## Peningkatan Kualitas Air Irigasi Akibat Penanaman Vegetasi Riparian dari Hidromakrofita Lokal selama 50 Hari
Hamdani Dwi Prasetyo 1) , Catur Retnaningdyah 2)
1) 2) Laboratorium Ekologi dan Biodiversitas Hewan, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya
Alamat 1) hamdaniprasetyo@gmail.com dan 2) catur@ub.ac.id

## ABSTRAK
Air  irigasi  berperan  penting  dalam  pengairan  sawah.  Air  irigasi  sering  tercemari  oleh  limbah  hasil aktivitas antropogenik. Hidromakrofita telah diketahui mampu berperan sebagai agen fitoremediasi kualitas air.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  potensi  beberapa  hidromakrofita  lokal  yang  ditanam  di  tepi saluran  irigasi  selama  50  hari  sebagai  vegetasi  riparian  dalam  peningkatan  kualitas  air  irigasi. Hidromakrofita  lokal  yang  digunakan  adalah  Limnocharis  flava,  Ipomoea  aquatica,  Fimbristylis  globulosa, Vetiveria  zizanoides,  Equisetum  ramosissium,  Typha  angustifolia,  Sesbania  grandiflora  dan  Scirpus  grossus. Vegetasi riparian ditanam sepanjang 275 m di saluran irigasi Desa Kedung Pedaringan Kecamatan Kepanjen Kabupaten Malang. Kualitas fisikokimia air meliputi TDS, Nilai KMnO4, Ortofosfat, dan Amonium diamati setelah  penanaman  selama  50  hari.  Pemantauan  dilakukan  pada  lokasi  sebelum  penanaman  (hulu),  setelah penanaman sepanjang  125 m (tengah)  dan  setelah penanaman  sepanjang  275  m (hilir).  Perbedaan nilai tiap parameter  antar  lokasi  diketahui  dari  uji  Anova,  analisis  Cluster  dan  analisis  Biplot.  Hasil  penelitian menunjukkan bahwa adanya penanaman delapan jenis  tanaman vegetasi riparian di sepanjang tepi saluran irigasi tersier mampu meningkatkan kualitas air irigasi. Penananaman tersebut  mampu menurunkan kadar Nilai KMnO4 , TDS, ortofosfat, dan ammonium secara signifikan. Penanaman vegetasi riparian sepanjang 275 m lebih efektif meningkatkan kualitas air dibandingkan penanaman sepanjang 125 m. Kata kunci:  Air irigasi, kualitas air, vegetasi riparian

## ABSTRACT
Irrigation water has an important role in irrigating rice fields. Irrigation water is often contaminated by sewage from anthropogenic activities. Hidromacrophyte has been known as a phytoremediation agent for water  quality.  The  aim  of  this  research  was  to  determine  the  potency  of  some  local  hidromacrophyte  which planted  for  50  days  on  the  banks  of  irrigation  canals  as  riparian  vegetation  in  improving  the  quality  of irrigation water. Local hidromacrophytes were used in this research i.e Limnocharis flava, Ipomoea aquatica, Fimbristylis  globulosa,  Vetiveria  zizanoides,  Equisetum  ramosissium,  Typha  angustifolia,  Scirpus  Sesbania grandiflora  and  Scirpus  grossus.  Hydromacrophytes  as  riparian  vegetation  was  planted  along  the  275  m  in irrigation  channel  at  area  of  Kedung  Pedaringan,  Kepanjen  Malang  District.  The  physicochemical  water quality were  measured after planting for 50 days i.e TDS, KMnO4 value,  orthophosphate,  and Ammonium. Monitoring was done on the site before planting (upstream), after planting along the 125 m (middle) and after planting along the 275 m (downstream). The difference of the value of each parameter between location was known  by  ANOVA,  Cluster  and  Biplot  analysis.  The  result  of  research  showed  that  the  planting  of  eight hydromacrophytes species as a riparian vegetation along the banks of irrigation canals capable to increase the irrigation  water  quality.  The  planting  could  reduce  levels  of  KMnO4  value,  TDS,  orthophosphate,  and ammonium significantly. Planting of riparian vegetation along the 275 m more effective to increase the water quality than 125 m.
Keywords: irrigation water, riparian vegetation, water quality

## PENDAHULUAN
Air  irigasi  umumnya  dipergunakan  untuk pengairan  sawah.  Air  irigasi  yang  mengalir  dari sungai  utama,  mengandung  banyak  pencemaran dari  berbagai  sumber  seperti  limbah  industri, limbah  pemukiman  dan  pertanian.  Pencemaran pada air irigasi akan menurunkan kualitas air yang dipergunakan  untuk  pengairan  sawah  dan  dapat berakibat  terjadinya  eutrofikasi  dan  blooming
algae di perairan [11]. Salah satu upaya yang dapat dilakukan  untuk  permasalahan  ini  adalah  dengan menggunakan  wastewater  treatment  technology yang  mudah  dan  murah  serta  efisien  mereduksi material  organik  maupun  logam  berat  [2]. Penanaman  hidromakrofita  pada  zona  riparian merupakan  solusi  terbaik  untuk  mengendalikan permasalahan perairan tersebut[4].
Vegetasi  riparian  telah  diketahui  berperan sebagai  agen  fitoremediasi  bahan  kimia  serta cemaran  yang  ada  di  lingkungan  perairan. Beberapa  jenis  hidromakrofita  yang  memiliki kemampuan  meremediasi  cemaran  antara  lain Limnocharis flava, Ipomoea aquatica, Fimbristylis globulosa, Vetiveria zizanoides, Equisetum ramosissium, Typha angustifolia, Sesbania grandiflora  dan  Scirpus  grossus.  Tanaman Ipomoea  aquatica  dan  Typha  angustifolia  juga dapat  meremediasi  Cd,  Co,  Cu,  Ni,  Pb  dan Zn[Kumar].  Limnocharis  flava  juga  mampu meremediasi Fe, Cu, dan Pb [7]. Adapun penelitian skala  laboratorium  yang  dilakukan  oleh  [9] menunjukkan  bahwa  tumbuhan  F.  globulosa  dan V.  zizanoides  mampu  menurunkan  konsentrasi nitrat  hingga  mencapai  99  %,  sedangkan  [13] kombinasi  hidromakrofita  S.  grossus  dan  L.  flava mampu  menunurunkan  konsentrasi  nitrat  dengan sebesar  99,44  -  99,61%.  Hasil  penelitian  berskala laboratorium menunjukkan bahwa E. Rammosisium  yang  ditumbuhkan  bersama  T. angustifolia  dapat  menurunkan  konsentrasi  nitrat sebesar + 99,41 – 99,51% [14].
Berdasarkan  hal-hal  di  atas,  pada  penelitian  ini dilakukan  suatu  upaya  penanaman  vegetasi riparian sepanjang 275 m selama 50 hari di saluran irigasi tersier Desa Kedung Pedaringan Kecamatan Kepanjen Kabupaten Malang dengan menggunakan  delapan    jenis  hidromakrofita  di atas.  Dengan  demikian  akan  diketahui  potensi  L. flava,  I.  aquatica,  F.  globulosa,  V.  zizanoides,  E. ramosissium, T. angustifolia, S. grandiflora dan S. grossus dalam meningkatkan kualitas air irigasi.

## METODE PENELITIAN
Area Studi Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September  2012  hingga  Februari  2013,  bertempat di  saluran  irigasi  desa  Kedung  Pendaringan, Kecamatan  Kepanjen  Kabupaten  Malang  dan Laboratorium  Ekologi  dan  Biodiversitas,  Jurusan Biologi,  Fakultas  MIPA,    Universitas  Brawijaya, Malang.
Rancangan dan Variabel Penelitian Metode  penelitian  ini  adalah  eksperimen  semu dengan  melakukan  penanaman  vegetasi  riparian sebagai agen fitoremediasi secara in situ di saluran irigasi  penampung  yang  merupakan  outlet  dari masing-masing  sawah.  Pada  tepi  kiri  dan  kanan
saluran  irigasi  sepanjang  kurang  lebih  275  m dilakukan penanaman delapan jenis hidromakrofita seperti terlihat pada Gambar 1.

## Gambar 1. Model penanaman vegetasi riparian
Ket.: 1,2,3 adalah stasiun pengambilan sampel air Penanaman  vegetasi  riparian  setelah  stasiun  1 berupa  tujuh  tanaman  wetland  (Fimbristylis globulosa, Vetiveria zizanoides, Equisetum ramosissium,  Typha  angustifolia,  Scirpus  grossus, Limnocharis flava dan Ipomoea aquatica) sepanjang  +  125  m.  Sedangkan  setelah  stasiun  2 dilakukan  penanaman  vegetasi  riparian  sepanjang +  150  m  meliputi  tujuh  jenis    tanaman  wetland seperti  di  atas  dengan  penambahan  tambahan tanaman  tinggi  berupa  pohon  turi  (Sesbania grandiflora)  yang  sudah  ditanam  oleh  petani sebelumnya.
Pengambilan  sampel  air  untuk  diukur  kualitas fisikokimia  dilakukan  pada  50  hari  setelah penanaman.  Hal  ini  disebabkan  pada  waktu tersebut vegetasi riparian telah stabil yang ditandai dengan banyak hidromakrofita yang berkembangbiak.
Pengambilan  sampel  air  dilakukan  pada  tiga stasiun.  Stasiun  1  yaitu  sebelum  perlakuan penanaman  (hulu),  stasiun  2  yaitu  daerah  tengah (setelah  penanaman  tujuh  jenis  vegetasi  riparian sepanjang  125  m)  dan  stasiun  3  yaitu  daerah  hilir (setelah  penanaman  vegetasi  riparian  sepanjang 275 m). Pengambilan sampel air sebanyak dua liter dengan  menggunakan  alat  pencuplik  air  (water sampler)  yang  berkapasitas  satu  liter.  Faktor lingkungan yang diukur dan metode pengukurannya  dapat  dilihat  pada  Tabel  1 berdasarkan.
Tabel  1.    Faktor    Lingkungan    yang    Diukur  dan Metode Pengukurannya [1]
No. Parameter Satuan Alat/Metode 1. TDS mg/L Gravimetri 2. Nilai KMnO 4 mg/L Titrimetri 3. Ortofosfat mg/L Stannous Chloride 4. Amonium mg/L Phenate
Analisis Data Perbedaan tiap-tiap parameter kualitas air antar stasiun  diketahui      melalui  uji  ANOVA  yang dilanjutkan  dengan  uji  Tukey-HSD  α  0,05 menggunakan  program  SPSS  16.  Analisis  Cluster dan Biplot menggunakan program PAST dilakukan untuk  mengetahui  peran  vegetasi  riparian  dalam peningkatan  kualitas  air  secara  umum  yang ditunjukkan dari pengelompokan wilayah penelitian.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pertumbuhan  tanaman  vegetasi  riparian  yang telah ditanam memiliki pengaruh terhadap kualitas air  irigasi.  Berdasarkan  Anova  yang  dilanjutkan dengan  uji  Tukey-HSD,  penanaman  vegetasi riparian  sepanjang  minimal  125  m  selama  50  hari
di saluran irigasi sudah mampu menurunkan kadar TDS secara  signifikan (Gambar 2.a) Penurunan ini menunjukkan  bahwa  vegetasi  riparian  sangat berperan  dalam  peningkatan  kualitas  air  irigasi. Total  dissolved  solids  (TDS)  merupakan  total senyawa  organik  dan  non  organik,  yang  mana berasal  dari  polutan.  Polutan  tersebut  meliputi kalsium,  fosfat,  nitrat,  sodium,  potasium  dan
klorida.  Bahan  tersebut  dapat  ditemukan  pada pestisida,  herbisida,  pupuk  dan  limbah  industri. Total  senyawa  organik  dan  non  organik,  yang mana berasal dari polutan. Senyawa tersebut dapat direduksi  oleh  vegetasi  riparian.  vegetasi  riparian mampu  mereduksi  residu  berbahaya  dari  pestisida dan senyawa lainnya[8].
Nilai  KMnO 4 secara  signifikan  menurun  pada bagian  tengah  dan  hilir  saluran  irigasi  yang  diberi penanaman  vegetasi  riparian  (Gambar  2.b). Penurunan  kadar  Nilai  KMnO 4 ini  menunjukkan bahwa peranan vegetasi riparian sangatlah penting bagi  peningkatan  kualitas  air  irigasi.  Penanaman vegetasi  riparian  sepanjang  minimal  125  m  telah mampu  menurunkan  kadar  KMnO 4 .  Dengan adanya  kehadiran  vegetasi  riparian,  sejumlah hidromakrofita  tentunya  mengalami  metabolisme
di  perakarannya  yang  mengakumulasi  bahan organik  dan  menurunkan  kadar  KMnO 4 yang  ada di perairan [4][8].
Kadar  ortofosfat  untuk  seluruh  bagian  saluran irigasi berada dalam kategori kualitas air kelas satu dan  dua  (Gambar  2.c).  Penanaman  vegetasi riparian  minimal  125  m  selama  50  hari  sudah secara  signifikan  mampu  mereduksi  kadar  fosfat
(a) (b) (c) (d)
Gambar  2.  Rata-rata  nilai  TDS  (a),  KmnO 4 (b),  ortofosfat  (c),  dan  ammonium  (d)  pada  tiap  bagian  saluran  irigasi setelah penanaman vegetasi riparian selama 50 hari
terlarut  yang  ditunjukkan  oleh  penurunan  kadar pada  bagian  tengah  dan  hilir  saluran  irigasi. Tanaman tersebut akan menggunakan fosfor untuk pertumbuhan,  seperti  halnya  pada  tanaman waterhyacinth yang  menyerap lebih dari 3 mg per hari[3].  Penanaman  tujuh  jenis  tanaman  vegetasi riparian  mampu  menurunkan  kadar  fosfat  secara signifikan, sehingga apabila menggunakan menggunakan  delapan  jenis  tanaman  vegetasi riparian  maka  akan  mampu  menurunkan  kadar fosfat  lebih  besar  dari  yang  dilakukan  oleh  tujuh jenis  tanaman  vegetasi  riparian.  Penurunan  kadar orthofosfat  juga  didukung  oleh  diversitas  tanaman yang terdapat di zona riparian sehingga kualitas air irigasi meningkat[12].
Penanaman  vegetasi  riparian  sepanjang  125  m selama 50 hari belum secara signifikan menurunkan kadar ammonium, namun penanaman sepanjang  275  m  telah  secara  signifikan  mampu menurunkan  kadar  ammonium  (gambar  2.d). Kadar  ammonium  setelah  penanaman  vegetasi riparian  ini  berada  dalam  kategori  kelas  tiga berdasarkan  PP  82  tahun  2001  tentang  kajian kriteria mutu air. Penurunan kadar ammonium juga dipengaruhi  oleh  vegetasi  yang  berperan  sebagai tempat terakumulasinya ammonium[5].
Analisis  Biplot  seperti  yang  ditunjukkan Gambar  3.a  menjelaskan  tentang  interaksi  antara perlakuan  penanaman  vegetasi  riparian  selama  50
hari  dengan  faktor  fisikokimia  air  saluran  irigasi. Penanaman  vegetasi  riparian  selama  50  hari sepanjang  125  m  telah  mampu  menurunkan  kadar KMnO 4 dan ortofosfat secara signifikan yang dapat dilihat  dari  penurunan  kadar  tersebut  di  bagian tengah  saluran  irigasi.  Namun  kadar    TDS  dan ammonium masih relatif tinggi (Gambar 3.a)
Penanaman  vegetasi  riparian  sepanjang  275  m selama  50  hari    telah  mampu  meningkatkan kualitas  air  yang  terlihat  dari  menurunnya  semua parameter  fisikokimia  yang  diamati.  Berdasarkan indeks  kesamaan  habitat  menurut  Bray  curtis (Gambar  3.b),  penanaman  vegetasi  riparian sepanjang  minimal  125  m  selama  50  hari  secara signifikan  telah  mampu  meningkatkan  kualitas  air
secara umum yang ditunjukkan dengan pengelompokan  habitat  bagian  tengah  dan  hilir yang  berbeda  dengan  bagian  hulu  dengan  nilai indeks  kesamaan  kualitas  air  antara  bagian  hulu dengan tengah dan hilir kurang dari 65%.
Dengan  demikian  peningkatan  kualitas  air irigasi  dapat  dilakukan  melalui  penanaman vegetasi riparian minimal sepanjang 125 m selama 50  hari.  Peningkatan  kualitas  air  ini  selanjutnya diharapkan  dapat  meningkatkan  mutu  hasil pertanian.

## KESIMPULAN
Penanaman  vegetasi  riparian  sepanjang  275  m selama 50 hari telah mampu meningkatkan kualitas
(a) (b)
Gambar 3. Rata-rata nilai TDS (a), KmnO 4 (b), ortofosfat (c), dan ammonium (d) pada tiap bagian saluran irigasi setelah penanaman vegetasi riparian selama 50 hari
air  irigasi  yang  ditandai  dengan  penurunan  nilai beberapa  parameter  fisikokimia  air  seperti  TDS, KMnO 4 ,  ortofosfat  dan  ammonium.  Berdasarkan hasil penelitian ini disarankan kepada petani untuk memelihara  hidromakrofita  yang  ada  di  tepi saluran irigasi dalam rangka penyediaan air irigasi yang mempunyai kualitas lebih baik.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian  ini  adalah  bagian  dari  penelitian Program  Hibah  Bersaing  Institusi  (PHBI)  tahun 2012 dengan peneliti Dr. Catur Retnaningdyah, M. Si.  dan  Dr.  Endang  Arisoesilaningsih.  Penulis mengucapkan  terima  kasih  kepada  Dr,  Catur Retnaningdyah,  M.  Si  selaku  pembimbing  tugas akhir  serta  kepada  Purnomo,  S.  Si,  Khairunnas Ivansyah,  dan  Zidny  Furaidah  yang  telah membantu selama proses penelitian.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Clesceri,  L.S.,  Greenberg,  A.E.,  Eaton,  A.D., 1998. Standard Methods for the Examination of Water  and  Wastewater,  20th  ed.  American Public Health Association, Washington.
[2]  Ganjo,  Dilshad  G.A.  dan  Ahmed  I.
Khwakaram. 2010. Phytoremediation of wastewater using some of  aquatic macrophytes as  biological  purifiers  for  irrigation  purposes  : removal  efficiency  and  heavy  metals  Fe,  Mn, Zn  and  Cu.  World  Academy  of  Science, Engineering and Technology 42:552-553.
[3]  Haller,  WT  dan  D.  L.  Sutton.  1973.  Effect  of pH  and  high  phosphorus  concentrations  on growth of water hyacinth. University of Florida. Florida. 1:59-60.
[4]  Hoag,  J.  C.  dan  M.  E.  Sellers.  1994. Constructed  wetland  system  for  water  quality improvement  of  irrigation  wastewater.  USDA Natural Resources Conservation Service. 8:2
[5]  Hynninen,  A.,  S.  Sarkkola,  A.  Lauren,  H.
Koivusalo,  dan  M.  Nieminen.  2011.  Boreal Environment Research. 16(15):430-440 [6]  Kumar,  J.  I.  N.,  H.  Soni,  R.  N.  Kumar,  dan  I. Bhatt.  2008.  Macrophytes  in  Phytoremediation of  Heavy  Metal  Contaminated  Water  and Sediments  in  Pariyej  Community  Reserve, Gujarat, India. Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. Gujarat. India.
[7]  Korsah,  P.  E.  2011.  Phytoremediation  of irrigation  water  using  Limnocharis  Flava,
Typha  Latifolia  and  Thalia  Geniculata  in  a constructed wetland. Department of Theoretical and  Applied  Biology,  Kwame  Nkrumah University of Science and Technology. 1:19-23 [8]  Li,  S.,  S.  Gu,  W.  Liu,  H.  Han,  dan  Q.  Zhang. 2008. Water quality in  relation to  land use  and land cover in the upper Han River Basin, China. Science Direct. 75:216-222
[9]  Prahardika,  B.A.,  C.  Retnaningdyah,  dan Suharjono  2013.  The  Control  of  Microcystis spp. bloom by combining indigenous denitrifying bacteria from Sutami reservoir with Fimbristylis globulosa and Vetiveria zizanoides. The  Journal  of  Tropical  Life  Science. 3(1):pp.52-57
[10]  Pulford,  I.  D.,  dan  C.  Watson.  2003. Phytoremediation  of heavy  metal-contaminated land by trees. Science Direct. 29: 529-540.
[11]  Retnaningdyah,  C.,  Suharjono,  A.  Soegianto, B.  Irawan.  2010.  Blooming  Stimulation  of Microcystis in Sutami Reservoir Using Nutrients  Nitrate  and  Phosphate  in  Different ratio. Journal of Tropical Life Science. 1(1):
[12]  Stone,  M.  L.,  Matt  R.  Whiles,  Jeremy  A. Webber,  Karl  W.  J.  Williard,  dan  John  D. Reeve.  2005.  Macroinvertebrate  Communities in  Agriculturally  Impacted  Southern  Illinois Streams:  Patterns  with  Riparian  Vegetation, Water Quality, and In-Stream Habitat Quality. J Environ Qual 34 no 3.
[13]  Sundari,  A.S.,  C.  Retnaningdyah,  dan Suharjono.  2013.  The  effectiveness  of  Scirpus grossus and Limnocharis flava as fitoremediation  agents  of  nitrate-phosphate  to prevent  Microcystis  blooming  in  fresh  water ecosystem.  The  Journal  of  Tropical  Life Science. 3(1):pp.28-33
[14]  Vidayanti,  V.,  C.  Retnaningdyah,  dan Suharjono.  2013.  The  capability  of  Equisetum ramosissium and Typha angustifolia as phytoremediation  agents  to  reduce  nitrate- phosphate  pollutants  and  prevent  Microcystis blooming  in  fresh  water  ecosystem.  The Journal  of  Tropical  Life  Science.  2(3):pp.126- 131.
[15] Wijetunga, S., D.H.U. Sandamali and K.D.N. Weerasinghe.  2009.  Evaluation  of  efficacy  in the  treatment  of  domestic  wastewater  by different  aquatic  macrophytes.  Journal  of Environmental  Research  And  Development. 4(2):298-307