LAPORAN RESMIPRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN

NUTRISI TUMBUHAN

Kelompok IRahmadiyono Widodo 13304241063Ajeng Narulita Kusumastuti 13304244005Dwi Astuti 13304244017Lanna Murpi Pertiwi 13304244010Miftakhurohmah 13304241071

Pendidikan Biologi Internasional 2013

JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGIFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA2014

BAB IPENDAHULUAN

A. Latar Belakang

         Pertumbuhan dan mutu tanaman sangat dipengaruhi oleh kadar nutrisi yang

tersedia dalam media tanam dan dapat diserap oleh tanaman. Beraneka ragam unsur

dapat ditemukan di dalam tubuh tumbuhan, tetapi tidak berarti bahwa seluruh unsur–

unsur tersebut dibutuhkan tumbuhan untuk kelangsungan hidupnya.

Tumbuhan memerlukan nutrisi untuk hidup dari lingkungannya. Nutrisi yang

esensial bagi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan terdiri dari hara makro dan

hara mikro. Hara makro diperlukan tanaman dalam jumlah yang relatif banyak,

sedangkan hara mikro diperlukan tumbuhan dalam jumlah yang relatif sedikit.

Makronutrien merupakan unsur yang sangat diperlukan oleh tanaman dalam

jumlah yang terbagi lagi dalam unsur utama dan unsur sekunder. Elemen

makronutrien yang tergolong di dalam unsur  utama ialah Karbon (C), Hidrogen (H) ,

Oksigen (O) ,Nitrogen (N) , Fosforus(P)  dan Kalium(K). Unsur-unsur karbon,

hidrogen dan oksigen cukup mudah diperoleh tanaman melalui udara dan air. Unsur-

unsur nitrogen, fosfordan kalium  biasanya diberikan kepada tanaman melalui

pemupukan. Setiap unsur ini mempunyai peranan tersendiri dalam kegiatan hidup

suatu tanaman

Unsur-unsur esensial tersebut diperlukan oleh tumbuhan untuk proses tumbuh

dan berkembang serta sangat penting dalam melengkapi siklus hidupnya. Oleh

karena itu, keberadaan unsur-unsur esensial ini tidak dapat digantikan oleh unsur-

unsur yang lainnya, selain fungsi dari unsur-unsur tersebut bersifat langsung.

Pada kondisi tertentu, tanaman dapat kekurangan salah satu unsur hara yang

diperlukan yang berakibat pada timbulnya gejala-gejala defisiensi yang kadangkala

gejala tersebut sangat khas untuk unsur tertentu secara bersamaan. Melalui medium

kultur ini, gejala kekurangan hara tertentu akan dengan mudah dapat diamati

(Rahayu, 2011).

B. Tujuan

1. Mengetahui pengaruh luas daun terhadap kecepatan absorbsi2. Mengetahui hubungan antara banyaknya stomata

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Tumbuhan sebagai salah satu makhluk hidup mempunyai ciri-ciri menyerap

“makanan” demi kelangsungan hidupnya. Makanan bagi tumbuhan disebut dengan

nutrien.

Nutrien dapat diartikan sebagai zat-zat yang diperlukan untuk kelangsungan

hidup tumbuhan. Untuk keperluan hidupnya, tumbuhan memerlukan nutrien yang

berupa mineral dan air. Mineral diperoleh tumbuhan dari dalam tanah, demikian pula air

dapat diperoleh dari dalam tanah. Mineral-mineral tersebut didalam tanah larut dalam

air (Bidwel.1979).

Mineral-mineral yang terlarut dalam air menurut Campbell (2008) tidak

semuanya merupakan mineral yang diperlukan oleh tumbuhan. Mineral-mineral atau

unsur yang dibutuhkan oleh tumbuhan untuk menyelesaikan siklus hidupnya dan

menghasilkan generasi yang lain disebut unsur-unsur esensial.

Peneliti dalam menentukan mana unsur-unsur yang termasuk unsur esensial

menggunakan teknik kultur hidroponik, yaitu menumbuhkan tanaman dalam larutan

mineral, bukan didalam tanah. Penerapan atau teknik dari kultur hidroponik adalah akar

tumbuhan direndam didalam larutan yang teraerasi dengan komposisi mineral yang

diketahui. Aerasi air berguna untuk menyuplai akar dengan oksigen yang dibutuhkan

untuk respirasi selular. Suatu mineral, misalnya kalium, dapat dihilangkan untuk

menguji apakah mineral tersebut esensial atau tidak. Jika mineral yang dihilangkan

bersifat esensial, gejala-gejala defisiensi mineral akan terjadi, misalnya pertumbuhan

yang terhambat dan daun yang kehilangan warna (Campbell. 2008).

Menurut Campbell (2008), penelitian-penelitian kultur hidroponik telah

membantu mengidentifikasi 17 unsur esensial yang dibutuhkan oleh semua tumbuhan.

17 unsur esensial tersebut dikelompokan dalam dua kelompok besar yaitu makronutrien

dan mikronutrien. Makronutrien adalah unsur-unsur yang diperlukan oleh tumbuhan

dalam jumlah besar, sedangkan mikronutrien adalah unsur-unsur yang diperlukan

tumbuhan dalam jumlah kecil. 17 unsur esensial yang dibutuhkan oleh tumbuhan adalah

sebagai berikut :

A. Makronutrien

1. Karbon : Komponen utama senyawa-senyawa organik

tumbuhan

2. Oksigen : Komponen utama senyawa-senyawa organik tumbuhan

3. Hidrogen : Komponen utama senyawa-senyawa organik tumbuhan

4. Nitrogen : Komponen asam nukleat, hormon, klorofil dan koenzim.

5. Kalium : Kofaktor yang berfungsi dalam sintesis protein

6. Kalsium : Penting dalam pembentukan dan stabilitas dinding sel

7. Magnesium : Mengaktivasi berbagai macam enzim, komponen

klorofil

8. Fosfor : Komponen ATP, asam nukleat, dan fosfolipid

9. Sulfur : Komponen protein, koenzim

B. Mikronutrein

1. Klorin : Berfungsi dalam keseimbangan air

2. Besi : Komponen sitokrom, mengaktivasi beberapa enzim

3. Mangan : Aktif dalam pembentukan asam amino

4. Boron : Kofaktor dalam sintesis klorofil

5. Seng : Aktif dalam pembentukan klorofil

6. Tembaga : Komponen dari berbagai enzim lignin-biosintetik

7. Nikel : Kofaktor enzim yang berfungsi dalam metabolisme

nitrogen

8. Molibdenum : Kofaktor dalam reduksi nitrat

Apabila tumbuhan kehilangan unsur-unsur esensial tersebut, maka tumbuhan

akan mengalami defisiensi. Gejala defiseinsi mineral tidak hanya bergantung

pada peran nutrien namun juga pada mobilitasnya didalam tumbuhan. Jika suatu

nutrien bergerak bebas, gejala-gejala defisiensi akan timbul terlebih dahulu pada

organ-organ yang lebih tua karena jaringan-jaringan yang lebih muda dan

sedang tumbuh memiliki daya menarik nutrien yang lebih besar namun

jumlahnya terbatas (Campbell. 2008).

Defisensi mineral yang paling umum dapat dilihat pada tanaman jagung.

Gambar diatas menunjukan gejala-gejala defisiensi mineral bisa bervariasi.

Pada jagung, tumbuhan yang mengalami defisiensi fosfat memiliki tepian yang

berwarna ungu kemerahan terutama pada daun muda. Tumbuhan jagung yang

kekurangan kalium menunjukan ciri terbakar atau kekeringan disepanjang ujung

dan tepian daun tua. Defisiensi nitrogen tampak sebagai penguningan yang

dimulai di ujung daun dan bergerak di sepanjang bagian tengah daun yang tua.

BAB IIIMETODE

A. Alat dan Bahana. Makronutrien masing-masing 1 molar

- Ca (NO3)2- KNO3- MgSO4.7H2O- KH2PO4- NaNO3- MgCl2- NaHPO4- CaCl2- KCl

b. Mikronutrien dalam setiap liter dibutuhkan

Macam Zat Konsentrasi / liter aquadest

H3BO3 2.68 g

MnCl2.4H2O 1.81 g

ZnCl 0.11 g

CuCl2.2H2O 0.05 g

Na2MoO4.2H2O 0.25

c. Larutan FeEDTAd. Botol bermulut besar 250 mle. Tumbuhan cabai (tumbuhan uji)f. Alumunium voilg. Karet sumbat berlubangh. Penggaris

Keterangan pembuatan FeEDTA1. Larutkan 5.57 g FeSO4.H2O dalam 200 ml aquadest2. Larutkan 7.45 g Na2EDTA dalam 200 ml aquadest3. Campurkan kedua larutan tersebut dan panaskan4. Mendinginkan dan menambah aquadest hingga volume 1 liter

Cara kerja1. Menyiapkan media kerja yang akan digunakan, dengan keterangan sebagai berikut :

Larutan (1 M)Komplit

(l)Def. Ca

Def. D

Def. Mg

Def. K

Def. N

Def. P

Def. Fe mikronutrien

CaNo3 10 - 10 10 10 - 10 10 10KNO3 10 10 10 10 - - 10 10 10MgSO4 4 4 - - 4 4 4 4 4KH2PO4 2 2 2 2 - 2 - 2 2Fe EDTA 2 2 2 2 2 2 2 - 2MIKRONUTRIEN 2 2 2 2 2 2 2 2 -NaNO3 - 20 - - 10 - - - -MgCl2 - - 4 4 - - - - -Na2SO4 - - - - - - - - -NaH2PO4 - - - - 2 - - - -CaCl2 - - - - - 10 - - -KCl - - - - - 10 2 - -2. Melarutkan media sesuai dengan ketentuan di atas pada aquadest 1 liter3. Menyiapkan media untuk menanam berupa botol am beserta karet sumbat sebanyak

24. Untuk Setiap percobaan, mengisi gelas jam dengan 200 ml media (tandai batasnya)

nutrien kemudian menutup dengan alumunium voil di seluruh lapisan luar botol5. Menempatkan tanaman di greenhouse dan diperiksa setiap 3 hari sekali6. Apabila dalam pengamatan volume media nutrisi berkurang, maka segera ditambah

dengan yang baru7. Mengamati gejala-gejala yang timbul akibat defisiensi unsur

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Percobaan yang berjudul nutrisi tumbuhan ini bertujuan untuk mengetahui

respons tanaman terhadap defisiensi (kekurangan) hara tertentu. Setelah dilakukan

pengamatan selama 1 bulan, diperoleh hasil seperti pada tabel di bawah ini.

Tabel Hasil Pengamatan Defisiensi

No. Defisiensi Gejala yang tampakMinggu ke-1 Minggu ke-2 Minggu ke-3 Minggu ke-4

1. Tanpa Defisiensi (Komplit)

Pengamatan minggu pertama, satu tanaman mati. Satu tanaman yang masih hidup memperlihatkan ciri menjadi lebih kusam pada bagian daun.

Warna daun pada ujung tetap sama, tetapi daun yang terletak pada bagian paling bawah menunjukan adanya lubang-lubang kecil berwarna coklat.

Daun paling bawah mati, daun yang berada diposisi diatas daun paling bawah menunjukan adanya lubang-lubang coklat kecil dan satu lubang besar pada bagian dekat tulang daun.

Daun semakin banyak terdapat lubang kecil berwarna coklat.

2. Ca Daun yang paling bawah menguning dan terdapat bercak-bercak hitam dalam jumlah sedikit.

Daun yang berada pada bagian paling bawah semakin menguning dan bercak hitam semakin banyak.

Daun paling bawah mati dan daun-daun diatasnya smakin banyak yang menguning. Tidak terlihat bercak-bercak hitam yang banyak.

Warna kuning pada daun semakin jelas dan semakin banyak.

3. Ca Bercak coklat pada 5 daun, sebagian besar bercak di tepi daun, batang melengkung

Daun melengkung ,ada bercak coklat

Tepi daun muda melengkung, ada bercak coklat, bagian bawah daun ada bintik-

bintik putih4. Mg Daun masih

berwarna hijau segar

Terdapat bercak bercak kuning di permukaan daun

Terdapat bercak kuning di permukaaan, jaringan di tepi daun mulai ada yang mati

Tumbuhan mati (kekurangan air nutrisi)

5. S Daun masih berwarna hijau segar

Terdapat lubang lubang kecil pada daun, beberapa daun tepinya layu ( coklat)

Jaringan yang layu (mati) di daun semakin banyak, daun menguning

Terdapat daun yang mati sempurna, daun semakin menguning dan jaringan yg mati pada suatu daun semakin banyak

6. N Ada 4 daun berukuran besar dan 2 daun berukuran kecil, 2 daun berukuran besar dengan bercak warna coklat

Terdapat sedikit bercak coklat pada beberapa daun. Terdapat bercak coklat pada dua daun yang lain.

Bercak cokelat dengan bagian tengah bercak berwarna hitam terdapat di beberapa daun. Terdapat bercak coklat dalam jumlah sedikit pada pinggiran daun yang lain.

Bercak cokelat terdapat pada beberapa daun

7. K Ada 4 daun berukuran besar dan 2 daun berukuran kecil. Ada 1 daun yang terdapat sedikit bercak coklat. Terdapat bercak cokelat pada daun besar.

Terdapat daun yang berwarna coklat ( 85% ). Terdapat bercak coklat pada daun yang lain

Terdapat bercak coklat dalam jumlah sedikit pada pinggiran daun. Pada daun yang lain terdapat cokelat berwarna cokelat muda dalam jumlah

Semua daun menguning. Tanaman yang lain mati, semua daun mengkerut dan kering.

sedikit dan sempit.

8. P Beberapa daun menguning bercak putih; Tumbuh akar muda putih lurus tak bercabang

Daun menguning

Daun menguning; Daun tua kering

Daun menguning; Daun bagian bawah berjamur; Akar muda lurus berwarna putih tanggal dan terdapat bercak jamur pada akar; Nampak tidak sehat.

9. P Turgor daun dan batang tinggi, wana daun nampak lebih hijau dibandingkan sebelumnya

Warna daun terlihat lebih hijau dengan bercak coklat, turgor daun tinggi

Turgor daun rendah, warna daun menguning dan adanya bercak coklat

Daun mulai kecoklatan, lebih coklat dari mikronutrien

10. Fe Tunas daun yang tumbuh keriting dan tepian menggulung

Daun muda keriting tidak tumbuh sempurna;

Daun menguning, keriting, nampak tidak segar dan tidak sehat;

Daun menguning, keriting, akar muda lurus berwarna putih masih berkembang; Nampak tidak sehat

11. Mikronutrien 7 daun ada bercak coklat, sebagian besar bercak daun letaknya di tengah, batang melengkung

Daun melengkung, ada bercak coklat di bagian bawah

Tepi daun melengkung, bagian bawah daun ada bercak coklat, ada. Daun yang berwarna kuning

12. Mikronutrien Daun terlihat lebar dibanding dengan tanaman dengan larutan defisiensi P, warna daun

Daun terlihat lebih lebar dan warnanya lebih hijau dibanding dengan tanaman

Warna daun hijau dan ukurannya lebih lebar dari tanaman dengan larutan defisiensi P

Daun tampak bercak kuning kecoklatan

nampak lebih hijau dibanding sebelumnya

dengan larutan defisiensi P

dan turgor tinggi

Pada percobaan tanpa defisiensi atau dengan larutan komplit, ada tanaman yang

mati dan terdapat lubang-lubang kecil pada daun tanaman cabai. Daun-daun ini

dimungkinkan dimakan oleh ulat atau serangga lainnya. Pada perlakuan ini tidak terjadi

gejala defisiensi mineral. Jika, terdapat tanaman yang mati dapat disebabkan oleh

tanaman yang belum bisa beradaptasi dengan lingkungan barunya setelah dipindahkan

dari plastic bag.

Pada percobaan defisiensi Ca (kalsium), diperoleh data dari dua kelompok. Pada

kelompok pertama, terdapat daun yang mati, daun yang terdapat bercak hitam, dan daun

yang menguning semakin banyak dan jelas. Pada kelompok kedua, batang dan tepi daun

muda melengkung serta terdapat bercak coklat pada daun serta bintik-bintik putih di

bagian bawah daun. Terjadinya klorosis di tepi daun muda serta membengkoknya daun

merupakan gejala defisiensi Ca yang berat. Fungsi utama Ca pada tumbuhan adalah

berperan penting dalam pembentukan dan stabilitas dinding sel dan dalam pemeliharaan

struktur dan permeabilitas membran, mengaktifkan beberapa enzim, dan mengatur

banyak respons sel terhadap rangsangan. Apabila batang mengalami pembengkokan,

sementara pertumbuhan terjadi di tempat yang terkena sinar matahari, dimungkinkan

pembentukan dan stabilitas dinding sel oleh kalsium terganggu.

Selanjutnya adalah percobaan mengenai defisiensi Mg (magnesium). Pada

awalnya hanya terjadi bercak kuning pada daun, namun akhirnya tumbuhan mengalami

kematian. Fungsi utama Mg adalah merupakan komponen klorofil dan mengaktifkan

banyak enzim. Jika kekurangan Mg, maka klorofil tidak dapat menjalankan fungsinya

dengan baik sehingga fotosintesis terganggu. Fotosintesis berfungsi untuk menghasilkan

makanan (gula) yang dapat digunakan untuk keberlangsungan hidup tanaman tersebut.

Apabila fotosintesis terganggu, metabolisme yang terjadi di dalam tumbuhan juga

terganggu. Selain itu, enzim yang diaktifkan oleh Mg dan berperan pada reaksi-reaksi

kimia yang terjadi di dalam tubuh tumbuhan tidak dapat bekerja dengan baik.

Metabolisme pada tumbuhan menjadi terganggu dan lama-kelamaan tumbuhan akan

mati. Magnesium juga bergabung dengan ATP menjadikan ATP berfungsi dalam

berbagai reaksi.

Percobaan berikutnya adalah defisiensi S (sulfur). Gejala yang tampak muncul

dalam percobaan ini adalah terdapat lubang-lubang kecil pada daun, beberapa daun

tepinya layu berwarna cokelat, jaringan yang layu (mati) di daun semakin banyak, dan

daun menguning serta terdapat daun yang mati sempurna. Fungsi utama sulfur adalah

sebagai komponen protein dan merupakan koenzim. Sedangkan menurut teori, gejala

yang terjadi apabila tanaman mengalami defisiensi sulfur adalah daun muda dengan urat

dan jaringan antar yrat daun berwarna hijau muda. Gejala tersebut mungkin muncul

pada percobaan ini namun tidak teramati. Defisiensi S dapat menyebabkan pertumbuhan

tanaman terhambat, kerdil, berbatang pendek dan kurus.

Kemudian, percobaan defisiensi N (nitrogen) menimbulkan gejala terdapatnya

bercak cokelat pada daun. Hal ini dapat menghambat pertumbuhan tanaman karena

nitrogen merupakan komponen asam nukleat, protein, hormon, dan koenzim yang

berperan penting dalam pertumbuhan.

Pada percobaan defisiensi K (kalium), gejala yang tampak adalah adanya bercak

cokelat pada daun, tumbuhan kering dan mengkerut, ada daun yang menguning, serta

ada tanaman cabai yang mati. Gejala tersebut merupakan gejala yang terjadi saat

tumbuhan kekurangan kalium. Kalium mempunyai fungsi utama yaitu sebagai kofaktor

dalam sintesis protein, zat terlarut utama untuk keseimbangan air, dan pergerakan

stomata. Defisiensi K menyebabkan pertumbuhan tanaman terhambat.

Selanjutnya, percobaan defisiensi P (fosfor) dilakukan oleh dua kelompok dan

diperoleh data sebagai berikut: daun menguning, tumbuh akar muda berwarna putih

lurus tak bercabang, daun tua mengering, daun bagian bawah berjamur, dan terlihat

tidak sehat. Gejala yang lain yaitu, turgor daun dan batang tinggi, daun terlihat lebih

hijau dengan bercak cokelat, lama-kelamaan turgor daun menjadi rendah, warna daun

menguning ada bercak cokelatnya, dan daun mulai kecokelatan. Warna daun yang

menguning dan daun tua yang kering termasuk gejala kekurangan fosfor pada

tumbuhan. Fosfor adalah komponen asam nukleat, ATP, fosfolipid, dan koenzim.

Pada percobaan defisiensi Fe (zat besi), gejala yang nampak yaitu tunas daun

tumbuh keriting dan tepiannya menggulung, daun muda yang keriting tidak tumbuh

dengan sempurna, daun menguning, tidak segar, dan tampak tidak sehat. Besi

merupakan komponen sitokrom dan mengaktifkan beberapa enzim. Kekurangan zat

besi menjadikan daun mengalami klorosis.

Selanjutnya adalah percobaan defisiensi mikronutrien. Gejala yang tampak

adalah bercak kuning kecokelatan pada daun, tepi dan batang daun melengkung.

Mikronutrien merupakan nutrisi yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah yang sangat

sedikit. Pada tumbuhan, mikronutrien berfungsi sebagai kofaktor reaksi enzimatik.

Defisiensi mikronutrien dapat melemahkan bahkan mematikan tumbuhan tersebut.

Respon tumbuhan terhadap defisiensi unsur hara sangat beragam namun pada

akhirnya hal tersebut menjadikan pertumbuhan tanaman terhambat.

BAB VKESIMPULAN

A. KESIMPULAN

Dari hasil pengamatan yang telah didapatkan bahwa tanaman yang diamati ini

masih dapat bertahan hidup ketika mengalami kekurangan unsur kalium (K) dan

nitrogen (N).Terdapat gejala-gejala yang tampak dibanding tanaman kekurangan unsur

hara yang lain (langsung mati) seperti tanaman yang kekurangan unsur Mg. Tanaman

yang kekurangan unsur hara (K, Fe, Mikronutrien, Ca, S, P) memiliki gejala-gejala yang

timbul antara lain memiliki gejala antara lain Bercak berukuran kecil, pada bagian

ujung, tepi dan jaringan antara tulang daun, sehingga tidak merata pada daun-daun tua.

Sedangkan untuk tanaman yang kekurangan unsur (N), memiliki gejala-gejala antara

lain berupa menguningnya daun. Selain kedua unsur K dan N, tanaman tidak dapat

bertahan hidup karena tanaman sangat membutuhkan secara berkala tanpa kekurangan

sedikitpun unsur-unsur seperti Fe, P, Ca, S, dan Mg.

BAB VIDAFTAR PUSTAKA

Campbell, Neil A. 2008. Biology (diterjemahkan oleh Damaring Tyas

Wulandari). Jakarta : Penerbit Erlangga.

Bidwell, R.G.S. 1979. Plant Physiology. New York : Macmillan Publishing Co.

Inc melalui Taufik Rahman didalam www.file.upi.edu diakses pada 10

November 2014.

Rahayu, Yuni Sri, Yuliani, Lukas S. Budipramana. 2011. Panduan Praktikum

Ilmu Hara. Jurusan Biologi: UNESA.

LAMPIRAN

Hari, tanggal : Selasa, 14 Oktober 2014Keterangan

KomplitKeterangan

Defisiensi Ca

Hari, tanggal : Selasa, 14 Oktober 2014

KeteranganDefisiensi Ca

KeteranganKomplit