Materi kuliah fisiologi tumbuhan

MATERI KULIAH FISIOLOGI TUMBUHAN
BAB II

UNSUR-UNSUR YANG DIPERLUKAN TANAMAN
Tubuh tanaman sebagian besar terdiri atas C: 43,6% O : 44,4% dan H: 6,2% unsur-unsur tersebut diambul dari dalam tanah dan udara yang berupa H₂O, CO₂ dan O₂. Untuk mengetahui unsur-unsur yang diperlukan oleh tanaman, salah satu caranya adalah dengan Analisa Abu. Bila tanaman dikeringkan dengan pemanasan 100^o C beberapa lama, maka diperoleh bahan kering yang terdiri dari zat organik. Kandungan air pada tanaman pada umumnya 70% atau lebih berat dari berat tanaman hidup. Di mana persenan air itu sangat relatif, misalnya tanaman air, kandungan airnya hampir 98%, sedangkan tumbuhan berkayu umumnya 50% air dan biji kandungan airnya hanya 5%.

Bila bahan kering (setelah dipanaskan 100^o C) di masukkan dalam tungku sampai suhu 600^o C selama beberapa jam, maka semua bahan organik telah habis terbakar dan sisanya berupa zat anorganik yang banyak ± 1% dari berat kering tanaman. Di mana persenan ini juga bervariasi tergantung jenis tanaman.

Dari analisa abu ini menunjukkan unsur-unsur apakah yang pada umumnya selalu terdapat di dalam tubuh tanaman. Sebagian unsur, seperti Nitrogen tak terdapat lagi dalam abu karena telah terlepas pada pembakaran.abu dari berbagai tanaman yang diselidiki pengandung 40-60 elemen, diantaranya emas dan plutonium.

Elemen-elemen yang hampir selalu ada di dalam tanaman adalah : C, ,H, O, N, S, P, K, Ca, Mg, Fe. Sedangkan unsur Zn, Mn, Cu, B dan Mo ditemukan dalam jumlah yang sangat kecil. Di samping itu ada juga unsur lain yaitu Si, Al dan Cl. Kesepeluh unsur (C, H, …Fe) disebut unsur Mayor atau makro, sedangkan Zn Mn, Cu, B, dan Mo, Si, Al, Cl disebut mikronutrien atau unsur mikro. Venkataraman (1963) menjelaskan bawa Co, Zn, B, Mo berfungsi sebagai tracer element yaitu unsur yang diperlukan dalam jumlah yang kecil tetapi mutlak diperlukan oleh tanaman.

Unsur-unsur tersebut baik yang makro maupun yang mikro diperlukan untuk :

1. 
   Membangun tubuh tumbuhan.
   
2. 
   Assimilasi atau fotosintesis dan
   
3. 
   Untuk pertumbuhan tanaman
   

Tumbuhan yang aktif membelah lebih banyak unsur K walau pun sukar didapati sebagai senyawa organik. Banyaknya unsur hara yang diperlukan tumbuhan tergantung pada species. Misalnya: Bakteri dan Alga tumbuhan tinggi tanaman budidaya. Sedangkan fungsi unsur adalah: Misalnya unsur Si pada tumbuhan jagung, tebu, padi untuk penguat dinding sel, begitu pula pada diatom sedang Cl dan Al berfungsi mempertinggi kualitas tanaman.

Definisi unsur -unsur dan peranannya.

1. 
   Definisi unsur Nitrogen
   

Menyebabkan tanaman menjadi kerdil dan mengalami krolosis (dengan tanda-tanda daun menguning atau mati sebagian atau mati seluruhnya). Menguningnya daun tidak dimulai dari pangkal melainkan dari ujung, sedangkan tulang-tulang tetap berwarna hijau.

Nitrogen diambil dalam bentuk NO₃^- atau NH₄^- dari dalam tanah, kecuali tumbuhan leguminoceae dapat menambat N₂ bebas dari udara dengan batuan bacteri Rhizobium leguminoceae. Jika N₂ ada tersedia berlebihan, maka daun tanaman menjadi tebal berwarna hijau tua, sedang batang tampak agak lemah.

2. 
   Fosfor
   

Fosfor diambil oleh tanaman dalam bentuk H₂PO₄ digunakan untuk pembentukan pospolipida dan nuleoprotein. Jika fosfat yang ada tersedia di dalam tanah tidak cukup banyak, maka nitrogen berkurang. Fosfat lebih mudah diserap akar jika nitrogen tersedia di dalam bentuk zat organik, misalnya urea. Fosfor menyebabkan lekas dewasanya tanaman. Kekurangan fosfor dapat menyebabkan pertumbuhan terhambat, daun menjadi hijau tua, helaian daun dan tangkai tampak bagian-bagian yang mati dan rontok.

3. 
   Kalium
   

Kalium dalam tubuh tanaman dalam bentuk garam anorganik. Pada tanaman yang sedang mengalami pertumbuhan lebih banyak didapatkan K daripada tanaman tua. Kalium berperan dalam tumbuhan sebagai katalisator dalam pengubahan protein dan asam amino. Jika kekurangan K maka protein yang terdapat dalam tanaman sedikit, sedang asam amino agak tinggi. Sebaliknya jika ada cukup K, asam amino turun dan protein bertambah. Di samping itu K juga berfungsi dalam penyusunan dan pembongkaran karbohidrat, oleh karena itu kekurangan K menyebabkan terhambatnya fotosintesis dan bertambah giatnya pernapasan. Gejala defisiensi K, daun kuning, ada noda jaringan mati dalam lembaran daun, pertumbuhan terhambat, batang kurang kuat.

Gambar: tanaman kekurangan unsur hara

Gambar: tanaman kekurangan unsur P dan K

Gambar: tanaman kekurangan Nitrogen

4. Kalsium (Ca)

Kalsium diambil dari tanah sebagai Ca⁺ (Kation), berguna untuk menguatkan dinding sel, dapat sebagai Ca-oksalat, mempergiat pembelahan sel di daerah meristem, membantu pengambilan nitrat dan mengaktifkan enzim. Kekurangan Ca dalam tanah menyebabkan pengambilan unsur Mg menjadi berlebih sehingga tanaman menunjukkan tanda-tanda keracunan. Apabila tanaman kekurangan Ca perlu pemupukan Ca agar pengambilan unsur Ca dan Mg ada keseimbangan.

5. Magnesium (Mg)

Magnesium berguna untuk pembentukan klorofil. Kekurangan Mg mengakibatkan klorosis. Mg juga berperanan dalam pertukaran zat posfat, ikut serta mempengaruhi proses pernapasan dan mengaktifkan enzim.

6. Belerang (Sulfur)

Sulfur sebagai penyusun macam-macam asam aminotiamin dan biotin (sebagai vitamin). Diserap oleh tanaman dalam bentuk ion SO₄-. Kekurangan Sulfur (S)daun-daun yang muda menjadi kuning, sedang daun yang tuapun berubah menjadi pucat.

7. Besi (Fe)

Besi diperlukan tanaman untuk pembentukan klorofil. Kekurangan besi dalam bentuk Ion Fe²⁺ menimbulkan klorosis. Di samping itu besi berperan sebagai koenzim di dalam berbagai proses seperti pada peristiwa pernapasan, merupakan bagian dari enzim-enzim katalase, peroksidae, serta sitokrom.

8. Borium (B)

Fungsi Borium belum diketahui, gejala kekurangan Borium adalah lekas matinya bagian-bagian yang mengalami pertumbuhan seperti “penyakit pucuk (Tap sickness) pada tembakau, menguningnya kobis, menggulungnya daun kentang.”

9. Mangaan (Mn)

Mangaan merupakan mikro-elemen yang mengaktifkan beberapa enzim seperti dehidrogenase dan karboksilase. Defisiensi Mangaan menyebabkan klorosis. Keberadaannya, pada tanah yang mengandung basa, kandungan Mn berkurang atau minim.

10. Tembaga (Cu)

Tembaga merupakan mikro elemen, berperan dalam proses oksidasi reduksi. Terlalu banyak Cu dapat bersifat toksis. Defisiensi Cu mengakibatkan mengisutnya ujung daun dan akhirnya rontok.

11. Seng (Zn)

Seng juga merupakan mikro elemen yang penting dalam mengaktifkan enzim, diperlukan tanaman untuk pembentukan asam indol asetat. Kekurangan Zn mengakibatkan salah tumbuh pada ujung akar dan akhirnya menghambat pertumbuhan.

12. Molybdad/Molybdenum (Mo)

Mo merupakan mikro elemen paling sedikir dan sangat dibutuhkan tanaman dalam mereduksikan nitrat. Defisiensi Mo mengakibatkan terganggungnya pertumbuhan tanaman, tetapi terlalu banyak Mo menyebabkan toksis.

13. Aluminium (Al)

Al merupakan mikro elemen yang tidak esensial bagi tanaman, tetapi diperlukan oleh kebanyakan tumbuhan, unsur ini banyak terdapat dalam tanah yang sedikit asam.
14. Silikon/Silisium (Si)

Si diperlukan sekali oleh Diatomae, gramineae untuk pembentukan dinding sel dan juga diperlukan dalam pembelahan mitosis diatomae. Sedang bagi tanaman lainnya unsur ini tidak essensial.

TUGAS:

Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas

1. 
   Unsur apa saja yang diperlukan oleh tanaman untuk pembentukan klorofil
   
2. 
   Unsur apa saja yang diperlukan oleh tanaman untuk pembentukan protein
   
3. 
   Kenapa unsur makro dan mikro disebut unsur esensial
   

Jawaban soal tersebut di atas akan dibahas dalam pertemuan perkuliahan Jumat tgl 18 Maret 2016.