Salah satu permasalahan lingkungan di era revolusi industri adalah pencemaran logam berat timbal (Pb). Tidak hanya berbahaya bagi kesehatan manusia, pencemaran timbal juga dapat berdampak buruk terhadap kesuburan tanah. Bioremediasi merupakan solusi untuk mereduksi logam dalam tanah. Kombinasi tanaman dan bakteri untuk bioremediasi diharapkan akan memberi dampak positif pada tanah. Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari tingkat kesuburan tanah, serapan hara dan timbal pada jaringan tanaman, dan pertumbuhan tanaman biduri selama proses bioremediasi.

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juni 2020-Maret 2021. Percobaan dilakukan di Rumah Kaca Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret. Analisis tanah dan jaringan tanaman dilakukan di Laboratorium Biologi dan Bioteknologi Tanah FP UNS, Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah FP UNS, dan Laboratorium Terpadu FMIPA Universitas Sebelas Maret. Rancangan percobaan yang digunakan adalah faktorial dengan rancangan dasar Rancangan Acak Lengkap (RAL) yang terdiri dari tiga faktor, yaitu: a) pupuk anorganik (P): tanpa pupuk anorganik (P0) dan dengan pupuk anorganik (P1); b) agen bioremediasi (A): tanpa agen bioremediasi (A0), dengan Isolat murni Jendi (A1), dengan Agrobacterium sp I37 (A2), dengan bahan organik (A3); c) dosis logam berat timbal (Pb): tanpa logam (L0), dosis 3 ppm (L1), dosis 233,33 ppm (L2). Dari tiga faktor ini, dalam penelitian ini terdapat 24 kombinasi perlakuan yang dilakukan pengulangan sebanyak tiga kali, sehingga secara keseluruhan terdapat 72 satuan percobaan.

Hasil dari penelitian ini bahwa bioremediasi mampu meningkatkan kesuburan kimia tanah, terbukti dengan meningkatkan pH 1.3%, KTK 52,4%, C-Organik 63,8%, N-Tersedia 33.8%, P-Tersedia 7.4%, dan K-Tersedia 28,9%, dibandingkan dengan kontrol. Pemberian inokulum bakteri Jendi maupun Agrobacterium sp. I37, mampu meningkatkan kesuburan biologi tanah. Pemberian pupuk anorganik dan/atau pupuk anorganik menghasilkan biduri dengan serapan timbal (Pb) tertinggi. Adanya timbal tidak mengurangi kemampuan tanaman dalam menyerap unsur hara. Serapan hara (N, P, dan K) tertinggi didapat dari kombinasi pupuk anorganik dan inokulum bakteri Jendi. Perlakuan ini meningkatkan N-Jaringan hingga 48,8% dan K-Jaringan hingga 69,8% dibandingkan kontrol. Pemberian inokulum bakteri Jendi maupun Agrobacterium sp. I37, tanpa diikuti pupuk anorganik juga mampu meningkatkan serapan N, P, dan K. Pemberian pupuk anorganik mampu mendukung pertumbuhan biduri. Biduri (Calotropis gigantea) mampu bertahan dan tumbuh dengan baik pada kondisi tercemar timbal dengan tinggi tanaman 121,33 cm dan bobot kering brangkasan 73,84 gram (dua kali lipat dibandingkan kontrol).