Laporan Praktikum Fisiologi Tumbuhan "Unsur Hara Esensial untuk Perkembangan Tumbuhan"

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

      Salah satu faktor lingkungan yang sangat menentukan lajunya pertumbuhan, perkembangan dan produksi suatu tanaman adalah tersedianya unsur-unsur hara yang cukup di dalam tanah. Diantara 105 unsur yang ada di atas permukaan bumi, ternyata baru 16 unsur yang mutlak diperlukan oleh suatu tanaman untuk dapat menyelesaikan siklus hidupnya dengan sempurna. Ke-16 unsur tersebut terdiri dari 9 unsur makro dan 7 unsur mikro. 9 unsur makro dan 7 unsur mikro inilah yang disebut sebagai unsur -unsur esensial. 

     Unsur hara makro antara lain: C, H, O, N, P, K, S, Ca, dan Mg. Sedangkan yang termasuk unsur hara mikro adalah : Fe, B, Mn, Cu, Zn, Mo, dan Cl. Beberapa unsur ada yang esensial bagi tanaman tertentu, misalnya Na, Si dan Co. Karbon diambil oleh tumbuhan dalam bentuk gas CO2 , hidrogen diambil dalam bentuk air (H2O), sedangkan oksigen selain dalam bentuk CO2 dan H2O juga dapat diambil dalam bentuk O2, maupun senyawa lainnya. Unsur C, H, dan O merupakan penyusun utama makromolekul, seperti: karbohidrat, lipid, protein dan asam nukleat. Setelah C, H, dan O, nitrogen merupakan unsur hara makro terpenting. Nitrogen merupakan komponen dari asam-asam amino (juga protein), klorofil, koenzim dan asam nukleat. Nitrogen sering merupakan unsur pembatas pertumbuhan. Walaupun gas N2 menyusun 78 % atmosfir bumi, tumbuhan tidak dapat menggunakannya secara langsung.

         Untuk membuktikan bahwa  beberapa unsur-unsur esensial tersebut dibutuhkan selama masa pertumbuhan dan perkembangan maka dilakukanlah serangkain percobaan dengan meletakkan kecambah kacang hijau pada medium larutan yang kekuranga salah satu unsur esensial kemudian diamati bagaimana dampaknya terhadap pertumbuhan tanaman. Dengan percobaan ini, mahasiswa akan lebih memahami fungsi dari setiap unsur. 

B. Tujuan Praktikum

Tujuan dari praktikum ini adalah meneliti unsur-unsur hara yang dibutuhkan oleh tumbuahan. 

C. Manfaat Praktikum

Adapun manfaat praktikum ini adalah agar praktikan lebih memahami pentingnya unsur hara esensial bagi tanaman, dan dampak bila kekurangan salah satu unsur tersebut.

 

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

         Unsur yang diperlukan oleh tumbuhan dalam jumlah yang relatif besar disebut makronutrien. Terdapat sembilan makronutrien, yang meliputi enam unsur penyusun utama senyawa organik: karbon,oksigen, hidrogen, nitrogen, sulfur dan fosfat. Tiga makronutrien lainnya adalah kalium, kalsium dan magnesium. Unsur-unsur yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah yang sangat sedikit disebut mikronutrien. Kedelapan mikronutrien tersebut adalah besi, klorida, tembaga, mangan, seng, molibdenum, boron dan nikel. Pada tumbuhan, unsur-unsur ini sebagian berfungsi sebagai kofaktor-kofaktor reaksi enzimatik (Campbell,2004).

       Sebagian besar unsur yang dibutuhkan tanaman diserap dari larutan tanah melalui akar, kecuali karbon oksigen yang diserap dari udara oleh daun. Penyerapan  unsur hara secara umum lebih lambat dibandingkan dengan penyerapan air oleh akar tanaman. System perakaran tanaman lebih dikendalian oleh sifat genetik dari tanaman yang bersangkutan, tetapi telah pula dibuktikan bahwa sistem perakaran tanaman tersebut dapat dipengaruhi oleh kondisi tanah atau media tumbuh tanaman. Factor yang mempengaruhi pola penyuburan akar antara lain adalah penghalang mekanis, suhu tanah, aerasi, ketersediaan air dan ketersediaan unsur hara (Lakitan, 2008).

         Zat-zat terlarut diserap dan diakumulasi  melalui proses selektif oleh akar. Sering kecambah yang ditumbuhkan pada larutan, akan menguras nutrien dari larutan tersebut apabila mengalami pertumbuhan. Akar-akar yang bergaram rendah memiliki kapasitas penyerapan terhadap beberapa ion cukup tinggi, dan kapasitas ini dijaga untuk beberapa jam. Pengudaraan (aeration) potongan akar dan akar yang masih menempel pada kecambah, penting untuk respirasi yang diperlukan untuk akumulasi ion secara normal pada kebanyakan spesies tumbuhan (Sasmitamihardja, 1996).

           Unsur dapat melakukan tiga fungsi yang jelas di dalam tumbuhan yaitu elektrokimia, struktur dan katalitik. Peran elektrokimia meliputi proses menyeimbangkan konsentrasi ion, stabilitas makromolekul, stabilitas koloid, betarlisasi muatan dan lain-lain. Peranan struktur dilakukan oleh unsur dalam keterlibatannya pada struktur kimia molekul biologi atau digunakan dalam membentuk polimer struktural (seperti kalsium dalam pektin, fosfor dalam fosfolipid). Peran unsur dalam fungsi katalitik yaitu menjadi bagian aktif (sis aktif) suatu enzim. Beberapa makronutrien melakoni ketiga peran tersebut, sedangkan mikronutrien hanya melakoni fungsi katalitik. (Ismail, 2011)

 

BAB III

METODE PRAKTIKUM

A. Waktu dan Tempat

Hari, Tanggal : 

Waktu : 

Tempat : Laboratorium Biologi lantai III sebelah Timur FMIPA UNM.

B. Alat dan Bahan

1. Alat yang digunakan:

a. Botol minuman M150

b. Gelas ukur

c. Pipet tetes

d. Gelas kimia

e. pH meter

f. Kertas label 

2. Bahan yang digunakan:

a. Larutan bakuunsur-unsur hara

b. Air destilata

C. Prosedur Kerja

1. Mencuci botol hingga bersih

2. Menandai botol-botol tersebut dengan etilet: lengkap (FeEDTA), lengkap FeCl3, -Ca, -S, Mg, -K, -N, -P, FE, - hara mikro dan larutan yang tidak diketahui

3. Mengisi botol-botol tersebut dengan larutan hara sampai ke lehernya:

a. Mengisi 2/3 botol dengan air destilata

b. Sesuai dengan petunjuk tabel, dengan pipet tetes menambahkan berturut-turut ke dalam masing-masing botol tadi larutan baku, mengaduk campuran dengan baik setelah setiap penambahan larutan baku

c. Menambahkan ke dalam masing-masing botol air destilata sampai volumenya mencapai batas yang telah ditentukan (leher botol).

4. Meminta larutan hara yang tidak diketahui kepada asisten

5. Mengukur pH setiap jenis unsur hara baku. 

6. Memasang kecambah kacang hijau Phaseolus radiates pada mulut botol dengan bantuan kapas. Setelah itu, kapas diolesi dengan vaselin.

7. Mengamati abnormalitas, pH, dan jenis defisiensi pada pekan I, II, dan IV. 

 

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengamatan

 Tabel pengamatan pH, ukuran kecambah dan defisiensinya.

Unsur hara Pengamatan pekan ke-

0 1 2 4

pH I II kon pH I II kon pH I II kon pH I II kon

FeEDTA 5 27,5 27,0 Kurang segar - - - Mati - - - - - - - -

FeCl3 5 20 21,6 Kurang segar - - - Mati - - - - - - - -

-Ca 5 11 12 Segar - - 19 Daun 

melengkung - - - - - - - -

-S 5 14,4 18,5 Segar - 25,1 - Segar - - - - - - - -

-Mg 5 27,5 23,5 Kurang segar - - - Mati - - - - - - - -

-K 5 25,1 24 Segar - - - Mati - - - - - - - -

-N 5 26,7 25,2 Kurang segar - - - Mati - - - - - - - -

-P 6 30 20,5 Kurang segar - - - Mati - - - - - - - -

B. Pembahasan

       Berdasarkan hasil pengamatan pada pekan ke-0 pH dari setiap larutan baku adalah 5 kecuali –P memiliki pH 6. Adapun tanaman yang kami percobakan telah layu lebih awal sebelum pengamatan dilakukan karena penggunaan vaselin yang terlalu banyak sehingga mempengaruhi suhu tumbuhan. Hanya tanaman pada botol –Ca, -S dan –K yang tanaman cukup segar. Pada pekan 1 pengamatan, semua tanaman mati kecuali pada botol dengan larutan –Ca dan  -S. setelah dilakukan pengukuran, tanaman II pada botol –Ca mengalami pertambahan panjang menjadi 19 cm tapi daunnya melengkung, sedangkan yang I mati. Tanaman I pada botol –S mengalami pertumbuhan yang signifikan dari 14,4 cm menjadi 25,1 cm. pH larutan pada pekan 1 tidak diukur karena persediaan kertas lakmus telah habis. Pada pengamatan pekan  2 dan 4, semua tanaman sudah mati. Jadi, dapat disimpulkan bahwa percobaan kami telah gagal.

       Menurut Sasmitamihardja (1996), berikut ini adalah fungsi masing-masing nutrien dan gejalanya apabila mengalami  defisiensi:

1. Kalsium (Ca), kalsium penting dalam sintesis pektin pada lamela tengah. Elemen ini juga terlibat dalam  metabolisme atau pembentukan  inti sel dan mitokdria. Kekurangan Ca yang parah dapat mengakibatkan kerusakan dan kematian tumbuhan. Daerah meristematik merupakan  daerah yang paling menderita, karena kekurangan Ca akan menghambat pembentukan dinding-dinsing sel baru, sehingga pembelahan selpun akan dihambat. 
2. Sulfur (S), apabila terjadi defisiensi sulfur, gejalanya dikarakterisir dengan timbulnya klorosis secara umum dan menguningnya daun, biasanya diawali pada daun yang lebih muda, karena mobilitas sulfur rendah. 
3. Magnesium (Mg), terlibat dalam sejumlah reaksi enzimatik dengan kapasitas yang bervariasi, pertama dalam reaksi yang menyangkut pemindahan fosfat dari ATP, magnesium bertindak sebagai penghubung enzim terhadap substratnya. Gejala defisiensi magnesium sangat karakteristik. Terjadi klorosis di antara tulang daun, dapat timbul warna cerah dari pigmen merah, jingga, kuning atau merah ungu, dan pada defisiensi yang parah timbul daerah atau bintik nekrosis.
4. Kalium (K), defisiensi teradap elemen ini sering terjadi pada tanah pasir atau berpasir, karena tingkat kelarutannya yang tinggi sehingga mudah hilang karena tercuci.
5. Nitrogen (N), defisiensi nitrogen hampir selalu memperlihatkan klorosis pada daun dewasa secara perlahan-lahan, yang kemudian berubah menjadi kuning dan akhirnya rontok. Biasanya tidak terjadi nekrosis (jaringan menjadi mati). Klorosis menyebar dari daun dewasa ke daun yang lebih muda. Karakteristik gejala gejala defisiensi adalah terbentuknya antosianin pada batang, tulang daun, tangkai daun, sehingga berwarna merah atau merah ungu.
6. Fosfor (P), defisiensi fosfor berpengaruh pada semua aspek metabolisme dan pertumbuhan. Gejala defisiensi fosfor ditandai dengan gugurnya daun-daun yang lebih tua. Pembentukan antosianin pada batang, tulang daun dan dalam keadaan yang parah timbul pada  daerah nekrotik pada berbagai bagian tumbuhan.
7. FeCl3  merupakan gabungan antara Fe3+ dan Cl-,  kedua dapat diserap dengan baik oleh tanaman. Fe berfungsi sebagai kofaktor sitokrom (protein pengangkut elektron) dan diperlukan untuk sintesis protein. Sedangkan Cl berfungsi mengatur keseimbangan osmosis dan komponen pusat reaksi fotosintesis (PS II).

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Kesimpulan dari praktikum ini adalah tanaman hijau memerlukan seperangkat dasar hara mineral. Tanaman tingkat tinggi membutuhkan 13 jenis hara esensial yang terdiri atas kelompok hara makro dan mikro, kekurangan salah satu unsur dapat menyebabkan defisiensi berupa gangguan metabolisme yang akan nampak jelas (ada pula yang tidak)  pada bagian tumbuhan terutama daun.

B. Saran 

1. Sebaiknya praktikan tidak memberikan vaselin pada sumbat kapas, agar sirkulasi udara keluar dan masuk botol lancar.
2. Sebaiknya laboran menyediakan alat kebersihan (sapu, sekop, lap dan sabun cuci tangan) di dalam Lab. agar setelah praktikum, mudah dilakukan pembersihan ruangan.

 

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, N. A.,  J. B. Reece dan L. G. Mitchell. 2004. Biologi Edisi Kelima Jilid II. Jakarta: Erlangga.

Ismail. 2011. Fisiologi Tumbuhan. Makassar : Jurusan Biologi FMIPA UNM.

Lakitan, Benyamin. 2008. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: PT Raja Grafindo Persada.

Sasmitamihardja, Dardjat. 1996. Fisiologi Tumbuhan. Bandung: FMIPA ITB