Ion Selektif

download Ion Selektif

of 64

description

selection of hara knowledge

Transcript of Ion Selektif

Mekanisme Penyerapan Hara

Mekanisme PenyerapanHara

20 Desember 2008 oleh 9fly

Unsur hara dapat tersedia disekitar akar melalui 3 mekanisme penyediaan unsur hara, yaitu: (1) aliran massa, (2) difusi, dan (3) intersepsi akar. Hara yang telah berada disekitar permukaan akar tersebut dapat diserap tanaman melalui dua proses, yaitu:1. Proses Aktif, yaitu: proses penyerapan unsur hara dengan energi aktif atau proses penyerapan hara yang memerlukan adanya energi metabolik, dan 2. Proses Selektif, yaitu: proses penyerapan unsur hara yang terjadi secara selektif.Proses Aktif:Proses penyerapan unsur hara dengan energi aktif dapat berlangsung apabila tersedia energi metabolik. Energi metabolik tersebut dihasilkan dari proses pernapasan akar tanaman. Selama proses pernapasan akar tanaman berlangsung akan dihasilkan energi metabolik dan energi ini mendorong berlangsungnya penyerapan unsur hara secara proses aktif. Apabila proses pernapasan akar tanaman berkurang akan menurunkan pula proses penyerapan unsur hara melalui proses aktif. Bagian akar tanaman yang paling aktif adalah bagian dekat ujung akar yang baru terbentuk dan rambut-rambut akar. Bagian akar ini merupakan bagian yang melakukan kegiatan respirasi (pernapasan) terbesar.

Proses Selektif:Bagian terluar dari sel akar tanaman terdiri dari: (1) dinding sel, (2) membran sel, (3) protoplasma. Dinding sel merupakan bagian sel yang tidak aktif. Bagian ini bersinggungan langsung dengan tanah. Sedangkan bagian dalam terdiri dari protoplasma yang bersifat aktif. Bagian ini dikelilingi oleh membran. Membran ini berkemampuan untuk melakukan seleksi unsur hara yang akan melaluinya. Proses penyerapan unsur hara yang melalui mekanisme seleksi yang terjadi pada membran disebut sebagai proses selektif.Proses selektif terhadap penyerapan unsur hara yang terjadi pada membran diperkirakan berlangsung melalui suatu carrier (pembawa). Carrier (pembawa) ini bersenyawa dengan ion (unsur) terpilih. Selanjutnya, ion (unsur) terpilih tersebut dibawa masuk ke dalam protoplasma dengan menembus membran sel.Mekanisme penyerapan ini berlangsung sebagai berikut:(1) Saat akar tanaman menyerap unsur hara dalam bentuk kation (K+, Ca2+, Mg2+, dan NH4+) maka dari akar akan dikeluarkan kation H+ dalam jumlah yang setara, serta(2) Saat akar tanaman menyerap unsur hara dalam bentuk anion (NO3-, H2PO4-, SO4-) maka dari akar akan dikeluarkan HCO3- dengan jumlah yang setara.Zulkifli

http://9fly.wordpress.com/2008/12/20/mekanisme-penyerapan-hara/MEKANISME PENYERAPAN HARA OLEH AKAR, 2010Kebanyakan unsur diserap akar tanaman dalam bentuk an organik. Setelah mencapai akar, ion hara diangkut sampai ke bagian daun melalui serangkaian tahapan, yaitu penyerapan pasif (passive root uptake), penyerapan aktif (active root uptake), alih tempat (translocation).

Struktur akarIon harus bergerak melewati atau mengelilingi sejumlah lapisan jaringan akar.

epidermis = lapisan terluar dari sel

korteks = sel besar ukuran tidak beraturan dengan ruang antara sel diantara mereka

endodermis = lapisan sel dengan suberin band, casparian strip, menjadi penghalang gerakan ion masuk ke stele.

stele = mengandung pembuluh xylem yang mengangkut air dan ion menuju batang.

Gerakan pasif Difusi dan pertukaran ion

epidermis > menembus kortek > ke endodermis

Apoplast (apparent free space) ruang di antara sel (extracellular within and between cell walls)

KPK akar ada pada dinding sel

Gerakan aktif Harus menembus membran sel

Symplast: Intracellular interconnected cytoplasmic pathway between cells pengangkutan aktif melewati membran

pengambilan unsur hara secara selektif

Pengambilan ion secara aktif diperlukan energi untuk melewati membran sel

konsentrasi di dalam sel lebih besar dibanding di luar sel

gerakan untuk mengatasi gradien elektrokimia

energi berasal dari metabolisme sel

Ion carriers pengangkutan melewati membran dijembatani oleh karier

karier berada di dalam membran

mengikat ion di bagian luar dari batas > bergerak melewati membran > melepas ion ke dalam sitoplasma

karier bersifat selektif, masing-masing ion punya karier tersendiri

Pengangkutan aktif (active transport)Memungkinkan tanaman memilih hara yang masuk ke akar, menjaga netralitas muatan di dalam sel akar, akar melepas H+ and OH- . Pengambilan kation: melepas H+, pengambilan anion: melepas OH- . Pengambilan kation umumnya >> dibanding pengambilan anion sehingga pH risosfer turun.

Memungkinkan tanaman menimbun hara esensial, tanaman memiliki kemampuan yang berbeda dalam menimbun hara pada tanah yang memilik kadar hara yang rendah. Sifat genetik mempengaruhi pengambilan hara, alih tempat, pertumbuhan akar, metabolisme akar, lingkungan risosofer.

Rhizosphere (rhizo = akar)Wilayah tanah yang bersinggungan langsung dengan akar, jaraknya 1-4 mm. Tempat kegiatan mikrobia: eksudat organik dari akar merupakan cadangan makanan. Suasana pH risosfer dan aktivitas mikrobia mempengaruhi ketersediaan hara melalui proses pelarutan dan khelasi, pH lebih rendah dan adanya asam organik meningkatkan kelarutan. Akar dan mikrobia di risosfer dapat menghasilkan khelat, akar dan aktivitas mikrobia juga mampu menurunkan redoks potensial sehingga meningkatkan ketersediaan hara.

Akar tanaman tidak terlihat karena tersembunyi dalam tanah dan sukar untuk diteliti, sehingga sering diabaikan. Sifatnya tidaklah pasif, tetapi aktif mengangkut hara dan mengambil secara selektif dengan mengubah suasana tanah di sekitarnya sehingga meningkatkan ketersediaan hara tersebut

http://nasih.wordpress.com/2010/11/01/mekanisme-penyerapan-hara-oleh-akar/Kamis, 30 September 2010

MEKANISME PENYERAPAN HARA

Unsur hara dapat tersedia disekitar akar melalui 3 mekanisme penyediaan unsur hara, yaitu: (1) aliran massa, (2) difusi, dan (3) intersepsi akar. Hara yang telah berada disekitar permukaan akar tersebut dapat diserap tanaman melalui dua proses, yaitu:(1) Proses Aktif, yaitu: proses penyerapan unsur hara dengan energi aktif atau proses penyerapan hara yang memerlukan adanya energi metabolik, dan (2) Proses Selektif, yaitu: proses penyerapan unsur hara yang terjadi secara selektif.

Proses Aktif:Proses penyerapan unsur hara dengan energi aktif dapat berlangsung apabila tersedia energi metabolik. Energi metabolik tersebut dihasilkan dari proses pernapasan akar tanaman. Selama proses pernapasan akar tanaman berlangsung akan dihasilkan energi metabolik dan energi ini mendorong berlangsungnya penyerapan unsur hara secara proses aktif. Apabila proses pernapasan akar tanaman berkurang akan menurunkan pula proses penyerapan unsur hara melalui proses aktif. Bagian akar tanaman yang paling aktif adalah bagian dekat ujung akar yang baru terbentuk dan rambut-rambut akar. Bagian akar ini merupakan bagian yang melakukan kegiatan respirasi (pernapasan) terbesar.

Proses Selektif:Bagian terluar dari sel akar tanaman terdiri dari: (1) dinding sel, (2) membran sel, (3) protoplasma. Dinding sel merupakan bagian sel yang tidak aktif. Bagian ini bersinggungan langsung dengan tanah. Sedangkan bagian dalam terdiri dari protoplasma yang bersifat aktif. Bagian ini dikelilingi oleh membran. Membran ini berkemampuan untuk melakukan seleksi unsur hara yang akan melaluinya. Proses penyerapan unsur hara yang melalui mekanisme seleksi yang terjadi pada membran disebut sebagai proses selektif. Proses selektif terhadap penyerapan unsur hara yang terjadi pada membran diperkirakan berlangsung melalui suatu carrier (pembawa). Carrier (pembawa) ini bersenyawa dengan ion (unsur) terpilih. Selanjutnya, ion (unsur) terpilih tersebut dibawa masuk ke dalam protoplasma dengan menembus membran sel.Mekanisme penyerapan ini berlangsung sebagai berikut:(1) Saat akar tanaman menyerap unsur hara dalam bentuk kation (K+, Ca2+, Mg2+, dan NH4+) maka dari akar akan dikeluarkan kation H+ dalam jumlah yang setara, serta(2) Saat akar tanaman menyerap unsur hara dalam bentuk anion (NO3-, H2PO4-, SO4-) maka dari akar akan dikeluarkan HCO3- dengan jumlah yang setara.

AKBAR_04_ILMU_TANAH_UNLAM Diposkan oleh Akbar http://akbar-bubuhanbanjarjuajulakae.blogspot.com/2010/09/mekanisme-penyerapan-hara.html?2003 Digitized by USU digital library 1

STRES GARAM DAN MEKANISME TOLERANSI TANAMAN

ROSITA SIPAYUNG

Fakultas Pertanian

Jurusan Budidaya Pertanian

Universitas Sumatera Utara

I. PENDAHULUAN

Stres garam merupakan salah-satu dari antara enam bentuk stres tanaman

yaitu stres suhu, stres air, stres radiasi, stres bahan kimia dan stres angin, tekanan,

bunyi dan lainnya. Stres garam termasuk stres bahan kimia yang meliputi garam,

ion-ion, gas, herbisida, insektisida dan lain sebagainya. (Harjadi , S.S. dan S. Yahya,

1988)

Stres garam terjadi dengan terdapatnya salinitas atau konsentrasi garam-

garam terlarut yang berlebihan dalam tanaman. Stres garam ini umumnya terjadi

dalam tanaman pada tanah salin. Stres garam meningkat dengan meningkatnya

konsentrasi garam hingga tingkat konsentrasi tertentu yang dapat mengakibatkan

kematian tanaman.

Garam-garam yang menimbulkan stres tanaman antara lain ialah NaCl,

NaSO

4

, CaCl

2

, MgSO

4

, MgCl

2

yang terlarut dalam air. Dalam larutan tanah, garam-

garam ini mempengaruhi pH dan daya hantar listrik. Menurut Follet et al, (1981),

tanah salin memiliki pH < 8,5 dengan daya hantar listrik > 4 mmhos/cm.

Pada kebanyakan spesies, pengaruh jenis-jenis garam umumnya tidak khas

terhadap tumbuhan tanaman tetapi lebih tergantung pada konsentrasi total garam.

Salinitas tidak ditentukan oleh garam Na Cl saja tetapi oleh berbagai jenis garam

yang berpengaruh dan menimbulkan stres pada tanaman. Dalam konteks ini

tanaman mengalami stres garam bila konsentrasi garam yang berlebih cukup tinggi

sehingga menurunkan potensial air sebesar 0,05 ? 0,1 Mpa. Stres garam ini berbeda

dengan stres ion yang tidak begitu menekan potensial air (Lewit, 1980).

Toleransi terhadap salinitas adalah beragam dengan spektrum yang luas

diantara spesies tanaman mulai dari yang peka hingga yang cukup toleran. Follet et

al, (1981) mengajukan lima tingkat pengaruh salinitas tanah terhadap tanaman,

mulai dari tingkat non-salin hingga tingkat salinitas yang sangat tinggi, seperti

diberikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Pengaruh Tingkat Salinitas terhadap Tanaman (Follet et al, 1981)

Tingkat

Salinitas

Konduktivitas

(mmhos)

Pengaruh Terhadap Tanaman

Non Salin 0 ?2 Dapat diabaikan

Rendah 2 ? 4 Tanaman yang peka terganggu

Sedang 4 ? 8 Kebanyakan tanaman terganggu

Tinggi 8 ? 16 Tanaman yang toleran belum terganggu

Sangat

tinggi

> 16 Hanya beberapa jenis tanaman toleran yang

dapat tumbuh

?2003 Digitized by USU digital library 2

Spesies-spesies tanaman yang hanya mentoleransi konsentrasi garam rendah

termasuk dalam kelompok tanaman glikofita, dan spesies-spesies tanaman yang

mentoleransi konsentrasi garam tinggi termasuk kelompok tanaman halofita.

Pengenalan pengaruh tingkat salinitas merupakan bahan yang sangat

berguna sehubungan dengan berbagai akibat kerusakan ataupun gangguan yang

ditimbulkannya terhadap pertumbuhan tanaman. Melalui pengenalan gejala-gejala

yang timbul pada tanaman akibat tingkat salinitas yang cukup tinggi, perbaikan

struktur tanah akan dapat diupayakan seperlunya, ataupun pemilihan jenis tanaman

yang cocok untuk lokasi pertanian yang bermasalah.

Kerusakan yang timbul akibat stres dapat dikelompokkan dalam 3 jenis

kerusakan sebagai berikut : (Harjadi , S.S. dan S. Yahya, 1988)

a. Kerusakan stres langsung primer

b. Kerusakan stres tak langsung primer

c. Kerusakan stres sekunder (dapat terjadi juga stres tersier)

II. TINGKAT SALINITAS TANAH DAN AIR

Salinitas pada umumnya bersumber pada tanah dan air tanah. Salin atau

tidaknya suatu tanah ataupun air diukur berdasarkan daya hantar listriknya yang

tergantung pada kadar garam yang terlarut dalam air ataupun dalam larutan yang

berhubungan dengan pertumbuhan tanaman.

Follet et al (1981) mengklassifikasikan tanah menurut salinitas atas tiga

kelompok berdasarkan hasil pengukuran daya hantar listrik sebagai berikut :

1) Tanah salin dengan daya hantar listrik > 4,0 mmhos/cm, pH < 8,5 dan Na-dd

< 15% dengan kondisi fisik normal. Kandungan garam larutan dalam tanah

dapat menghambat perkecambahan, penyerapan unsur hara dan

pertumbuhan tanaman.

2) Tanah sodik dengan daya hantar listrik < 4,0 mmhos/cm, pH > 8,5 dan Na-

dd > 15% dengan kondisi fisik buruk. Garam yang terlarut dalam tanah

relatip rendah, dan keadaan tanah cenderung terdispersi dan tidak permeable

terhadap air hujan dan air irigasi.

3) Tanah salin sodik dengan daya hantar listrik > 4,0 mmhos/cm, pH < 8,5 dan

Na-dd > 15% dengan kondisi fisik normal. Keadaan tanah umumnya

terdispersi dengan permeabilitas rendah dan sering tergenang jika diairi

Untuk air, salinitas berdasarkan USDA (1954) ditentukan dalam empat

tingkat sebagai berikut :

1) Salinitas rendah dengan daya hantar listrik < 250 mmhos/cm.

Dapat digunakan untuk mengairi semua tanaman.

2) Salinitas sedang dengan daya hantar listrik 250-750 mmhos/cm.

Dapat digunakan untuk mengairi tanaman yang taraf kepekaannya rendah

sampai sedang.

3) Salinitas tinggi dengan daya hantar listrik 750-2250 mmhos/cm.

Dapat digunakan untuk mengairi tanaman yang toleran.

4) Salinitas sangat tinggi dengan daya hantar listrik < 2250 mmhos/cm.

Pada umumnya tidak digunakan untuk mengairi tanaman.

USDA juga mengklassifikasikan air menurut nisbah jerapan Na atas empat

kelompok sebagai berikut :

1) Air berkadar Na rendah dengan nilai nisbah jerapan Na < 10.

Digunakan untuk mengairi semua tanaman.

2) Air berkadar Na sedang dengan nilai nisbah jerapan Na antara 10-18.

Digunakan untuk mengairi tanaman pada tanah bertekstur halus atau ber

KTK tinggi.

?2003 Digitized by USU digital library 3

3) Air berkadar Na tinggi dengan nilai nisbah jerapan Na antara 18-26.

Digunakan untuk mengairi tanaman yang toleran.

4) Air berkadar Na sangat tinggi dengan nilai nisbah jerapan Na > 26.

Tidak digunakan untuk mengairi tanaman.

Sedangkan untuk salinitas air tanah akibat intrusi air laut, Todd (1959)

mengklassifikasikan air tanah atas enam tingkat instrusi air asin yaitu :

1) Tanpa intrusi. Nisbah Cl/(CO3+HCO3) < 0,5. Mutu air baik

2) Sedikit intrusi. Nisbah Cl/(CO3+HCO3) : 0,5 ? 1,3. Mutu air cukup baik.

3) Intrusi sedang. Nisbah Cl/(CO3+HCO3) : 1,3 - 2,8. Mutu air sedang.

4) Intrusi tinggi. Nisbah Cl/(CO3+HCO3) : 2,8 ? 6,6. Mutu air buruk.

5) Intrusi sangat tinggi. Nisbah Cl/(CO3+HCO3) : 6,6 ? 15,5.

Mutu air sangat jelek.

6) Air laut. Nisbah Cl/(CO3+HCO3) : 200

III. PENGARUH STRES GARAM

Garam-garam atau Na+ yang dapat dipertukarkan akan mempengaruhi sifat-

sifat tanah jika terdapat dalam keadaan yang berlebihan dalam tanah. Kekurangan

unsur Na

+

dan Cl

-

dapat menekan pertumbuhan dan mengurangi produksi.

Peningkatan konsentrasi garam terlarut di dalam tanah akan meningkatkan tekanan

osmotik sehingga menghambat penyerapan air dan unsur-unsur hara yang

berlangsung melalui proses osmosis. Jumlah air yang masuk ke dalam akar akan

berkurang sehingga mengakibatkan menipisnya jumlah persediaan air dalam

tanaman. (Follet et al., 1981)

Dalam proses fisiologi tanaman, Na

+

dan Cl

-

diduga mempengaruhi

pengikatan air oleh tanaman sehingga menyebabkan tanaman tahan terhadap

kekeringan. Sedangkan Cl

-

diperlukan pada reaksi fotosintetik yang berkaitan dengan

produksi oksigen. Sementara penyerapan Na

+

oleh partikel-partikel tanah akan

mengakibatkan pembengkakan dan penutupan pori-pori tanah yang memperburuk

pertukaran gas, serta dispersi material koloid tanah.

Menurut Sigalingging (1985), salinitas akan mempengaruhi sifat fisik dan

kimia tanah, yaitu 1] tekanan osmotik yang meningkat, 2] peningkatan potensi

ionisasi, 3] infiltrasi tanah yang menjadi buruk, 4] kerusakan dan terganggunya

struktur tanah, 5] permeabilitas tanah yang buruk, 6] penurunan konduktivitas.

Salinitas atau konsentrasi garam-garam terlarut yang cukup tinggi akan

menimbulkan stres dan memberikan tekanan terhadap pertumbuhan tanaman.

Menurut Maas dan Nieman, (1978) salinitas dapat berpengaruh menghambat

pertumbuhan tanaman dengan dua cara yaitu :

a. Dengan merusak sel-sel yang sedang tumbuh sehingga pertumbuhan

tanaman terganggu.

b. Dengan membatasi jumlah suplai hasil-hasil metabolisme esensial bagi

pertumbuhan sel melalui pembentukan tyloses.

Salinitas menekan proses pertumbuhan tanaman dengan efek yang

menghambat pembesaran dan pembelahan sel, produksi protein serta penambahan

biomass tanaman. Tanaman yang mengalami stres garam umumnya tidak

menunjukkan respon dalam bentuk kerusakan langsung tetapi pertumbuhan yang

tertekan dan perubahan secara perlahan.

Gejala pertumbuhan tanaman pada tanah dengan tingkat salinitas yang cukup

tinggi adalah pertumbuhan yang tidak normal seperti daun mengering di bagian

ujung dan gejala khlorosis. Gejala ini timbul karena konsentrasi garam terlarut yang

?2003 Digitized by USU digital library 4

tinggi menyebabkan menurunnya potensial larutan tanah sehingga tanaman

kekurangan air. Sifat fisik tanah juga terpengaruh antara lain bentuk struktur, daya

pegang air dan permeabilitas tanah. Semakin tinggi konsentrasi NaCl pada tanah,

semakin tinggi tekanan osmotik dan daya hantar listrik tanah (Nassery, Ogata dan

Maas dalam Basri, 1991).

Selain pengaruh tersebut diatas, kandungan Na

+

yang tinggi dalam air tanah

akan menyebabkan kerusakan struktur tanah. pH tanah menjadi lebih tinggi karena

kompleks serapan dipenuhi oleh ion Na

+

. Hal ini akan meningkatkan persentase

pertukaran Natrium (Exchangeable Sodium Percentage, ESP). Secara drastis

pertumbuhan tanaman akan menurun bila ESP mencapai 10% (Singh, Chabra dan

Abrol dalam Basri, 1991).

Pertumbuhan sel tanaman pada tanah salin memperlihatkan struktur yang

tidak normal. Penyimpangan yang terjadi meliputi kehilangan integritas membran,

kerusakan lamella, kekacauan organel sel, dan akumulasi Kalsium Oksalat dalam

sitoplasma, vakuola, dinding sel dan ruang antar sel. Kerusakan struktur ini akan

mengganggu transportasi air dan mineral hara dalam jaringan tanaman (Maas dan

Nieman, 1978).

IV. MEKANISME TOLERANSI TANAMAN

Mekanisme toleransi tanaman terhadap garam dapat dilihat dalam dua bentuk

adaptasi yaitu dengan mekanisme morfologi dan mekanisme fisiologi. Mekanisme

toleransi yang paling jelas adalah dengan adaptasi morfologi.

1. Mekanisme Morfologi

Bentuk adaptasi morfologi dan anatomi yang dapat diturunkan dan unik dapat

ditemukan pada halofita yang mengalami evolusi melalui seleksi alami pada kawasan

pantai dan rawa-rawa asin. Salinitas menyebabkan perubahan struktur yang

memperbaiki keseimbangan air tanaman sehingga potensial air dalam tanaman

dapat mempertahankan turgor dan seluruh proses biokimia untuk pertumbuhan dan

aktivitas yang normal. Perubahan struktur mencakup ukuran daun yang lebih kecil,

stomata yang lebih kecil per satuan luas daun, peningkatan sukulensi, penebalan

kutikula dan lapisan lilin pada permukaan daun, serta lignifikansi akar yang lebih

awal (Harjadi dan Yahya, 1988).

Ukuran daun yang lebih kecil sangat penting untuk mempertahankan turgor.

Sedangkan lignifikansi akar diperlukan untuk penyesuaian osmose yang sangat

penting untuk memelihara turgor yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman dan

aktivitas normal.

Respon perubahan struktural dapat beragam pada berbagai jenis tanaman

dan tipe salinitas. Salinitas klorida umumnya menambah sukulensi pada banyak

spesies tanaman. Sukulensi terjadi dengan meningkatnya konsentrasi SO

4

. Dengan

adaptasi struktural ini konduksi air akan berkurang dan mungkin akan menurunkan

kehilangan air pada transpirasi. Namun pertumbuhan akar yang terekspos pada

lingkungan salin biasanya kurang terpengaruh dibandingkan dengan pertumbuhan

tajuk atau buah. Hal ini diduga terjadi akibat perbaikan keseimbangan dengan

mempertahankan kemampuan menyerap air.

?2003 Digitized by USU digital library 5

2. Mekanisme Fisiologi

Bentuk adaptasi dengan mekanisme fisiologi terdapat dalam beberapa

bentuk, antara lain sebagai berikut :

a. Osmoregulasi (pengaturan potensial osmosis)

Tanaman yang toleran terhadap salinitas dapat melakukan penyesuaian

dengan menurunkan potensial osmosis tanpa kehilangan turgor. Laju

penyesuaian ini relatip tergantung pada spesies tanaman. Penyesuaian

dilakukan dengan penyerapan ataupun dengan pengakumulasian ion-ion dan

sintetis solute-solute organik di dalam sel. Dua cara ini dapat bekerja secara

bersamaan walaupun mekanisme yang lebih dominan dapat beragam

diantara berbagai spesies tanaman (Maas dan Nieman, 1978 dalam Basri,

H., 1991)

Osmoregulasi pada kebanyakan tanaman melibatkan sintetis dan akumulasi

solute organik yang cukup untuk menurunkan potensial osmotik sel dan

meningkatkan tekanan turgor yang diperlukan bagi pertumbuhan. Senyawa-

senyawa organik berbobot molekul rendah yang sepadan dengan aktivitas

metabolik dalam sitoplasma seperti asam-asam organik, asam-asam amino

dan senyawa gula nampaknya disintesis sebagai respon langsung terhadap

menurunnya potensial air eksternal. Senyawa-senyawa tersebut juga

melindungi enzim-enzim terhadap penghambatan atau penonaktipan pada

aktivitas air internal yang rendah. Osmotika organik yang utama dalam

tanaman glikofita tingkat tinggi ternyata asam-asam organik dan senyawa-

senyawa gula. Asam malat paling sering menyeimbangkan pengambilan

kation yang lebih. Dalam tanaman halofita, oksalat adalah asam organik yang

menyeimbangkan akibat kelebihan kation. Demikian juga pada beberapa

tanaman lainnya, akumulasi sukrosa yang berkontribusi terhadap

penyesuaian osmotika merupakan respon terhadap salinitas (Harjadi dan

Yahya, 1988).

b. Kompartementasi dan Sekresi Garam

Proses-proses metabolisme dari halofita biasanya dapat toleran terhadap

garam. Kemampuan mengatur konsentrasi garam dalam sitoplasma melalui

transpor membran dan kompartementasi merupakan aspek terpenting bagi

toleransi garam. Kondisi in vivo menjaga enzim terhadap penonaktipan oleh

garam dengan memompakan garam ke luar dari sitoplasma. Garam disimpan

dalam vakuola, diakumulasi dalam organel-organel atau diekskresi ke luar

tanaman.

Banyak halofita dan beberapa glikofita telah mengembangkan struktur yang

disebut gland garam dari daun dan batang. Dengan mendesak ion-ion

beracun dalam visicle untuk keperluan penyesuaian osmotik tanpa

menghambat metabolisme, sel tanaman menjadi dapat toleran terhadap

jumlah garam yang lebih besar. Dalam beberapa hal, daun halofita dan

glikofita berkayu merupakan bentuk kompartementasi yang dapat digugurkan

untuk mencegah translokasi garam ke dalam jaringan yang lebih sehat.

Penyesuaian osmotik dan keseimbangan garam dalam tanaman terus

menerus berubah responnya terhadap lingkungan, dan merupakan inang

faktor-faktor internal yang mencakup potensial air, pertumbuhan dan

differensiasi, metabolisme mineral dan hormon.

?2003 Digitized by USU digital library 6

Faktor ? faktor yang mempengaruhi mekanisme pengendali meliputi :

1) Penyerapan ion secara selektif oleh akar

2) Transport ion-ion yang dibedakan ke tajuk

3) Ekstrusi garam secara aktif dari akar dan struktur khusus tanaman

4) Translokasi ion dan solute lainnya ke dalam berbagai organ dan

kompartemen-kompartemen sel.

c. Integritas Membran

Sistem membran semi permeable yang membungkus sel, organel dan

kompartemen-kompartemen adalah struktur yang paling penting untuk

mengatur kadar ion sel. Lapisan terluar membran sel atau plasmalemma

memisahkan sitoplasma dan komponen-komponen metaboliknya dari larutan

tanah salin yang secara kimiawi tidak cocok.

Membran semi permeable menghalangi diffusi bebas dari garam ke dalam sel

tanaman, sementara memberi kesempatan untuk penyerapan aktif atas hara-

hara esensial. Membran lainnya mengatur transfer ion dan solute lainnya dari

sitoplasma dan vakuola atau organel-organel sel lainnya termasuk

mikotondria, kloroplas dan sebagainya. Plasmalemma yang berhadapan

langsung dengan tanah merupakan membran yang segera menderita

pengaruh-pengaruh salinitas. Dengan demikian maka ketahanan relatif

membran ini menjadi unsur penting lainnya dalam toleransi garam (Harjadi

dan Yahya, 1988).

KESIMPULAN

1. Konsentrasi garam-garam terlarut yang cukup tinggi dalam tanaman dan tanah

salin akan menimbulkan stres garam dalam tanaman. Tingkat stres yang

dialami tanaman adalah berbeda pada berbagai spesies dengan toleransi yang

tidak sama terhadap konsentrasi garam yang berbeda.

2. Pengaruh stres garam akibat salinitas tidak menunjukkan respon dalam bentuk

kerusakan langsung tetapi pertumbuhan yang tertekan dengan perubahan

secara perlahan.

3. Dalam menghadapi pengaruh salinitas, berbagai tanaman melakukan berbagai

bentuk adaptasi dengan mekanisme morfologi dan mekanisme fisiologi.

Adaptasi terhadap salinitas diperlukan terutama untuk memperbaiki

keseimbangan air guna mempertahankan potensial air dan turgor, serta seluruh

proses biokimia untuk pertumbuhan dan berbagai aktivitas normal.

?2003 Digitized by USU digital library 7

DAFTAR PUSTAKA

Basri, H., 1991. Pengaruh Stres Garam Terhadap Pertumbuhan dan Produksi Empat

Varietas Kedelai. Thesis Program Pascasarjana IPB, Bogor

Fitter, A.H. dan R.K. M. Hay, 1991. Fisiologi Lingkungan Tanaman. Gajah Mada

University Press, Jogyakarta

Harjadi , S.S. dan S. Yahya, 1988. Fisiologi Stres Tanaman. PAU IPB, Bogor

Mengel, K. dan E.A. Kirkby, 1987. Principles of Plant Nutrition. 4

th

Edition

International Potash Institute, Switzerland

Soepardi, G. 1983. Sifat dan Ciri Tanah. Jurusan Tanah Fakultas Pertanian IPB,

Bogor

Tisdale, S. L., J. D. Beaton, W. L. Nelson, J. L. Havlin, 1985. Soil Fertility and

Fertilizers. Fifth Edition. MacMillan Publishing Company, New York

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/793/3/bdp-rosita2.pdf.txtJumat, 31 Desember 2010

Mekanisme Penyerapan Unsur Hara Pada Tanaman atau Tumbuhan

Mekanisme Penyerapan Unsur Hara Pada Tanaman atau Tumbuhan Mekanisme Penyerapan Unsur Hara Pada Tanaman atau Tumbuhan Mekanisme Penyerapan Unsur Hara Pada Tanaman atau Tumbuhan Mekanisme Penyerapan Unsur Hara Pada Tanaman atau Tumbuhan Mekanisme Penyerapan Unsur Hara Pada Tanaman atau Tumbuhan

Unsur hara dapat tersedia disekitar akar melalui 3 mekanisme penyediaan unsur hara, yaitu: (1) aliran massa, (2) difusi, dan (3) intersepsi akar. Hara yang telah berada disekitar permukaan akar tersebut dapat diserap tanaman melalui dua proses, yaitu:1. Proses Aktif, yaitu: proses penyerapan unsur hara dengan energi aktif atau proses penyerapan hara yang memerlukan adanya energi metabolik, dan

2. Proses Selektif, yaitu: proses penyerapan unsur hara yang terjadi secara selektif.

Proses Aktif:

Proses penyerapan unsur hara dengan energi aktif dapat berlangsung apabila tersedia energi metabolik. Energi metabolik tersebut dihasilkan dari proses pernapasan akar tanaman. Selama proses pernapasan akar tanaman berlangsung akan dihasilkan energi metabolik dan energi ini mendorong berlangsungnya penyerapan unsur hara secara proses aktif. Apabila proses pernapasan akar tanaman berkurang akan menurunkan pula proses penyerapan unsur hara melalui proses aktif. Bagian akar tanaman yang paling aktif adalah bagian dekat ujung akar yang baru terbentuk dan rambut-rambut akar. Bagian akar ini merupakan bagian yang melakukan kegiatan respirasi (pernapasan) terbesar.

Proses Selektif:

Bagian terluar dari sel akar tanaman terdiri dari: (1) dinding sel, (2) membran sel, (3) protoplasma. Dinding sel merupakan bagian sel yang tidak aktif. Bagian ini bersinggungan langsung dengan tanah. Sedangkan bagian dalam terdiri dari protoplasma yang bersifat aktif. Bagian ini dikelilingi oleh membran. Membran ini berkemampuan untuk melakukan seleksi unsur hara yang akan melaluinya. Proses penyerapan unsur hara yang melalui mekanisme seleksi yang terjadi pada membran disebut sebagai proses selektif.

Proses selektif terhadap penyerapan unsur hara yang terjadi pada membran diperkirakan berlangsung melalui suatu carrier (pembawa). Carrier (pembawa) ini bersenyawa dengan ion (unsur) terpilih. Selanjutnya, ion (unsur) terpilih tersebut dibawa masuk ke dalam protoplasma dengan menembus membran sel.Mekanisme penyerapan ini berlangsung sebagai berikut:(1) Saat akar tanaman menyerap unsur hara dalam bentuk kation (K+, Ca2+, Mg2+, dan NH4+) maka dari akar akan dikeluarkan kation H+ dalam jumlah yang setara, serta(2) Saat akar tanaman menyerap unsur hara dalam bentuk anion (NO3-, H2PO4-, SO4-) maka dari akar akan dikeluarkan HCO3- dengan jumlah yang setara.

Diposkan oleh ahmadi muslim bukan ahlifikir

http://sterilisasimediakulturjaringaninvitro.blogspot.com/2010/12/mekanisme-penyerapan-unsur-hara-pada.htmlSabtu, 27 November 2010

Mekanisme penyerapan nutrisi mineral tanaman

1. Definisi dan Klasifikasi.Suatu ciri khas dari mahluk hidup adalah kemampuan atau kapabilitas sel sel untuk mengambil zat-zat makanan dari komponen sel itu sendiri sebagai sumber energi. Suplai dan absorpsi dari senyawa-senyawa kimia yang diperlukan untuk proses pertumbuhan dan metabolisme disebut nutrisi. Dan senyawa kimia yang diperlukan oleh organisme disebut nutrien (unsur hara). Mekanisme bagaimana unsur hara dikonversi menjadi material selular atau digunakan sebagai sumber energi dikenal dengan proses metabolisme. Istilah metabolisme mencakup berbagai reaksi yang terjadi pada sel hidup untuk mempertahankan hidup dan untuk pertumbuhan. Dengan demikian nutrisi dan metabolisme mempunyai hubungan timbal balik.

Pada dasarnya tanaman sangat berbeda dengan manusia, binatang dan mikroorganisme lainnya yang membutuhkan senyawa organik dari luar. Elemen esensial adalah elemen yang harus ada agar siklus hidup yang normal dari organisme bisa terjadi dan fungsinya tidak bisa diganti oleh senyawa kimia lainnya. Tambahan pula unsur-unsur itu harus mencakup nutrisi sebagai bahan pokok untuk proses metabolisme yang diperlukan dalam aktivitas enzim.

Suatu elemen dapat dikatakan sebagai hara essensial jika memenuhi kriteria berikut,

1. Jika tanaman kekurangan suatu unsur hara , tanaman tersebut tidak dapat menyelesaikan seluruh siklus hidupnya.

2. Defisiensi dari unsur hara tersebut sangat specifik dan tidak digantikan oleh unsur hara lain.

3. Elemen tersebut terlibat secara langsung dalam nutrisi tanaman, sebagai contoh terlibat langsung dalam proses metabolisme dan sangat esensial, dan atau juga terlibat dan dibutuhkan untuk proses enzimatik.

Berikut ini adalah beberapa unsur kimia yang diperlukan oleh tumbuhan tingkat tinggi yakni :

Karbon C Potassium K Zink Zn

Hidrogen H Calsium Ca Molibdenum Mo

Oksigen O Magnesium Mg Boron B

Nitrogen N Iron Fe Clorin Cl

Posphor P Mangan Mn Sodium Na

Sulfur S Cuprum Cu Silikon Si

Cobalt Co

Na merupakan unsur dasar untuk tumbuhan tingkat tinggi. Karena itu pada daftar unsur yang diperlukan untuk tanaman tingkat tinggi diberi tanda kurung. Dalam hal ini Na untuk beberapa spesies tanaman, khususnya Chenopodia dan adaptasi spesies terhadap kondisi saling mengambil unsur ini dalam jumlah yang relatif tinggi. Na mempunyai manfaat dan sangat esensial. Hal yang sama juga pada Si, yang dari beberapa penelitian tampak merupakan nutrisi pokok untuk tanaman padi ( Broyer, dkk. 1954) dalam penemuannya yang baru menyatakan bahwa Klorin juga merupakan unsur pokok untuk pertumbuhan tanaman tingkat tinggi. Hal ini sangat diperlukan pada proses fotosintetis .Dari daftar unsur pokok lainnya yang belum terdaftar untuk tumbuhan tingkat tinggi, misalnya saja Vanadium juga merupakan elemen yang sangat penting .

Nutrisi tanaman dibagi atas dua yaitu makronutrien dan mikronutrien. Makronutrien dibutuhkan oleh tumbuh-tumbuhan dalam jumlah yang relatif tinggi ketimbang unsur hara mikronutrient. Kandungan unsur hara makro pada jariingan tanaman, seperrti N, 1000 kali lebih besar daripada kandungan unsur hara mikro Zn. Berikut ini adalah klasifikasi dari unsur hara makro yakni : C, H, O, N, P, S, Ca, Mg, (Na, Si). Sedangkan yang termasuk unsur-unsur hara mikro adalah : Fe, Mn, Zn, Mo, B, Cl. Pembagian nutrisi tanaman atas makro dan mikronutrient bersifat relatif dan kadang-kadang dalam kasus-kasus lainnya kandungan makronutrient dan mikronutrient ternyata lebih mudah daripada yang tercantum diatas. Misalnya saja kandungan nutrisi dari Fe atau Mn ternyata hampir sama atau sebanding dengan kandungan unsur hara dari S atau Mg. Kandungan unsur hara mikro sering melampui kebutuhan fisiologisnya. Hal ini juga terjadi pada Mn. Klorida juga dibutuhkan dalam jumlah yang cukup tinggi pada beberapa spesies tanaman yang dibutuhkan pada proses fotosintetis.

Contoh-contoh diatas menunjukkan bahwa adanya kandungan hara tanaman pada organ-organ tanaman seperti daun, batang, buah dan akar tidak mengindikasikan kuantitas yang efektif untuk proses fisiologis dan biokimia. Tanaman dalam situasi tertentu juga mengandung elemen yang sebenarnya bukan elemen yang dibutuhkan tumbuhan. Hal ini bisa merupakan toksik bagi tanaman itu sendiri, misalnya Alumunium (Al), Nikel (Ni), Selenium (Se) dan Florin (F).

Ditinjau dari segi fisiologis, sebetulnya cukup sulit untuk mengklasifikasikan nutrisi tanaman dalam makronutrien dan mikronutrien, apabila dilihat dari konsentrasi jaringan tanaman itu sendiri. Klasifikasi berdasarkan tingkah laku biokimia dan fungsi fisiologis lebih sesuai. Ditinjau dari segi fisiologis nutrisi tanaman dapat dibagi atas empat kelompok (lihat Tabel 1.1).

1. Kelompok pertama, mencakup unsur-unsur pokok dari bahan organik tanaman yakni : C, H, O, N, dan S. Karbon diperoleh dalam bentuk senyawa CO2 dari atmosfir dan bisa juga dari senyawa HC3 dalam larutan tanah. Senyawa ini diasimilasikan oleh karboksilase membentuk gugusan karboksilase baru. Proses asimilisasi C secara simultan juga diikuti oleh proses asimilasi O, jadi tidak hanya C sendiri tetapi juga CO2 atau HCO3. Hidrogen diambil dari air pada larutan tanah atau di bawah kondisi atmosfir yang humid. Dalam proses fotosintetis H2O direduksi menjadi H (fotolisis). Proses tansfer ini melalui beberapa proses dan menggunakan senyawa organik yang menghasilkan reduksi nikotinamida adenin dinukleotida (NAD +) yang kemudian direduksi menjadi senyawa NADPH. Ini merupakan koenzim yang sangat penting dalam proses reduksi-oksidasi, seperti NADPH dapat ditansfer dalam bentuk H menjadi sejumlah senyawa yang berbeda-beda. Nitrogen diperlukan tanaman dalam bentuk nitrat atau ion amonium dari larutan atau gas N2 dari atmosfir. Proses yang terakhir disebut Fiksasi molekular N2 dan melalui beberapa organisme (Rhizobium, Actinomyces alni) yang bersimbiosis pada tumbuhan tingkat tinggi. Asimilasi N menjadi NO3- terjadi akibat proses reduksi dan proses persenyawaan. Amonium -N dalam proses asimilasi juga melibatkan proses persenyawaan. Proses Persenyawaan N dari molekul N2 tergantung pada proses awal dari N2 menjadi NH3 yang selanjutnya dimetabolisme oleh proses persenyawaan. Asimilasi sulfat (S) menjadi NO3 -N seperti pada reduksi SO42- menjadi gugus -SH. Sulfur tidak saja diperoleh dari larutan tanah dalam bentuk SO42- tetapi juga diabsorpsi dari SO2 dari atmosfir. Reaksi C,H,O,N,dan S menjadi molekul merupakan proses metabolisme fisiologis yang sangat penting bagi tumbuhan. Hal ini akan diuraikan secara mendalam. Dalam bagian ini hanya disebutkan beberapa unsur pokok dari material organik tumbuhan yang diasimilasi dalam reduksi fisiologis yang kompleks.

2. Kelompok kedua, adalah gugusan P, B, dan Si serta gugusan lainnya, menunjukkan kesamaan tingkah laku biokimia, semuanya mengabsorbsi anion organik atau zat asam.

Dalam sel tumbuhan unsur-unsur ini dalam bentuk bebas atau diabsorbsi tidak dalam bentuk difusi anion organik. Misalnya absorbsi Ca2+ oleh gugusan pepsin karboksilik.

3. Kelompok ketiga, adalah K, Na, Mg, Mn, Cl. Kelompok ini diambil dari larutan tanah dalam bentuk ion. Dalam sel tanaman ion-ion ini dalam bentuk ion bebas atau dapat diadsorbsi dan menjadi ion tidak bebas yaitu dalam bentuk anion organik, sebagai contoh penyerapan Ca2+ oleh group karboksil dari pektin. Magnesium juga terikat dengan kuat dalam molekul klorofil. Di sini Mg2+ adalah dalam bentuk chelat yang diikat oleh ikatan kovalen maupun ikatan koordinat ( akan diuraikan lebih lanjut pada hal selanjutnya). Dalam hubungannya dengan Mg2+, elemen ini sangat erat dan mirip dengan kriteria pada group keempat: Zn, Fe, Cu,Mo. Elemen ini secara umum berada dalam bentuk chelat dalam tanaman. Pembagian antara group ketiga dan keempat tidak secara jelas dapat dibagi-bagi untuk Mg2+, elemen Mn dan Ca2+ didalam tanaman juga berada dalam bentuk chelat.

Unsur- unsur yang dibutuhkan tanaman secara umum dibagi kedalam 2 kelompok, yaitu unsur hara makro dan mikro. Selain unsur hara makro dan mikro juga terdapat unsur hara yang tidak essensial menurut definisi essensial tetapi dapat menstimulasi pertumbuhan atau dapat juga essensial hanya pada beberapa tanaman atau menjadi essensial pada beberapa kondisi. Marschner menyebut dengan beneficial element. Sebagai contoh adalah Na, Si, Co, Ni, Se, Al.

Tabel 1.1 Klasifikasi Hara Tanaman

Unsur HaraPenyerapanFungsi Biokimia

Kelompok IC,H,O,N,SDalam bentuk CO2, HCO3, H2O,H2, NO3-,NH4-,N2,SO42-,SO2.Ion dalam larutan tanah, gas-gas dari atmosfirSumbangan utama dari bahan organik.Unsur-unsur esensial dari kelompok-kelompok atomik dalam proses enzimatik.Asimilasi oleh reaksi melalui reaksi reaksi oksidasi reduksi

Kelompok IIP , B, SiDalam bentuk fosfat ,asam Borik/Borat, Silikat berasal dari larutan tanahEsterifikasi dengan kelompok alkohol dalam tanaman. Ester ester Fosfat terlibat dalam reaksi transport energi

Kelompok IIIK,Na, Mg, Mn, ClDalam bentuk ion ion dari larutan tanah.Fungsi ion spesifik membentuk potensial osmotik.Reaksi reaksi yang lebih spesifik melalui konfirmasi protein enzim menjadi siklus optimum (aktifitasi enzim).Membatasi reaksi -reaksi berpasangan.Menyeimbangkan anion anion yang dapat larut dan yang tidak dapat larut.

Kelompok IVZn, Fe, Cu,MoDalam bentuk ion chelate berasal dari larutan tanahSebagian besar berada dalam chelate tergabung dalam kelompok prostetik. Memungkinkan transport elektron melalui pertukaran valensi.

.

Unsur hara makro, biasanya diatas 500 ppm dalam tanaman. Untuk hara mikro diperlukan hanya dalam jumlah sedikit, biasanya kurang dari 50 ppm dalam tanaman.

Unsur- unsur yang diklasifikasikan essensial ada 16 untuk seluruh tanaman budidaya. Khusus Na, Si, dan kobalt hanya essensial untuk beberapa tanaman, Klorin adalah unsur yang paling akhir dinyatakan esensial.

Tabel 1.4. Beberapa unsur hara esensial dan peranannya dalam tanaman.

UnsurPeranan dalam tanaman

Nitrogen (N)Penyusun semua protein. Klorofil, dan peranan koenzim, dan asam- asam nukleat.

Phospor (P)Transfer energi, bgn dari ADP, ATP, penyusun beberapa protein, koenzim, asam nukleat, dan substrat metabolisme

Kalium (K)Sedikit peranannya sebagai penyusun komponen tanaman. Berfungsi dalam pengaturan metabolisme sprt fotosintesis, translokasi karbohidrat, sintesis protein dll.

Kalsium (Ca)Komponen dinding sel. Berperan dalam struktur dan permeabilitas membran.

Magnesium (Mg)Penyusun klorofil dan enzim aktivator.

Belerang (S)Bagian penting dari protein tanaman.

Boron ( Bo)Tidak pasti, tetapi dipercaya penting dalam translokasi gula dan metabolisme kabohidrat.

Besi (Fe)Sintesis klorofil dan enzim- enzim untuk transfer elektron.

Mangan ( Mn)Pengendali beberapa sistem oksidasi- reduksi, pembentukan O2 dalam fotosintesis.

Tembaga ( Cu)Katalisator untuk respirasi, penyusun enzim.

Seng ( Zn)Dalam sistem enzim, yang mengatur bermacam- macam aktv. metabolik.

Molibdenum (Mo)Dalam nitrogenase dibutuhkan untuk fiksasi nitrogen.

Kobalt (C)*Penting untuk fiksasi N secara simbiotik oleh rhizobium.* tidak penting untuk semua tanaman berpembuluh menurut batasan suatu unsur penting oleh Arnon.

Klorin (Cl)Aktivator sistem untuk menghasilkan O2 dalam fotositesis.

1.2. Peranan unsur hara.Seperti telah disebutkan diatas C, H, O, N dan S adalah bagian dari bahan organik tumbuhan. Selain hal tersebut unsur- unsur tersebut juga terlibat dalam proses enzimatik, C dan O adalah komponen utama group karboksil, H dan O pada proses oksidasi reduksi, N pada pembentukan NH2- , NH =, dan juga N dan S dalam pembentukan group SH. Unsur tersebut juga adalah pereaksi dari berbagai proses biokimia.

Kelompok ketiga dan keempat dari nutrisi tanaman ( Tabel 1.1. ), tidak mempunyai fungsi khusus di sel, hanya menentukan potensial osmotik di sel organel atau dalam keseimbangan ion. Juga dijelaskan unsur hara ini dapat mempengaruhi fungsi khusus. Kelompok ketiga dan keempat dari kelompok unsur hara yang telah dijelaskan didepan , dibagi lagi menjadi empat kategori. Yaitu:

1. Merangsang dan mengontrol mekanisme ( Na+, K+, Ca++, Cl-), dengan mengontrol potensial osmotik, permeabilitas membran, elektro potensial dan ketahanannya.

2. Mempengaruhi struktur sel ( K+, Ca +, Mg+, Mn+) dengan mengikat (binding) dengan molekul organik terutama molekul enzim dan ikut dalam proses pembentukan.

3. Membentuk asam Lewis ( Mg +, Ca+, Mn+, Fe+, Cu+, Zn+ ). Ion- ion ini dapat menerima pasangan elektron oleh karena itu dapat mengkatalisis atau merangsang suatu reaksi.

4. Reaksi redoks ( Cu+, Fe+, Co+, Mn+). Ion- ion ini adalah komponen essensial dari group prostetik yang bertanggung jawab terhadap transport elektron.

Ca dan Mg mempunyai affinitas yang tinggi untuk group karboksil dan group fosfat, dimana unsur metal seperti Fe, Mn , Cu dan Zn lebih cepat ditarik dan specifik dibandingkan N dan S. Ca oleh karena itu pada umumnya terikat di dinding sel dan membran dan konsentrasinya di sitoplasma relatif rendah dibandingkan Mg +. Apabila terikat dengan molekul organik , bentuk Mg+, mengikuti kelompok pyropospat dari coenzym ATP, untuk membentuk kompleks Mg ATP-, yang kemudian terikat dengan enzim protein. Mg +, dapat juga membentuk kompleks dengan koenzim ADP walaupun affinitas ATP untuk Mg lebih besar. Pada beberapa reaksi kompleks Mn ATP-, lebih aktif dibandingkan Mg ATP-. Pada beberapa reaksi enzimatik dimana ATP adalah penyumbang atau donor pospat, Mg ATP-.

Group terakhir dari unsur hara tanaman ( Tabel 1.1) adalah logam berat. Unsur-unsur ini paling sering tampak dalam bentuk chelat didalam tanaman. Atom dari logam chelat adalah salah satu yang terikat dalam bentuk ikatan majemuk organik ( ligand) dengan dua atau lebih ikatan.

Ca+, terikat dengan ethylene diamine tetraacetate ( EDTA), dengan cara ini dua group karboksil dari asam terikat dengan Ca+, melalui ikatan elektrostatis, sedangkan dua koordinat terikat dalam bentuk antara Ca+, dan dua atom N. Kompleks yang sangat stabil yang terbentuk, yang kelarutannya sangat tinggi dalam air dan relatif stabil untuk berubah dalam pH.

Yang terpenting dan terjadi ikatan chelate secara alamiah dalam tanaman adalah dari kelompok haem dan chlorophyl. Kelompok haem adalah Fe porphyrin. Besi diikat dengan N-atom dari dua ikatan phyrol dengan ikatan koordinat . Kelompok haem dalam bentuk group prostetik beberpa enzym ( katalase, peroksidase, cytochrome, cythocrome oksidase). Kehadiran besi ( Fe) dalam ikatan haem valensi dapat berubah i dari Fe+, menjadi Fe3+.

Fe+ Fe+ + eIni memungkinkan transfer elektron, fungsi prinsip dari group prostetik ini. Bentuk yang tereduksi ( Fe) kelompoknya disebut haem dan didalam bentuk oksidasi ( Fe) disebut haemin . Atom logam yang lain seperti Cu, Co dan Mo juga berfungsi dalam sistem enzym analogi cara seperti yang disebutkan pada Fe.

1.3. Kandungan Mineral .Material atau bahan tumbuhan hidup terdiri dari bahan organik, air dan mineral. Jumlah relatif dari ketiga komponen tersebut dapat bervariasi, tetapi untuk material tumbuhan hijau, air selalu ada dalam proporsi tertinggi dan mineral dalam proporsi terendah. Distribusi prosentasi dari tiga komponen ini berdasarkan besarnya adalah ;

Air 70 %

Bahan Organik 27 %

Mineral 3 %

data yang lebih rinci yang menunjukkan kandungan tingkat mineral tumbuhan dapat dilihat dalam Tabel 1.2 dan 1.3 .

Namun, air mempunyai peranan yang sangat penting karena memampukan tanaman membuat bahan organik hasil fotosintetis. Dengan adanya air, kandungan mineral pada tumbuhan dan organ tumbuhan menjadi sangat penting secara fisiologis dan praktis.

Tabel 1.2. Kandungan air dari beberapa jaringan tanaman dalam persen berat basah.

NoJenis tanamanPersen

1Bahan tanaman muda90 95

2Akar muda92 93

3Daun tua75 85

4Jerami biji-bijian tua15 20

5Batang15

6Biji cereal10 16

7Biji masak7 10

8Buah tomat92 93

9Jeruk86 90

10Apel74 81

11Buah pisang73 78

12Umbi kentang75 80

13Akar bit gula75 80

Faktor utama yang mengendalikan kandungan mineral tumbuhan adalah potensial pengambilan hara yang tetap secara genetis dan spesifik, bagi hara mineral yang berbeda. Hal ini menjadi dasar kandungan N dan K pada bahan tumbuhan hijau yang 10 kali lebih tinggi dari P dan Mg, dan pada dasarnya 100-1000 kali lebih tinggi dari kandungan mikronutrient. Pola umum terjadi pada semua spesies tumbuhan tinggi. Namun demikian dalam satu spesies pun terdapat perbedaan yang nyata dalam kandungan mineral, yang juga ditentukan secara genetis.

Faktor kedua yang mengontrol kandungan mineral adalah ketersediaan hara tanaman dalam medium hara. Konsentrasi dari mineral tertentu dalam tanaman meningkatkan bentuk kurva kejenuhan seiring dengan meningkatnya ketersediaannya dalam medium hara. Pertumbuhan dalam keadaan ketersediaan hara yang rendah sangat terhambat dan bila ada peningkatan dalam suplai hara akan mendorong pertumbuhan. Dengan demikian walaupun ada peningkatan pengambilan hara sebagai hasil dari bertambah banyaknya hara yang tersedia, konsentrasi hara dalam tanaman tetap konstan.

Hubungan antara ketersediaan hara dalam medium pertumbuhan dan kandungan hara tanaman digunakan dalam metode analisis daun dan tanaman untuk mendiagnosis ketersediaan hara dalam tanah. Tumbuhan memerlukan tingkat tertentu dari tiap hara dalam jaringannya, dan jika tidak tersedia akan menggangu pertumbuhan tanaman. Tingkat kritis kebutuhan hara berbeda untuk tiap tanaman. Sangat jelas bahwa hara makro biasanya hadir dalam konsentrasi yang lebih tinggi dibanding hara mikro.

Kandungan mineral berbeda secara nyata antara organ organ tumbuhan. Umumnya bagian vegetatif tumbuhan seperti daun, batang, dan akar bervariasi sangat tinggi dalam komposisi mineral dibandingkan buah, umbi dan biji. Tanaman memasok hara dan mineral serta bahan organik dari bagian bagian lain tumbuhan dan hal ini umumnya menyebabkan terjadinya variasi yang hanya sedikit dalam kandungan antar organ reproduktif dan organ penyimpan. Hubungan ini untuk Mg dapat dilihat dalam

Kandungan hara tanaman juga sangat tergantung dari umur. Tumbuhan muda dan jaringan tumbuhan muda mempunyai kandungan N, P, K yang tinggi. Sementara dibagian tanaman yang lebih tua dan lebih masak, kandungan Ca+, Mn+, Fe dan B lebih tinggi lagi

Karena pengambilan hara yang relatif tinggi dibanding laju pertumbuhan. Segera setelah fase pertunasan berakhir laju pertumbuhan sangat tinggi dari perpanjangan batang dimulai. Pertumbuhan yang aktif menyebabkan reduksi dramatis dalam kandungan mineral tanaman karena pengenceran. Bila tanda-tanda bunga telah berkembang sempurna, hanya sedikit perubahan dalam kandungan N, P dan K dalam semua jaringan tumbuhan. Jumlah tersebut dalam tumbuhan itu sendiri terjadi perubahan yang cukup berarti antara jaringan, karena selama periode pemasakan ini sejumlah besar N dan P ditranslokasikan dari daun dan batang ke biji.

Kandungan mineral tumbuhan biasanya dinyatakan dengan dasar berat kering, dimana bahan tumbuhan segar dikeringkan pada suhu 105 C sampai semua air keluar hingga tersisa 4% K dalam bahan kering atau 3 mg P per gram bahan kering atau 27 ppm Mn dalam bahan kering. Istilah ppm berarti part permillion, 27 bagian Mn ( berat ) per 1.000.000 bagian (berat) bahan kering. Kadang kadang ug/g atau mg/kg lebih digunakan dibanding ppm. Istilah ini berlaku bila kuantitas kecil dihitung seperti dalam kasus hara mikro. Untuk hara makro kandungan mineral biasanya dinyatakan dalam % atau mg/gram bahan tanaman. Tabel 1.3. menyajikan hasil survei dari kandungan mineral dari berbagai tumbuhan dan organ tumbuhan. Angka angka yang disajikan hanyalah petunjuk. Kandungan mineral bisa bervariasi secara nyata tergantung dari kondisi pengambilan dan faktor lain termasuk yang disebut diatas.

Untuk tujuan praktis seperti perkiraan pengambilan hara total tanaman atau penggunaan analisis tumbuhan sebagai alat mendiagnosis ketersediaan hara dalam tanah, kandungan mineral berdasarakan dasar bahan kering adalah paling cocok untuk pertimbangan fisiologis, lebih tepat untuk menyatakan konsentrasi hara pada tanaman dengan dasar bahan segar dalam bentuk million (mm) atau mili ekuivalen (me), 2,5 me Ca/100g bahan segar. Hal ini akan memberi kesan yang lebih realistik dari konsentrasi mineral aktual dalam sel tanaman. Juga penting kalau menyatakan konsentrasi atau molekul organik seperti asam amino bebas, asam organik dan gula. Sebagai tanaman, dengan mendasarkan konsentrasi atas bahan segar dan menyatakan nilainya dalam mm atau me, sering lebih muda untuk mengenal hubungan fisiologis. Satu contoh adalah pengaruh umur terhadap kandungan mineral jaringan tumbuhan

Umumnya kandungan air pada bahan tanaman lebih tinggi pada jaringan yang lebih muda sehingga jaringan tumbuhan muda tidak terlalu kaya akan N, P dan K seperti diketahui dari analisis bahan kering. Jungk (1970), menunjukkan bahwa dalam kasus Sinapsis alba kandungan K+ dan NO3 yang didasarkan pada berat segar tetap konstan pada seluruh musim tumbuh, asalkan tumbuhan cukup tersuplai kedua hara ini. Buah berdaging dan organ penyimpanan juga mempunyai kandungan air yang tinggi dibandingkan buah-buahan dan biji-bijian. Dengan demikian perbandingan komposisi mineral dari bahan kering diperoleh dari sampel bahan segar dengan kandungan air yang sangat berbeda harus dilakukan dengan lebih teliti.

Tabel 1.3. Kandungan mineral pada beberapa bahan tanaman.

ElemenGandum pada fase akhir pembentukan bulirBiji gandumJerami gandumBatang pada fase vegetatif

N39174.556

P4.44.31.24.9

S3.22.83.39.3

Cl152.71412

K436.41446

Na5.30.231.3

Ca9.42.29.029

Mg2.11.21.02.0

Si3.51.83.33.4

Fe745385550

Mn1308050250

Cu732.37

B61.1735

Mo21.61.0-

1.4 Pengambilan hara dan status hara di tanaman.Perlu pendekatan secara fisika dan kimia ke akar agar dapat dilakukan pengambilan unsur hara. Akar dan ion hara saling berinteraksi untuk pengambilan hara melalui beberapa cara:

Pertukaran kontak

Pertukaran ion tanah dengan H dalam mucigel.

Difusi ion sebagai respon terhadap potensial kimia

Aliran massa ion kedalam akar sebagai respon terhadap perubahan kelembaban

Pemanjangan akar ke sumber ion.

Pemanjangan akar menempatkan jaringan yang baru terbentuk terutama daerah rambut akar, kedalam medium yang tidak tereksploitasi, meningkatkan kemampuan menyerap ion. Hoagland ( 1948), melakukan penelitian tentang proses pengambilan ion oleh tanaman. Dalam percobaan dengan alga air segar nitella dan alga laut valonia, mereka menemukan konsentrasi ion dalam vakuola pada kedua alga. Vakuola nitella terdapat beberapa jenis ion terutama K+ dan Cl pada konsentrasi yang tinggi, demikian juga pada valonia, namun pada valonia karena alga laut maka banyak juga terdapat Na+.Dari penelitian tersebut disimpulkan bahwa,

1. Tanaman dapat mengambil ion secara selektif. Karena K berada pada konsentrasi yang paling rendah dari antara semua kation yang berada pada air kolam, juga merupakan kation yang paling banyak terakumulasi di vakuola Nitella. Di lain pihak konsentrasi dari Na di vakuola Valonia secara relatif rendah walaupun konsentrasi Na di air laut tinggi. Fenomena ini mendukung konsep bahwa sel tanaman mengambil ion tertentu dari lingkungannya dan mentranspornya ke sel interior sedangkan ion-ion species yang lain dengan jalan yang sama tidak dapat masuk ke sel. Fenomena ini disebut pengambilan ion secara selektif.

2. Kesimpulan yang lain adalah kosentrasi beberapa ion spesies juga dijumpai didalam vakuola dalam konsentrasi tinggi dibandingkaan di medium luar. Hal ini mengindikasikan bahwa akumulasi memegang peranan penting dan berlawanan dengan gradient konsentrasi.

3. Hal lain yang penting yang perlu dipertimbangkan dari fenomena ini adalah kenyataan bahwa proses pengambilan itu sendiri memerlukan energi. Energi ini dihasilkan dari metabolisme sel.

Respirasi aerobik dari organisme berhubungan langsung dengan pengambilan ion. Pasokan O2 sangat essensial untuk pengambilan P dari akar barley, hal tersebut juga sama untuk semua jenis tanaman. Pengambilan unsur hara juga ditemukan dapat meningkatkan secara bersamaan dengan peningkatan karbohidrat di akar sejak karbohidrat berperan sebagai sumber energi untuk pengambilan ion selama respirasi. Sangat menarik untuk dicatat bahwa tegangan O2 pada pengambilan pospat maksimum, dicapai pada kandungan O2 yang agak rendah (( 2-3 %).

Fungsi fisiologis utama dari respirasi adalah mensintesis ATP, dari ADP dan pospat anorganik. Semua proses biokimia yang memerlukan energi termasuk sintesis molekul dan pengambilan dan juga transpot beberapa species ion bergantung pada suplai ATP atau persenyawaan yang serupa. ATP mengandung adenin ( N-base), ribosa ( pentosa) dan 3 grup pospat.

1.5 Penyerapan Unsur Hara Dari TanahAir dan unsur hara dapat kontak dengan permukaan akar melalui 3 cara, yaitu; secara difusi dalam larutan tanah ; secara pasif terbawa oleh oleh aliran air tanah ; karena akar tumbuh kearah posisi hara tersebut dalam matriks tanah.

Setelah akar berada pada permukaan akar (kontak dengan akar), barulah unsur hara tersebut dapat diserap tanaman.

Air masuk kedalam tanah sebagai air murni tanpa memperhatikan setiap bahan yang terlarut didalamnya. Masuknya sebuah unsur hara merupakan suatu proses yang terpisah. Oleh karena itu, bila air bergerak kearah akar untuk menggantikan apa yang telah diambil oleh tanaman, suatu pertambahan unsur hara dipindahkan kedekat akar. Meskipun kegiatan ini terjadi hanya pada jarak pendek, hasilnya adalah unsur hara masuk kedalam tanaman.

Terdapat dua hal penting yang harus diingat untuk mengetahui bagaimana tanaman menggunakan unsur hara dalam tanah dengan begitu efektif. Pertama, perluasan akar menembus tanah secara kesinambungan menunjukkan akar-akar sampai pada persediaan unsur hara baru. Kedua, setelah akar menembus tanah, aliran massa dan difusi berperan dalam gerakan unsur hara dalam jarak pendek kepermukaan akar. Selama air diabsorbsi, gradient potensial air dan air bergerak lambat kepermukaan akar. Unsur-unsur hara terurai dalam air dibawa bersamanya oleh aliran massa. Sejumlah unsur hara bergerak ke akar melalui aliran masa tergantung pada jumlah air yang bergerak ke akar dan konsentrasi unsur hara dalam air.

Dalam beberapa situasi unsur hara masuk ke tanaman tidak melalui aliran massa tetapi dengan difusi. Difusi termasuk pergerakan ion hara menembus air. Bila pergerakan unsur hara ke akar melalui aliran massa tidak cukup, difusi akan berperan penting. Dalam hal ini , pengambilan ion mengurangi konsentrasi ion pada permukaan akar, memantapkan suatu gradien difusi keluar dari permukaan akar dan menyebabkan difusi ion-ion ke arah akar.

Pada beberapa hasil penelitian tentang unsur hara, diketahui bahwa :

Aliran massa biasanya berperan dan dominan dalam gerakan kalsium dan sulfur ke permukaan akar dan

Difusi berperan dominan dalam gerakan pospor kepermukaan akar.

Unsur- unsur hara lain seperti K, Mg, dan Nitrogen, dapat melalui aliran massa ataupun difusi, tergantung kepada konsentrasi larutan tanah dan ratio transpirasi.

Pada tempat- tempat tertentu sepanjang permukaan, terjadi suatu kontak yang erat dengan permukaan tanah sehingga ion-ion ditukar langsung dari partikel tanah ke permukaan akar oleh proses yang disebut contact exchange.

Ketersediaan unsur hara dalam tanah sangat menentukan status nutrisi dalam tanaman. pH tanah merupakan faktor utama yang mempengaruhi ketersediaan nutrisi. Kebanyakan unsur hara tersedia pada pH tanah antara 6,0 sampai 7,0. Ca dan Mg, K dan Mo lebih banyak tersedia dalam tanah yang basa, sedangkan Zn, Mn, dan B kurang tersedia. Besi, Mn, Al dapat larut sampai ketingkat yang sangat tinggi dan beracun dalam tanah yang sangat asam.

Serapan hara bersifat akumulatif, selektif, satu arah, dan tidak dapat jenuh. Akumulatif. artinya konsentrasi hara essensial dalam sel dapat menjadi jauh lebih tinggi dibandingkan konsentrasi pada larutan diluar sel. Penyerapan hara yang lama menyebabkan konsentrasi hara dalan sel jauh lebih tinggi, ini dikenal dengan akumulasi hara. Namun secara alamiah tumbuhan mempunyai mekanisme sendiri untuk menghambat terjadinya akumulasi unsur hara, dengan cara memompakan hara tersebut keluar dari sitosol, yakni keluar dari sel atau dipompa masuk ke vakuola sel. Proses pemompaan ini memerlukan energi metabolik ( ATP).

Absorbsi unsur hara oleh tanaman menurut Mengel dan Kirkby ( 1987), ditentukan oleh dua hal utama yaitu:

1. energi metabolik, hal ini sangat berhubungan dengan respirasi akar. Dan

2 . selektif, semua proses pengambilan unsur hara adalah selektif.

Artinya tanaman mempunyai kemampuan untuk menyeleksi ion-ion tertentu pada kisaran yang luas. Sebagai contoh serapan ion K+ tidak dipengaruhi oleh kehadiran ion lain dengan muatan yang sama, seperti ion Na+, apalagi ion-ion yang berbeda valensinya seperti Ca+ atau Mg+. Hal yang sama juga dibuktikan bahwa serapan ion Cl tidak dipengaruhi oleh NO, H2PO4, dan SO4.

Sifat selektifitas ini juga berlaku untuk senyawa organik seperti asam amino dan gula. Sifat selektifitas ini terlihat pada semua bagian tanaman. Fakta ini mendukung teori bahwa protein pembawa pada membran mengangkut ion kedalam sel, karena enzim yang juga adalah protein dapat mengenal secara selektif dan diaktifkan atau dihambat oleh ion atau senyawa tertentu, tidak sembarangan.

Akar-akar tanaman dikelilingi oleh larutan tanah dan kontak erat dengan partikel-partikel tanah pada berbagai tempat sel-sel akar dan mempunyai suatu ruang disebelah luar dimana ion-ion dari larutan tanah maupun dari tempat pertukaran ion dari dinding tanah dapat berdifusi. Difusi ion dalam ruang ini dapat bolak-balik. Keadaan ini terjadi tanpa memperhatikan proses metabolik tanaman. Aktifitas ini pasif. Keadaan ini merupakan awal sampai pengangkutan ion yang sifatnya bolak-balik melintasi suatu membran yang tidak dapat ditembus dan memerlukan penggunaan energi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi metabolisme, dan karena itu penggunaaan energi respirasi akan langsung mempengaruhi pengambilan unsur hara. Penyerapan unsur hara yang memerlukan energi biasanya berhubungan dengan penyerapan aktif. Dalam penyerapan ini ion melintasi membran sitoplasma, plasmalema dengan menggunakan energi dari ATP yang dihasilkan dalam respirasi ( pompa ion). Perpindahan aktif antar sel terjadi melalui plasmodesmata. Vakuola disini bertindak sebagai reservoar cadangan didalam sel untuk air dan ion-ion

Penyerapan pasif merupakan proses fisika yang dapat dilukiskan seperti penyerapan air oleh sepon ( bunga karang) . Ion berpindah bersama air tanpa menggunakan/ melibatkan proses metabolik.

Mineral dengan konsentrasi tinggi cenderung bergerak dengan cepat dalam ruang bebas (apoplasma), melewati endodermis dan memasuki aliran transpirasi xilem. Endodermis merupakan penghalang penyerapan pasif didalam apoplasma karena adanya casparianstrip, yaitu timbunan suberin dalam endodermis yang menyebabkan endodermis tidak permeabel terhadap perpidahan air secara bebas.

Secara umum dikenal Dua teori mengenai perpindahan ion-ion hidrofilik melintasi membran lipoprotein yaitu

1. Teori carrier yaitu molekul di dalam plasmalema mempunyai sisi pengikat yang khusus untuk ion-ion tertentu, yang menyebabkan terjadinya seleksi. Kompleks ion carier terbentuk pada perbatasan membran, membawa ion-ion melintasi membran dan kemudian melepaskannya kedalam sel. Proses ini dikendalikan oleh ATP dan enzim kinase. Dalam sistem carrier ini diperlukan beberapa syarat yaitu : 1. Membran sel tidak permeabel terhadap ion-ion bebas, 2. Perlu adanya transpor elektron, 3. respirasi akar harus berjalan lancar. Dengan demikian pengambilan ion-ion, tidaklah dengan mudah masuk kedalam sel, tetapai berhubungan dengan metabolisme tanaman.

2. .Teori pompa ion yaitu energi yang dilepaskan karena konversi ATP menjadi ADP oleh ATPase membawa ion-ion kedalam sebuah sel sebagai reaksi terhadap perubahan keseimbangan yang tercipta pada saat ion-ion lain meninggalkan sel. Pompa Na-K merupakan contoh yang umum. Ion-ion lain memasuki sel karena adanya perubahan kimiawi. Laju penyerapan ion ternyata berkorelasi tinggi dengan aktifitas ATP.

3.1.8. Mekanisme Serapan HaraUnsur hara akan diserap secara difusi jika konsentrasi diluar sitosol ( pada dinding sel) lebih tinggi daripada konsentrasi didalam sitosol. Proses difusi ini dapat berlangsung karena konsentrasi beberapa ion didalam sitosol dipertahankan untuk tetap rendah, karena begitu ion-ion tersebut masuk kedalam sitosol akan segera dikonversi kebentuk lain, misalnya NO3 segera direduksi menjadi NH4, yang selanjutnya digunakan dalam sintesis asam amino dan protein. Sedangkan H2PO4, dikonversi menjadi gula fosfat, nukleotida, RNA, atau DNA. Dengan demikian, konsentrasi ketiga anion ini didalam sitosol cenderung untuk tetap rendah dan menyebabkan proses difusi dapat berlangsung.

Ion menembus membran secar difusi melalui protein integral pada membran, dimana protein ini mempercepat laju difusi tersebut. Beberapa antibiotik polipetida (protein berukuran kecil), telah terbukti dapat mempercepat pengangkutan kation. Senyawa antibiotik ini disebut ionophor karena kemampuannya untuk mengangkut kation menembus membran.

Beberapa ion tidak segera atau tidak sama sekali dikonversi kebentuk lain setelah masuk dalam sitosol, misalnya ion K+, Na+, Cl, H2BO3. Kation- kation bervalensi 2 seperti kalsium. Mg, Fe, Mn, dan Cu dapat segera terikat pada gugus bermuatan negatif dari molekul protein, sehingga mengurangi jumlah kation-kation tersebut yang dalam bentuk bebas pada sitosol.

Jika konsentrasi ion didalam sitosol lebih tinggi dari diluar, maka proses difusi tidak dapat berlangsung. Pada kenyataannya, walaupun konsentrasi didalam sitosol lebih tinggi, proses serapan ion masih terus berlangsung. Pada kondisi seperti ini serapan ion akan tergantung pada ketersediaan ATP, berarti pula tergantung pada kemapuan sel untuk melangsungkan respirasi agar menghasilkan ATP.

ATP terhidrolisis untuk menghasilkan energi (sebesar 7,6 kcal per molekul). Proses hidrolisis ini akan menguntungkan dalam pengangkutan ion. Pertama, akan menyebabkan sitosol lebih bermuatan negatif, sedangkan diluar sitosol akan lebih bermuatan positif; dan kedua, akan menyebabkan pH sitosol meningkat, sedangkan diluar pHsitosol akan menurun. Muatan lebih negatif akan merangsang kation masuk kedalam sitosol.

Perubahan muatan dan pH sitosol diluar sitosol sebagai akibat dari hidrolisis ATP. Hal dikarenakan molekul air yang digunakan tersebut terbentuk dari OH dari luar sitosol, sedangkan H + beasal dari dalam sitosol. Perbedaan muatan akibat hidrolisis ATP memacu masuknya kation kedalam sitosol, tetapi tidak memacu masuknya anion.

Masuknya anion kedalam sitosol dapat berlangsung melalui beberapa cara yaitu,

Berlangsung secara difusi, telah dijelaskan terdahulu, yaitu karena konsentrasi didalam sitosol dijaga tetap rendah.

Dapat berlangsung secara symport atau co-transport yaitu diangkut oleh protein pembawa bersamaan dengan masuknya ion H+. Ion hidrogen ini diangkut untuk menjaga stabilitas sitosol.

Pergerakan ion H+ dari konsentrasi tinggi ( luar sitosol) ketempat dengan konsentrasi rendah ( sitosol) , akan menghasilkan energi dan energi ini akan digunakan untuk mengangkut ion lain misalnya anion melawan arus perbedaan konsentrasi ( dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi).

Pengangkutan ion H+ kedalam sitosol oleh protein pembawa dapat juga secara bersama dengan pengangkutan kation lainnya( misalnya Na+) keluar sitosol. Proses ini disebut sebagai antiport atau countertransport.

1.6 Bentuk Unsur Hara Yang Diabsorsi Tanaman Nitrogen, Fosfor Dan BelerangNitrogen umumnya diserap oleh tanaman dalam bentuk NH4 atau NO3, tergantung dari keadaan tanah, jenis tanaman dan stadia tumbuh. Tetapi bentuk urea ( H2NCONH2) dapat juga dimanfaatkan tanaman, karena urea secara cepat dapat diserap melalui epidermis daun. Bentuk NO2 terdapat dalam jumlah yang sedikit dan aerasi baik, mudah dioksidasikan menjadi nitrat.

Tanaman biasanya mengabsorbsi P dalam bentuk ion orthofosfst primer H2PO4 dan sebagian kecil bentuk sekunder HPO4. Absorbsi kedua ion tersebut oleh tanaman sangat dipengaruhi oleh pH tanah sekitar akar. Pada pH rendah diabsobsi bentuk H2PO4 yang lebih dominan. Selain kedua bentuk tersebut mungkin juga bentuk pirofosfat dan metafosfat dapat diambil oleh tanaman.

Belerang diserap tanaman dalam bentuk sulfat ion ( SO4). Sebagian kecil diambil dalam bentuk SO2 melalui daun. SO2 adalah sangat beracun bagi tanaman walaupun dalam jumlah yang sangat rendah. Bentuk SO3 akan segera dioksidasikan menjadi bentuk sulfat.

Unsur Hara LainUnsur K, Ca, Mg, Zn, B,dan Cl diserap dalam bentuk kation, tetapi besi, mangan , tembaga berbeda, Keadaan redoks tanah mempengaruhi bentuk unsur yang diambil. Jika tanah beraerasi baik maka ion yang bervalensi tinggi akan dominan, tetapi dalam keadaan yang anerobik, ion bervalensi rendah yang akan dominanan

Diposkan oleh Setionohttp://setiono774.blogspot.com/2010/11/mekanisme-penyerapan-nutrisi-mineral.htmlUnsur hara dalam tanah dapat diserap (absorpsi) oleh tanaman, syaratnya adalah unsur hara tsb harus terdapat pada permukaan akar. Penyerapan unsur hara melalui 3 cara, yaitu: (1) intersepsi akar, (2) aliran masa (mass flow), dan (3) difusi.

Intersepsi AkarAkar tanaman tumbuh memasuki ruangan-ruangan pori tanah yang ditempati unsur hara, sehingga antara akar dan unsur hara terjadi kontak yang sangat dekat (kontak langsung), yang selanjutnya terjadi proses pertukaran ion. Ion-ion yang terdapat pada permukaan akar bertukaran dengan ion-ion pada permukaan komplek jerapan tanah. Jadi absorpsi unsur hara (ion) langsung dari permukaan padatan partikel tanah. Jumlah unsur hara yang dapat diserap melalui cara intersepsi akar dipengaruhi oleh sistim perakaran dan konsentrasi unsur hara dalam daerah perakaran. Hampir semua unsur hara dapat diserap melalui intersepsi akar, terutama Ca, Mg, Mn, dan Zn.

Aliran MasaAir mengalir ke arah akar atau melalui akar itu sendiri. Sebagian lagi mengalir dari daerah sekitarnya akibat transpirasi maupun perbedaan potensial air dalam tanah. Gerakan air ini dapat secara horinsontal maupun vertical. Air tanah yang mengalir ini mengandung ion unsur hara. Jadi unsur hara mendekati permukaan akar tanaman karena terbawa oleh gerakan air tsb atau disebut aliran masa, yang selanjutnya diserap tanaman. Penyerapan melalui aliran masaa dipengaruhi oleh: (1) konsentrasi unsur hara dalam larutan tanah, (2) jumlah air yang ditanspirasikan (3) volume air efektif yang mengalir karena perbedaan potensial dan berkontak dengan akar. Aliran masa dapat menjadi kontribusi utama untuk unsur Ca, Mg, Zn, Cu, B, Fe. Unsur K juga dapat diserap melalui aliran masa, meskipun tidak terlalu besar.

DifusiProses penyerapan berlangsung akibat adanya perbedaan tegangan antara tanaman dan tanah karena perbedaan konsentrasi unsur hara. Faktor yang mempengaruhi difusi adalah konsentrasi unsur hara pada titik tertentu, jarak antara permukaan akar dengan titik tertentu, kadar air tanah, volume akar tanaman. Pada tanah bertekstur halus difusi akan berlangsung lebih cepat daripada tanah yang bertekstur kasar. Difusi meningkat jika konsentrasi hara di permukaan akar rendah/menurun atau konsentrasi hara di larutan tanah tinggi/meningkat. Unsur P dan K diserap tanaman terutama melalui difusi.

http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20101010023840AAVk7qkPPT

http://handiri.files.wordpress.com/2010/10/kesuburan-tnh-ke-11.pptPengaruh Tekanan Akar terhadap Proses Naiknya Air pada Tanaman

17 December 2009

Judul: Pengaruh Tekanan Akar terhadap Proses Naiknya Air pada TanamanTujuan percobaan: Untuk mengetahui bagaimana pengaruh tekanana akar terhadap volume,warna,kekeruhan,pH,rasa dari air suatu tanaman.Nama tanaman:

1. Labu ( Cucurbita maxima)

2. Air Mata Pengantin (Antigonon leptopus)3. Bayam (Amaranthus sp.)Landasan Teori

Potensi air di atmosfer umunya lebih rendah daripada potensi air dalam tanah. Perbedaan potensi air ini menimbulkan daya dorong terhadap translokasi air dari larutan tanah, melewati tanaman ke atmosfer.. Penyerapan air berkaitan dengan metabolisme dan faktor lain yang berpengaruh pada metabolisme sebagai pengaruh tidak langsung. Rendahnya suhu, kurangnya oksigen dan senyawa toksik akan menekan penyerapan air, karena akan mengganggu metabolisme. Demikian halnya aliran air antara vakuola dan sitoplasma dikendalikan oleh perbedaan potensi air. Faktor yang mempengaruhi penyerapan air yaitu: faktor lingkungan seperti ketersediaan air, aerasi, konsentrasi larutan tanah, suhu dan faktor tanaman seperti laju transpirasi tanaman, sistem perakaran, metabolismeTekanan akar adalah tekanan yang terjadi pada xylem sebagai hasil proses aktif. Mekanisme tekanan akar dapat ditunjukkan adanya eksudasi cairan pada suatu tanaman yang dipotong pucuknya. Laju eksudasi ini sangat tergantung dari kondisi metabolisme umumnya, misalnya suasana anaerob. Anaerob akan menurunkan eksudasi dan akan menekan metabolisme yang diperlukan sebagai mediasi penyerapan ion. Juga dipengaruhi oleh adanya ion tertentu dalam larutan nutrien, misal : eksudasi tertinggi bila KCl diberikan dalam larutan eksternal, sehingga K+ dan Cl- diserap dengan cepat. Eksudat terendah bila larutan eksternal berupa air murni. Pada tanaman muda, kontribusi tekanan akar terhadap translokasi bahan organik dan anorganik terlarut dapat dilihat bila transpirasinya rendah, misal peristiwa gutasi pada pagi hari, di mana suhu rendah dan transpirasi rendah. Gutasi mengindikasikan betapa intensifnya metabolisme dan tingginya tekanan akar. Penyerapan nutrien (air dan ion terlarut) ke dalam jaringan pembuluh akan meningkatkan kepekatan, pada sel umumnya akan meningkatkan turgor, tetapi pada jaringan pembuluh yang dinding selnya mengalami penebalan akan meningkatkan tekanan hidrostatik dan air akan mengalir ke atas.

Tekanan akar dan daya kapileritas masih terlalu lemah dalam upaya transport air melewati xylem ke bagian atas tanaman, terutama pada tanaman dengan ketinggian yang cukup (hampir mencapai 100 m). Tekanan akar maksimum yaitu 2 atm, yang artinya hanya mampu menaikkan air sampai ketinggian 21 m. Air dalam medium tanah berhubungan dengan air dalam jaringan tanaman dan batas permukaan daun-atmosfer. Pada beberapa tanaman seperti gymnospermae, tekanan akar yang merupakan penyerapan katif tidak terjadi. Tekanan akar juga tidak terjadi pada tanaman yang transpirasinya berlangsung cepat. Tekanan akar pada setiap tumbuhan berbeda-beda. Besarnya tekanan akar dipengaruhi besar kecil dan tinggi rendahnya tumbuhan (0,7 - 2,0 atm). Bukti adanya tekanan akar adalah pada batang yang dipotong, maka air tampak menggenang dipermukaan tunggaknya.Dari hasil pengamatan terhadap tanaman Labu, terlihat bahwa ada perbedaan yang cukup signifikan antara volume air pada bagian pangkal, tengah dan ujung batang. Volume air pada bagian pangkal yang berjumlah 450 ml merupakan volume air tertinggi yang diperoleh pada tanaman Labu. Hal ini karena air yang melalui pangkal tanaman berjumlah cukup banyak sebab air dan garam- garanm mineral belum didistribusikan ke seluruh tubuh tanaman seperti pada cabang- cabang tanaman maupun daun- daun tanaman. Begitu pula sebaliknya, pada bagian ujung tanaman, air yang diperoleh cukup sedikit karena distribusi air sebelum mencapai daun sudah terlebih dahulu didistribusikan ke cabang- cabang tanaman sehingga volume air pada bagian ujung tidak terlalu banyak.

Hal inipun terjadi pada tumbuhan Air Mata Pengantin. Pada bagian pangkal tumbuhan diperoleh volume air yang terbanyak. Namun pada bagian ujung volume air tidak dapat diukur, karena air yang diperoleh berupa air yang menguap karena jumlahnya yang sangat sedikit. Hal ini disebabkan oleh diameter batang tumbuhan ini yang kecil, sehingga penyerapan ait tidak begitu banyak seperti tanaman Labu.

Pada tanaman bayam, pada bagian pangkal tidak diperoleh air karena salah satu penyebabnya yaitu kesalahan dalam praktikum (posisi batang tegak).

Adapun faktor lain yang mempengaruhi besarnya volume air yaitu factor eksternal (lingkungan seperti kandungan air dalam tanah, cahaya, suhu,dll). Dan factor internal (tumbuhan itu sendiri seperti struktur anatomi tumbuhan antara lain besarnya batang,dll).Semua air yang diperoleh pada bahan yang dipraktikumkan berwarna bening dan tidak keruh. Hal ini sangat tergantung terhadap air kapiler yang terdapat di dalam tanah yang diserap oleh tumbuhan tersebut.Semua air yang diperoleh pada bahan yang dipraktikumkan memiliki rasa tawar. Hal ini sangat terkait dengan pH dari air yang diperoleh, pH berjunlah 7 artinya tingkat keasamannya netral sehingga rasanya tawar.Semua air yang diperoleh pada bahan yang dipraktikumkan memiliki pH 7. jumlah pH ini juga tergantung dari pH tanah dari tumbuhan itu sendiri karena air dan garam- garam mineral diperoleh dari dalam tanah.Simpulan:

1. Ada perbedaan yang cukup signifikan antara volume air pada bagian pangkal, tengah dan ujung batang.

2. Semua air yang diperoleh pada bahan yang dipraktikumkan berwarna bening dan tidak keruh.3. Semua air yang diperoleh pada bahan yang dipraktikumkan memiliki rasa tawar.4. Semua air yang diperoleh pada bahan yang dipraktikumkan memiliki pH 7.Daftar Pustakahttp://209.85.175.132/search?q=cache:BtG1AVAyyPYJ:elearning.unej.ac.id/courses/MAB1504/document/Materi_Kuliah_Ir._Sumadi_MS/Materi_Sumadi/Physiologi_1_(bab_3).doc%3FcidReq%3DMAB1504+tekanan+akar&hl=id&ct=clnk&cd=2&gl=id yang diakses tanggal 2 Maret 2009.http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090225040102AAgNYyQ yang diakses tanggal 2 Maret 2009.http://b0cah.org/index2.php?option=com_content&do_pdf=1&id=634 yang diakses tanggal 2 Maret 2009.http://earlmate.files.wordpress.com/2008/06/mekanisme-air-pada-tumbuhan1.pdf yang diakses tanggal 2 Maret 2009.http://books.google.co.id/books?id=zBoTBneQnXAC&pg=PT169&lpg=PT169&dq=tekanan+akar&source=bl&ots=Cef0drLaEA&sig=wbmOlOf-kfJUqaaK4NBORw_7G2I&hl=id&ei=VcurSbyrApyu6gOD-420Bg&sa=X&oi=book_result&resnum=7&ct=result yang diakses tanggal 2 Maret 2009.http://books.google.co.id/books?id=MmtYqOgh3FYC&pg=PA327&lpg=PA327&dq=tekanan+akar&source=bl&ots=trEnW8o4tx&sig=HkfBhZ4_Bhsdel61VpzWmm-HU1o&hl=id&ei=VcurSbyrApyu6gOD-420Bg&sa=X&oi=book_result&resnum=1&ct=result#PPA324,M1 yang diakses tanggal 2 Maret 2009.http://books.google.co.id/books?id=2I9n93HhKRwC&pg=PA73&lpg=PA73&dq=tekanan+akar&source=bl&ots=-tuIJ2OVJa&sig=zZmCVe2-rYrClQ6aEb4OenEOqew&hl=id&ei=VcurSbyrApyu6gOD-420Bg&sa=X&oi=book_result&resnum=10&ct=result yang diakses tanggal 2 Maret 2009.http://one.indoskripsi.com/judul-skripsi-makalah-tentang/hubungan-antara-serapan-hara-dan-kerapatan-akar yang diakses tanggal 2 Maret 2009.http://tedbio.multiply.com/journal/item/17 yang diakses tanggal 2 Maret 2009.Sarna, Ketut, dkk.2007. AJAR FISIOLOGI TUMBUHAN BERMUATAN LOKAL GENIUS. Singaraja: Jurdik. BiologiKetut juliantara http://edukasi.kompasiana.com/2009/12/17/pengaruh-tekanan-akar-terhadap-proses-naiknya-air-pada-tanaman/Gerakan hara dalamtanahPosted by nasih pada 1 November 2010

Ion di dalam tanah tanah akan bergerak menuju permukaan akar dengan mekanisme berikut: root interception, mass flow atau diffusion.

Pemasokan dan pengangkutan hara:

1. intersepsi akar semata-mata berkaitan dengan pemasokan hara (solely a supply mechanism).

2. aliran massa dan difusi merupakan pemasokan dan pengangkutan hara (mechanisms of supply and transport).

3. memahami bagaimana hara bergerak, sangat penting untuk memahami dampaknya bagi lingkungan, juga dalam penyerapan hara.

Intersepsi akarAkar tumbuh menembus tanah, bersinggungan dengan permukaan partikel tanah, permukaan akar bersinggungan dengan ion hara yang terjerap, kemudian terjadi pertukaran secara langsung (contact exchange). Meskipun angkanya kecil, tetapi sumbangannya penting agar hara mencapai akar. Hal ini nampak jelas terutama bagi hara dengan kadar tinggi dalam tanah misalnya Ca dan Mg, atau hara yang dibutuhkan dalam jumlah kecil bagi tanaman seperti Zn dan Mn dan hara mikro lainnya.

Intersepsi dipengaruhi oleh semua yang mempengaruhi pertumbuhan akar: tanah yang kering, tanah mampat, pH tanah yang rendah, keracunan Al dan Mn, kekahatan hara, kegaraman, aerasi buruk, penyakit akar, serangga, nematoda, temperatur sangat tinggi atau sangat rendah. Pertumbuhan tanaman berpengaruh paling besar terhadap proses intersepsi, meskipun juga berpengaruh terhadap dua mekanisme lainnya.

Hara yang masuk melalui intersepsi tergantung pada kadar hara dalam tanah, volume tanah yang dijelajahi akar, akar menempati 1 2% volume tanah, pada permukaan tanah akar lebih rapat.

Proses intersepsi atau pertukaran langsung dapat digambarkan sebagai berikut:

[rambut akar] H+ dengan K+ [lempung/BO]

pertukaran => => =>

[rambut akar] K+ dengan H+ [lempung/BO]

Hal ini terjadi karena akar juga memiliki KPK yang berumber dari gugus karboksil (seperti dalam bahan organik): COOH COO- + H+. Besarnya kpk akar pada monokotil 10 30 meq/100 g dengan sifat kation monovalen lebih cepat diserap, sedangkan akar dikotil memiliki KPK 40 100 meq/100 g dengan sifat kation divalen lebih cepat diserap.

Aliran masa (mass flow)Hara terlarut terbawa bersama aliran air menuju akar tanaman, aliran air dipengaruhi oleh transpirasi, evaporasi dan perkolasi. Jumlahnya proporsional dengan laju aliran (volume air yang ditranspirasikan) dan kadar hara dalam larutan tanah.

Aliran masa memasok hampir seluruh hara mobil yang diperlukan tanaman yaitu: NO3-, SO42-, Cl-, and H3BO3. Seringkali memasok hara Ca dan Mg yang berlebihan. Dengan demikian dapat memenuhi kebutuhan Cu, Mn, and Mo, serta memenuhi sebagian kebutuhan Fe and Zn.

Faktor yang mempengaruhi aliran masa adalah :

1. kadar lengas tanah: tanah yang kering tidak ada gerakan hara,

2. temperatur: temperatur yang rendah mengurangi transpirasi dan evaporasi,

3. ukuran sistem perakaran: mempengaruhi serapan air.

Pengaruh kerapatan akar terhadap pasokan hara oleh aliran masa lebih ringan dibanding terhadap intersepsi akar dan difusi.

Difusi (diffusion)Ion bergerak dari wilayah yang memiliki kadar hara tinggi ke wilayah yang lebih rendah kadar haranya. Akar menyerap hara dari larutan tanah. Kadar hara di permukaan akar lebih rendah dibandingkan kadar hara tersebut larutan tanah di sekitar akar. Ion bergerak menuju permukaan akar. Mekanisme ini sangat penting bagi hara yang berinteraksi kuat dengan tanah. Terutama untuk memasok hara P dan K, juga hara mikro Fe dan Zn.

Laju difusi proporsional dengan gradien konsentrasi, koefisien difusi dan wilayah yang tersedia untuk terjadinya difusi. Persamaan difusi Hukum Fick:

dC/dt = De. A.dC/dX dC/dt = laju difusi (perubahan konsentrasi antar waktu)De = koefisien disfusi efektifA = luas penampang difusidC/dX = gradien konsentrasi (perubahan konsentrasi antar jarak)

Koefisien difusi efektif (effective diffusion coefficient)

De=Dw.(1/T).(1/b) Dw = koefisien difusi dalam air = kadar air tanah volumetrikT = faktor kelikuan (tortuosity)b = daya sangga tanah (soil buffering capacity)

Koefisien difusi dalam air dipengaruhi temperatur, jika dingin difusi lebih lambat. Kadar air tanah, jika kering difusi lebih lambat, kurang air, wilayah yang dilewati difusi lebih sempit. Kelikuan (tortuosity), jalur dalam tanah tidak lurus, tetapi melalui sekeliling partikel tanah yaitu lapisan air yang sangat tipis. Hal ini dipengaruhi oleh tekstur tanah dan kadar airnya. Jika lebih banyak lempung maka jalur difusi lebih panjang. Lapisan air lebih tipis, jalur difusi lebih panjang. Daya sangga tanah (buffering capacity): hara dapat diambil melalui jerapan tanah selama bergerak tersebut, hal ini akan menurunkan laju difusi.

Jarak difusi hara sangatlah pendek yaitu: K ~ 0,2 cm, sedangkan P ~ 0,02 cm. Ukuran dan kerapatan akar sangat mempengaruhi pasokan hara oleh mekanisme difusi. Hal ini harus menjadi pertimbangan dalam penempatan pupuk.

http://nasih.wordpress.com/2010/11/01/gerakan-hara-dalam-tanah/Minggu, 06 Desember 2009

Mekanisme Penyerapan Hara

Mekanisme Penyerapan Hara

Unsur hara dapat tersedia disekitar akar melalui 3 mekanisme penyediaan unsur hara, yaitu: (1) aliran massa, (2) difusi, dan (3) intersepsi akar. Hara yang telah berada disekitar permukaan akar tersebut dapat diserap tanaman melalui dua proses, yaitu:(1) Proses Aktif, yaitu: proses penyerapan unsur hara dengan energi aktif atau proses penyerapan hara yang memerlukan adanya energi metabolik, dan (2) Proses Selektif, yaitu: proses penyerapan unsur hara yang terjadi secara selektif.

Proses Aktif:Proses penyerapan unsur hara dengan energi aktif dapat berlangsung apabila tersedia energi metabolik. Energi metabolik tersebut dihasilkan dari proses pernapasan akar tanaman. Selama proses pernapasan akar tanaman berlangsung akan dihasilkan energi metabolik dan energi ini mendorong berlangsungnya penyerapan unsur hara secara proses aktif. Apabila proses pernapasan akar tanaman berkurang akan menurunkan pula proses penyerapan unsur hara melalui proses aktif. Bagian akar tanaman yang paling aktif adalah bagian dekat ujung akar yang baru terbentuk dan rambut-rambut akar. Bagian akar ini merupakan bagian yang melakukan kegiatan respirasi (pernapasan) terbesar.

Proses Selektif:Bagian terluar dari sel akar tanaman terdiri dari: (1) dinding sel, (2) membran sel, (3) protoplasma. Dinding sel merupakan bagian sel yang tidak aktif. Bagian ini bersinggungan langsung dengan tanah. Sedangkan bagian dalam terdiri dari protoplasma yang bersifat aktif. Bagian ini dikelilingi oleh membran. Membran ini berkemampuan untuk melakukan seleksi unsur hara yang akan melaluinya. Proses penyerapan unsur hara yang melalui mekanisme seleksi yang terjadi pada membran disebut sebagai proses selektif. Proses selektif terhadap penyerapan unsur hara yang terjadi pada membran diperkirakan berlangsung melalui suatu carrier (pembawa). Carrier (pembawa) ini bersenyawa dengan ion (unsur) terpilih. Selanjutnya, ion (unsur) terpilih tersebut dibawa masuk ke dalam protoplasma dengan menembus membran sel.Mekanisme penyerapan ini berlangsung sebagai berikut:(1) Saat akar tanaman menyerap unsur hara dalam bentuk kation (K+, Ca2+, Mg2+, dan NH4+) maka dari akar akan dikeluarkan kation H+ dalam jumlah yang setara, serta(2) Saat akar tanaman menyerap unsur hara dalam bentuk anion (NO3-, H2PO4-, SO4-) maka dari akar akan dikeluarkan HCO3- dengan jumlah yang setara.

Diposkan oleh Ir.Hudaini Hasbi,MSc.Agr http://uday-pusatpenelitianazollajember.blogspot.com/2009/12/mekanisme-penyerapan-hara.html3.1.5. Pengambilan hara dan status hara di tanaman.

Perlu pendekatan secara fisika dan kimia ke akar agar dapat dilakukan pengambilan unsur hara. Akar dan ion hara saling berinteraksi untuk pengambilan hara melalui beberapa cara:

Pertukaran kontak

Pertukaran ion tanah dengan H dalam mucigel.

Difusi ion sebagai respon terhadap potensial kimia

Aliran massa ion kedalam akar sebagai respon terhadap perubahan kelembaban

Pemanjangan akar ke sumber ion.

Pemanjangan akar menempatkan jaringan yang baru terbentuk terutama daerah rambut akar, kedalam medium yang tidak tereksploitasi, meningkatkan kemampuan menyerap ion. Hoagland ( 1948), melakukan penelitian tentang proses pengambilan ion oleh tanaman. Dalam percobaan dengan alga air segar nitella dan alga laut valonia, mereka menemukan konsentrasi ion dalam vakuola pada kedua alga. Vakuola nitella terdapat beberapa jenis ion terutama K+ dan Cl pada konsentrasi yang tinggi, demikian juga pada valonia, namun pada valonia karena alga laut maka banyak juga terdapat Na+.Dari penelitian tersebut disimpulkan bahwa,

1. Tanaman dapat mengambil ion secara selektif. Karena K berada pada konsentrasi yang paling rendah dari antara semua kation yang berada pada air kolam, juga merupakan kation yang paling banyak terakumulasi di vakuola Nitella. Di lain pihak konsentrasi dari Na di vakuola Valonia secara relatif rendah walaupun konsentrasi Na di air laut tinggi. Fenomena ini mendukung konsep bahwa sel tanaman mengambil ion tertentu dari lingkungannya dan mentranspornya ke sel interior sedangkan ion-ion species yang lain dengan jalan yang sama tidak dapat masuk ke sel. Fenomena ini disebut pengambilan ion secara selektif.

2. Kesimpulan yang lain adalah kosentrasi beberapa ion spesies juga dijumpai didalam vakuola dalam konsentrasi tinggi dibandingkaan di medium luar. Hal ini mengindikasikan bahwa akumulasi memegang peranan penting dan berlawanan dengan gradient konsentrasi.

3. Hal lain yang penting yang perlu dipertimbangkan dari fenomena ini adalah kenyataan bahwa proses pengambilan itu sendiri memerlukan energi. Energi ini dihasilkan dari metabolisme sel

Respirasi aerobik dari organisme berhubungan langsung dengan pengambilan ion. Fig. 3.8. dari hasil kerja Hopkins mendemonstrsikan bahwa pasokan O2 sangat essensial untuk pengambilan P dari akar barley. Hal tersebut juga sama untuk semua jenis tanaman. Pengambilan unsur hara juga ditemukan dapat meningkatkan secara bersamaan dengan peningkatan karbohidrat di akar sejak karbohidrat berperan sebagai sumber energi untuk pengambilan ion selama respirasi. Sangat menarik untuk dicatat bahwa tegangan O2 pada pengambilan pospat maksimum, dicapai pada kandungan O2 yang agak rendah (( 2-3 %).

Fungsi fisiologis utama dari respirasi adalah mensintesis ATP, dari ADP dan pospat anorganik. Semua proses biokimia yang memerlukan energi termasuk sintesis molekul dan pengambilan dan juga transpot beberapa species ion bergantung pada suplai ATP atau persenyawaan yang serupa. ATP mengandung adenin ( N-base), ribosa ( pentosa) dan 3 grup pospat.

Grup pospat terikat satu dengan yang lain dengan suatu energi yang disimbolkan dengan () . Ini adalah ikatan energi yang tinggi dan selama hidrolisis dilepaskan sebesar 32 KJ permol ATP.

GAMBAR HAL 124, BUKU Mengel and Kirkby

ATP tida