Hara Mineral
Komponen utama bahan kering adalah polisakarida dan lignin pada dinding sel, ditambah komponen sitoplasma seperti protein, lipid, asam amino, asam organik, serta unsur tertentu, seperti kalium berbentuk ion yang menjadi bagian tak penting dari senyawa organik. Pada umumnya daun mengandung lebih banyak nitrogen, fosfor dan kalium. Tiap jenis tumbuhan menyerap unsur dalam jumlah yang berbeda-beda, terutama bila tumbuh di tanah yang berbeda. Tumbuhan tidak mengandung aluminium, oksigen, silikon dan besi karena tumbuhan menyerap karbon dan sebagian besar oksigennya dari udara serta unsur-unsur ini tidak mudah larut dalam air tanah dan karena akar menentukan laju penyerapan unsur.
Teknik untuk menentukan macam serta jumlah unsur esensial bagi tumbuhan dalam medium kompleks seperti tanah yang dinamakan teknik biakan larutan atau hidroponik. Sejak ditemukannya teknik ini pengendalian yang lebih pasti terhadap unsur yang tersedia bagi tumbuhan menjadi mungkin dilakukan. Walaupun teknik biakan larutan mempermudah penelitian tentang hara dan mineral, ternyata memiliki kekurangan. Salah satunya adalah kebutuhan akar akan aerasi, perlunya mengganti larutan tiap harinya atau dua hari agar didapatkan pertumbuhan maksimum; ini karena susunan larutannya terus menerus beubah ketika ion tertentu diserap lebih cepat daripada ion yang lain. Bukan hanya menghabiskan ion tertentu saja tapi juga menyebabkan perubahan pH yang tak diinginkan.
Umumnya lebih mudah menentukan suatu unsur esensial daripada tidak esensial. Ada dua kriteria utama untuk menentukan esensial atau tidaknya suatu usur bagi tumbuhan (Epstein, 1972): Pertama, suatu unsur disebut esensial jika tumbuhan tak mampu menyempurnakan daur hidupnya (misalnya membentuk biji yang variabel) tanpa unsur tersebut. Kedua, Suatu unsur adalah esensial bila unsur tersebut menjadi bagian dari molekul atau kandungan tumbuhan yang esensial bagi tumbuhan itu. Ada kriteria lain yang sering digunakan juga, Daniel Arnon dan Perry Stout (1939) menyarankan ada kriteria ketiga yang dipakai antara lain: Bila suatu unsur disebut esensial, maka unsur itu haruslah secara langsung berperan dalam tumbuhan, dan bukan menyebabkan suatu unsur lain menjadi lebih mudah tersedia, atau melawan efek unsur lain. Kritera yang ketiga ini tidak sebaik kedua kriteria sebelumnya, tetapi dalam beberapa kasus dapat diterapkan. Banyak pula para peneliti yang menganggap suatu unsur adalah esensial jika gejala kekhatan tampak pada tumbuhan yang ditanam tanpa diberi unsur tersebut dalam larutan haranya, walaupun tumbuhan itu menghasilkan biji yang variabel.
Berdasarkan fungsinya digolongkamn menjadi dua kelompok, yakni yang berperan dalam struktur suatu senyawa penting dan yang berperan mengkaktifkan enzim. Tak ada perbedaan yang tajam antara kedua fungsi ini, karena beberapa unsur menjadi bagian dari struktur enzim esensial dan juga membantu menkatalisis reaksi kimia yang berperan sertai enzim tersebut. Karbon, oksigen, dan hidrogen merupakan unsur yang paling dikenal dalam kedua fungsi itu, dan demikian pula dengan nitrogen dan belerang yang ditemui dalm enzim. Semua unsur yang larut, baik yang bebas ataupun terikat dalam struktur senyawa esensial, mempunyai fungsi lain dengan ikut menentukan potensial osmotik, jadi membantu menaikkan tekanan turgor yang diperlukan untuk menjaga bentuk, kecepatan tumbuh, dan gerak yang bergantung pada tekanan.
Gejala kekahatan adalah tumbuhan yang mengalami kekurangan pasokan unsur esensial dengan memperlihatkan gejala seperti: terhambatnay pertumbuhan akar, batang atau daun, serta klorosis atau nekrois pada berbagai organ.
Gejala kekahatan suatu unsur terutama bergantung pada dua faktor:
1. Fungsi unsur tersebut
2. Mudah tidaknya unsur tersebut berpindah dari daun tua ke daun yang lebih mudah
Beberapa unsur esensial yang penting bagi tumbuhan adalah :
1. Silikon. Paling banyak terdapat di dinding sel epidermis, dinding primer dan sekunder pada sel akar, batang dan daun serta sel silika.
2. Nitrogen. Ada dua bentuk utama ion nitrogen yang diserap dari tanah yaitu nitrat dan amonium. Tumbuhan yang kekurangan nitrogen akan menunjukkan klorosis pada dau tua. Sedangkan tumbuhan yang kelebihan nitrogen akan mempunyai daun berwarna hijau tua dan lebat dengan sistem akar yang kerdil.
3. Fosfor. Fosfor diserap sebagai anion fosfat. Tumbuhan yang kekurangan fosfor menjadi kerdil dan berwarna hijau tua. Sedangkan tumbuhan yang kelebihan fosfor akan mempercepat proses pematangan. Fosfor berpera penting pula dalam metabolisme energi, karena keberadaanya dalam ATP, ADP, AMP, dan pirofosfat (Ppi).
4. Kalium. Tumbuhan yang kekurangan kalium akan menunjukkan klorosis dan bercak nekrosis, terutama pada dikotil. Kalium merupakan pegaktif dari sejumlah besar enzim yang penting untuk fotosintesis dan respirasi. Kalium mengaktifkan pula enzim yang diperlukan untuk membentuk pati dan protein.
5. Belerang atau sulfur. Sulfur diserap dari tanah dalam bentuk anion sulfat (SO42-). Belerang dimetabolismekan oleh akar sebanyak yang diperlukan saja dan sebagian besar sulfat ditranslokasikan tanpa perubahan ke tajuk melalui xilem. Gejala yang ditimbulkan bila kekurangan sulfur adalah klorosis di seluruh daun, termasuk berkas pembuluhnya.
6. Magnesium. Terjadi klorosis pada daun tua bila tanpa magnesium. Biasanya klorosis ini tampak diantar urat daun karena sel mesofil di dekat ikatan pembuluh mempertahankan klorofil lebih lama daripada sel perenkima diantaranya. Magnesium juga bergabung dengan ATP ( menjadikan ATP berfungsi dalam berbagai reaksi), mengaktifkan banyak enzim yang diperlukan dalam fotosintesa, respirasi dan pembentukkan DNA serta RNA.
7. Kalsium. Gejala kekurangan kalsium selalu lebih jelas pada jaringan muda, seperti meristematik akar, batang dan daun.
8. Besi. Kekurangan besi dicirikan dengan klorosis di daerah antar urat daun serupa dengan akibat kekahatan magnesium, tapi pada kekahatan pada besi dimulai pada daun tua.
9. Klorin. Gejala kekurangan klorin pada daun meliputi menurunnya pertumbuhan, pelayuan dan munculnya bercak klorosis serta nekrosis. Akhirnya daun sering menjadi berwarna coklat tembaga. Akar menjadi pendek tapi tebal atau membengkak di dekat ujungnya.
10. Mangan. Gejala kekurangannya terjadi klorosis di antar urat daun muda atau daun tua, tergantung spesies. Berperan dalam struktur sistem membran kloroplas dan salah satu peran pentingnya adalah pada pemecahan H2O dalam fotosintesis.
11. Boron. Kekurangannya akar tidak bisa memanjang secara normal disertai dengan terhambatnya sintesis DNA dan RNA.
12. Seng. Terhambatnya pertumbuhan daun muda dan ruas batang.
13. Tembaga. Tanpa tembaga daun muda sering berwarna hijau gelap dan nekrosis. Tembaga terdapat pada beberapa enzim atau protein yang berperan dalam proses oksidasi dan reduksi.
14. Molibdenum. Terjadi klorosis di antar urat daun jika kekurangan molibdenum, yang terjadi mula- mula pada daun tua atau pada daun tengahan, kemudian meluas ke daun muda. Fungsi molibdenum dalam tumbuhan adalah menjadi bagian dari enzim nitrat reduktase yang mereduksi ion nitrat menjadi ion nitrit.
PENYERAPAN GARAM MINERAL
Bentuk keseluruhan sistem akar terutama lebih dikendalikan secara genetik daripada oleh mekanisme lingkungan. Walaupun morfologi akar dikendalikan secara genetik, lingkungan tanah mempengaruhinya juga. Tumbuhan mengatasi masalah penyerapan air dan unsur mineral yang terdapat di dalam tanah dengan cara membuat sistem akar yang besar. Akar tumbuh ke manapun mereka dapat tumbuh. Tumbuhan akan sulit mendapatkan air dan ion mineral karena dua alasan, yaitu : terbatasnya kemampuan akar menerobos tanah dan terbatasnya difusi air dan ion menuju akar. Selain akar yang berbentuk benang, rambut akar juga ikut menyerap ion dan air. Tiap rambut akar merupakan modifikasi sel epidermis yang memanjang, membentuk benang tipis sampai sepanjang 1,5 mm. Walaupun demikian, luasnya pembentukan rambut akar dalam tanah bergantung pada spesies tumbuhan dan sering terhambat oleh mikroba dan kondisi tanah lainnya.
Mikoriza (akar-cendawan) merupakan gabungan simbiotik dan mutualistik antara cendewan bukan patogen atau patogen lemah dan sel akar hidup terutama sel korteks dan sel epidermis. Terdapat dua kelompok utama mikoriza yaitu ektomikoriza dan endomikoriza. Terkadang dimasukkan pula satu kelompok lagi yaitu mikoriza ektendotropik.
Garam mineral yang paling mudah tersedia bagi akar adalah yang larut dalam larutan tanah, sekalipun konsentrasinya biasanya rendah. Garam mineral dapat diserap dan diangkut ke atas dari daerah akar yang berambut dan juga dari daerah yang lebih tua yang letaknya beberapa sentimenter dari ujung akarnya. Garam mineral yang paling mudah tersedia bagi akar adalah yang larut dalam larutan tanah, sekalipun konsentrasinya rendah. Unsu-unsur hara ini mencapai akar melalui tiga cara : difusi melalui larutan tanah, dibawa air secara pasif menuju akar dan akar yang tumbuh mendekati unsur tersebut. Walaupun lintasan untuk lalu lintas ion menuju akar dapat beragam, ion harus selalu menerobos membran plasma sel akar yang hidup bahkan juga saat diserap pertama kali oleh hifa cendawan. Meskipun demikian membran plasma merupakan penghalang utama bagi penyerapan ion.
Semua membran sebagian besar terdiri dari dari lipid dan protein. Komponen membran penting lainnya adalah Ca2+. Tanpa Ca2+, membran akan kehilangan kemampuannya dalam mengangkut linarut ke dalam dan lagi membran akan membocorkan linarut yang telah berada di dalam. Komposisi membran juga bergantung pada spesies dan lingkungan tempat tumbuhnya.
Beberapa Prinsip Penyerapan oleh Membran
1. Jika sel tidak hidup dan tidak melakukan metabolisme, membrannya menjadi jauh lebih permeabel terhadap linarut.
2. Molekul air dan gas terlarut seperti N2, O2 dan CO2 berdifusi secara pasif melintasi semua membran dengan cepat.
3. Larutan hidrofobik masuk dengan kecepatan yang sesuai dengan kelarutannya dalam lipid.
4. Molekul dan ion hidrofilik yang memiliki kelarutan dalam lipid yang hampir sama melintas dengan kecepatan berbanding terbalik dengan ukurannya.
Prinsip Penyerapan Linarut
1. Larutan ditimbun dalam sel. Sel dapat menyerap larutan essensial tertentu dengan sangat cepat dan dalam jangka waktu lama sehingga konsentrasinya menjadi jauh lebih tinggi di dalam sel dibandingkan dengan di larutan luar.
2. Penyerapan larutan bersifat khas dan selektif. Pemilihan dalam pengangkutan ion oleh akar juga berlaku untuk senyawa organik seperti asam amino dan gula, dan ini terjadi di semua bagian tumbuhan.Adanya proses pemilihan mendukung teori bahwa pembawa yang berupa protein pada membran membantu memindahkan linarut ke dalam sel karena enzim diketahui dapat mengenali secara selektif dan diaktifkan atau dinon- aktifkan oleh ion atau molekul tertentu.
3. Larutan yang diserap sering perlahan-lahan bergerak ke luar. Pada saat suhu dan aerasi normal, sering larutan bergerak keluar dengan cepat. Sebagian besar ion dapat berpindah melintasi membran masuk ke dalam sel lebih cepat daripada saat keluar.
4. Laju penyerapan larutan menuruti konsentrasi larutan. Unsur hara yang digunakan dalam jumlah banyak (nitrat, amonium, fosfat dan kalium), difusi menuju permukaan akar merupakan faktor pembatas.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar