NUTRISI PADA TUMBUHAN
LAPORAN PRAKTIKUM untuk memenuhi tugas mata kuliah Fisiologi Tumbuhan yang dibimbing oleh Ibu Prof. Dr. Herawati Susilo, M.Sc. Ph.D dan Ibu Balqis, S.Pd, M.Si
Kelompok 4 Offering B Anggota: Auliyah Shofiyah Firmanya Marsudi Wicaksana Luluk Faricha Muhammad Marjoko Wibisono Vilda Rima Aulia Zahroh
130341614790 130341614790 130341614810 130341614810 130341614805 130341614805 130341603374 130341603374 130341614807 130341614807
UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN BIOLOGI Oktober 2014
A. Topik
: Nutrisi Pada Tumbuhan
B. Tujuan
: Praktikum ini bertujuan untuk
-
Mengetahui elemen-elemen yang dibutuhkan oleh suatu tumbuhan
-
Membedakan pengaruh defisiensi suatu elemen terhadap pertumbuhan tanaman
C. Dasar Teori :
Tumbuhan memerlukan nutrisi untuk hidup dari lingkungannya. Nutrisi yang esensial bagi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan terdiri dari makro dan mikro nutrien. Unsur makro diperlukan tanaman dalam jumlah yang relatif banyak, sedangkan unsur mikro diperlukan tumbuhan dalam jumlah yang relatif sedikit (Kriangsek, 1986). Makronutrien merupakan unsur yang sangat diperlukan oleh tanaman dalam jumlah yang banyak. Yang terbagi lagi dalam unsur esensial dan unsur non esensial. Elemen makronutrien yang tergolong di dalam unsur esensial ialah Karbon (C), Hidrogen (H) , Oksigen (O) ,Nitrogen (N), Fosforus(P) dan Kalium(K). Unsur-unsur karbon, hidrogen dan oksigen cukup mudah diperoleh tanaman melalui udara dan air. Menurut (Dahlia,2000) kelompok makronutrien
terdiri
atas
C,H,O,P,K,N,S,Ca,Fe,
dan
Mg.
Sedangkan
kelompok mikroelemen terdiri atas Mn,B,Zn,Cl, dan Mo. Elemen makro berfungsi unuk proses elektrokimia, pembentuk struktur tumbuhan dan terlibat aktif dalam reaksi katalitik. Elemen mikro hanya han ya melakukan fungsi katalitik. Unsur-unsur esensial tersebut diperlukan oleh tumbuhan untuk proses tumbuh dan berkembang serta sangat penting dalam melengkapi siklus hidupnya. Oleh karena itu, keberadaan unsur-unsur esensial ini tidak dapat digantikan oleh unsur-unsur yang lainnya, selain fungsi dari unsur-unsur tersebut bersifat langsung. Ada tiga kriteria yang harus dipenuhi sehingga suatu unsur dapat disebut sebagai unsur esensial: yang pertama Unsur tersebut diperlukan untuk menyelesaikan satu siklus hidup tanaman secara normal yang kedua unsur tersebut memegang peran yang penting dalam proses biokhemis tertentu dalam tubuh tanaman dan peranannya tidak dapat digantikan atau disubtitusi secara keseluruhan oleh unsur lain. Serta yang
ketiga, peranan dari unsur tersebut dalam proses biokimia tanaman dibutuhkan secara langsung (Rahayu, 2011). Apabila
tanaman
tidak
mendapatkan
unsur
tersebut
tidak
dapat
menyelesaikan siklus hidup secara penuh, unsur yang bersangkutan terlibat langsung dalam proses metabolisme, fungsi fisiologisnya tidak dapat digantikan oleh unsur lain. Pada kondisi tertentu, tanaman dapat kekurangan salah satu unsur hara yang diperlukan yang berakibat pada timbulnya gejalagejala defisiensi yang kadangkala gejala tersebut sangat khas untuk unsur tertentu (Rahayu, 2011). Jika ketersediaan unsur
hara
esensial
kurang
dari
jumlah
yang
dibutuhkan tanaman, maka tanaman akan terganggu metabolismenya yang secara
visual
dapat
terlihat
dari
penyimpangan-penyimpangan
pada
pertumbuhannya. Gejala kekurangan unsur hara ini dapat berupa pertumbuhan akar, batang atau daun yang terhambat (kerdil) dan klorosis pada berbagai organ tanaman (Salim, 2011). Peranan dari setiap unsur hara mineral dalam pertumbuhan tanaman dikemukakan secara singkat di dalam uraian-uraian di bawah ini . 1.
Kalsium (Ca) Defisiensi unsur
Ca
meyebabkan
terhambatnya
pertumbuhan
sistem
perakaran, selain akar kurang sekali fungsinyapun demikian terhambat, gejalagejalanya yang timbul tampak pada daun, dimana daun-daun muda selain berkeriput mengalami perubahan warna, pada ujung dan tepi-tepinya klorosis (berubah menjadi kuning) dan warna ini menjalar diantara ujung tulang-tulang daun, jaringan-jaringan daun pada beberapa tempat mati. Kuncup-kuncup yang telah tumbuh mati. Defisiensi unsur Ca menyebabkan pula pertumbuhan tanaman demikian lemah dan menderita. Hal ini dikarenakan pengaruh terkumpulnya zat-zat lain yang banyak pada sebagian dari jaringan jaringannya. Keadaan yang tidak seimbang inilah yang menyebabkan lemah dan menderitanya tanaman tersebut atau dapat dikatakan karena distribusi zatzat yang penting bagi pertumbuhan bagian yang lain terhambat ( tidak lancar) (Salim, 2011).
2. Besi (Fe) Defisiensi zat besi sesungguh-nya jarang sekali terjadi. Terjadinya gejalagejala pada bagian tanaman terutama daun yang kemudian dinyatakan sebagai kekurangan tersedia-nya zat Fe (besi) adalah karena tidak seimbang tersedianya zat Fe dengan zat kapur pada tanah yang berkelebihan kapur dan yang bersifat alkalis. Jadi masalah ini merupakan masalah pada daerah – daerah yang tanahnya banyak mengandung kapur. Gejala-gejala yang tampak pada daun muda, mula-mula secara setempat-tempat berwarna hijau pucat atau hijau kekuningan-kuningan, sedang tulang-tulang daun tetap berwarna hijau serta jaringan-jaringannya tidak mati. Selanjutnya pada tulang-tulang daun terjadi klorosis yang tadinya berwarna hijau berubah menjadi warna kuning dan ada pula yang menjadi putih. Gejala selanjutnya yang paling hebat terjadi pada musim kemarau, daun-daun muda yang banyak yang menjadi kering dan berjatuhan (Salim, 2011). 3. Nitrogen (N) Unsur ini penting bagi tanaman dapat disediakan oleh manusia melalui pemupukan. Nitrogen umumnya diserap oleh tanaman dalam bentuk NO 3- dan NH4+ walaupun urea (H 2 NCONH2) dapat juga dimanfaatkan oleh tanaman karena urea secara cepat dapat diserap melalui epidermis daun. Jarang sekali bahwa urea diabsorpsi melalui akar karena di dalam tanah urea dihidrolisa menjadi NH4+. Nitrogen yang diserap ini di dalam tanaman diubah menjadi – N, -NH, -NH2. bentuk reduksi ini kemudian diubah menjadi senyawa yang lebih kompleks dan akhirnya menjadi protein.Protein di dalam sel-sel vegetatif tanaman, umumnya adalah peranan fungsional daripada struktural. Sebagian besar berupa enzym dan sisanya berupa nucleoprotein dimana sebagian terdapat di dalam kromosom. Dengan demikian maka protein bersifat seperti katalisator dan sebagai pemimpin dalam proses metabolisme. Protein-protein yang fungsional tidak stabil, mereka selalu pecah dan kemudian membentuk kembali. Kekurangan N biasanya menyebabkan pertumbuhan tanaman tertekan dan daun-daun menjadi kering. Gejala chlorosis mula-mula timbul pada daun yang
tua sedangkan daun-daun muda tetap berwarna hijau. Kenyataan ini membuktikan mobilitas N di dalam tanaman. Apabila akar tanaman tidak dapat mengambil N cukup untuk pertumbuhannya maka senyawa N di dalam daun-daun yang tua menjalani proses autolysis. Dalam hal ini protein dirubah menjadi bentuk yang larut dan ditranslokasi ke bagian-bagian yang muda dimana jaringan meristemnya masih aktif. Pada keadaan kandungan N yang rendah sekali, daun akan menjadi coklat dan mati (Sali m, 2011). 4. Magnesium (Mg) Magnesium diabsorpsi dalam bentuk ion Mg dan merupakan satu-satunya mineral yang menyusun chlorophyl. Dengan demikian maka peranan Mg menjadi cukup jelas. Kadar Mg dalam tanaman berkisar antara 0.1 – 0.4 %.Walaupun sebagian besar magnesium dijumpai di dalam chloropyl, tetapi sering juga cukup banyak dijumpai di dalam biji. Nampaknya ia mempunyai hubungan dengan metaolisme fosfat dan juga memegang peranan khusus dalam mengaktifkan beberapa sistem enzym. Mg juga berperan dalam sintesa protein dan Mg diduga mendorong pembentukkan rantai polypeptide dari asam-asam amino. Oleh sebab itu kekurangan g mengakibatkan jumlah N protein menurun dan N-protein meningkat (Gardner, 1991). 5. Fosfor ( P ) Fosfor (P) merupakan unsur hara yang diperlukan dalam jumlah besar (hara makro). Jumlah fosfor dalam tanaman lebih kecil dibandingkan Nitrogen dan Kalium. Tetapi fosfor dianggap sebagai kunci kehidupan (Key of life). Unsur Fosfor di tanah berasal dari bahan organik, pupuk buatan dan mineralmineral di dalam tanah (apatit). Tanaman menyerap fosfor dalam bentuk ion ortofosfat (H2PO4-) dan ion ortofosfat sekunder (HPO4-). Unsur P masih dapat diserap dalam bentuk lain, yaitu bentuk pirofosfat dan metafosfat, bahkan kemungkinan unsur P diserap dalam bentuk senyawa oraganik yang larut dalam air, misalnya asam nukleat dan phitin. Fosfor yang diserap tanaman dalam bentuk ion anorganik cepat berubah menjadi senyawa fosfor organik. Fosfor ini mobil atau mudah bergerak antar jaringan
tanaman.
Kadar
optimal
fosfor
dalam
tanaman
pada
saat
pertumbuhan vegetatif adalah 0.3% - 0.5% dari berat kering tanaman.Fungsi
fosfor (P) adalah untuk pembelahan sel, pembentukan albumin, pembentukan bunga, buah dan biji. Selain itu fosfor juga berfungsi untuk mempercepat pematangan memperbaiki
buah,
memperkuat
kualitas
tanaman,
batang,
untuk
metabolisme
perkembangan
karbohidrat,
akar,
membentuk
nucleoprotein (sebagai penyusun RNA dan DNA) dan menyimpan serta memindahkan energi seperti ATP. Unsur Fosfor juga berfungsi untuk meningkatkan ketahanan tanaman
terhadap penyakiT (Rosmarkam dan
Yuwono,2002). D. Alat dan Bahan Alat
Bahan
Botol berwarna gelap Kapas Labu takar Gelas ukur Batang pengaduk Beaker glass Kertas label Benang bol mistar
Tanaman kacang hijau KNO3 MgSO4 KH2PO4 CaCl2 NaCl FeEDTA
E. Langkah Kerja
Membuat larutan hidroponik Disiapkan KNO3 sebanyak 1 gram, MgSO 4 ,KH2PO4,CaCl2 masing-masing 0,5 gram , NaCl Sebanyak 0,25 gram , dan FeEDTA 0,01 gram
Dibuat larutan hidroponik larutan lengkap dan larutan defisiensi ,Mg,P,Ca,
Disiapkan botol berwarna gelap Beri label ada masin -masin botol Di tuang larutan tersebut pada botol berwarna gelap sesuai dengan label yang Menanam tanaman dalam larutan hidroponik Ditutu botol tersebut den an baik
Dikecambahkan biji kacang hijau pada kapas basah hingga muncul daun pertama
Siapkan 6 botol berwarna gelap denganvolume 150 ml
Di isi masing-masing botol dengan 140 ml larutan sach dalam berbagai macam
Diberi label pada setiap botol sesuai dengan defisiensi garam mineralnya
Ditandai batas atas larutan den an s idol
Diambil 6 tanaman kacang hijau Diukur dan dicatat tinggi setiap tanaman meliputi : rerata penjang akar, jumlah akar, panjang dan lebar daun, jumlah daun, warna dan keadaan daun
Masukan masing-masing tanaman dalam botol yang telah berisi larutan sach
Diganjal tanaman dengan menggunakan kapas yang juga berfungsi sebagai
Diletakan botol pada tempat yang cukup mendapat sinar Diamati pertumbuhan tanaman setiap 2 hari sekali selama 3 minggu
Ditambahkan aquades bila jumlah larutan dalam botol berkurang sampai batas atas dan di anti larutan sach setia 10 hari
Hasil
F. Data Pengamatan
Hari
Perlakuan
Lebar
Panjang
Warna daun dan
daun
daun
keadaan daun
Lengkap
0,8; 0,9
2,6; 2,8
Hijau
Normal
Defisiensi N
0,8; 0,9
2,7; 2,7
Hijau
Normal
ke1
Defisiensi
0,8; 0,8
2,6;, 2,7
Hijau
Normal
Defisiensi P
0,8; 0,9
2,7; 2,6
Hijau
Normal
Defisiensi Ca
0,7; 0,9
2,6; 2,3
Hijau
Normal
Defisiensi Fe
0,7; 0,9
2,5; 2,7
Hijau
Normal
Lengkap
0,9; 1
2,9; 3
Hijau
Normal, segar
Defisiensi N
0,9; 0,9
2,8; 2,9
Hijau
Normal, segar
Defisiensi
0,9; 0,9
2,8; 2,8
Hijau
Normal, segar
Defisiensi P
0,9; 0,9
2,9; 2,8
Hijau
Normal, segar
Defisiensi Ca
0,9; 1
2,8; 2,6
Hijau
Normal, segar
Defisiensi Fe
0,9; 1
2,8; 3
Hijau
Normal, segar
Lengkap
1,1; 1,2
3,5; 3,4
Hijau
Normal, segar
Defisiensi N
1,0; 1,1
3,4; 3,6
Hijau muda
Menekuk
Mg
2
Mg
3
di
ujung Defisiensi
1,0; 1,1
3,3; 3,5
Hijau muda
Kusut dan tipis
1,1; 1,1
3,4; 3,2
Hijau
Menekuk
Mg Defisiensi P
di
ujung
4
Defisiensi Ca
1,1; 1,1
3,2; 3,2
Hijau muda
Normal
Defisiensi Fe
1,1; 1,3
3,4; 3,6
Hijau
Normal
Lengkap
1,1; 1,2
3,5; 3,8
Hijau
Normal, segar
Defisiensi N
1,2; 1,2
3,4; 3,8
Hijau muda
Menekuk
kekuningan
ujung
Hijau muda
Kusut
Defisiensi
1,1; 1,1
3,4; 3,8
Mg Defisiensi P
kekuningan 1,2; 1,3
3,4; 3,3
Hijau muda
Sedikit melengkung
Defisiensi Ca
1,1; 1,1
3,1; 3,1
Hijau muda Normal, segar kekuningan
Defisiensi Fe
1,3; 1,4
3,4; 3,8
Hijau muda
Sedikit
di
melengkung 5
Lengkap
1,2; 1,3
3,6; 3,8
Hijau
Normal, segar
Defisiensi N
1,2; 1,3
3,5; 3,9
Hijau
melengkung
Defisiensi
1,2; 1,2
3,6; 4
Hijau
Kusut
1,3; 1,3
3,5; 3,5
Hijau
Sedikit
Mg Defisiensi P
melengkung Defisiensi Ca
Defisiensi Fe
1,2; 1,3
1,3; 1,4
3,2; 3,3
3,5; 3,8
Hijau
Melengkung
kekuningan
ujung
Hijau muda
Melengkung ujung
6
Lengkap
1,4; 1,4
3,7; 3,9; 1,1
Hijau
Normal, segar
Defisiensi N
1,3; 1,3
3,6; 3,8
Hijau
Melengkung
kekuningan Defisiensi
Mati
Mati
Mg Defisiensi P
Hijau muda Kusut kekuningan
1,3; 1,4
3,6; 4
Hijaumuda
Melengkung
kekuningan
7
Defisiensi Ca
Mati
Mati
Kekuningan
Kusut
Defisiensi Fe
1,4; 1,4
3,6; 3,8
Hijau
Sedikit layu
Lengkap
1,4; 1,6
3,9; 4,1; 1,3
Hijau
Normal, segar
Defisiensi N
1,3; 1,4
3,6; 3,8
Hijau
Sedikit layu
kekuningan Defisiensi
Mati
Mati
Mg Defisiensi P
Hijau muda Kusut kekuningan
1,3;1,4
3,8; 4,1
Hijau
Sedikit layu
kekuningan Defisiensi Ca
Mati
Mati
Kekuningan
Kusut
Defisiensi Fe
1,4; 1,4
3,8, 3,9
Hijau
Sedikit layu
di
di
No
Perlakuan
Panjang Batang (cm)
Panjang Akar (cm)
Awal
Akhir
Awal
Akhir
1
Lengkap
15,9
19,5
0,6
0,9
2
Defisiensi N
15,3
17,6
0,5
0,8
3
Defisiensi Mg
14,8
17,6
0,5
0,7
4
Defisiensi P
14,4
16,4
0,7
1,0
5
Defisiensi Ca
14,8
16,1
0,4
0,8
6
Defisiensi Fe
13,7
18,1
0,5
0,9
G. Analisa Data
Pada praktikum ini, kecambah kacang hijau ditanam dalam berbagai jenis defisiensi pada larutan Sach. Defisiensi tersebut adalah defisiensi pospor, nitrogen, magnesium, besi, dan kalsium. Sebagai pembanding, terdapat kecambah kacang hijau yang ditanam dalam media larutan Sach yang nutrisinya lengkap. Semua daun mengalami pertumbuhan tanaman yang cukup baik. Pertumbuhan tanaman yang diukur adalah panjang daun dan lebar daun. Sedangkan panjang batang dan akar diukur pada hari pertama dan terkahir. Tumbuhan dengan nutrisi lenkap merupakan tumbuhan dengan panjang daun dan lebar daun terbesar daripada tumbuhan dengan defisiensi. Hal ini karena nutrisinya tercukupi dehingga tumbuhand apat melakukan metabolisme dengan baik. Pada tumbuhan dengan defisiensi pospor, keadaan daun menekuk di bagian ujung. Warna daun tampak berbeda dibandingkan dengan tanaman pada media nutrisi lengkap. Daun tampak berwarna lebih muda. Pada tumbuhan defisiensi nitrogen, daun tidak mengalami perpanjangan pada pengukuran ke 5. Daun menekuk di ujung. Warna daun berbeda dari tumbuhan media nutrisi lengkap. Warna daun tidak segar dan terlihat berwarna lebih muda. Tanaman dengan defisiensi nitrogen merupakan tanaman dengan pertumbuhan terlambat. Hal ini menunjukkan bahwa nitrogen merupakan unsur yang makromolekul dalam tumbuhan.
Pada tumbuhan defisiensi magnesium, terlihat warna daun lebih muda. Tulang daun tampak berwarna lebih muda. Daun melengkung dan tampak layu. Tumbuhan mati pada pengukruan ke 5. Pada defisiensi kalsium tumbuhan mati pada pengukuran hari ke 5. Tumbuhan tidak mengalami pemanjangan dan pelebaran daun yang berarti. Daunnya tampak keriput dan berwarna kekuningan. Kematian tumbuhan adalah nekrosis. Pada tanaman dengan defisiensi Fe, pemanjangan dan pelebaran daun terjadi secara normal. Namun daun mengalami perubahan warna. Awalnya daun berwarna sedikit lebih muda. Namun tulang daun berwarna tetap. Kemudian tulang daun berwarna kekuningan juga. H. Pembahasan
Tumbuhan memerlukan bermacam-macam mineral, baik kelompok makronutrien maupun mikronutrien. Unsur-unsur ini dapat diperoleh tumbuhan dari lingkungan atau media hidupnya. Unsur-unsur tersebut diserap tumbuhan dalam bentuk kation anion, molekul sederhana (misal: air, CO 2, dan gas-gas lainnya) serta molekul organik sederhana. Sebagian unsur nutrisi dibutuhkan dalam kadar “cukup banyak” dan sebagian yang lain dalam kadar yang “sedikit”. Menurut taraf kebutuhan tersebut nutrisi tumbuhan dibedakan menjadi tiga kelompok elemen, yakni makronutrien, mikronutrien, dan unsur lain berupa trace element. a. Makronutrient meliputi unsur C, N, H, O, S, P, Ca, Fe dan Mg b. Micronutrient meliputi unsur K, Na, Mn, B, Zn, Cu dan Mo. c. Trace element meliputi unsur Al, Si, Au, Ni Semua tanaman membutuhkan unsur – unsur hara esensial. Terdapat 16 unsur hara esensial bagi tumbuhan, sebagian besar diperoleh dari dalam tanah yaitu sebanyak 13 jenis, sisanya yaitu C, H, dan O berasal dari udara. Berdasarkan perbedaan konsentrasinya yang dianggap berkecukupan dalam jaringan tumbuhan, maka unsur hara esensial dibedakan menjadi unsur makro dan unsur mikro. Yang tergolong unsur makro (C, H, O, N, P, K, Ca, Mg dan S) adalah unsur esensial dengan konsentrasi 0,1 % (1000 ppm) atau lebih; sedangkan unsur dengan konsentrasi kurang dari 0,1 % digolongkan sebagai
unsur mikro (Cl, Fe, B, Mn, Zn, Cu dan Mo). Kekurangan unsur hara akan menyebabkan terjadinya hambatan dalam pertumbuhan dan gejala-gejala lain yang dapat mengganggu mutu pertumbuhan tanaman dan pada akhirnya menurunkan produksi yang dihasilkan (Filter, 1991). Suatu tanaman dapat tumbuh, berkembang dan berproduksi sampai menyelesaikan suatu siklus hidup dengan sempurna biasanya membutuhkan enam belas unsur esensial. Keenambelas unsur hara tersebut terbagi kedalam dua bagian besar yaitu unsur hara makro dan unsur hara mikro. Unsur hara makro terdiri dari 9 unsur sedangkan unsur mikro atau trace element terdiri dari 7 unsur. Unsur hara makro biasanya dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang lebih besar atau lebih banyak dibandingkan unsur hara mikro yaitu dalam satuan gram-kg/tanaman (Dwijoseputro, 1983). Unsur mikro sendiri dibutuhkan sekitar mg – gram/tanaman saja. Kenyataan yang sering kita jumpai dilapang, petani kadang hanya memberikan unsur hara makro saja sedangkan pemberian unsur hara mikro itu sendiri sering dilupakan. Hal ini dimungkinkan karena masyarakat kita seringkali berpendapat bahwa penggunaan pupuk konvensional sudah cukup memberikan nutrisi bagi perkembangan maupun pertumbuhan tanaman. Memang tak dapat dipungkiri bahwa selama ini masyarakat petani merasa tanamannya telah diberikan nutrisi yang cukup dengan pemupukan konvensional tersebut. Dengan penggunaan dosis yang ada, mereka merasa sudah cukup karena produksi yang dihasilkan tidak begitu mengecewakan (Dartius, 1991). Menurut Barker dan David (2010), gangguan metabolisme yang diakibatkan oleh defisiensi nutrien memberikan hubungan antara fungsi elemen dan kenampakan abnormal yang terlihat. Gejala yang tampak memperlihatkan kekurangan nutrisi pada tanaman. Berdasar sifat kemudahan ditranslokasikan dari satu organ ke bagian organ yang lain, unsur nutrisi dibedakan menjadi unsur “mobile” (dapat dipindahkan) dan “immobile” (sukar / tidak dapat dipindahkan). Unsur -unsur mobile antara lain N, P, K, Mg dan Zn (Salisburry, 1992). Bila tumbuhan kekurangan suplai unsur-unsur mobile yang dibutuhkan, terutama bagi jaringan yang sedang tumbuh dan berkembang, maka tumbuhan akan
mengambilkan unsur tersebut dari jaringan
yang sudah mengalami
kemunduran, seperti daun-daun tua. Dengan demikian defisiensi unsur mobile akan ditampakkan pada jaringan tua. Sebaliknya, defisiensi unsur immobile akan langsung
tampak pada jaringan-jaringan muda. Untuk mengamati
secara lebih cermat mengenai kebutuhan mineral bagi tumbuhan, umumnya dilakukan dengan suatu dengan teknik kultur pasir atau kultur air. Pada praktikum ini kami membuat larutan hidroponik yang dibuat dengan larutan Sach. Masing-masing larutan memiliki defisiensi.
1. Defisiensi Fosfor (P) Fosfor (P) merupakan ortho – fosfat yang memegang peranan penting dalam kebanyakan reaksi enzim pada fosforilase. Fosfor merupakan bagian dari inti sel sehingga sangat penting dalam pembelahan sel, serta perkembangan jaringan meristem. Fosfor dapat merangsang pertumbuhan perakaran dan tanaman, mempercepat pembungan, mempercepat pemasakan biji serta penyusun lemak dan protein (Sarief, 1985). Unsur hara P dapat mendukung peristiwa pembelahan sel, pembelahan albumin, merangsang pertumbuhan akar halus dan akar serabut serta merangsang peningkatan kualitas hasil tanaman dan memperkuat batang tanaman agar tidak mudah roboh. Unsur fosfor diperlukan tanaman dalam jumlah banyak. Menurut Suprapto (1991) hara fosfor diserap oleh tanaman sepanjang masa pertumbuhannya. Fungsi unsur fosfor dalam pertumbuhan yaitu merangsang perakaran sehingga tanaman lebih tahan terhadap kekeringan (Suprapto, 1991). Pada tanaman pospor banyak ditemukand alam bentuk pospat ester. Pospat ester penting dalam membuat DNA dan RNA. Pospor juga membentuk ATP dan ADP. Gejala kekurangan unsur hara P adalah memperlambat pembentukan bunga, buah dan biji, pembelahan sel batang mudah roboh. Karakteristik utama defisiensi adalah berkurangnya warna hijau pada daun. Terkadang, pigmen biru dan ungu terakumulasi sehingga memberikan warna daun hijau keunguan dan menyebabkan titik nekroses. Pada beberapa kasus, pigmen biru da ungu juga terakumulasi (Hopkins, 2004). Penjelasan tersebut sesuai dengan
pengamatan. Pada tumbuhan dengan defisiensi pospor, keadaan daun menekuk di bagian ujung. Warna daun tampak berbeda dibandingkan dengan tanaman pada media nutrisi lengkap. Daun tampak berwarna lebih muda. 2. Defisiensi Nitrogen Meskipun atmosfer diperkirakan mengandung 80% nitorgen, hanya prokariot jenis tertentu yang mampu menangkap nitrogen. Tanaman menyerap nitrogen dari tanah dalam bentuk ion nitrat anorganik dan ion amonium. Pada tanaman, NO3- akan tereduksi mejadi NH4+ sebelym dapat membentuk asam amno, protein, dan molekul yang mengandung nitrogen lainnya. Nitrogen adalah konstituen dalam banyak molekul penting seperti protein, asam nukleat, hormon dan klorofil. Sehingga gejala kekurangan yang nampak adalah pertumbuhan yang lambat dan terhambat dan klorosis pada daun. Nitrogen bersifat mobile dalam tanaan. Ketika daun tua kuning dan mati, nitrogen dimobilisasi. Terutama dalam bentuk amina dan amides dan dieksport dari daun uta ke daun muda. Kondisi kekurangan nitrogen dapat menyebabkan akumulasi antosianin pada banyak spesies. Nitrogen dapat menstimulasi pertumbhan sistem akar (Hopkins, 2004) Nitrogen (N) merupakan unsur hara utama bagi pertumbuhan tanaman, sebab nitrogen penyusun dari semua protein, asam nuklei serta protoplasma secara keseluruhan (Sarief, 1985). Menurut Harjadi (1997) ketersediaan unsur N pada tanaman dapat membantu pembentukan klorofil dan dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman. Nitrogen sangat diperlukan dalam pembentukan bagian – bagian vegetativ seperti daun, batang dan akar. Apabila terlalu banyak akan menghambat pembungaan dan pembuahan tanaman kedelai (Sarief, 1985). Apabila tanaman kekurangan unsur hara N maka tanaman akan mengalami kekerdilan, terbatasnya pertumbuhan akar, serta menguningnya dedauan tanaman yang ada. Menurut Irwan (2001), tanaman kekurangan unsur hara N dalam pertumbuhan tanaman akan kurus, tidak segar (warna hijau muda) daun tua berubah kuning, buah tumbuhan kerdil dan mempercepat waktu pemasakan buah walaupun belum waktunya. Pada pengamatan, pada tumbuhan defisiensi nitrogen, daun tidak mengalami perpanjangan pada
pengukuran ke 5. Daun menekuk di ujung. Warna daun berbeda dari tumbuhan media nutrisi lengkap. Warna daun tidak segar dan terlihat berwarna lebih muda merupakan gejala dari klorosis daun. Tanaman dengan defisiensi nitrogen merupakan tanaman dengan pertumbuhan terlambat. 3. Defisiensi Mg Magnesium didistribusikan dalam bentuk kation divalen. Magnesium terdapat dalam jumlah yang kurang di tanah namun dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang banyak. Defisiensi magnesium terjadi pada tanah asam. Magnesium penting dalam stabilisasi struktur ribosom dan sebagai aktivator untuk beberapa enzim penting. Mg2+ juga aktivator untul ribulosebisphospate carboxylase dan phospoenolphyruvate carboxylase. Unsur Mg merupakan bagian pembentuk klorofil, oleh karena itu kekurangan Mg yang tersedia bagi tanaman akan menimbulkan gejala – gejala yang tampak pada bagian daun, terutama pada daun tua. Klorosis tampak pada diantara tulang-tulang daun, sedangkan tulang-tulang daun itu sendiri tetap berwarna hijau. Bagian diantara tulang-tulang daun itu secara teratur berubah menjadi kuning dengan bercak kecoklatan. Daun-daun ini mudah terbakar oleh terik matahari karena tidak mempunyai lapisan lilin, karena itu banyak yang berubah warna menjadi coklat tua/kehitaman dan mengkerut. Defisiensi Mg menimbulkan pengaruh pula pada pertumbuhan biji, bagi tanaman yang banyak menghasilakn biji hendaknya diperhatikan pemupukannya dengan MgSO4, MgCO3 dan Mg(OH)2 (Hopkins, 2004) Defisiensi
magnesium
menyebabkan
timbulnya
warna
keputihan
sepanjang kanan dan kiri tulang daun pada daun tua dengan warna keunguan sepanjang pinggir daun. Gejala ini dapat merupakan indikasi bahwa tanah tersebut masam, terutama timbul pada tanaman muda dengan pengolahan tanah yang kurang intensif. Pada tumbuhan defisiensi magnesium, terlihat warna daun lebih muda. Tulang daun tampak berwarna lebih muda dan terlihat nyata lebih muda. Hal ini
karena
Mg
merupakan
unsur
penyusun
klorofil
sehingga
akan
menyebabkan gangguan secara lngsung pada klorofil. Daun melengkung dan tampak layu. Tumbuhan mati pada pengukruan ke 5.
4. Defisiensi Fe Defisiensi zat besi sesungguh-nya jarang sekali terjadi. Terjadinya gejalagejala pada bagian tanaman terutama daun yang kemudian dinyatakan sebagai kekurangan tersedia-nya zat Fe (besi) adalah karena tidak seimbang tersedianya zat Fe dengan zat kapur pada tanah yang berkelebihan kapur dan yang bersifat alkalis. Jadi masalah ini merupakan masalah pada daerah – daerah yang tanahnya banyak mengandung kapur. Gejala-gejala yang tampak pada daun muda, mula-mula secara setempattempat berwarna hijau pucat atau hijau kekuningan-kuningan, sedang tulangtulang daun tetap berwarna hijau serta jaringan-jaringannya tidak mati. Selanjutnya pada tulang-tulang daun terjadi klorosis yang tadinya berwarna hijau berubah menjadi warna kuning dan ada pula yang menjadi putih. Gejala selanjutnya yang paling hebat terjadi pada musim kemarau, daun-daun muda yang banyak yang menjadi kering dan berjatuhan. Kekurangan besi dapat menyebabakan kurangnya klorofil dan degenerasi struktur kloroplas. Klorosis muncul pertama kali pada daun muda karena mobilitas besid angat rendahdan tidak mudah dibagi dari daun tua. Klorosis bisa saja menyebar pada vena daun (Hopkins, 2004). Pada tanaman dengan defisiensi Fe, pemanjangan dan pelebaran daun terjadi secara normal. Namun daun mengalami perubahan warna. Awalnya daun berwarna sedikit lebih muda. Namun tulang daun berwarna tetap. Kemudian tulang daun berwarna kekuningan. Hal ini menunjukkan kekurangan Fe menyebabkan nekrosis pada daun. 5. Defisiensi Kalsium (Ca) Unsur Ca perannya sedikit dalam tumbuhan. Ca berperan sebagai pembentuk dinding sel tanaman. Fungsinya adalah untuk mengeraskan bagian kayu tanaman, merangsang pembentukan akar halus, mempertebal dinding sel tanaman, dan merangsang pertumbuhan biji (Wiryanta, 2008). Gejala kekurangan kalsium ditunjukkan dengan munculnya gejala berupa matinya titik tumbuh pada pucuk dan akar, kuncup bunga dan buah gugur prematur, warna buah yang tidak merata, buah retak-retak, misalnya pada tomat, tangkai bunga membusuk, terutama pada tomat dan cabai, buah kosong karena bijinya gagal terbentuk, misalnya pada kacang, daun muda berwarna cokelat dan terus
menggulung, misalnya pada jagung, serta daun terpilin dan mengerut, terutama pada tembakau (Novizan, 2005). Kalsium diambil dalam bentuk kation divalen. Kalsium banyak terdapat di tanah dan jarang mengalami kekurangan. Kalsium penting karena berperan dalam mitosis spinle selama pembelahan sel dan membentuk kalsium di lamela tengah dai sel. Kalsium juga dibutuhkan untuk intregitas fisik dan messenger kedua pada bebrapa hormon dan respon lingkungan (Hopkins, 2004) Defisiensi unsur Ca menyebabkan terhambatnya pertumbuhan sistem perakaran. Daun muda akan terdeformasi dan nekrosis. Selain jumlah yang kurang, fungsinyapun terhambat. Gejala-gejalanya yang timbul tampak pada daun, dimana daun-daun muda selain berkeriput mengalami perubahan warna, pada ujung dan tepi-tepinya klorosis (berubah menjadi kuning) dan warna ini menjalar diantara ujung tulang-tulang daun, jaringan-jaringan daun pada beberapa tempat mati. Kuncup-kuncup yang telah tumbuh mati. Defisiensi unsur Ca menyebabkan pula pertumbuhan tanaman lemah dan kekurangan. Hal ini dikarenakan pengaruh terkumpulnya zat-zat lain yang banyak pada sebagian dari jaringan-jaringannya. Keadaan yang tidak seimbang inilah yang menyebabkan lemah dan kurangnya tanaman tersebut atau dapat dikatakan karena distribusi zat-zat yang penting bagi pertumbuhan bagian yang lain terhambat (tidak lancar). I. Kesimpulan 1. Terdapat
16 macam elemen yang dibutuhkan oleh tumbuhan dalam
pertumbuhannya.
Elemen
tersebut
dibagi
dalam
makroelemen
dan
mikroelemen. Makroelemen dibutuhkan dalam jumlah banyak meliputi unsur C, N, H, O, S, P, Ca, Fe dan Mg. Mikroelemen dibutuhkan dalam jumlah sedikit meliputi unsur K, Na, Mn, B, Zn, Cu dan Mo. 2. Defisiensi P menyebabkan daun berwarna kekuningan dan tanaman tampak
mudah roboh. Defisiensi N menyebabkan tanaman menajdi kurus dan daun berwarna
kekuningan.
Defisiensi
Mg
menyebabkan
daun
berwarna
kekuningan dan tulang daun megalami klorosis. Defisiensi Fe menyebabkan terjadinya klorosis pada tulang daun. Defisiensi Ca menyebabkan daun
berekriput dan mengalami perubahan warna di ujung dan tepinya dan daun mengalami nekrosis. J. Diskusi
1. Golongkanlah garam-garam mineral yang digunakan dalam pembuatan larutan hidroponik ke dalam elemen makro dan elemen mikro Jawab : Makronutrien: KNO3, MgSO4, KH2PO4, FeEDTA, CaCl 2 Mikronutrien : NaCl 2. Jelaskan perbedaan dari masing-masing defisiensi garam mineral hasil pengamatan saudara Jawab
: Defisiensi P menyebabkan daun berwarna kekuningan dan tanaman tampak mudah roboh. Defisiensi N menyebabkan tanaman menajdi kurus dan daun berwarna kekuningan. Defisiensi Mg menyebabkan daun berwarna kekuningan dan tulang daun megalami klorosis. Defisiensi Fe menyebabkan terjadinya
klorosis
pada
tulang
daun.
Defisiensi
Ca
menyebabkan daun berekriput dan mengalami perubahan warna di ujung dan tepinya dan daun mengalami nekrosis .
3. Apakah efek suatu elemen nutrisi bersifat linier ? Jawab
: Ya, efek dari suatu elemen akan berdampak pada yang lain, hal ini berkaitan dengan fungsi elemen tersebut. Elemen memiliki fungsi dalam metabolism sel maupun dalam pembentukan jaringan. Sehingga jika terjaadi defisiensi makan akan berdampak pada yang lain.
4. Apakah ada efek sinergis antar element nutrisi sehingga defisiensi suatu elemen akan memengaruhi fungsi elemen lain ? Jawab : Ya, karena fungsi dai elemen makro dan mikro saling melengkapi. Jika kekurangan salah satu elemenakan berdampak pada metabolism sel tumbuhan tersebut. Setiap elemen memiliki fungsi spesifik.
K. DAFTAR RUJUKAN
Dahlia; Lukiaty, B. Dan Kusumaputri, L.T. 2000. Petunjuk Praktikum Fisiologi Tumbuhan. Malang: JICA. Dartius. 1991. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. USU-Press. Medan. Dwijoseputro, D. 1983. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Gramedia. Jakarta. Filter, A. H. dan R. K. M. Hay. 1991. Fisiologi Lingkungan Tanaman. UGM Press. Yogyakarta. Gardner , F. P. , R.B.Pearce, Roger.L.M . , 1991, Fisiologi Tanaman Budidaya. UI Press. Jakarta. hal 130. Harjadi, S. S. 1996. Pengantar Agronomi. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. Hopkins, W.G. 2004. Introduction to Plant Physiology. 3rd.Huner NPA. USA: Jhon Wiley dan Sons. Irwan, W.A. 2006.
Budidaya Tanaman Kedelai (Glycine max (L.) Merill).
Universitas Padjajaran: Jatinangor. Kriangsek, M.U. , 1986. The Use of Chemical and Organic Fertilizer Rice-Fish Culture System. Unpublished MS Thesis. CLSU. Munos. Nueva Ecija. Philippines. Novizan, 2005. Petunjuk Pemupukan Yang Efektif . Agromedia Pustaka, Jakarta. Rahayu, Yuni Sri, Yuliani, Lukas S. Budipramana. 2011. Panduan Praktikum Ilmu Hara. Jurusan Biologi: UNESA. Rosmarkam, A. dan N. W. Yuwono. 2002. Ilmu Kesuburan Tanah. Yogyakarta : Kanisius. Salim,
Hidayat,
Siti
Mariam.
2011. Media
dan
nutria
Tanaman.
(Online),http://www.scribd.com/…/ Media-Dan-Nutrisi-Tanaman-Ktnt-IIIYg-Sudah-Diperbaiki -), diakses tanggal 25 Oktober 2014). Salisbury, dan Ross. 1992. Fisiologi Tumbuhan. ITB Press. Bandung. Sarief, 1985. Ilmu Tanah Pertanian. Pustaka Buana. Bandung. Suprapto, H.S., 1999. Bertanam Kedelai. Penebar Swadaya, Jakarta.
Lampiran
