PERTUKARAN ION PADA PENYERAPAN

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

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 banyak, 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) , Fosfor (P)  dan Potassium (K). Unsur karbon, hidrogen dan oksigen cukup mudah diperoleh tanaman melalui udara dan air. Nitrogen, fosfor dan 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, ketersediaan dan penyerapan unsur hara ini penting bagi keberlangsungan kehidupan tumbuhan.

B.     Permasalahan

Permasalahan dalam praktikum ini adalah bagaimana kemampuan akar dalam menyerap ion hara dari dalam tanah?

C.    Tujuan

Tujan praktikum ini untuk mengetahui penyerapan ion oleh akar tanaman

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A.    Unsur Hara

Pertumbuhan tanaman merupakan proses yang penting dalam perkembangan tanaman. Pertumbuhan tanaman tidak lepas dari nutrisi yang harus dipenuhi oleh tanaman. Nutrisi yang diperlukan ini terbagi menjadi 2 yaitu makrunutrien dan mikronutrien. Makronutrien berperan penting dalam pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Makronutrien terdiri dari nitrogen (N), phosphor (P), potassium (K), kalsium (Ca), magnesium (Mg), sulfur (S), carbon (C), oksigen (O) dan hydrogen (H). makronutrien ini berperan dalam berbagai proses pertumbuhan seperti berperan sebagai kofaktor, sebagai unit structural redoks dalam sel (Tripathi et al., 2014). Makronutrien dibutuhkan dalam tubuh tanaman dalam jumlah besar karena berperan langsung dalam pertumbuhan. Makronutrien ditemukan dalam berat kering tanaman sekitar 0.1%, sedangkan makronutrien ditemukan dalam berat kering jaringan sebesar 0.01% (Grusak, 2001).

Mikronutrien merupakan unsur hara yang berperan dalam membantu pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Mikronutrien terdiri dari  boron (B), klorin (Cl), tembaga (Cu), besi (Fe), molybdenum (Mo), mangan (Mn), nikel (Ni), natrium (Na), and seng (Zn). Mikronutrien diketahui berfungsi meningkatkan pertumbuhan dan hasil produksi tanaman (Tripathi et al., 2014). Menurut (Allen et al., 2007) penyerapan unsur hara ini dilakukan oleh tanaman melalui bagian akar dimana hara diatas banyak terdapat di dalam tanah dalam bentuk ion.

B.     Intersepsi Akar

Akar 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. 

C.    Aliran Masa

Air 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

D.    Difusi

Proses 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 difus

Selain ketiga jenis bentuk penyerapan diatas juga terdapat penyerapan melalui pertukaran ion antara akar dengan partikel tanah yang juga biasa disebut cation exchange capacity (CEC) atau juga biasa disebut dengan kapasitas pertukaran kation.

Gambar 1. 1 Proses pertukaran kation (http://bio1903.nicerweb.com)

Partikel liat dan bahan organik tanah merupakan permukaan mineral liat tanah yang mengikat ion. Jumlah bahan organik, tipe tanah, dan jumlah mineral liat menentukan kapasitas tukar kation pada kompleks absorpsi dan akan mempengaruhi pergerakan hara dari tanah ke akar tanaman. CEC ini dapat terjadi akibat sifat tanah yang berbeda beda yang menyebabkan tanah memiliki kemampuan mengikat ion hara yang berbeda-beda (Clain et al., 2001)

BAB III

METODE

A.    Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah 2 buah pot, sedangkan bahan yang digunakan adalah  biji jagung, tanah, beberapa batang kapur tulis

B.     Prosedur Kerja

Pertama pot pertama dimasukkan tanah basah dengan ketinggian tertentu,kemudian diletakkan kapur tulis diatas tanah di dalam pot tersebut kemudian kapur tulis tersebut ditimbun kembali dengan tanah diatas tanah tersebut ditanam biji jagung dan ditumbuhkan hingga menjadi tanaman yang dewasa. Pot yang kedua diberi tanah basah dengan ketinggian tertentu, kemudian diletakkan kapur tulis diatas dan ditimbun dengan tanah kembali, namun tidak ditanami dengan biji jagung, pot ini digunakan sebagai kontrol untuk pembanding dengan pot pertama.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Praktikum kali ini bertujuan untuk mngetahui kemampuan akar dalam menyerap ion oleh akar tanaman. Tanaman yang digunakan adalah tanaman jagung yang ditumbuhkan dari biji yang pada bagian bawah tanah yang ia tumbuhi diberi kapur tulis sebagai salah satu sumber ion hara yang diperlukan. Hasil praktikum ditunjukkan dalam gambar 2-5.

Gambar 1.2. pot yang ditumbuhkan biji jagung dengan kapur tulis terbenam pada media tanah yang digunakan	Gambar 1.3. pot yang tidak ditumbuhkan biji jagung namun dalam media tanah yang digunakan terdapat kapur tulis
Gambar 1.4. Kapur tulis pada pot 1	Gambar 1.5. Kapur tulis pada pot 2

Dari hasil yang didapatkan diatas, pot yang diberi tanaman dengan media tanah yang di dalamnya terdapat kapur tulis dapat tumbuh dengan baik, namun jika dibandingkan antara kapur tulis yang ada dipot dengan ditanami dengan tanaman dengan pot kontrol yang tidak ditanami tanaman menampakkan perbedaan pada tampilan kapur.

Kapur yang diatasnya ditanami tanaman bentuk kapurnya berlubang-lubang dan lebih kasar daripada kapur pada pot yang tidak diberi tanaman. Kapur tulis mengandung senyawa kalsium dalam bentuk CaCO₃. kalsium merupakan unsur hara makro yang dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah yang banyak. Sehingga dari hasil praktikum ini menunjukkan bahwa akar tanaman jagung menyerap unsur hara Ca yang didapat dari kapur yang dibenamkan dalam media tanah.

 Ion kalsium yang ada dalam kapur dapat larut dalam tanah karena adanya proses penyiraman selama masa tanam tanaman. Pemberian air ini akan melarutkan senyawa penyusun kapur tulis sehingga membentuk ion ion yang dapat ditahan oleh partikel tanah dan dapat diserap oleh tanaman melalui kapasitas tukar kation. Ion Ca yang diikat oleh tanah kemudian dapat dilepaskan dan melakukan pertukaran dengan ion lain untuk masuk kedalam sel akar dengan sel akar akan melepaskan CO₂ sebagai hasil respirasi dan kemudian akan berikatan dengan molekul air membentuk H⁺HCO₃, ketika bertemu dengan misel tanah yang mengikat Ca maka akan terjadi pertukaran ion, ion H+ akan terikat pada misel tanah dan ion Ca2+ akan masuk kedalam akar melalui permeable ion channel pada membrane plasma akar.

Fungsi ion kalsium bagi tanaman adalah kalsium penting dalam sintesis pektin pada lamela tengah. Elemen ini juga terlibat dalam  metabolisme atau pembentukan  inti sel dan mitokdria.

BAB V

KESIMPULAN

Akar tanaman jagung dapat melakukan penyerapan ion di dalam tanah melalui berbagai mekanisme salah satunya dengan kapasitas tukar kation, sehingga tanaman mampu menyerap dan memenuhi nutrisi yang dibutuhkan untuk tumbuh.

DAFTAR PUSTAKA

Allen V. Barker; D. J. Pilbeam. 2007. Handbook of plant nutrition. CRC Press.

Clain, J. dan J. Jacobsen. 2001.   Plant Nutrition and Soil Fertility. Nutrient Management Module No. 2. MSU Extension Service

Grusal, Michael A. 2001. Plant Macro and Micronutrient Minerals. Nature Publishing Group.

Tripathi, D.K., Vijay P.S., Devendra, K.C., Sheo, M.P., Nawal, K.D. 2014. Role of Macronutrients in Plant Growth and Acclimation: Recent Advances and Future Prospective. India: University of Allahabad.