatahun 2003, dan didapatkan adanya perbedaankandungan kadmium yang signifikan antargenotipe kedelai (pada bagian daun, biji, danbatang) yang diuji saat tanaman berumur 66hari. Konsentrasi kadmium pada daun tanamankedelai yang ditanam pada tanah terpolusi beratberkisar 5,5–12,9 mg/kg, pada batang berkisar4,3–20,3 mg/kg; dan pada biji berkisar 2,1–12,7mg/kg. Penyerapan kadmium pada daun adalahberkisar 67,6–152,8 μg/tanaman, pada batangberkisar 48,0–130,1 μg/tanaman, dan pada bijiberkisar 8,3–8,6 μg/tanaman.

Arao dan Ae (2001) yang melakukan skriningterhadap 18 varietas kedelai mendapatkanadanya adanya variasi genetik kandungankadmium pada biji kedelai yang berkisar antara0,46 mg/kg hingga 12,68 mg/kg. Adanya kan-dungan kadmium yang lebih rendah yangditemukan pada varietas kedelai tertentudisinyalir merupakan hasil kombinasi antaraserapan awal yang rendah dengan tingkatretensi kadmium yang lebih tinggi pada akar,sehingga membatasi translokasi ke bagian tajuk(Arao et al. 2003).

Arao dan Ishikawa (2006) menguji 17 kulti-var kedelai menggunakan tiga jenis tanah yangberbeda (Tabel 1), dan menyimpulkan bahwaterdapat perbedaan yang signifikan antar kul-tivar yang ditanam pada tanah yang terpolusikadmium. Kultivar yang memiliki kandungankadmium terendah adalah Sakukei 4 (hasilpersilangan antara En-b0-1 dan Tamahomare),dan yang tertinggi adalah kultivar Harosoy.Untuk ketiga jenis tanah yang mengandungkadmium 0,2–10 mg/kg yang diekstrak dari 0,1

mol/liter HCl tersebut, peringkat genotipekedelai berdasarkan tingkat kadmium benihadalah serupa, menunjukkan bahwa ada faktorgenetik yang terlibat dalam perbedaan konsen-trasi kadmium tiap varietas. Kultivar Sakukei4 berpeluang dijadikan sumber tetua persilang-an, yang dapat digabungkan dengan kultivaryang berdaya hasil tinggi, memiliki resistensipenyakit dan sifat-sifat lainnya.

Tabel 1. Kandungan kadmium dalam biji padaberbagai kultivar kedelai.

Konsentrasi kadmium (mg/kg)Kultivarkedelai Tanah Tanah Tanah

x y z1. Sakukei 4 0,46 1,43 0,122. Tamahomare 0,70 2,52 0,133. En-b0-1 0,82 1,96 0,234. Goyoukuromame 1,16 1,99 0,205. Hayagin 0,91 2,22 0,236. Enrei 0,89 2,09 0,197. En-b2-110 0,91 2,06 0,198. Dewamusume 1,05 5,24 0,249. Tachiyutaka 1,47 3,29 0,2810. En-N0-2 1,91 4,94 0,1811. Tachinagaha 1,17 2,88 0,2312. Nattousyouryuu 0,59 2,90 0,1813. Getenshirazu1 0,78 1,72 0,2014. En1282 2,22 5,33 0,2415. Hatayutaka 0,97 2,83 0,2316. Suzuyutaka 1,50 7,46 0,3317. Harosoy 2,68 12,68 0,34Rerata 1,14 3,61 0,21Keterangan: x = jenis tanah Fluvisol (Entisol dan Inceptisolmenurut USDA) dengan kandungan kadmium dalam tanah0,3–0,7 mg/kg tanah; y = jenis tanah Andisol dengankandungan kadmium dalam tanah 3,8–10,4 mg/kg tanah;jenis-jenis tanah Andisol dengan kandungan kadmium dalamtanah 0,2 mg/kg tanah.Sumber: Arao dan Ishikawa 2006.

Sugiyama dan Ae (2009) menyebutkanbahwa akumulasi kadmium dalam tajuktanaman kedelai ditentukan oleh kapasitas aku-mulasi kadmium dalam akar, di mana kultivaryang mengakumulasi kadmium dalam jumlahyang rendah pada akar akan mengangkut danmenimbun kadmium pada tajuk. Meskipundemikian, akumulasi kadmium dalam benih dila-porkan berbeda untuk tiap kultivar. Lebihlanjut disebutkan bahwa kultivar kedelaiSuzuyutaka yang berkandungan kadmiumtinggi dalam biji, konsentrasi kadmium yangdidistribusikan dari tunas ke daun adalah seba-

66


nyak 67% dan dari tunas ke biji sebesar 13%.Sedangkan pada kultivar kedelai Kantou 100yang berkandungan kadmium rendah padabijinya, konsentrasi kadmium yang didistribu-sikan dari tunas ke daun sebanyak 57% dandari tunas ke biji sebesar 21%. Hasil penelitiantersebut menunjukkan bahwa kultivar kedelaiyang mengakumulasi kadmium yang rendahmemiliki suatu mekanisme untuk mencegahkadmium terakumulasi dalam biji dengan carameningkatkan akumulasi kadmium pada daun.

Oliviera et al. (1994) mengkaji tentang pe-nyerapan dan distribusi kadmium pada duakultivar kedelai (Bessier dan Doko) denganmendasarkan pada umur tanaman, konsentrasikadmium eksternal dan durasi terpapar kad-mium. Hasil penelitian tersebut menunjukkanbahwa konsentrasi kadmium dalam tanamankedelai meningkat seiring dengan pertambahanumur tanaman dan lamanya tanaman terpaparkadmium. Akumulasi kadmium dalam akardilaporkan lebih banyak dibandingkan padatajuk. Perbedaan jumlah kadmium yang tera-kumulasi dan terdistribusi dalam bagian-bagiantanaman dapat disebabkan oleh adanya modi-fikasi anatomi dan fisiologi pada xilem, dankehadiran polipeptida bermassa molekul rendahyang terinduksi (phytochelatin). Selain itu,seiring perkembangan tanaman, faktor transpi-rasi diduga dapat mempengaruhi penyerapandan pemindahan kadmium dalam berbagaibagian tanaman kedelai.

Penelitian oleh Kobori et al. (2010) tentangpenyebaran dan akumulasi kadmium pada tigavarietas kedelai (Enrei, Tsurunoko, dan Tsukui)menyimpulkan bahwa serapan kadmium olehbiji kedelai secara ekstensif terjadi saat pera-lihan polong muda menjadi polong tua (masak),di mana rata-rata penyerapannya berbedaantar varietas. Varietas Tsukui memiliki serapankadmium paling cepat dibanding varietas lain,yaitu pada tahap polong muda sebesar 0,10 μg/hari/tanaman. Setelah polong masak, varietasTsurunoko menunjukkan serapan kadmiumtercepat dengan 0,85 μg/hari/tanaman.

RESPONS TANAMAN TERHADAPCEKAMAN KADMIUM

Dalam teori cekaman secara umum, meka-nisme ketahanan tanaman terhadap logamberat dapat berupa penghindaran (avoidance)dan toleran. Mekanisme penghindaran dilaku-kan tanaman dengan cara membatasi penye-rapan logam berat, dan kemudian mengelu-

arkannya dari jaringan tanaman. Sedangkantanaman dengan mekanisme toleransi akanmampu mengakumulasi, menyimpan dan kemu-dian mengimobilisasi logam berat melaluipengikatan bersama asam amino, protein ataupeptida (Pal et al. 2006).

Respon tanaman terhadap cekaman kad-mium dapat berupa (Pal et al. 2006):1. Mekanisme eksklusi dan imobilisasi

Mekanisme eksklusi merupakan fungsi sistimpertahanan terhadap kadmium pada tingkatakar. Mekanisme ini mampu mencegah kad-mium masuk ke dalam sitosol, yang mencakup:modifikasi pH rizosfer, eksudasi ikatan asamorganik dengan logam, dan pengembanganlapisan lendir yang tebal pada ujung akar.Sedangkan mekanisme imobilisasi terjadi padadinding sel atau dengan bantuan karbohidratekstraseluler. Kedua mekanisme ini tergantungpada konsentrasi kadmium dan spesies tanamanyang digunakan dalam penelitian.2. Metabolisme sulfur dan sulfat, serta sintesis

phytochelatinKetika terjadi cekaman kadmium, maka jalur

lintas asimilasi sulfur dan sulfat teraktivasi yangmeningkatkan produksi phytochelatin. Adanyacekaman kadmium dilaporkan meningkatkanakumulasi phytochelatin 3–10 kali lebih banyak.Phytochelatin disebutkan sebagai komponenutama dalam detoksifikasi logam berat, danmerupakan indikator awal terjadinya cekaman.3. Akumulasi prolin

Peningkatan akumulasi prolin disebabkanoleh adanya cekaman. Prolin tidak hanyaberperan dalam menanggulangi stress osmotik,namun juga sebagai sumber C dan N, mensta-bilkan sintesis protein, dan berfungsi sebagaiantioksidan dan pengatur pH (Konotop et al.2012).4. Peningkatan jumlah asam salisilat

Asam salisilat dilaporkan dapat mengurangiefek kerusakan membran dan penghambatanperkecambahan dan pertumbuhahan yangdisebabkan oleh logam berat pada padi (Mishradan Choudhuri 1999). Sedangkan Metwally etal. (2003) menemukan jumlah asam salisilatyang berlipat dua kali dalam akar barley akibatadanya perlakuan kadmium.

Respons tanaman kedelai terhadap cekamankadmium ada beberapa cara, salah satunyadisebutkan melalui peningkatan akumulasi padadaun, yang berfungsi untuk menghilangkan


67

kelebihan kadmium dari tanaman melalui daunyang gugur (Sugiyama dan Ae 2009). Namun,pada penelitian lain (Arao et al. 2003 danIshikawa et al. 2005) disebutkan bahwa untukbeberapa kultivar kedelai yang lain menyimpankadmium di dalam akar, dan hanya dalamjumlah yang sedikit yang diangkut ke daunmaupun biji. Penelitian oleh Konotop et al.(2012) menyebutkan bahwa akar kedelai yangtercekam oleh ion kadmium akan menunjukkangejala pertumbuhan yang terhambat, namundi sisi lain adalah terjadinya peningkatanakumulasi prolin dan enzim katalase.

METODE SKRININGDAN PEMULIAAN

Identifikasi perbedaan genotipik kandungankadmium pada berbagai tanaman sudahbanyak diteliti, namun tidak dibarengi denganusaha pemuliaan dan seleksi untuk mengurangikandungan kadmium. Penggabungan sifat yangmengakumulasi kadmium dalam jumlah yangrendah pada varietas kedelai melalui pemuliaankonvensional sangat sulit karena tidak tersedia-nya metode yang mudah, ekonomis, dan efisienuntuk mengukur kandungan kadmium dalambiji kedelai (Yu 2009). Saat ini, seiring dengantuntutan pasar dan trend terkini tentangpangan fungsional yang menyehatkan, makaperakitan varietas tanaman berkandungankadmium rendah mulai intensif dilakukan padatanaman gandum durum, padi, bunga matahari,dan kedelai (Grant et al. 2007).

Adanya fakta bahwa terdapat variabilitasgenetik pada tanaman kedelai dalam mengaku-mulasi kadmium memberikan peluang untukmemanfaatkan pemuliaan tanaman dalammemilih varietas kedelai yang secara genetikberkandungan kadmium rendah. Hal yangsama dikemukakan oleh Sugiyama dan Ae(2009), bahwa perbedaan kandungan kadmiumyang signifikan pada tiap kultivar kedelaitersebut lebih ditentukan oleh faktor genetikdaripada lingkungan.

Pengetahuan tentang daya pewarisan danheritabilitas sangat penting dalam mengawaliprogram pemuliaan. Menurut Clarke et al.(1997), konsentrasi kadmium dalam biji diken-dalikan oleh gen tunggal, dengan gen dominanuntuk kadmium rendah yang terletak padakromosom 5B (Knox et al. 2003 dalam Grant etal. 2007). Penggunaan kultivar/varietas kedelaiberkandungan kadmium rendah merupakanmetode penting untuk membatasi serapan

kadmium dan akumulasinya dalam tanaman,yang dapat diawali dengan menemukan variasigenetik konsentrasi kadmium dalam koleksiplasma nutfah. Selanjutnya adalah mengetahuipewarisan genetik karakter kadmium rendah,mengembangkan strategi pemuliaan untukmenggabungkan sifat kadmium rendah denganhasil tinggi, resistensi penyakit dan sifat-sifatlainnya, dan mengembangkan metode yangmurah untuk menggabungkan karakter kad-mium rendah dengan sifat yang diinginkanlainnya.

Kendala utama dalam perakitan varietaskedelai berkandungan kadmium rendah adalahpada analisis kimia kadmium yang memerlukanbiaya yang cukup besar dan waktu yang lamadalam tahap pengujian konfirmasi keberadaankadmium. Oleh karena itu, adanya metodeskrining yang sederhana, efektif, dan efisien(baik waktu maupun biaya) adalah hal yangmutlak diperlukan.

Sugiyama et al. (2011) mengemukakanmetode skrining yang sederhana dan cepatuntuk mengetahui kedelai yang berkandungankadmium rendah, yaitu melakukan skriningpada fase awal pertumbuhan (fase perkecam-bahan). Metode tersebut berdasarkan pada hasilpenelitian yang menyatakan bahwa konsentrasiCd dalam tajuk selama pertumbuhan vegetatifdikendalikan oleh kemampuan akar dalammengakumulasi Cd selama fase vegetatif (Sugi-yama et al. 2007). Berdasarkan hal tersebut,disimpulkan bahwa skrining tidak perlu me-nunggu hingga fase masak, namun dapatdilakukan pada fase kecambah karena perbe-daan kandungan kadmium dapat diprediksimelalui kadmium yang terakumulasi padabagian tajuk kecambah. Pendapat yang serupasebelumnya dikemukakan oleh penelitian Araodan Ishikawa (2006), bahwa ditemukannyakonsentrasi kadmium yang rendah pada bijibeberapa varietas kedelai merupakan kombinasidari serapan awal yang rendah dan penyim-panan Cd pada akar, sehingga selanjutnyamembatasi translokasi ke jaringan muda (tu-nas/kecambah).

Program pemuliaan berbasis molekuler padatanaman gandum, padi, dan kedelai telah dikem-bangkan. Sebuah penanda RAPD telah dikem-bangkan untuk tanaman gandum durum, yangdisebutkan meningkatkan efisiensi dalam skri-ning dan dapat menghemat biaya dibandingkanbila melakukan analisis kimia kandungankadmium (Penner et al. 1995 dalam Grant et

68


al. 2007). Pada tanaman padi, sedang dikem-bangkan suatu penanda DNA yang terpautsecara repulsi dengan alel untuk kadmiumrendah. Selain itu, juga dilakukan identifikasiQTL (Quantitative Trait Loci) yang mengen-dalikan konsentrasi kadmium dalam butir padi.Dari penggunaan QTL pada padi ini diharapkanakan memberikan peluang yang besar untukdapat merakit varietas padi baru yang berkan-dungan kadmium rendah di masa depan(Ishikawa 2005).

Pemuliaan berbasis penanda (MAS/MarkerAssisted Selection) untuk kedelai berkandungankadmium rendah telah dikembangkan olehJegadeesan et al. (2010). Dari hasil studi pewa-risan menunjukkan bahwa akumulasi kadmiumyang rendah pada kedelai dikendalikan oleh genmayor (Cda1) dengan alel yang dominan untukakumulasi kadmium rendah. Populasi RIL (Re-combinant Inbreed Line) yang berasal daripersilangan kedelai AC Hime (akumulasi kad-mium tinggi) dengan Westag-97 (akumulasikadmium rendah) digunakan untuk mengiden-tifikasi penanda DNA yang terpaut pada genCda1 atau QTLs yang mengendalikan aku-mulasi kadmium yang rendah. Dari hasil tesebuttelah ditemukan gen kandidat potensial (genyang telah diketahui fungsinya atau yangmasih diprediksi berpengaruh terhadap kan-dungan kadmium dalam biji), yaitu proteinkinase, putative Adagio-like protein, dan plasmamembrane H(+)-ATPase. Selain itu, dengan ter-identifikasinya penanda SSR yang terpaut dekatdengan gen Cda1 pada biji kedelai, berpeluangdigunakan dalam MAS untuk mengembangkanvarietas yang berkandungan kadmium rendahpada program pemuliaan kedelai.

TANTANGAN PEMULIAAN KEDELAIBERKANDUNGAN KADMIUM

RENDAH DI INDONESIA

Dalam beberapa dekade terakhir, bidang nonpertanian semakin berkembang pesat menye-babkan semakin berkurangnya keberadaanlahan pertanian yang optimal, sehingga upayapeningkatan produksi kedelai yang dilakukanmelalui perluasan areal tanam kini berpeluangmengarah pada pemanfaatan lahan marjinal.Beberapa contoh lahan yang tergolong ke dalamlahan marginal yaitu: tanah gambut, lahanbekas tambang, lahan kering, lahan pasir, lahandekat pantai, dan gurun. Luas lahan marginaldi Indonesia dari tahun ke tahun terus ber-tambah. Di Indonesia, lahan marginal dijumpaibaik pada lahan basah maupun lahan kering.

Lahan basah berupa lahan gambut, lahan sulfatmasam dan rawa pasang surut seluas 24 jutaha, sementara lahan kering berupa tanah Ultisol47,5 juta ha dan Oxisol 18 juta ha. Contohnyadi Bangka Belitung sebagai daerah penambang-an timah, angka lahan marginal sudah mencapai400.000 ha (Badan Libang Pertanian 2011).Budidaya kedelai pada lahan tersebut akanmenghadapi kendala adanya polusi logam beratberbahaya, salah satunya adalah kadmium.

Identifikasi kandungan kadmium padatanaman komoditas pertanian antara lain padasawi putih (Brassica chinensis) dan beras coklat.Hasil pengujian di sentra produksi tanamanhortikultura Lembang (Jawa Barat) menunjuk-kan konsentrasi kadmium tanaman (Cdtnm)pada sawi putih berkisar 0,10–0,39 mg/g,padahal ambang batas untuk sayuran adalahsebesar 0,2 mg/g menurut Codex AlimntariusCommision (Andayasari 2009). Sedangkankajian kandungan kadmium dalam beras coklat(beras pecah kulit) berkisar antara 0,04 mg/kghingga 0,39 mg/kg, dengan batas maksimumcemaran kadmium dalam beras sebesar 0,4 mg/kg (SNI 2009).

Saat ini, program pemuliaan tanamanpangan di Indonesia (khususnya kedelai),utamanya masih mengarah pada peningkatanhasil. Pemuliaan kedelai ke arah cekaman logamberat belum dimulai. Namun, dengan adanyapeluang budidaya kedelai ke arah lahan mar-jinal (terutama lahan bekas tambang maupunindustri), maka informasi tentang status danrespon kedelai terhadap cekaman logam berat(kadmium) akan berguna dalam perakitanvarietas kedelai berkandungan kadmiumrendah. Selain itu, adanya varietas kedelai ber-kandungan kadmium rendah akan mendukungtrend kedelai sebagai pangan fungsional yangmenyehatkan. Umumnya pangan fungsionaldianggap sebagai bagian pangan yang memilikifungsi diet dan memiliki komponen biologi aktifyang berguna untuk meningkatkan kesehatanatau mengurangi risiko penyakit. Pemuliaantanaman dapat menjadi alat yang penting bagipeningkatan konsentrasi elemen yang diingin-kan dan mengurangi elemen yang berpotensiberbahaya seperti kadmium. Tingkat kadmiumdapat bervariasi dalam berbagai jenis bahanmakanan. Produksi kultivar/varietas kedelaiberkandungan kadmium rendah bermanfaatbagi masyarakat yang mengkonsumsi kedelaidalam bentuk makanan olahan, yaitu digu-nakan sebagai alat untuk mengurangi risikopergerakan kadmium dalam tubuh manusia.


69

Adanya fakta terdapatnya variabilitas gene-tik tanaman kedelai dalam mengakumulasikadmium serta heritabilitas yang tinggi untukakumulasi kadmium rendah akan memberikanpeluang yang besar untuk dapat memanfaatkanpemuliaan tanaman dalam membentuk varietaskedelai yang berkandungan kadmium rendah.Langkah awal dalam pemuliaan kedelai ber-kandungan kadmium rendah adalah denganmenelusuri variabilitas genetik dalam koleksiplasma nutfah. Pengetahuan tentang metodeskrining awal yang murah, sederhana dan efek-tif tentunya diperlukan dalam rangka meng-hemat waktu dan biaya. Selain itu, beberapaaspek yang harus diperhatikan adalah: (1)metode seleksi dan pengujian lapang, (2) pelak-sanaan seleksi laboratorium ditambah studigenetik, (3) pengetahuan fisiologi interaksi geno-tipe-cekaman, dan (4) informasi level molekulerdan sel. Di samping hal-hal tersebut di atas,adanya kerjasama yang solid antara pemulia,peneliti tanah, dan ahli fisiologi sangat diperlu-kan dalam menunjang keberhasilan perakitanvarietas kedelai berkandungan kadmiumrendah.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Kadmium (Cd) merupakan logam berat yangbersifat toksik. Pada manusia, akumulasikadmium melebihi 200 mg/kg dalam ginjaldapat menyebabkan disfungsi ginjal, kera-puhan, dan deformasi tulang, serta kankerparu.

2. Hasil pengujian di sentra produksi tanamanhortikultura di Lembang (Jawa Barat) me-nunjukkan konsentrasi kadmium tanamanpada sawi putih berkisar 0,10–0,39 mg/g(ambang batas untuk sayuran adalah sebe-sar 0,2 mg/g). Sedangkan kajian kandungankadmium dalam beras coklat (beras pecahkulit) berkisar antara 0,04 mg/kg hingga 0,39mg/kg (batas maksimum dalam beras sebesar0,4 mg/kg).

3. Metode skrining pada fase awal pertumbuh-an (fase perkecambahan) kedelai merupakanmetode yang sederhana dan cepat untukmengetahui kedelai yang berkandungan kad-mium rendah. Metode tersebut berdasarkanpada hasil penelitian yang menyatakanbahwa konsentrasi Cd dalam tajuk selamapertumbuhan vegetatif dikendalikan olehkemampuan akar dalam mengakumulasi Cdselama fase vegetatif.

Saran

Perlunya penelitian tentang luas lahankedelai di Indonesia yang tercemar oleh logamberat, terutama kadmium; dan selanjutnyapengujian kandungan kadmium dalam varietas-varietas kedelai di Indonesia.

DAFTAR PUSTAKA

Andayasari, F. 2009. Status Kecemaran Tanah olehKadmium pada Lahan Budidaya Sawi Putih (Bras-sica chinensis L.) di Sentra Produksi HortikulturaLembang, Jawa Barat. Fakultas Pertanian, InstitutPertanian Bogor. Bogor. 25p.

Arao and N. Ae. 2001. Screening of genotypes with lowcadmium content in soybean seed and rice grains.W. J. Horst et al. (Eds.), Plant nutrition - Foodsecurity and sustainability of agro-ecosystems. 292–293.

Arao T, Ae N, Sugiyama M, Takahashi. 2003. Geno-typic differences in cadmium uptake and distribu-tion in soybeans. Plant Soil 251:247-53.

Arao, T and S. Ishikawa. 2006. Genotypic differencesin cadmium concentration and distribution of soy-beans and rice. JARQ Jpn Agric. Res. 40:21-30.

Badan Litbang Pertanian. 2011. Inovasi Praktis AtasiMasalah Perkebunan Rakyat. Sinar Tani 3394. 5p.

Brown, S. L., R.L. Chaney, J.S. Angle, A.J.M. Baker.1994. Phytoremediation potential of Thlaspicaerulescens and bladder campion for zinc- andcadmium-contaminated soils. J. Environ. Qual. 23,1151–1157.

Cataldo, D.A., T. Garland, and R.E. Wildung.1980.Cadmium distribution and chemical fate in soybeanplants. Plant Physiol. 68:835–839.

Clarke, J.M., D. Leisle,G.L. Kopytko. 1997. Inherit-ance of cadmium concentration in five durum wheatcrosses. Crop Sci. 37:1722–1726.

Darmono. 2006. Lingkungan Hidup dan Pencemaran:Hubungannya dengan Toksikologi Senyawa Logam.UI Press. Jakarta.

Grant, C.A., J.M. Clarkeb, S. Duguidc, R.L. Chaney.2007. Selection and breeding of plant cultivars tominimize cadmium accumulation. Sci. of the TotalEnv. 390:301–310.

Grant, C.A. 2010. Influence of phosphate fertilizer oncadmium in agricultural soils and crops. Pedolo-gist:143–155.

Institut Pertanian Bogor. 2006. Bab 2 TinjauanPustaka. http://iirc.ipb.ac.id/jspui/bitstream/123456789/40756/3/Bab%202%202006ssa.pdfDiakses tanggal 1 Desember 2010.

Ishikawa, S. 2005. Promising technologies for reduc-ing cadmium contamination in rice. In Rice is life:scientific perspective for the 21st century, K.Toriyamam, K.L. Heong and B. Hardy (eds.). Pro-

70


ceedings of the World Rice Research, Tsukuba, Ja-pan.

Ishikawa, S., N. Sugiyama, M. Murakami, and T. Arao.2005. Genotypic variation in shoot cadmium con-centration in rice and soybean in soils with differ-ent levels of cadmium contamination. Soil Sci. Plant.Nutr., 51:101–108.

Jaidee, R., M.B. Kirkham, K.A. Williams, and N.O.Nelson. 2009. Cadmium uptake by soybean fromphosphorus fertilizer. Department of Agronomy,Throckmorton Plant Sciences Center, Kansas StateUniversity. Manhattan, Kansas, USA.

Jegadeesan S, K. Yu, V. Poysa, E. Gawalko,M.J.Morrison, C. Shi, E. Cober. 2010. Mapping andvalidation of simple sequence repeat markers linkedto a major gene controlling seed cadmium accumu-lation in soybean [Glycine max (L.) Merr]. Theor.Appl. Genet. 121 (2):283–294.

Kobori, G., M. Okazaki, T. Motobayashi, and K.Matsukawa. 2010. Differences of cadmium uptakeand accumulation among soybean (Glycine max)cultivars, pp. 57–60. In: 19th World Congress ofSoil Science, Soil Solutions for a Changing World,1 - 6 August 2010, Brisbane, Australia.

Konotop, Y., P. Meszaros, N. Spieß, V. Mistr-kova, B.Pirselova, J. Libantova, J. Moravc-kova, N. Taran,P. Hauptvogel, and I. Matus?kova. 2012. Defenseresponses of soybean roots during exposure to cad-mium, excess of nitrogen supply and combinationsof these stressors. Mol. Biol. Rep. 39:10077-10087.

Kurnia, U., H. Suganda, R. Saraswati, dan Nurjaya.2004. Teknologi pengendalian pencemaran lahansawah. hlm. 251–281. Dalam Tanah Sawah danTeknologi Pengelolaannya. Pusat Penelitian danPengembangan Tanah dan Agroklimat, Bogor.

Las, I., K. Subagyono dan A.P. Setiyanto. 2006. Isudan pengelolaan lingkungan dalam revitalisasipertanian. J. Litbang Pertanian 25 (3):106–114.

Li, Y.M., R.L. Chaney, A.A. Schneiter, J.F. Miller,E.M. Elias, J.J. Hammond.1997. Screening for lowgrain cadmium phenotypes in sunflower, durumwheat and flax. Euphytica 94:23-30.

Liu, T.T., P. Wu, L.H. Wang, and Q. Zhou. 2011. Re-sponse of soybean seed germination to cadmium andacid rain. Biol. Trace Elem. Res. 144:1186-1196.

MacLean, A.J. 1987. Cadmium in different plant spe-cies and its availability in soils as influenced byorganic matter and additions of lime, P, Cd andZn. Can J Soil Sci. 56:129–138.

MAFFJ (Ministry of Agriculture, Forestry and Fish-eries of Japan), 2002. Survey of the cadmium inagricultural products. Outline of result. Availableat http://www.maff.go.jp/ www/press/cont/20021202press_4.pdf. (akses 24 September 2011).

Makino, T., H. Takano, T. Kamiya, T. Itou, N. Sekiya,M. Inahara, and Y. Sakurai. 2008. Restoration ofcadmiumcontaminated paddy soils by washing with

ferric chloride: Cd extraction mechanism and bench-scale verification. Chemosphere 70:1035–1043.

Makino, T., T. Kamiya, N. Sekiya, Y. Maejima, I.Akahane, and H. Takano. 2010. Chemicalremediation of cadmium-contaminated paddy soilsby washing with ferric chloride: Cd extractionmechanism and on-site verification, pp. 35–38. In:19th World Congress of Soil Science, Soil Solutionsfor a Changing World, 1 - 6 August 2010, Brisbane,Australia.

Metwally, A., I. Finkemeier, M. Georgi, and K.J. Dietz.2003. Salicylic acid alleviates the cadmium toxic-ity in barley seedlings. Plant Physiol. 132:272-281.

Michael, M. 2003. New Company Employs Plants forSoil Remediation. Maryland. Research 3(2):24.

Mishra, A. and M.A. Choudhuri. 1999. Effects of sali-cylic acid on heavy metal-induced membrane dete-rioration mediated by lipoxygenase in rice. Biol.Plant. 42:409-415.

Morishita T, Fumoto N, Yoshizawa T, Kagawa K.1998. Varietal differences in cadmium levels of ricegrains of Japonica, Indica, Javanica and hybridvarieties produced in the same plot of a field. SoilSci. Plant Nutr. 33:629-37.

Nawrot, T., M. Plusquin, J. Hogervorst, H.A. Roels,H. Celis, L. Thijs, J. Vangronsveld, E.V. Hecke,and J.A. Staessen. 2006. Environmental exposureto cadmium and risk of cancer: A prospective popu-lation-based study. Lancet Oncology 7:119–126.

Oda, H., Y. Saeko, and K. Akira. Uptake and trans-port of Cd supplied at different growth stages inhydroponically cultured soybean plants. Biomed ResTrace Elem. 15 (3):289–291.

Oliviera, J.A., M.A. Oliva, J. Cambraia and V.H.A.Venegas. 1994. Absorption, accumulation and dis-tribution of cadmium by two soybean cvs.R.Bras.Fisiol.Veg. 6(2):91–95.

Pál, M., E. Horváth, T. Janda, E. Páldi, and G. Szalai.2006. Physiological changes and defense mecha-nisms induced by cadmium stress in maize. J. PlantNutr. Soil Sci. 169:239-246.

Riesen, O and U. Feller. 2005. Redistribution of nickel,cobalt, manganese, zinc, and cadmium via the ph-loem in young and maturing wheat. J. Plant Nutr.28:421-30.

Sheirdil, R.A., K. Bashir, R. Hayat and M.S. Akhtar.2012. Effect of cadmium on soybean (Glycine maxL) growth and nitrogen fixation. African J. ofBiotech 11 (8):1886–1891.

SNI, 2009. Batas maksimum cemaran logam beratdalam pangan. Standar Nasional Indonesia7387:2009.

Staessen, J.A., H.A. Roels, D. Emelianov, T.Kuznetsova, L. Thijs, J. Vangronsveld, and R.Fagard. 1999. Environmental exposure to cad-mium, forearm bone density, and risk of fractures:


71

A prospective population study. Lancet 353(9159):1140–1144.

Sugiyama, M., N. Ae, dan T. Arao. 2007. Role of rootsin differences in seed cadmium concentrationamong soybean cultivars-proof by grafting experi-ment. Plant Soil 295:1–11.

Sugiyama, M and N. Ae. 2009. Differences among soy-bean cultivars with regard to the cadmium-accu-mulation patterns in various organs. The Proceed-ings of the International Plant Nutrition Collo-quium XVI, Department of Plant Sciences, UCDavis.

Sugiyama, M., N. Ae and M. Hajika. 2011. Develop-ing of a simple method for screening soybean seed-ling cadmium accumulation to select soybean geno-types with low seed cadmium. Plant and Soil 341(1–2):413–422.

Synkowski, E.C.C. 2004. Breeding consideration forimproving cadmium and zinc hyperaccumulationin two Thlaspi caerulescens populations. Thesis.University of Maryland, USA. 121p.

Tamás, L., B. Boèová, J. Huttová, L. Mistrik and M.Ollé. 2006. Cadmium-induced inhibition ofapoplastic ascorbate oxidase in barley roots. Plant

Growth Regul. 48:41–49.Wagner, G. J. 1993. Accumulation of cadmium in crop

plants and its consequences to human health. Adv.Agron. 51, 173-212.

Wang, Y., X. Xiao, H. Kang, J. Zeng, X. Fan, L. Sha,H. Zhang, K. Yu dan Y. Zho. 2013. Alteration ofWater and Dry Matter Content in Soybean Exposedto Cadmium. American-Eurasian J. Agric. &Environ. Sci. 13 (5):606–610.

Wikipedia, 2011. Kadmium. http://id.wikipedia.org/wiki/Kadmium (akses tanggal 24 September 2011).

Wolnik, K.A., F.L. Fricke, S.G. Capar, G.L. Braude,M.W. Meyer, R.D. Satzer and E. Bonnin, 1983.Elements in major raw agricultural crops in theUnited States. I. Cadmium and lead in lettuce, pea-nuts, potatoes, soybeans, sweet corn, and wheat. J.Agr. Food Chem. 31:1240-1244.

Yu, K. 2009. Molecular mapping and characterizationof genes underlying low cadmium uptake and pro-tein composition. 2009 Research Project - Soybean,Grain Farmers of Ontario, Available at http://www.gfo.ca/Research /ResearchProjects/Soybean-ResearchProjects/Cadmiumuptakeandproteincom-position.aspx (akses 15 September 2013).

pencemaran kadmium dan prospek pemuliaan...

Documents