TRANSPORTASI ZAT HARA JURNAL OLEH : GEO JUANDORO 150301094 AGROEKOTEKNOLOGI II B LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2016
TRANSPORTASI ZAT HARA JURNAL OLEH : GEO JUANDORO 150301094 AGROEKOTEKNOLOGI II B Jurnal Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Dapat Mengikuti Praktikum di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Program Studi Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan. LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2016
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan paper ini dengan baik. Adapun jurnal ini berjudul Transportasi Zat Hara yang merupakan salah satu syarat untuk dapat memenuhi komponen penilaian di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Program Studi Agroekoteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Penulis mengucapkan terimakasih kepada, Ir. Meiriani M.P; Ir. Ratna Rosanti Lahay M.P; Ir. Lisa Mawarni M.P; Ir. Haryati M.P; dan Ir. Revandi I.M Damanik M.Sc selaku dosen mata kuliah Fisiologi tumbuhan Laboratorium serta kepada abang dan kakak asisten yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan jurnal ini. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan paper ini masih terdapat banyak kekurangan baik itu dari struktur penulisan maupun penyampaiannya. Untuk itu, penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca agar dapat memperbaiki dalam penulisan paper ini. Akhir kata, penulis mengucapkan terimakasih. Semoga paper ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Medan, Maret 2016 Penulis
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR DAFTAR ISI PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Praktikum Kegunaan Penulisan TINJAUAN PUSTAKA BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Praktikum Bahan dan Alat Metode Praktikum HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pembahasan KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA
PENDAHULUAN Latar Belakang Proses fisiologi yang berlangsung pada tumbuhan banyak banyak berkaitan dengan air atau bahan-bahan (senyawa atau ion) yang terlarut didalam air. Oleh sebab itu untuk mempelajari fisiologi perlu dipahami terlebih dahulu sifat fisika dan kimia molekul air (Lakitan, 2006). Salah satu faktor yang menunjang tanaman untuk tumbuh dan berproduksi secara optimal adalah ketersediaan unsur hara dalam jumlah yang cukup didalam tanah. Jika tanah tidak dapat menyediakan unsur hara yang cukup bagi tanaman, maka pemberian pupuk perlu dilakukan untuk memenuhi kekurangan tersebut. Setiap jenis unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman, tentunya memiliki fungsi, kelebihan dan kekurangan masing-masing (Rivando, 2007) Semua tanaman hijau memerlukan seperangkat dasar hara mineral yang sama dan berbagai unsur digunakan oleh tanaman yang berbeda untuk menghasilkan tujuan akhir yang sama. Satu atau dua kelompok mempunyai kebutuhan khusus, seperti kebutuhan akan kobalt untuk membantu legum dalam bersimbiosis dengan rhizobium, suatu bakteri pengikat nitrogen, atau kebutuhan akan natrium oleh tanaman yang menggunakan alur fotosintesis C4 dan oleh beberapa tanaman paya (gambut) dan tanaman gurun pasir (Fitter and Hay,2011), Untuk berkembang maupun tumbuh subur pada tanah yang kering, suatu tanaman haruslah melindungi dirinya dengan menyediakan air untuk menghindari terhadap efek kekeringan udara, dan itu haruslah memiliki pengertian bahwa keduanya mengganti zat yang hilang dan menyediakan air tambahan untuk pertumbuhan (Barbour dkk., 2012).
Hubungan antara bahan organik dan bahan anorganik dikenal sebagai siklus. Karena peredaran bahan dari komponen abiotik ke komponen biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik membentuk semacam lingkaran, maka disebut juga siklus biogeokimia. Ada bermacam-macam siklus di alam yang telah diketahui, diantaranya air, karbon, oksigen, fosfor, nitrogen, dan sulfur. Perubahan-perubahan yang terjadi di dalam tanah, tumbuhan dan binatang baik yang besar maupun yang kecil (Tjitrosomo, 2004). Tujuan Praktikum Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan daerah pengangkutan zat hara pada tanaman pacar air (Balsamina impatiens L.) dan tanaman bayam duri (Amaranthus spinosus L.). Kegunaan Penulisan Adapun kegunaan penulisan jurnal ini adalah sebagai salah satu syarat untuk dapat mengikuti praktikum di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Program Studi Agroekoteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Dan sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan.
TINJAUAN PUSTAKA Transportasi tumbuhan adalah proses pengambilan dan pengeluaran zat-zat keseluruh bagian tubuh tumbuhan, pada tumbuhan tingkat rendah, penyerapan air dan zat hara terlarut didalamnya dilakukan melalui seluruh bagian tubuh. Pada tumbuhan tingkat tinggi proses pengangkutan dilakukan pembuluh pengangkut yang terdiri dari xilem dan floem (Teddy, 2009). Sebagian besar unsur hara dibutuhkan tanaman, diserap dari larutan tanah melalui akar, kecuali karbon dan oksigen yang diserap dari udara oleh daun. Penyerapan unsur hara secara umum lebih lambat dibandingkan dengan penyerapan air oleh akar tanaman (Lakitan, 2009). Faktor-faktor yang mempengaruhi penyerapan unsur hara, antara lain; a) faktor air untuk melarutkan unsur hara atau zat mineral sehingga mudah menyerap air, b) daya serap akar, tekanan setiap tumbuhan berbeda-beda. Besarnya tekanan akar dipengaruhi oleh besar kecilnya/tinggi rendahnya tumbuhan. Bukti adanya tekanan/daya dari serap yang terjadi pada akar ini adalah pada batang yang dipotong maka air tampak tergenang dipermukaan tunggaknya, c) daya isap daun disebabkan adanya penguapan (transpirasi) air dari daun yang besarnya berbanding lurus dengan luas bidang penguapan (intensitas penguapan) (Lakitan, 2009) Unsur hara merupakan bagian penting pada tanaman. Informasi kebutuhan unsur hara sangat penting dimiliki petani, karena kesalahan dalam pemberian pupuk mengakibatkan kualitas tanaman menurun. Tanaman mengandung 50 unsur yang dibutuhkan selama pertumbuhan. Terdapat 16 unsur esensial makro dan mikro. Unsur hara makro terdiri dari Carbon (C), Oksigen (O),
Hidrogen (H), Nitrogen (N), Fosfor (F), Kalium (K), Calcium (Ca), Magnesium (Mg), Sulfur (S), sedangkan unsur hara mikro terdiri dari Besi (Fe), Mangan (Mn), Seng (Zn), Molibenum (Mo), Boron (Bo), Tembaga (Cu), Dan Khlor (Cl) (Irfianti dan Sulistyaningsih, 2012) Bergeraknya unsur hara menuju akar ada beberapa cara, yaitu: 1.) Difusi, artinya gerakan ini hanya terjadi dalam jangka yang sangat pendek selama pertumbuhan tanaman. 2.) Aliran masa, artinya terjadi gerakan ion-ion. Aliran masa disebabkan adanya transpirasi dan drainase. 3.) Intersepsi, akar tanaman menyebar di dalam tanah menempati ruang terbesar dari jumlah seluruh ruang yang ditempati tanah. 4.) Transportasi aktif sistem, dengan cara menembus membran penghalang dengan menggunakan energi ATP. Dari daerah berkonsentrasi tinggi ke daerah konsentrasi rendah (Mukherji dan Ghosh, 2002). Pada hakikatnya, terdapat dua cara pergerakan ion ke arah akar tanaman, yaitu:1.) Dengan aliran masa dalam air bergerak masuk menembus tanah menuju akar gradien potensial yang disebabkan oleh transportasi. 2.) Dengan difusi gradien konsentrasi dihasilkan oleh pengkolin ion pada permukaan akar.kecepatan perpindahan aliran masa jauh lebih cepat dibandingkan proses difusi tetapi kenyataanya ini hanya untuk beberap ion (Pandey dan Sinha, 2002). Molekul dan ion merupakan kesatuan dari gerakan yang tidak beraturan dalam tanah dan dapat diserap sebagai hara-hara yang dibutuhkan tanaman. Gerakannya seperti Browman, bergerak dengan adanya konsentrasi. Ion-ion masuk ke tanaman dengan gerakan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah disebut dengan difusi (Stein, dkk, 2000).
Bahan kimia mengandung unsur hara esensial sangat mutlak dibutuhkan tanaman. Ada bahan kimia yang kandungannya berupa unsur hara makro dan dibutuhkan dalam jumlah banyak, ada juga bahan kimia yang kandungan nya berupa unsur hara mikro dan dibutuhkan dalam jumlah hanya sedikit (Sutiyoso, 2004). Air yang berimbibisi menyebabkan biji mengembang dan memecahkan kulit pembungkusnya dan juga memicu perubahan metabolik pada embrio yang menyebabkan biji tersebut melanjutkan pertumbuhan. Enzim-enzim akan mulai mencerna bahan-bahan yang disimpan pada endosperma atau kotiledon, dan nutrien-nutriennya dipindahkan ke bagian embrio yang sedang tumbuh (Campbell dkk., 2000). Untuk menyatakan status air atau perimbangan air dalam tubuh tumbuhan dapat dilakukan dengan dua cara yang umum digunakan, yaitu satu diantaranya berdasarkan atas energi air didalamnya jaringan tumbuhan yang lazim disebut potensial air, dan ini merupakan cara yang paling tepat untuk menentukan status air dari jaringan tanaman dengan memakai istilah potensial air. Suatu jaringan akan mengalami defisit air jika potensial air tersebut kurang atau lebih dari 0 (nol) bar. Cara yang kedua adalah dengan mengukur kuantitas air dari suatu jaringan kandungan airnya dan menyatakan dengan kondisi standart tertentu ( Zuljati, 2007). Faktor yang mempengaruhi penyerapan air dan mineral dari tanah: _Akar (muda/tua): penebalan dalam akar _Kondisi tanah: jenis tanah, ph, suhu, pertukaran udara tanah. Dalam penyerapan unsur hara banyak faktor yang mempengaruhi. Beberapa diantranya adalah: temperatur, cahaya, aerasi,
keasaman (ph), interaksi antar ion, pertumbuhan. Unsur hara yang ada di dalam tubuh tumbuhan dapat lepas melalui beberapa cara, antara lain: pelindihan, kebocoran membran, terutama pada sel-sel akar (Tjitrosomo, 2004 ). Titik-titik dan garis-garis merah yang tampak setelah pemotongan melintang dan membujur merupakan jaringan pembuluh kayu (xilem) yang dilalui oleh larutan eosin pada saat digunakan sebagai bahan pada praktikum. Bila sepotong pucuk dimasukkan ke dalam larutan pewarna seperti eosin (yang mewarnai seluruh dinding sel jika larutan tersebut mengenainya), Larutan tersebut akan diserap ke atas dalam batang, Pengamatan terhadap irisan melintang akan menunjukkan bahwa hanya dekat permukaan batang yang dipotong semua sel terwarnai, sedangkan pada bagian yang lain hanya dinding sel unsur-unsur xilem yang terwarnai oleh larutan pewarna tersebut (Sutiyoso, 2004)
Tempat dan Waktu Praktikum BAHAN DAN METODE Praktikum ini dilaksanakan di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Program Studi Agroekoteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, pada hari senin,4 April 2016 pukul 15.00-16.40WIB pada ketinggian ± 25 mdpl. Bahan dan Alat Adapun bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah tanaman Pacar Air (Balsamina impatient) dan tanaman Bayam Duri (Amaranthus spinous) sebagai objek yang akan diamati, larutan Eosine sebagai media yang digunakan untuk zat hara yang akan diserap oleh tanaman dan Vaselin sebagai zat untuk penutup stomata. Adapun alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah Tabung Erlenmeyer sebagai wadah untuk larutan eosin dan tanaman yang akan diamati, pisau silet/cutter sebagai alat untuk memotong dan mengkupas pangkal batang, rol/penggaris sebagai alat untuk mengukur tinggi larutan eosin yang diserap oleh tanaman, stopwatch sebagai alat untuk mengatur lamanya waktu pengamatan, kalkulator sebagai alat untuk menghitung hasil pengamatan dan alat sanitasi sebagai alat untuk membersihkan alat-alat laboratorium. Prosedur Percobaan: 1. Disediakan tanaman Pacar Air (Balsamina impatient) dan tanaman Bayam Duri (Amaranthus spinous) yang sama tinggi dan sama besarnya, tegak lurus, masing-masing 2 batang. 2. Dipotong bagian pangkal akarnya dan dikupas kulit batangnya sepanjang 3 cm dari pangkalnya. 3. Diberi perlakuan masing-masing tanaman :
a. Tanaman I : pada bagian ujung pangkalnya diberi vaselin (xylem+vaselin) b. Tanaman II : pada bagian batang yang dikupas diberi vaselin (floem+vaseline). 4. Dimasukkan tanaman tersebut ke dalam tabung erleyenmeyer yang berisi larutan eosine dan dibiarkan selama 30 menit. 5. Diukur ketinggian larutan eosin pada jaringan tanaman dan hitung laju transportasi dengan rumus : V = Tinggi larutan eosine Waktu = mm/detik
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Tanaman : Pacar Air (Balsamina impatient) PERLAKUAN TINGGI LARUTAN EOSIN SETELAH 30 V= mm/detik MENIT Xylem + Vaselin I 16,3 Cm 0,09 mm/det Xylem + Vaselin II 10 Cm 0.05 mm/det Floem + Vaselin I 18Cm 0,1 mm/det Floem + Vaselin II 21,2 Cm 0,11 mm/det Perhitungan: Xilem + Vaselin I Floem + Vaselin = 16,3 cm = 18 cm 30 m 30 m =0,09 mm/s = 0,1 mm/s Xylem + Vaselin II Floem + Vaselin II =10 cm = 21,2 cm 30 m 30 m =0,05 mm/s = 0,11 mm/s Tanaman : Bayam Duri (Amaranthus spinous) PERLAKUAN TINGGI LARUTAN EOSIN SETELAH 30 V= mm/detik MENIT Xylem + Vaselin I 21,5 Cm 0,11 mm/det Xylem + Vaselin II 49 Cm 0,19 mm/det Floem + Vaselin II 24,5 Cm 0,272 mm/det Floem + Vaselin II 18,5 Cm 0,10 mm/det Perhitungan: Xilem + Vaselin I Floem + Vaselin I = 21,5 cm = 24,5 cm 30 m 30 m = 0,11 mm/s = 0,272 mm/s Xilem + Vaselin II Floem + Vaselin II = 49 cm = 18,5 cm 30 30 m =0,19 = 0,10 mm/s
Pembahasan Berdasarkan percobaan yang dilakukan dapat diketahui bahwa penyerapan transportasi zat hara pada tanaman Pacar Air (Balsamina impatient) dengan perlakuan Xylem+Vaselin I menghasilkan tinggi larutan eosin 163 mm dan volumenya 0,09 mm/detik lebih rendah penyerapan transportasi zat haranya dibandingkan dengan perlakuan Floem+Vaselin II. Sedangkan,penyerapan transportasi zat hara pada tanaman Bayam Duri (Amaranthus spinous) dengan perlakuan Xlem+Vaselin II menghasilkan tinggi 490 larutan eosin mm dan Volumenya 0,19 mm/detik lebih tinggi penyerapan transportasi zat haranya dibandingkan dengan perlakuan Floem+Vaselin I. Hal ini sesuai dengan literatur Sutiyoso(2004) yang menyatakan bahwa fungsi floem adalah sebagai alat transportasi zat anorganik yang mempunyai daya kapilaritas yang tinggi. Transportasi tumbuhan adalah proses pengambilan dan pengeluaran zat-zat ke seluruh bagian tubuh tumbuhan.. Hal ini sesuai dengan literatur Teddy (2009). yang menyatakan bahwa Transportasi tumbuhan adalah proses pengambilan dan pengeluaran zat-zat keseluruh bagian tubuh tumbuhan, pada tumbuhan tingkat rendah, penyerapan air dan zat hara terlarut didalamnya dilakukan melalui seluruh bagian tubuh. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi proses penyerapan dan transportasi zat hara,. Hal ini sesuai dengan literatur Lakitan, (2009) yang menyatakan bahwa ; a) faktor air untuk melarutkan unsur hara atau zat mineral sehingga mudah menyerap air, b) daya serap akar, tekanan setiap tumbuhan berbeda-beda c) daya isap daun disebabkan adanya penguapan (transpirasi) air
dari daun yang besarnya berbanding lurus dengan luas bidang penguapan (intensitas penguapan..hal ini sesuai dengan literatur Irfianti dan Sulistyaningsih, (2012) Unsur hara makro yaitu unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah yang cukup banyak, contohnya: C, H,O, P, K, N, S, Ca, Mg. Unsur hara mikro yaitu unsur hara yang diperlukan dalam jumlah sangat sedikit, contohnya: Fe, I, Cu, Zn, Mn, dan Co. Hal ini sesuai dengan literatur Wilmer (2007) yang menyatakan bahwa unsurunsur mineral esensial dalam tubuh terdiri atas dua golongan, yaitu mineral makro dan mineral mikro. Mineral makro diperlukan untuk membentuk komponen organ di dalam tubuh dalam jumlah yang cukup besar misalnya C, H,O, P, K, N, S, Ca, Mg. Mineral mikro yaitu mineral yang diperlukan dalam jumlah sangat sedikit dan umumnya terdapat dalam jaringan dengan konsentrasi sangat kecil misalnya Fe, I, Cu, Zn, Mn, dan Co. Mineral non essensial adalah logam yang peranannya dalam tubuh makhluk hidup belum diketahui dan kandungannya dalam jaringan sangat kecil. Bila kandungannya tinggi dapat merusak organ tubuh makhluk hidup yang bersangkutan.
KESIMPULAN 1. Perlakuan Xylem+Vaselin I menghasilkan tinggi larutan eosin 163 mm dan volumenya 0,09 mm/detik lebih rendah penyerapan transportasi zat haranya dibandingkan dengan perlakuan Floem+Vaselin II. 2. Transportasi zat hara pada tanaman Bayam Duri (Amaranthus spinous) dengan perlakuan Xlem+Vaselin II menghasilkan tinggi 490 larutan eosin mm dan Volumenya 0,19 mm/detik lebih tinggi penyerapan transportasi zat haranya dibandingkan dengan perlakuan Floem+Vaselin I. 3. Transportasi tumbuhan adalah proses pengambilan dan pengeluaran zat-zat ke seluruh bagian tubuh tumbuhan 4. faktor yang mempengaruhi proses penyerapan dan transportasi zat hara a) faktor air untuk melarutkan unsur hara atau zat mineral sehingga mudah menyerap air, b) daya serap akar, tekanan setiap tumbuhan berbeda-beda c) daya isap daun disebabkan adanya penguapan (transpirasi) air dari daun yang besarnya berbanding lurus dengan luas bidang penguapan (intensitas penguapan 5. Unsur-unsur yang dibutuhkan tanaman ada 2, yaitu unsur hara mikro dan unsur hara makro 6. Unsur Hara makro meliputi C, H,O, P, K, N, S, Ca, Mg 7. Unsur Hara mikro meliputi Fe, I, Cu, Zn, Mn, dan Co.
DAFTAR PUSTAKA Barbour, M. G., B. A. Bonner, R. M. Thoruton, T. L. Rost, and G. J. Breckon. 2012. Laboratory studies in botany. Jhon Wilky and Sons Publishing, New York Campbell, N. A., J. B. Reece, dan L.G. Mitchell. 2000. Biologi Edisi ke 5 jilid 2. Erlangga, Jakarta. Fitter, A. H. dan R. K. M. Hay. 2011. Fisiologi Lingkungan Tanaman. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. Irfianti, A. D dan E. Sulistyaningsih. 2012. Mobile Information System untuk Mengidentifikasi Defisiensi Unsur Hara pada Daun. UGM Press. Yogyakarta.. Lakitan. B. 2006. Fisiologi Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman. Raja Grafindo Persada, Jakarta.. Lakitan, Benjamin. 2009. Dasar-Dasar Fisiologi Mukherji dan Ghosh. 2002. Plant Physiology. Tata Me Grow - Hill Publishing Company. Limited, New Delh Pandey, S dan B. Sinha. 2002. Plant Physiology. Vikas Publishing House PVT LTD, New York.. Stein, K. R., E. B. James dan H. J. Shelley. 2000. Introductiory Plant Biology Edition Eleven. McGrow Hill Migher Education, New York.. Sutiyoso, Y. 2004. Meramu Pupuk Hidroponik. Penebar Swadaya. Jakarta. Teddy, 2009 Penyerapan Zat dan Transportasi pada Tumbuhan. Modul Pembelajaran Universitas Negeri Yogyakarta. Yogyakarta. Tjitrosomo, S. S. 1994. Botani Umum. Angkasa. Bandung. Zuljati, 2007 Plant Physiology. Hat Arond Publication PVT LTD, New York.