PENGARUH UNSUR HARA TERHADAP MORFOLOGI TUMBUHAN

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Pertumbuhan, perkembangan dan produksi suatu tanaman ditentukan oleh dua faktor utama yaitu faktor genetik dan faktor lingkungan. Salah satu faktor lingkungan yang sangat menentukan lajunya pertumbuhan, perkembangan dan produksi suatu tanaman adalah tersedianya unsur-unsur hara yang cukup di dalam tanah. Diantaranya 105 unsur yang ada di atas permukaan bumi, ternyata baru 16 unsur yang mutlak diperlukan oleh suatu tanaman untuk dapat menyelesaikan siklus hidupnya dengan sempurna. Pengelompokan unsur hara makro dan mikro tersebut dilihat dari jumlah (kualitas) yang dibutuhkan oleh tanaman. Ke 16 unsur tersebut terdiri dari 9 unsur makro dan 7 unsur mikro. 9 unsur makro dan 7 unsur mikro inilah yang disebut sebagai unsur –unsur esensial (McCauley et.al, 2009).

Ada tiga kriteria yang harus dipenuhi sehingga suatu unsur dapat disebut sebagai unsur esensial: yang pertama Unsur tersebut diperlukan untuk menyelesaikan satu siklus hidup tanaman secara normal yang kedua unsur tersebut memegang peran yang penting dalam proses biokhemis tertentu dalam tubuh tanaman dan peranannya tidak dapat digantikan atau disubtitusi secara keseluruhan olehunsurlain. Serta yang ketiga, peranan dari unsur tersebut dalam proses biokimia tanaman dibutuhkan secara langsung. Ketersediaan unsur-unsur esensial didalam tanaman sangat ditentukan oleh pH. N pada pH 5.5 – 8.5, P pada pH 5.5 – 7.5 sedangkan K pada pH 5.5 – 10 sebaliknya unsur mikro relatif tersedia pada pH rendah. Kenapa unsur hara tersebut dianggap penting,karena unsur tersebut: Apabila tanaman tidak mendapatkan unsur tersebut tidak dapat menyelesaikan siklushidup secara penuh, Unsur yang bersangkutan terlibat langsung dalam proses metabolisme, fungsi fisiologisnya tidak dapat digantikan oleh unsur lain (Marschner, 2012).

B.     Permasalahan

Permasalahan pada percobaan ini yaitu bagaimana pengaruh perbedaan ketersediaan hara Nitrogen terhadap pertumbuhan tanaman Jagung (Zea mays)? Bagaimana perubahan struktur yang terjadi?

C.    Tujuan

Tujuan dari dilakukannya percobaan ini adalah untuk mempelajari pengaruh ketersediaan hara Nitrogen terhadap pertumbuhan dan perubahan struktur tanaman Jagung (Zea mays).

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Tumbuhan sangat membutuhkan air dan hara dalam pertumbuhanya. Suatu tumbuhan akan mengalami kahat atau defisiensi apabila suatu tumbuhan mengalami kekurangan suatu unsur hara( Lambers and Pieter, 2003)

Unsur hara esiensial adalah suatu yang mutlak dibutuhkan tanaman dan tidak dapat digantikan dengan apa pun ataupun dengan cara apapun. Ada juga unsur hara non-esensial. Unsur ini tidak begitu dibutuhkan oleh tumbuhan. Hanya beberapa tumbuhan saja yang membutuhkannya. (Taiz and  Zeiger, 2010)

Unsur hara esiensial dibagi menjadi 2 golongan unsur hara makro dan unsur hara mikro yang terdiri dari 9 unsur hara makro seperti nitrogen, fosfat, kalium, karbon, hidrogen, kalsium, magnesium, sulfur, ogsigen serta 7 unsur hara mikro meliputi tembaga, besi, zinc, boron, molibden, klor, mangan. Menurut tempat dan lokasi tersedianya unsur-unsur ini di bagi 3 golongan yang pertama berasal dari udara dan air tanah: karbon, hidrogen, dan oksigen. Yang kedua seperti: nitrogen, fosfor, kalium, sulfur, kalsium dan magnesium tersedia pada tanah. Yang ketiga mencangkup besi, tembaga, mangan, seng, molibdenum, boron dan klor, unsur ini hanya sedikit dibutuhkan oleh tanaman namun sangat diperlukan (Salisbury, 1995).

Jika ketersediaan unsur hara esensial kurang dari jumlah yang dibutuhkan tanaman, maka tanaman akan terganggu metabolismenya yang secara visual dapat terlihat dari penyimpangan-penyimpangan pada pertumbuhannya. Gejala kekurangan unsur hara ini dapat berupa pertumbuhan akar, batang atau daun yang terhambat (kerdil) dan klorosis pada berbagai organ tanaman (Marschner, 2012)

Berdasarkan kemampuannya bergerak, unsur hara tumbuhan dibedakan menjadi unsur hara mobile dan immobile. Unsur hara mobile merupakan unsur hara yang dapat berpindah dari daun tua ke bagian tumbuhan muda. Bagian tumbuhan yang muda ini merupakan bagian yang masih aktif bertumbuh dan membelah. Unsur hara mobile berpindah karena ketersediaan unsur hara tersebut tidak mencukupi pada bagian tumbuhan yang muda, padahal bagian itu sangat membutuhkan. Contoh unsur hara yang mobile adalah N, P, K, Cl, Mg, dan Mo. Gejala defisiensi yang diakibatkan oleh unsur hara mobile ini biasanya terlihat dari daun tua. Kemudian unsur hara immobile merupakan unsur hara yang tidak dapat berpindah dari satu bagian tumbuhan apabila unsur hara tersebut sudah terdapat di bagian tumbuhan tersebut. Contoh unsur hara ini adalah B, Ca, Cu, Fe, Mn, Ni, S, dan Zn. Gejala defisiensi yang diakibatkan oleh unsur ini pertama kali terlihat pada daun muda. (McCauley et.al, 2009)

Klorosis merupakan suatu keadaan abnormal yang terjadi pada jaringan tumbuhan, khususnya pada daun, yang ditandai oleh menghilangnya warna hijau karena kekurangan klorofil, sehingga daun  tidak berwarna hijau, melainkan kuning atau pucat hampir putih dan akhirnya rontok. Klorosis ini dapat disebabkan oleh kekurangan hara atau serangan penyakit yang dialami oleh tumbuhan. Klorosis tidak selalu diikuti oleh kematian jaringan, walaupun  kekurangan klorofil dapat  mengakibatkan jaringan kekurangan pasokan energi (Costello ,2003).

BAB III

METODE

1. Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan pada percobaan ini adalah botol kaca yang berfungsi sebagai wadah larutan hara, pipet ukur dan pipet pump yang berfungsi untuk mengukur dan mengambil garam mineral pada proses pembuatan larutan hara, batang pengaduk yang berfungsi untuk homogenasi larutan hara dan gelas beker yang berfungsi sebagai tempat pencampuran larutan hara. 

Sedangkan bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah Zea mays sebagai tanaman uji, larutan hara yang terdiri dari Ca₃(PO₄)₂, Fe₂(SO₄)₃, MgSO₄, KCl, CaSO₄, MgCl₂,NH₄NO₃ sebagai sumber pupuk N dan pasir sebagai media tanam.

B.     Prosedur Kerja

Percobaan ini dilakukan dengan cara diberikan pupuk pada 1 Kg  pasir yaitu Ca₃(PO₄)₂ sebanyak 0,23 gram, Fe₂(SO₄)₃ sebanyak 0,20 gram_, , MgSO₄ sebanyak 0,25 gram, KCl sebanyak 0,37 gram,, CaSO₄ sebanyak 0,25 gram, 3 ml 0,01% MgCl₂ dan NH₄NO₃ sebagai sumber pupuk N ditambahkan kedalam pot-pot dengan perlakuan yang berbeda yaitu perlakuan kekurangan N (0,02 gram/Kg pasir), Normal N (0,40 gram/Kg pasir) dan kelebihan N(0,80 gram/Kg pasir). Selanjutnya ditanam kecambah Zea mays kedalam pot yang sudah diberi perlakuan dan diberi perawatan setiap hari selama 4 minggu. Setelah 4 minggu, tanaman di panen dan dianalisis Morfologi tanaman, rasio akar dan daun, luas daun , berat segar, dan index stomata.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan diperoleh hasil bahwa pada konsentrasi  N rendah menunjukkan warna daun hijau pucat dan semakin tinggi konsentrasinya semkain segar. Panjang daun pada konsentrasi rendah menunjukkan panjang daun lebih panjang dari konsentrasi yang lebih tinggi. Dan lebar daun pada konsentrasi tertinggi (0.80) lebih lebar. Tinggi tanaman pada konsentrasi 0.40 menunjukkan  hasil tertinggi dan jumlah daun terbanyak terdapat pada pot dengan konsentrasi N 0,80. Berikut tabel hasil pengamatan morfologi tanaman Zea mays.

Tabel 3.1. Hasil pengamatan morfologi tanaman Zea mays

Konsentrasi	Warna	Panjang Daun (cm)	Lebar Daun (cm)	Tinggi Tanaman (cm)	Jumlah daun
0.02	Hijau pucat kekuningan atau hijau muda	41.56	3.45	85.5	7
0.40	Hijau tua/segar	34.7	3.1	86	8
0.80	Hijau segar	32.5	4.4	74	10

            Tabel 3.2. Biomassa tanaman Zea mays ketersediaan N yang berbeda

Konsentrasi	Berat Basah		Berat kering
	Akar(g)	Tajuk(g)	Akar(g)	Tajuk(g)
0.02	3.8	22.7	1.4	7.6
0.40	1.2	24.7	0.3	9.1
0.80	12.3	41.7	3.9	25.4

                       

Hasil (Tabel 3.2) menunjukkan terdapat perbedaan rasio akar dan tajuk serta produktivitas Zea mays yang dapat diamati melalui berat basah dan berat kering akar dan tajuk. Hasil menunjukkan semakin tinggi konsentrasi N maka biomassa tajuk baik berat basah maupun berat kering semakin meningkat. Biomasa akar tertinggi terdapat pada konsentrasi 0.80.

            Tabel 3.3 Densitas stomata daun Zea mays pada perbesaran 100x

Konsentrasi	Densitas Stomata
0.02	229
0.40	145
0.80	420

Hasil (Tabel 3) menunjukkan bahwa densitas stomata terbanyak terdapat pada pemberian N dengan konsentrasi tertinggi yaitu 0.80 dan densitas stomata terendah terdapat pada konsentrasi N 0.40.

Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh ketersediaan N  atau Nitrogen terhadap pertumbuhan tanaman jagung (Zea mays) sebagai tanaman uji. Prinsip pada percobaan ini yaitu adanya perubahan N yang tersedia dalam substrat akan menyebabkan perubahan struktur tumbuhan karena N merupakan unsur esensial yang berperan dalam sintesis sel dan organ pada tumbuhan. Pada percobaan ini menggunakan tanaman non Leguminoceae dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh ketersediaan N pada pertumbuhan tanaman. Hal ini dikarenakan tanaman Leguminoceae  memiliki kemampuan dalam fiksasi Nitrogen bebas dengan bersimbiosis dengan bakteri Rhizobium sehingga penggunaan tanaman Leguminoceae mampu menyediakan N dalam  tanah.

Hasil menunjukkan secara morfologi defisiensi unsur N dapat diamati pada daun dengan berubahnya daun secara morfologi menjadi pucat atau kuning. Hal ini dapat diamati pada tanaman dengan konsentrasi N sedikit yaitu 0.02 atau dalam kategori kekurangan N sehingga pada percobaan menunjukkan morfologi daun lebih pucat dan kuning di bandingkan pada paercobaan di pot dengan N 0.40 dan 0.80.  pada percobaan 0.40 dan 0.80 daun lebih hijau dan segar  dibandingkan pada perlakuan 0.02. hal ini dapat disebabkan karena N  merupakan unsure yang berpeeran dalam sintesis klorofil sehingga pemberian N dengan konsentrasi rendah dapat menghambat sintesis klorofil sehingga daun menjadi pucat. Selain itu jumlah daun pada konsentrasi 0.80 lebih banyak namun tinggi tanaman lebih pendek dibandingkan pada tanaman dengan perlakuan N 0.40. Hal ini dapat disebabkan karena N berperan dalam sintesis klorofil yang dapat meningkatkan fotosintesis . hasil fotosintesis akan ditranslokasikan untuk pertumbuhan. Pada tanaman dengan konsentrasi 0.40 mengalami pertumbuhan dengan semakin tinggi namaun jumlah daun sedikit sedangkan pada percobaan 0.80, tanaman mengalokasikan hasil fotosintesis untuk pembentukan daun dibandingkan untuk pertumbuhan tinggi, sehingga jumlah daun pada perlakuan ini lebih banyak .

Pada percobaan ini diamati rasio akar dan tajuk untuk mengetahui pengaruh yang diberikan pada perbedaan ketersediaan N hasil menunjukkan rasio tajuk lebih besar dari akar, hal ini menunjukkan bahwa translokasi hasil fotosintat terjadi di daerah dekat dengan terjadinya fotosintesis hingga nantinya akan ditransport di akar. Bagian tanaman yang sangat berperan dalam pertumbuhan adalah tajuk sehingga tanaman memaksimalkan pertumbuhan tajuk untuk meningkatkan hasil fotosintesis yang nantinya akan ditransport ke seluruh bagian tubuh tanaman dan sebagai simpanan untuk mempersiapkan fase generative dalam pembentukan bulir. Hasil menunjukkan terdapat perbedaan biomassa berat basah tanaman dengan berat kering tanaman. Hal ini dapat disebabkan karena berat basah tanaman masih mengandung kadar air sedangkan berat kering tanaman, kadar air sudah dihilangkan sehingga biomassa yang diperoleh merupakan biomassa hasil fotosintat tanaman. Hasil menunjukkan semakin tinggi konsentrasi N maka biomassa tajuk baik berat basah maupun berat kering semakin meningkat. Hal ini dapat disebabkan ketersediaan Nitrogen sangat mempengaruhi pertumbuhan dengan mngeningkatkan sintesis sel dan organ pada tumbuhan sehingga fotosintesis meningkat dan hasil fotosintat meningkat yang dapat diamati pada biomassa tanaman khususnya pada berat kering tanaman. Berat basah dan berat kering tumbuhan merupakan parameter yang sering di gunakan untuk menggambarkan pertumbuhan tumbuhan.  Menurut Marschner, (2012.) berat kering tumbuhan menggambarkan akumulasi senyawa organik tumbuhan yang diperoleh dari hasil sintesis  senyawa-senyawa anorganik.

Stomata pada tumbuhan berperan sebagai bentuk adaptasi suatu tumbuhan terlebih dalam kondisi kurang menguntungkan. Beberapa tanaman beradaptasi terhadap cekaman kekeringan dengan cara mengurangi ukuran stomata dan jumlah stomata (Lestari,2006). Dalam percobaan ini dilakukan pengamatan terhadap densitas stomata. Hasil menunjukkan densitas stomata terbanyak terdapat pada tanaman dipot dengan perlakuan N tertinggi yaitu 0.80 . Nitrogen mampu mensisntesis sel-sel khususnya apparatus fotosisntesis pada daun sehingga meningkatkan perkembangan daun dan jumlah stomata. Dalam proses fotosintesis , stomata merupakan sel yang penting dalam mengatur pertukaran gas dalam jaringan sehingga keseimbangan gas seperti CO2 dan O2 berjalan maksimal dan fotosintesis meningkat.

BAB V

KESIMPULAN

Kesimpulan dalam percobaan ini yaitu ketersediaan Nitrogen sangat mempengaruhi pertumbuhan tanaman Zea mays. Kekurangan N pada tanaman menyebabkan morfologi tanaman menjadi pucat,kuning dan jumlah daun sedikit. Selain itu pemberian N dengan konsentrasi tinggi dapat meningkatkan jumlah daun, biomassa tajuk , dan densitas stomata.

DAFTAR PUSTAKA

Costello, Laurence R., Edward J.P., Nelda P.M., J.M Henry., and Pamela M.G. 2003. Abiotic Disorders of Landscape Plants A Diagnostic Guide. University of California. California . p : 132-134.

Lambers, Hans., and Pieter Poot. 2003. Structure and Functioning of Cluster  Roots and Plant Responses to Phosphate Deficiency. Kluwer Academic Publ. USA. P: 128.

Lestari,E.G. 2006. Hubungan Antara Kerapatan Stomata dengan Ketahanan pada Somaklon Padi Gajahmungkur, Towuti dan IR 64. Jurnal Biodiversitas. Vol.7.No.1.hal.44-48.

Marschner, Petra. 2012. Mineral Nutrition of Higher Plants . Third edition. Academic Press Publ. London . P: 202.

McCauley, A., Jones, C., Jacobsen, J. 2009. Nutrient Management. Montana State             University. US. P: 5

Salisbury, F. B. 1995. Plant Physiology. Mc Graw Hill Company. New

        York. Pp : 74 – 76.

Taiz, L. and E. Zeiger. 2010. Plant Physiology 5th ed. Sinauer Associates.London          P: 67-76.

Read More

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.

Read More

Mekanisme Replikasi D

Mula-mula, heliks ganda DNA (merah) dibuka menjadi dua untai tunggal oleh enzim helikase (9) dengan bantuan topoisomerase (11) yang mengurangi tegangan untai DNA. Untaian DNA tunggal dilekati oleh protein-protein pengikat untaian tunggal (10) untuk mencegahnya membentuk heliks ganda kembali. Primase (6) membentuk oligonukleotida RNA yang disebut primer (5) dan molekul DNA polimerase (3 & 8) melekat pada seuntai tunggal DNA dan bergerak sepanjang untai tersebut memperpanjang primer, membentuk untaian tunggal DNA baru yang disebut leading strand (2) dan lagging strand (1). DNA polimerase yang membentuk lagging strand harus mensintesis segmen-segmen polinukleotida diskontinu (disebut fragmen Okazaki (7)). Enzim DNA ligase (4) kemudian menyambungkan potongan-potongan lagging strand tersebut.

Salah satu tahapan penting dalam proses pertumbuhan jasad hidup adalah proses perbanyakan bahan genetik. Proses perbanyakan bahan genetik dikenal sebagai proses replikasi. Pada replikasi DNA, rantai DNA baru dibentuk berdasarkan urutan nukleotida pada DNA yang digandakan. Replikasi merupakan proses pelipatgandaan DNA. Replikasi DNA adalah proses penggandaan molekul DNA untai ganda. Pada sel, replikasi DNA terjadi sebelum pembelahan sel. Prokariota terus-menerus melakukan replikasi DNA. Penggandaan tersebut memanfaatkan enzim DNA polimerase yang membantu pembentukan ikatan antara nukleotida-nukleotida penyusun polimer DNA. Proses replikasi DNA dapat pula dilakukan in vitro dalam proses yang disebut reaksi berantai polimerase (PCR).

Setiap molekul DNA yang melakukan replikasi sebagai suatu satuan tunggal dinamakan replikon. Replikasi molekol DNA dimulai dari tempat khusus yang disebut titik mula replikasi (origins of replication), bentangan pendek DNA yang memiliki sekuens nukletida spesifik. Kromosom E. coli, seperti banyak kromosom bakteri lain melingkar dan memiliki satu titik mula. Berkebalikan dengan kromosom bakteri, kromosom eukariot mungkin memiliki beberapa ratus atau beberapa ribu titik mula replikasi (Campbell, 2008).

Proses inisiasi ini ditandai oleh saling memisahnya kedua untai DNA, yang masing-masing akan berperan sebagai cetakan bagi pembentukan untai DNA baru sehingga akan diperoleh suatu gambaran yang disebut sebagai garpu replikasi. Biasanya, inisiasi replikasi DNA, baik pada prokariot maupun eukariot, terjadi dua arah (bidireksional). Dalam hal ini dua garpu replikasi akan bergerak melebar dari ori menuju dua arah yang berlawanan hingga tercapai suatu ujung (terminus).

1.    INISIASI

Replikasi DNA dimulai pada lokasi spesifik disebut sebagai asal replikasi, yang memiliki urutan tertentu yang bisa dikenali oleh protein yang disebut inisiator DnaA. Mereka mengikat molekul DNA di tempat asal, sehingga mengendur untuk docking protein lain dan enzim penting untuk replikasi DNA. Sebuah enzim yang disebut helikase direkrut ke lokasi untuk unwinding (proses penguraian) heliks dalam alur tunggal.

Helikase melepaskan ikatan hidrogen antara pasangan basa, dengan cara yang tergantung energi. Titik ini atau wilayah DNA yang sekarang dikenal sebagai garpu replikasi (Garpu replikasi atau cabang replikasi adalah struktur yang terbentuk ketika DNA bereplikasi). Setelah heliks yang unwound, protein yang disebut untai tunggal mengikat protein (SSB) mengikat daerah unwound, dan mencegah mereka untuk annealing (penempelan). Proses replikasi sehingga dimulai, dan garpu replikasi dilanjutkan dalam dua arah yang berlawanan sepanjang molekul DNA.

2.   SINTESIS PRIMER

Sintesis baru, untai komplementer DNA menggunakan untai yang ada sebagai template yang dibawa oleh enzim yang dikenal sebagai DNA polimerase. Selain replikasi mereka juga memainkan peran penting dalam perbaikan DNA dan rekombinasi. Namun, DNA polimerase tidak dapat memulai sintesis DNA secara independen, dan membutuhkan 3′ gugus hidroksil untuk memulai penambahan nukleotida komplementer. Ini disediakan oleh enzim yang disebut DNA primase yang merupakan jenis DNA dependent-RNA polimerase. Ini mensintesis bentangan pendek RNA ke untai DNA yang ada. Ini segmen pendek disebut primer, dan terdiri dari 9-12 nukleotida. Hal ini memberikan DNA polimerase platform yang diperlukan untuk mulai menyalin sebuah untai DNA. Setelah primer terbentuk pada kedua untai, DNA polimerase dapat memperpanjang primer ini menjadi untai DNA baru. Unwinding DNA dapat menyebabkan supercoiling (bentukan seperti spiral yang mengganggu) di wilayah berikut garpu. Ini superkoil DNA Unwinding oleh enzim khusus yang disebut topoisomerase yang mengikat ke bentangan DNA depan garpu replikasi. Ini menciptakan nick di untai DNA dalam rangka untuk meringankan supercoil tersebut.

3.   SINTESIS LEADING STRAND

Replikasi DNA untaian pengawal (leading strand)

DNA polimerase dapat menambahkan nukleotida baru hanya untuk ujung 3’ dari untai yang ada, dan karenanya dapat mensintesis DNA dalam arah 5′ → 3’ saja. Tapi untai DNA berjalan di arah yang berlawanan, dan karenanya sintesis DNA pada satu untai dapat terjadi terus menerus. Hal ini dikenal sebagai untaian pengawal (leading strand). Di sini, DNA polimerase III (DNA pol III) mengenali 3 ‘OH akhir primer RNA, dan menambahkan nukleotida komplementer baru. Seperti garpu replikasi berlangsung, nukleotida baru ditambahkan secara terus menerus, sehingga menghasilkan untai baru.

4.    SINTESIS LAGGING STRAND (UNTAI TERTINGGAL)

Pada untai berlawanan, DNA disintesis secara terputus dengan menghasilkan serangkaian fragmen kecil dari DNA baru dalam arah 5‘→ 3′. Fragmen ini disebut fragmen Okazaki, yang kemudian bergabung untuk membentuk sebuah rantai terus menerus nukleotida. Untai ini dikenal sebagai lagging Strand (untai tertinggal) sejak proses sintesis DNA pada untai ini hasil pada tingkat yang lebih rendah.

Primase menambahkan primer di beberapa tempat sepanjang untai unwound. DNA pol III memperpanjang primer dengan menambahkan nukleotida baru, dan jatuh ketika bertemu fragmen yang terbentuk sebelumnya. Dengan demikian, perlu untuk melepaskan untai DNA, lalu geser lebih lanjut up-stream untuk memulai perluasan primer RNA lain. Sebuah penjepit geser memegang DNA di tempatnya ketika bergerak melalui proses replikasi.

5.    PENGHAPUSAN PRIMER

Meskipun untai DNA baru telah disintesis primer RNA hadir pada untai baru terbentuk harus digantikan oleh DNA. Kegiatan ini dilakukan oleh enzim DNA polimerase I (DNA pol I). Ini khusus menghilangkan primer RNA melalui ’5→ 3′ aktivitas eksonuklease nya, dan menggantikan mereka dengan deoksiribonukleotida baru oleh 5 ‘→ 3′ aktivitas polimerase DNA.

6.    LIGASI

Setelah penghapusan primer selesai untai tertinggal masih mengandung celah atau nick antara fragmen Okazaki berdekatan. Enzim ligase mengidentifikasi dan segel nick tersebut dengan menciptakan ikatan fosfodiester antara 5 ‘fosfat dan 3′ gugus hidroksil fragmen yang berdekatan.

7.    PEMUTUSAN

Replikasi mesin ini menghentikan di lokasi terminasi khusus yang terdiri dari urutan nukleotida yang unik. Urutan ini diidentifikasi oleh protein khusus yang disebut tus yang mengikat ke situs tersebut, sehingga secara fisik menghalangi jalur helikase. Ketika helikase bertemu protein tus itu jatuh bersama dengan terdekat untai tunggal. Replikasi DNA dumulai dari situs spesifik yang disebut dengan titik awal replikasi (origin of replication = ori). Beberapa jenis bakteri dan plasmid memiliki hanya satu ori, sedangkan para eukariot memiliki ratusan ori. Plasmid bakteri memiliki ori sendiri dan bersifat otonom. Namun demikian, hal ini tidak berarti bahwa plasmid tidak tergantung pada hospes tertentu dan dapat bereplikasi secara otonom di setiap system biologis.

Daftar Pustaka Tambahan

Campbell, N. A. Reeca. Jane B. Mitchell. Lawrence G. 2000. Biologi Edisi Kelima Jilid III. Erlangga. Jakarta.

Campbell, N. A. Reeca. Jane B. Mitchell. Lawrence G. 2008. Biologi Edisi Delapan Jilid I. Erlangga. Jakarta.

Radji Maksum, Biomed M. Rekayasa genetika. 2011. Jakarta, Sagung seto.

Read More