PENURUNAN AKTIVITAS  FOSFATASE ASAM Dl DAERAH  PERAKARAN  BEBERAPA JENIS TANAMAN AKIBAT PERLAKUAN KAPUR DAN  LIMBAH  INDUSTRI BERTIMAH HITAM
Decrease in Activity of Acid  Phosphatase in Root-Zones of Several Plants Driven by Lime and  Lead-Containing  Industrial Waste Treatments
Abdul Kadir Salam 1 , Vivin Arisanti 2 dan Sri Yusna~ni 1 1- 1 Dosen dan 2 Aiumnus Jurusan llmu Tanah,  Fakultas  Pertanian,  Universitas Lampung Jl.  Prof.  Sumantri Brojonegoro No.  1,  Bandar Lampung

## ABSTRACT
Heavy  metals  are  potentially  toxic  to  soil  microorganims  and  are  suggested  to  decrease  soil enzymatic  activities.  Changes  in  activity  of  acid  phosphatase  in  root-zones  of  some  tropical  plants treated  with  a  lead-containing  industrial  waste  was  studied  in  a  glasshouse  experiment.  Tropical  soil sample  (from  Gedongmeneng  and  Banjaragung,  Lampung)  thoroughly  treated  with  an  electronics industrial waste  at  0  to  40  ton  ha· 1 and  lime  at  0  or  5  ton CaC03  ha· 1 were  cultured  with  corn  (Zea mays  L.), amaranth  (Amaranthus  tricolor L),  and  green  kyllinga  (Cyperus  kyllinga).  Changes  in  acid phosphatase activity,  soil  Pb concentration,  and  soil  pH  were measured  after a 4 week growing period. Soil  analysis  showed  that the  activity of acid  phosphatase  was  higher in  Banjaragung  soil  than  that  in Gedongmeneng soil except in those cultured with  green kyllinga.  The activity of acid· phosphatase was in  general  higher in  the root-zone  of corn  than  those  in  the  root-zone  of amaranth  and  green  kyllinga. The  actiivity  of  acid  phosphatase  in  both  soils  decreased  with  waste  addition  regardless  of  plant grown.  This  was  in a good  correlation  with  the  increase  in  soil  available  Pb  as  waste  was  added. However, the decrease in activity of acid  phosphate  as the  soil  pH  increased  by lime or waste  addition suggested that the decrease in the phosphatase activity with  waste addition was driven by the  increase in soil  pH  rather than by the increase in soil available Pb With waste 3dclitton.
Keywords:  industrial waste,  lead,  lime.  phosphatase,  tropical plants,  tropical soils

## PENDAHULUAN
Fosfatase  merupakan  salah  satu  enzim  panting di  dalam tanah.  Karena  berfungsi  mempercepat perubahan  P-organik  menjadi  ortofosfat,  yang tersedia  bagi  tanaman,  enzim  ini  memegang peranan  panting  dalam  siklus  biologis  P  dalam sistem tanah, khususnya dalam hal menyediakan  P  asal  bahan  organik  bagi tanaman  (Tabatabai,  1982).  Oleh  karena  itu, pengetahuan  tentang  aktivitas  fosfatase  di dalam  tanah serta  berbagai  faktor  yang mempengaruhinya sangat penting dalam pengelolaan  unsur  hara  tanaman  di  dalam tanah,  khususnya P.
Salah  satu  faktor  panting  yang  mempengaruhi aktivitas fosfatase  di  dalam  tanah  adalah  kadar logam  berat.  Walaupun  sebagian  pakar  kimia tanah  melaporkan  bahwa  beberapa jenis logam berat  dapat  merangsang  aktivitas  enzim  tanah
(Tate Ill, 1987), sebagian besar pakar menunjukkan  bahwa  pada  konsentrasi  relatif tinggi  logam  berat  dapat  menekan  aktivitas enzim  tanah  termasuk  fosfatase  (Salam  et a/ .. 1997a;  Park et a/.,  1992;  Stott et a/.,  1985; Juma  dan  Tabatabai, 1977).  Juma  dan Tabatabai  (1977)  melaporkan  bahwa  Cu,  Fe, Pb,  Cd,  Ni,  dan  Zn  adalah  logam  berat  yang dapat  menghambat  aktivitas  fosfatase  asam yang,  dengan  penambahan  25  1-lmol  kg· 1 tanah menurunkan  aktivitas  enzim  tersebut  sebesar 18.7-47.7%.  Derajat penambahan logam dalam penelitian mereka memang cukup tinggi,  namun amatan  tersebut  dengan  jelas  menunjukkan pengaruh  negatif logam  berat terhadap aktivitas fosfatase  di  dalam  tanah  yang  tercemar  logam be rat. Mathur et a/.  ( 1980)  juga  melaporkan bahwa  aktivitas  fosfatase  dan  mikroorganisme di  tanah  Histosol  dengan  konsentrasi  Cu  tinggi lebih  rendah  daripada  dengan  konsentrasi  Cu rendah.
Salam,  A.K.,  V.  Arisanti,  dan  S.  Yusnaini.  1999.  Penurunan  aktivitas  fosfatase  asam  di  daerah  perakaran beberapa jenis tanaman akibat perlakuan kapur dan limbah industri bertimah hitam. J.ll. Tan.Lingk.  2(1):1-6.
Salam et a/.  (1997a)  juga  melaporkan  bahwa penambahan  Cd  dan  Pb  masing-masing dengan  takaran 40 mg  kg- 1 menurunkan aktivitas fosfatase asam masing-masing sebesar  44%  dan  54%  dalam  sebuah  tanah Jepang  dan  sebesar  43%  dan  39%  dalam sebuah  tanah  Indonesia.  Pengaruh  negatif logam  berat  terhadap  aktivitas  enzim  lain  juga telah  dilaporkan  (Reddy dan Faza,  1989;  Reddy eta/., 1987).
Pakar kimia tanah menjelaskan bahwa menurunnya  aktivitas  enzim  tanah  akibat keberadaan  logam  berat  dalam  konsentrasi tinggi  dapat  terjadi  paling  tidak  melalui  dua mekanisme  penting  (Salam et a/.,  1997a). Pertama,  secara  tidak  langsung  logam  berat menekan  populasi  mikroorganisme  penghasil fosfatase  (Huysman et a/.,  1994;  Fliej3bach et a/.,  1994;  Baath,  1989).  Menurunnya  populasi mikroorganisme  ini  selanjutnya  mengakibatkan menurunnya  produksi  fosfatase  di  dalam  tanah. Kedua,  kation  logam  berat  dapat  secara langsung berasosiasi membentuk ikatan koordinasi dengan molekul enzim yang berfungsi  sebagai  agen  pengkelat.  Asosiasi  ini mengakibatkan reaktivitas molekul enzim menurun dan  akibatnya  aktivitas enzim  tersebut di dalam tanah  menurun (Tate Ill,  1987).
Penelitian  ini  bertujuan  mempelajari  perubahan aktivitas  fosfatase  asam  di  daerah  perakaran beberapa  jenis  tanaman  yang  ditumbuhkan  di dua jenis tanah dengan kapasitas jerap berbeda terhadap  logam  berat  dan  diberi  perlakuan kapur  dan  limbah  industri  elektronika  yang mengandung  Pb  dalam  konsentrasi  relatif tinggi.

## BAHAN DAN  METODE
Contoh  tanah  diambil  dari  horizon  Ap  tanah Banjaragung  (lampung  Tengah)  dan  Gedong- meneng  (Bandar  Lampung).  Telah dilaporkan
sebelumnya bahwa  tanah  Banjaragung  memiliki daya  jerap  terhadap  logam  berat  lebih  tinggi daripada  tanah  Gedongmeneng  (Salam et a/., 1997b). Setelah  pengambilan,  contoh  tanah dikering-udarakan,  dihaluskan,  diayak  tembus diameter 2 mm  dan  diaduk  rata.  Beberapa  sifat. fisika  dan  kimia ked~;~a jenis  tanah  tersebut disa~kan pada  Tabel  1.  Untuk  setiap  satuan percobaan·  (SP)  digunakan  contoh tanah sebanyak 400 g  (setara  berat  kering  oven 105°C}.
Perlakuan  disusun  secara  faktorial  dengan  3 ulangan.  Faktor perlakuan  pertama  adalah limbah  industri  elektronika,  yang  diberikan dalam 4 tingkat:  0,  2,  4,  dan  8  g  per  SP  atau masing-masing  setara  dengan  0, 10,  20  dan  40 ton  ha- 1 . Limbah  industri  diperoleh  dari  Unit Pengolahan  Limbah  PT  lndomacin  Jakarta  dan diambil  oleh  petugas  dari  Kantor  Pengkajian Perkotaan dan  Lingkungan  (KPPL)  DKI  Jakarta. Limbah terse-but mengandung  130 ppm  Pb dan logam  berat  lain  dalam  konsentrasi  relatif rendah  (Salam et a/.,  1996).  Faktor  perlakuan kedua  adalah  kapur,  yang  diberikan  dalam  2 tingkat,  yaitu:  0  dan  1  g  CaC0 3 per  SP  atau masing-masing  setara  dengan  0  dan  5  ton CaC0 3 ha- 1 .
Setelah  dicampur  rata  dengan  bahan  perla- kuan,  contoh  tanah  dimasukkan  ke  dalam  pot plastik  dengan  ukuran  500  g,  kemudian diinkubasi pada  kadar air 40% (v/w) dalam suhu ruang.  Setelah  satu  minggu,  sebanyak  2  bibit tanaman  yang  telah  dipersiapkan  sebelumnya (Arisanti,  1998)  dipindahkan  ke  dalam  setiap satuan  percobaan.  Tanaman  dipelihara  selama 4  minggu  di  dalam  rumah  kaca.  Penyiraman dilakukan  seperlunya  untuk  mempertahankan kadar  air  tanah  tidak  berada  jauh  dibawah kapasitas  lapang.  Pupuk  dasar  (urea,  SP-36, dan  KCI)  diberikan  pada  saat  tanam  masing- masing  dengan  takaran  0.02  g  per  SP  atau setara dengan  100 kg  ha- 1
Tabel1. Beberapa sifat fisika dan kimia tanah  Gedongmeneng dan tanah  Banjaragung
No. Sifat tanah Gedongmeneng Banjaragung 1. Tekstur (%) - Pasir 45,6 22,0 -Debu 19,6 21,2 - Liat 34,8 56,8 2. pH  (H20  1 :2,5) 5,25 5,13 3. KTK (cmol (+) kg- 1 ) 5,10 7,34 4. C-organik (%) 2.06 1 ,84 5. N-total (%) 0,13 0,17 6. Nisbah  C/N 15,8 10,8 7. P-tersedia (mg kg- 1 ) 2,5 15,2
Dalam  penelitian  ini  digunakan  3 jenis tanaman uji  dalam  percobaan  sejenis,  yaitu  jagung (lea mays L.), bayam  cabut (Amaranthus  tricolor L.), dan  rumput  teki (Cyperus  ky/lingia), masing- masing  mewakili  golongan  tanaman  pangan, sayuran,  dan gulma.
Contoh  tanah  dari  daerah  perakaran  tanaman diambil  pada  saat  tanaman  berumur 4 minggu sejak  dipindahkan  ke  dalam  SP.  Ketersediaan Pb,  pH  tanah,  dan  aktivitas  enzim  tanah ditetapkan  dalam  keadaan  lembab.  Keterse- diaan  Pb  ditetapkan  dengan  cara  DTPA (Baker dan  Amacher,  1982);  pH  dengan  elektroda gelas.  dan  aktivitas  fosfatase  asam  dengan cara  Tabatabai  (Tabatabai,  1982)  yang  telah dimodifikasi (Salam et a/.,  1998).

## HASIL DAN  PEMBAHASAN
Perubahan  aktivitas  enzim  fosfatase  asam  di daerah  perakaran  beberapa  jenis  tanaman akibat  perlakuan  limbah  industri  dan  kapur disajikan  pada  Gb.1,  sedangkan  perubahan  pH tanah  dan  ketersediaan  Pb  akibat  perlakuan yang  sama  masing-masing  disajikan  pada  Gb.2 dan Gb.3.
Aktivitas fosfatase asam dalam tanah Banjaragung  lebih  tinggi  daripada  dalam  tanah Gedongmeneng,  kecuali  dalam  tanah  yang ditanami  rumput  teki.  Secara  umum  aktivitas fosfatase  asam  di  daerah  perakaran  tanaman secara  umum  menurun  dengan  penambahan limbah  industri,  terlepas  dari  jenis  tanamannya (Gb.1 ), sejalan dengan meningkatnya ketersediaan  Pb  asal  limbah  industri  tersebut (Gb.3).  Penambahan  kapur  secara  konsisten menurunkan aktivitas  fosfatase  asam  di  daerah perakaran tanaman (Gb. 1 ). Penambahan limbah industri secara konsisten juga meningkatkan pH tanah  (Gb.  2).
Menurunnya  aktivitas  fosfatase  asam  dengan penambahan  Umbah  industri  bertimah  hitam dapat  disebabkan  oleh  beberapa  mekanisme. Pertama,  Pb  asal  limbah  industri  secara  tidak langsung menurunkan aktivitas fosfatase melalui  penekanan  populasi  mikroorganisme penghasil fosfatase. Telah dilaporkan sebelumnya  bahwa  beberapa jenis logam  berat bersifat  toksik  bagi  mikroorganisme  (Huysman et a/.,  1994;  Fliepbach et a/.,  1994;  Baath, 1989).  Kedua,  seperti  dinyatakan  oleh  Tate  Ill (1987),  kation  logam  berat  dapat  membentuk ikatan  koordinasi  dengan  · molekul  enzhn  dan mengakibatkan  reaktivitas  enzim  menurun  dan tidak  dapat  berpartisipasi  dalam  reaksi  biokimia
yang  mestinya  dikatalisasi  oleh  enzim  tersebut. Akibatnya,  aktivitas  fosfatase  di  dalam  tanah menurun  dengan  meningkatnya  ketersediaan Pb.
Namun  demikian,  meningkatnya  pH  tanah dengan  bertambahnyC\  takaran  limbah  industri (Gb.2)  memunculkan  penafsiran . lain,  sebab peningkatan  pH  tanah  akibat  pengapuran ternyata  secara  drastis  juga  menurunkan aktivitas  fosfatase  (Gb. 1 dan Gb.2).  Hal  ini menunjukkan bahwa penurunan aktivitas fosfatase  terse but  (Gb. 1)  juga  diakibatkan  oleh peningkatan  pH  tanah.  Pengaruh  pH  tanah yang  drastis  terhadap  penurunan  aktivitas fosfatase  menunjuk-kan  bahwa  penurunan tersebut  lebih  diakibatkan  oleh  peningkatan  pH daripada oleh  peningkatan ketersediaan Pb.
Telah  banyak  dilaporkan  sebelumnya  bahwa perubahan  pH  dapat mengakibatkan  perubahan aktivitas fosfatase.  Beberapa  peneliti menunjuk- kan bahwa  aktivitas  fosfatase  meningkat dengan  meningkatnya  pH  tanah  sampai  suatu nilai  optimum  tercapai  (pH  optimum  adalah  pH saat aktivitas fosfatase tanah mencapai maksimum)  dan  menurun  di  atas  pH  optimum (Salam et a/.,  1998;  Frankenberger  Jr.  dan Johanson.  1982).  Perubahan  ini  diakibatkan oleh  reaksi  bolak-balik  yang  melibatkan  ionisasi dan  deionisasi  gugus  asam  dan  basa  pada bagian  aktif  protein  dari  enzim  (Frankenberger Jr.  dan  Johanson,  1982).  Namun  demikian, penurunan aktivitas fosfatase dengan meningkatnya  pH  tanah  secara  tidak  langsunn dapat  pula  diakibatkan  oleh  terganggunya aktivitas mikroorganisme sejalan dengan peningkatan  pH,  sebal:r  pH  merupakan  salah satu  faktor  utama  yang  juga  mempengaruhi aktivitas mikroorganisme di dalam tanah.

## KESIMPULAN
Aktiivitas  fosfatase  asam  dalam  tanah  Banjar· agung  lebih  tinggi  daripada  dalam  tanah Gedongmeneng,  kecuali  dalam  tanah  yang ditanami  rumput  teki.  Aktiivitas  fosfatase  asam secara  umum  lebih  tinggi  di  daerah  perakaran jagung  daripada  di  daerah  perakaran  bayarn cabut  dn  rumput  teki.  Aktivitas  fosfatase  asam di daerah perakaran menurun dengan penambahan limbah industri elektronika, terlepas  dari  jenis  tanaman  yang  digunakan. dan berkorelasi dengan peningkatan ketersediaan  Pb  sejalan  dengan  bertambahnya takaran  limbah  industri.  Namun  demikian. menurunnya  aktiivitas  fosfatase  asam  derigan meningkatnya  pH  tanah  akibat  pengapura!'l  dan
-------------------------------------------------------------------·~
Sa/am, A.K.,  V.  Arisanti diJn S. Yusnalni.  1999. J./1. Tan.Ungk.  2(1):1-6
penambahan  limbah  industri  dapat  menunjuk- kan  bahwa  penurunan  aktivitas  fosfatase dengan  bertambahnya  takaran  limbah  industri tersebut  lebih  diakibatkan  oleh  meningkatnya pH tanah, bukan oleh meningkatnya ketersediaan  Pb  akibat  perlakuan  limbah industri.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penelitian  ini  sebagiannya  didukung  oleh  dana penelitian  dari  Direktorat  Jenderal  Pendidikan Tinggi,  Departemen  Pendidikan  dan  Kebuda- yaan  melalui  Program  Hibah  Bersaing (HB  IV/3) Tahun  Anggaran  1997/1998.  Atas  dukungan dana tersebut diucapkan terimakasih.

## DAFTAR PUSTAKA
Arisanti,  V.  1998.  Aktivitas  fosfatase  asam  di daerah  perakaran  tanaman  jagung (Zea mays L), Bayam (Amaranthus  tricolor  L.), dan  Gulma  Teki (Cyperus  kyllingia Endl.) yang  diperlakukan  dengan  limbah  industri elektronika dan kapur pada tanah  Oxisol dan Alfisol.  Skripsi  Sarjana.  Fakultas  Pertanian Universitas Lampung,  Bandar Lampung.
Baath, E. 1989.  Effects  of  heavy  metals  in  soil on  microbial  processes  and  populations  (a review).  Water Air Soil  Pollut., 47:335-379.
Baker,  D.E.  and  M.C.  Amacher.  1982.  Nickel, copper,  zinc,  and  cadmium.  p.  323-336 in AL.  Page,  R.H.  Miller,  and  D.R.  Keeney (Eds.).  Methods  of  Soil  Analysis  Part  2: Chemical  and  Microbiological  Properties.  2nd ed. SSSA Inc.,  Madison.
Fliepbach,  A,  R.  Martens,  and  H.H.  Reber. 1994.  Soil  microbial  biomass  and  microbial activity  in  soils  treated  with  heavy  metal- contaminated  sewage  sludge.  Soil  Bioi. Biochem.,  26:1201-1205.
Frankenberger  Jr.  W.T.,  and  J.B.  Johanson. 1982.  Effect  of  pH  on  enzyme  stability  in soils.  Soil Bioi.  Biochem.,  14:433-437.
Huysman,  F.,  W.  Verstraete,  and  P.C.  Brookes. 1994.  Effect  of  manuring  practices  and increased  copper  concentrations  on  soil microbial  populations.  Soil  Bioi.  Biochem., 26:103-110
Juma,  N.  G.  and  M.  A  Tabatabai.  1977.  Effects of trace  elements  on  phosphatase  activity in soils.  Soil Sci.  Soc. Am. J., 41:343-346.
Mathur,  S.P.,  J.l.  MacDougall,  and  M.  McGrath. 1980.  Levels  of  activities  of  some  carbo- hydrase,  protease,  lipase,  and  phosphatase in  organic  soils  of differing  copper  content. Soil Sci..  129:376-385.
Park,  S.C ..  T.J.  Smitt\,  and  M.S.  Bisesi.  1992. Activities  of  phosphomonoesterase  and phosphodiesterase  from Lumbricus  terres- tris. Soil  Bioi.  Biochem.,  24:873-876.
Reddy,  G.B.,  A  Faza,  and  R.  Bennet,  Jr.  1987.
Activity  of enzymes  in  rhizosphere  and  non- rhizosphere  soils  amended  with  sludge.  Soil Bioi.  Biochem.,  19:203-205.
Reddy,  G.B.  and  A  Faza.  1989.  Dehydro- genase  activity  in  sludge  amended  soil.  Soil Bioi.  Biochem.,  21:327.
Salam.  AK.,  S.  Djuniwati,  J.T.  Harahap  dan Suwarto.  1996.  lmobilisasi  logam  berat  asal limbah  industri  di  dalam  tanah  tropika:  1. Sifat  kimia  limbah  industri.  J.  llmiah  II.  Pert., 4(1 ):61-67.
Salam.  A.K.,  S.  Djuniwati,  dan  Sarno.  1997b. Lowering  heavy  metal  solubilities  in  tropical soils  by  lime  and  cassava-leaf  compost additions.  Proc.  Environ.  Techno!.  Manag. Sem. (dalam pencetakan).
Salam.  AK.,  A  Katayama,  and  M.  Kimura. 1997a.  The  activity  of soil  acid-phosphatase at  elevated  concentrations  of heavy  metals. J.  Teknik Lingk.,  3(1).7-12.
Salam.  A.K.,  A  Katayama,  and  M.  Kimura. 1998.  Activities  of  some  soil  enzymes  in different  land  use  systems  after  deforest- ation  in  hilly areas  of West  Lampung,  South ..  Sumatra,  Indonesia.  Soil  Sci.  Plant  Nutr., 44:93-103.
Stott,  D.E.,  W.A.  Dick.  and  M.A.  Tabatabai. 1985.  Inhibition  of  pyrophosphatase  activity in  soils by trace elements.  Soil Sci., 139:112~ 117.
Tabatabai,  M.A.  1982. Soil enzymes.  p.  903-947 in AL.  Page,  R.H.  Miller,  and  D.R.  Keeney (Eds).  Methods  of  Soil  Analysis  Part  2: Chemical  and  Microbiological  Properties.  2nd ed.  Soil Sci.  Soc. Am.,  Inc.,  Madison.
Tate Ill R.L.  1987. Soil Organic Matter Biological and  Ecological  Effects.  John  Wiley & Sons,
New York.
200 Gedongmeneng,  corn
Gec1ongmeneng,  Amaranth 160 .d ....... tro 120 ....... ..... g 80 Gl 11-1 ~ '0 •0'! 0 c:: A. 200 tro ::t.. 160 ........ >o 120 ~ ·0'! > ·0'! 80 ~ ~ 40 0
0 10 20 30 40  0 10 20 30 40  0 10 20 30 40 -0- Unlimed -fr- Limed
Waste  Addition  (ton/ha)
~r 1.  Perubahan  aktivitas  fosfatase  asam  di  daerah perakaran  beberapa  jenis  tanaman  akibat  penambahan limbah  industri  elektronika  dan  kapur
8 Gedongmeneng,  Corn Gedongmeneng,  Amaranth Gdg.aneng,  G.  Kyllinga
7 6 s+-~~~-r~~~~
8~--~-------------, Banjaragung,  Amaranth Bjragung,  G.  Kyllinga
7 6 0 10 20 30 40  0 10 20 30 40  0 10
20 30 -0- Unlimed -f:s- Limed waste  Addition  (ton/ha) Gambar  2.  Perubahan  pH  tanah  di  daerah  perakaran  beberapa jenis  tanaman  akibat  penambahan  limbah  industri elektronika  dan  kapur
40
------------------------------------------------------------------------------s
t , - - - - - - - - - - - - - - - - ,
Gd9M•D9• corn
~neng, .aa&r•llth
3 0 20 15 10 5 0 • BjrlagQilCJ,  corD Bjr•gung,  Aaar•Dth 0 10 20 30 to  0 10 20 30 no 10 20 30 - { ) - Unli.Md --f::r- LiMd
waste  Addition  (ton/ha)
Gambar  3.  Perubahan  ketersediaan  Pb  di  daerah  perakaran beberapa  jenis  tanaman  akibat  penambahan  limbah industri  elektronika  dan  kapur
tO