TRANSPORTASI ZAT HARA

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Hara yang diangkut oleh tumbuhan merupakan hara-hara esensial. Kriteria hara esensial, yaitu; (1) Tanpa elemen tersebut tanaman tidak dapat memenuhi siklus hidupnya (dari pertumbuhan sampai reproduksi), (2) Elemen tersebut tidak dapat digantikan dengan elemen lain, (3) Keperluan elemen itu langsung (bukan karena pengaruh tidak langsung seperti keracunan). Peranan usur hara bagi tanaman bisa lebih dari satu. Tanaman menyerap hara dari dua sumber, yaitu; a) hara tanah (sudah tersedia dalam tanah), b) hara yang berasal dari pupuk yang ditambahakan ke tanah atau disemprotkan ke tanaman (Mawarni, 2010).

Air dan zat hara yang diserap akar diangkut akar menuju daun akan dipergunakan sebagai bahan fotosintesis yang hasilnya berupa zat gula/amilum/pati. Pengangkutan hasil fotosintesis berupa larutan melalui phloem secara vaskuler ke seluruh bagian tubuh disebut translokasi. Untuk membuktikan adanya pengangkutan hasil fotosintesis melalui phloem dapat dilihat dari proses pencangkokan. Batang yang kehilangan kulit (phloem) mengalami penghambatan pengangkutan akibat terjadinya timbunan makanan yang dapat memacu tumbuhnya akar apabila batang yang terkelupas kulinya tertutup tanah yang basah (http://klik belajar.com,2010).

            Jaringan pengangkut atau vaskular tissue umumnya hanya tersdapat pada tumbuhan tingkat tinggi, sedangkan pada tumbuhan tingkat rendah pengangkutan air dan zat-zat makanan cukup dilangsungkan dari sel-sel lain, hanya pada tumbuhan tingkat tinggi terutama yang hidup dan berkembang di daratan yang organ serta alat-alat yang dipunyai adalah lebih besar dan kompleks dibandingkan tumbuhan tingkat rendah (Tjitrosomo, 1990).

Alat-alat transportasi pada tumbuhan terdiri dari dua, yaitu; (a) Pembuluh kayu (xilem) merupakan alat transportasi yang fungsinya untuk menyebarkan air dan zat mineral dari akar sampai bagian-bagian tubuh tumbuhan, (b) Pembuluh tapis (floem) merupakan alat transportasi yang fungsinya untuk mengedarkan zat makanan hasil fotosintesis dari daun keseluruh bagian tubuh tumbuhan   (Bilgrami, dkk, 1998).

            Kecepatan perjalanan zat-zat terlarut melalui xilem dipengaruhi oleh kegiatan transpirasi, dan perjalanan transportasi dan fotosintesis. Pada waktu siang, kecepatan transpirasi lebih besar sdari pada wakru malam. Sebaliknya pengiriman karbohidrat dari daun ke buah yang sedang berkembang berlangsung lebih cepat pada malam hari dari pada di siang hari (Fitther dan Hay, 1991).

Tujuan Percobaan

            Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan daerah pengangkutan zat hara pada tanaman pacar air (Balsamina impatient) dan bayam duri (Amaranthus spinosus L.).

Kegunaan Percobaan

            Adapun tujuan dari percobaan ini adalah sebagai salah satu syarat untuk dapat mengikuti praktikal test di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Departemen Budidaya Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan dan sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan.

TINJAUAN PUSTAKA

Transportasi tumbuhan adalah proses pengambilan dan pengeluaran zat-zat ke seluruh bagian tubuh tumbuhan. Pada tumbuhan tingkat rendah (misalnya ganggang) penyerapan air dan zat hara yang terlarut di dalamnya dilakukan melalui saluruh bagian tubuh. Pada tumbuhan tingkat tinggi (misalnya spermatophyta) proses pengankutan dilakukan oleh pembuluh pengangkut terdiri dari xilem dan floem (Soemarworo, 1990).

Alat yang berperan pada transportasi zat-zat hara yaitu xilem, yang mengangkut air dan mineral ke daun dan sebagai penyokong tanaman, tersusun atas trakeid yang tersusun oleh sel-sel tunggal yang memanjang berbanding tebal dan berupa sel mati. Dibeberapa tempat, sel mati itu berdinding tipis, yang disebut noktah. Noktah-noktah trakeid yang berdekatan terletak saling berpasangan, mereka hanya terpisah selapis tipis dinding sel (Pradhan, 2001).

Perjalanan garam-garam mineral yang berasal dari tanah itu ke atas melalui xilem setelah sampai di daun sebagian dan garam-garam tersebut digunakan di dalam daun dan sebagian yang lain diedarkan ke bawah dan ke atas  melalui floem. Pembesaran dari xilem ke floem dan sebaliknya, maka didapati juga pengakutan zat makanan secara transversal yang berlangsung melalui jari-jari empelur (Dwidjosoeputro, 1980).

            Faktor-faktor yang mempengaruhi penyerapan unsur hara, antara lain; a) faktor air untuk melarutkan unsur hara atau zat mineral sehingga mudah menyerap air, b) daya serap akar, tekanan setiap tumbuhan berbeda-beda. Besarnya tekanan akar dipengaruhi oleh besar kecilnya/tinggi rendahnya tumbuhan. Bukti adanya tekanan/daya dari serap yang terjadi pada akar ini adalah pada batang yang dipotong maka air tampak tergenang dipermukaan tunggaknya, c) daya isap daun disebabkan adanya penguapan (transpirasi) air dari daun yang besarnya berbanding lurus dengan luas bidang penguapan (intensitas penguapan)    (Lakitan, 1996).

            Transpor aktif dapat terjadi secara langsung dan transpor aktif tidak langsung. Yang termasuk transportasi aktif adalah pompa Vdan P. Pompa tipe P adalah pompa H+ ATP-ase. Pompa Ca2+ ATP-ase melawan gradien konsentrasi keluar sel atau masuk vesikel sitoplasma. Tipe pompa V strukturnya sama dengan FoF1-ATP-ase. Transfor aktif tak langsung meliputi simprot dan antiport. Simport mengankut substansi dengan arah yang sama dengan ion pemandu, antiport mengangkut substansi dengan arah yang berlawanan dengan ion pemandu (Sumadi dan Aditya, 1989).

            Tumbuhan menyerap air dan mineral melalui rambut akar yang ganda di dekat ujung akar. Air dan mineral sebagai hara secara luas tersimpan dalam tanah dan biasanya dapat dimanfaatkan dalam jumlah kecil. Air meresap sampai pada akar melalui osmosis. Air berdifusi melalui ruang antar sel parenkim korteks yang disebut apoplas. Air juga berdifusi dari sel ke sel melalui plasmodesmata dan cara ini disebut dengan simplas (Nugroho dan Issirep, 2002).

            Bergeraknya unsur hara menuju akar ada beberapa cara, yaitu:

1.      Difusi, artinya gerakan ini hanya terjadi dalam jangka yang sangat pendek selama pertumbuhan tanaman.

2.      Aliran masa, artinya terjadi gerakan ion-ion. Aliran masa disebabkan adanya transpirasi dan drainase.

3.      Intersepsi, akar tanaman menyebar di dalam tanah menempati ruang terbesar dari jumlah seluruh ruang yang ditempati tanah.

4.       Transportasi aktif sistem, dengan cara menembus membran penghalang dengan menggunakan energi ATP. Dari daerah berkonsentrasi tinggi ke daerah konsentrasi rendah (Mukherji dan Ghosh, 2002).

Pada hakikatnya, terdapat dua cara pergerakan ion ke arah akar tanaman,

yaitu:

1.      Dengan aliran masa dalam air bergerak masuk menembus tanah menuju akar gradien potensial yang disebabkan oleh transportasi.

2.      Dengan difusi gradien konsentrasi dihasilkan oleh pengkolin ion pada permukaan akar.

Kecepatan perpindahan aliran masa jauh lebih cepat dibandingkan proses difusi tetapi kenyataanya ini hanya untuk beberap ion (Pandey dan Sinha, 2002).

            Molekul dan ion merupakan kesatuan dari gerakan yang tidak beraturan dalam tanah dan dapat diserap sebagai hara-hara yang dibutuhkan tanaman. Gerakannya seperti Browman, bergerak dengan adanya konsentrasi. Ion-ion masuk ke tanaman dengan gerakan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah disebut dengan difusi (Stein, dkk, 2000).

            Membran plasma sel mengendalikan laju pengangkutan dan jenis itu yang akan diangkut ke pembuluh xilem untuk ion-ion yang diserap langsung oleh sel-sel epidermis akan diangkut ke pembuluh xilem yaitu secara simplastik, melintasi beberapa dinding sel, sel korteks, endodermis, dan sel perisikel. Pengangkutan ini melewati dinding sel, lamela tengah, dan plasma membran atau pengangkutan (http://tedbio.multiply.com.2008).

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Percobaan

Percobaan ini dilakukan di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Departemen Budidaya Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan dengan ketinggian ± 25 m dpl pada hari Jumat, 22 Oktober 2010 pada pukul 8.00 WIB sampai dengan selesai.

Bahan dan Alat Percobaan

Adapun bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah pacar air (Balsamina impatient)  dan bayam duri (Amaranthus spinosus L.) sebagai objek pengamatan, larutan eosin sebagai indikator percobaan, dan vaseline sebagai pelapis tanaman.

Adapun alat yang digunakan pada percobaan ini  adalah erlenmeyer sebagai wadah tanaman dan larutan eosine, pisau atau cutter untuk memotong dan mengupas kulit tanaman, penggaris untuk mengukur tinggi larutan eosin, dan stopwatch sebagai alat pengukur waktu.

Prosedur Percobaan

-        Disediakan tanaman pacar air (Balsamina impatient)  dan bayam duri (Amaranthus spinosus L.) yang sama tinggi dan sama besar, tegak lurus, masing-masing 2 batang.

-        Dipotong bagian pangkal akar dan dikupas kulit batangnya sepanjang 3 cm dari pangkalnya.

-        Diberi perlakuan pada masing-masing tanaman:

Tanaman I : Pada bagian ujung pangkal diberi vaseline (xylem + vaseline)

Tanaman II: Pada bagian batang yang dikupas diberi vaseline (floem + vaseline)

-        Dimasukkan ke dalam erlenmeyer yang berisi larutan eosin dan dibiarkan selama ± 30 menit.

-        Diukur ketinggian larutan eosin pada jaringan tanaman dan hitung laju transpirasi dengan rumus:

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

Tanaman: Pacar Air (Balsamina impatient)

Perlakuan	Tinggi Larutan Eosin (mm)	V = mm/detik
Xylem + vaseline Floem + vaseline	350 mm 400 mm	0,194 mm/detik 0,22  mm/detik

-                                                         

350 mm                                                                        400 mm

 

                    

   Xilem + Vaselin               Floem + Vaselin

Komoditi: Bayam Duri (Amaranthus spinosus L.)

Perlakuan	Tinggi Larutan Eosin (mm)	V = mm/detik
Xylem + vaseline Floem + vaseline	400 mm 370 mm	0,22 mm/detik 0,20 mm/detik

400 mm                                                                                         370 mm    

                  Xilem + Vaselin                Floem + Vaselin

Perhitungan                            

Rumus umum

Tanaman : Pacar Air (Balsamina impatient)

Xilem + Vaselin

Floem + Vaselin

Tanaman : Bayam Duri (Amaranthus spinosus L.)

Xilem + Vaselin

Floem + Vaselin

Pembahasan

            Dari hasil percobaan diperoleh hasil, bahwab pada tanaman pacar air (Balsamina impatient) perlakuan xilem+vaselin lebih kecil dari pada perlakuan floem+vaselin. Hal ini disebabkan cepatnya transportasi zat hara (larutan eosin pada percobaan) dari akar ke bagian tubuh tumbuhan lainnya yang dilakukan oleh pembuluh xilem. Hal ini sesuai literatur Dwidjosoeputro (1980) yang menyatakan bahwa perjalanan garam-garam mineral yang berasal dari tanah di bawa ke atas melalui xilem setelah sampai di daun sebagian garam-garam dan mineral digunakan di dalam daun dan sebagian yang lain diedarkan ke bawah dan ke atas melalui floem.

            Dari hasil percobaan didapat hasil, bahwa pada bayam duri     (Amaranthus spinosus L.) perlakuan xilem+vaselin lebih besar daripada perlakuan floem+vaselin. Hal ini disebabkan karena pada perlakuan xilem+vaselin yang bekerja adalah floem, disini hasil transportasi zat hara tidak tertimbun melainkan diedarkan dengan floem. Hal ini sesuai literatur Pradhan (2001) yang menyatakan bahwa ada 2 sistem transportasi yang sama namun pada morfologi dan fisiologi keduanya berbeda. Mengingat jaringan xilem yang tebal dengan sistem dinding sel yang mati pada jaringan pembuluh tapis yang memiliki dinding hidup yang tebal.

            Pada percobaan seharusnya perlakuan floem+vaselin harus selalu lebih besar dari pada perlakuan xilem+floem, jaringan  pengangkut floem ditutupi oleh vaselin sehingga pada perlakuan ini jaringan pengangkut xilem yang bekerja, sehingga larutan eosin diserap tanaman melalui xilem menuju ke atas (daun). Hal ini sesuai literatur Bilgrami, dkk (1998) yang menyatakan bahwa pembuluh kayu (xilem) merupakan alat transportasi yang fungsinya untuk menyebarkan air dan zat mineral dari akar sampai bagian-bagian tubuh tumbuhan, dan pembuluh tapis (floem) merupakan alat transportasi yang fungsinya untuk mengedarkan zat makanan hasil fotosintesis dari daun keseluruh bagian tubuh tumbuhan.

            Pada percobaan digunakan tanaman bayam duri dan pacar air yang masih mudah dan masih segar. Hal ini dikarenakan tanaman mudah mempunyai sel-sel dan sistem jaringan pengangkut yang lebih cepat dari pada tanaman yang tua. Dalam hal ini proses transportasi zat hara pada tanaman muda lebih baik dari pada tanaman yang tua, karena sel-selnya lebih aktif dari pada tanaman yang tua. Hal ini menunjukan bahwa faktor umur tanaman mempengaruhi pengangkutan zat hara. Hal ini sesuai literatur Tjitrosomo (1990) yang menyatakan bahwa umur tanaman mempengaruhi aktivitas sel-sel pada saat pembelahan.

            Pada percobaan ini digunakan larutan eosin yang berfungsi sebagai pengganti zat-zat hara yang akan diserap oleh tanaman. Larutan eosin yang berwarna merah sehingga dapat dibedakan dan kelihatan dengan jelas pada saat bergerak di sepanjang jaringan pengangkut. Hal ini dikarenakan warnanya yang cerah dan mengakibatkan larutan ini dapat diamati dengan mudah sebagai pengamatan indikator.

KESIMPULAN DAN SARAN

      Kesimpulan

1.      Pada bayam duri (Amaranthus spinosus L.) laju transpirasi pada perlakuan           xilem +vaselin sebesar 0,22 mm/detik.

2.      Pada bayam duri (Amaranthus spinosus L.) laju transpirasi pada perlakuan          floem+vaselin sebesar 0,20 mm/detik.

3.      Pada pacar air (Balsamina impatient)  laju transpirasi pada perlakuan                xilem+vaselin ssebesar 0,194 mm/detik.

4.      Pada pacar air (Balsamina impatient) laju transpirasi pada perlakuan                 floem+vaselin sebesar 0,22 mm/detik.

5.      Laju transpirasi terbesar adalah pada perlakuan xilem+vaselin pada tanaman bayam duri (Amaranthus spinosus L.) yaitu sebesar 0.22 mm/detik, dan pada pelakuan floem+vaselin pada tanaman pacar air (Balsamina impatient) sebesar 0,22 mm/detik.

Saran

            Sebaiknya tanaman yang digunakan pada praktikum transportasi zat hara harus tanaman yang muda dan memiliki panjang dan besar batang yang sama yang bertujuan agar memudahkan praktikan dalam melihat trannsportasi zat haranya.

DAFTAR PUSTAKA

Bilgrami, K. S., Srivasta dan J. L. Shreemali. 1998. Fundamentals  of  Botani                                                                                                                                        Vikas Publishing Hourse PVT LTD, New York.

Dwijoseoputro,  D.,  1980. Pengantar  Fisiologi  Tumbuhan. PT  Gramedia,  Jakarta.

Fitther,  A   dan   R.   Hay.,   1991.   Fisiologi   Lingkungan   Tanaman.   UGM   Press, Yogyakarta.

http://klik belajar.com/pelajaran.sekolah/pelajaran  biologi/ struktur  dan organ

tumbuhan 2010. Diakses tanggal 27 September 2010.

http://tedbio.multiply.com/jurnal/item/11/2008. Transportasi  Pada  Tumbuhan.  

Diakses tanggal 27 September 2010.

Lakitan, B., 1996. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. CV Rajawali, Jakarta.

Mawarni,   L.,   2010.   Absorbsi   dan   Transloasi    Unsur    Hara.   Kuliah   Fisiologi Tumbuhan. Fakultas Pertanian USU, Medan.

Mukherji  dan  Ghosh.  2002.  Plant   Physiology. Tata  Me  Grow - Hill  Publishing  Company. Limited, New Delhi.

Nugroho, L. H dan Issirep. 2002. Biologi Dasar. Penebar Swadaya, Jakarta.

Pandey, S dan B. Sinha. 2002. Plant Physiology.  Vikas  Publishing  House PVT LTD, New York.

Pradhan, S., 2001. Plant Physiology. Hat Arond Publication PVT LTD, New York.

Soemarwono, I., Indrawarr., G. E.  Guhardjar., A. Akim., S. Sabanni dan K. S. Lili. 1990. Biologi Umum II. PT Gramedia, Jakarta.

Stein, K. R., E.  B.  James  dan  H.  J.  Shelley.  2000.   Introductiory   Plant   Biology  Edition  Eleven. McGrow Hill Migher Education, New York.

Sumadi dan M. Aditya. 1989. Biologi Sel. Graha Ilmu, Jakarta.

Tjitrosomo, S. S., 1990. Botani Umum. Angkasa, Bandung.