FISIOLOGI
TUMBUHAN
AKAR,
TANAH DAN PENYERAPAN NUTRISI PADA TANAMAN
Dosen
Pengampu:
Rizki
Amelia Nasution M.Si
DISUSUN
OLEH :
MASDINGIN
NAIPOSPOS (0704171011)
PROGRAM
STUDI BIOLOGI
FAKULTAS
SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS
ISLAM NEGERI SUMATERA UTARA
BAB
1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Seluruh
bagian tumbuhan disusun oleh sejumlah unsur-unsur kimia yang sebagian besar
diperoleh tumbuhan dari dalam tanah ayng dalam istilah biologinya disebut unsur
hara.tumbuhan menyerap hara dan air dari dalam tanah untuk dipergunakan dalam
proses metabolisme dalam tubuhnya.
Dalam
pertumbuhannya tanaman membutuhkan unsur hara yang cukup banyak, baik hara
makro maupun mikro. Unsur hara esensial merupakan unsur yang memiliki peran
langsung dalam proses metabolisme tumbuhan, fungsi dari unsur hara tersebut
tidak bsia digantikan denagn unsur hara lainnya.
Akar
merupakan bagian tanaman yang berfungsi untuk menyerap air dan unsur hara dari
dalam tanah. Fungsi akar pada tumbuhan akar ini penting untuk keberlangsungan
hidup tanaman.
Unsur hara
adalah nutrisi atau zat makanan yang bersama-sama dengan air diserap oleh akar
tanaman, kemudian dibawa ke daun. Unsur hara tanaman ayng dibutuhkan terdiri
dari unsur makro dan mikro. Unsur hara makro yang dibutuhkan tumbuhan erdiri
dari nitrogen, kalium, fosfor, magnesium, sulfur, klsium, dan unsur hara mikro
terdiri dari dari boron, besi, tembaga, mangan, seng, dan molibdenum.
BAB
2
PEMBAHASAN
2.1
AKAR (RADIX)
2.1.1 Pengertian Akar
Akar
merupakan organ vegetatif utama untuk pertumbuhan dan perkembangan. Akar
merupakan bagian bawah dari sumbuh tumbuhan dan baisanya berkembang dibawah
permukaan tanah.
2.1.2 Fungsi
Akar
Secara
umum, akar berfungsi sebagai tempat masuknya mineral atau zat-zat hara.
Sedangkan secara khusus, akar memiliki beberapa fungsi yaitu :
1.
Akar berfungsi
sebagai penyokong dan memperkokoh berdirinya tumbuhan.
2.
Sebagai media
penyerapan air dan garam-garam mineral (zat unsur hara) dari dalam tanah.
3.
Sebagai alat
respirasi.
4.
Sebagai tempat
penyimpanan cadangan makanan.
5.
Sebagai organ
reproduktif vegetatif.
2.1.3 Susunan
Akar
Bagian-bagian
morfologi pada akar, yaitu :
1. Tudung akar
(caliptra), terdapat diujung akar dan berfungsi untuk melindungi ujung akar
dari kerusakan.
2. Batang akar,
terdapat ditengah-tengah diantara pangkal akar dan ujung akar yang berkembang
dan tumbuh bercabang-cabang dengan bentuknya yang kecil-kecil.
3. Rambut akar
(pillus radicalis), rambut-tambut yang terdapat diujung akar, berfungsi
memperluas permukaan akar untuk menyerap air dan garam dalam tanah.
4.
Kaki atau leher
akar (collum radix), yaitu bagian yang bersambungan langsung dengan batang.
5. Ujung akar
(apex radix), bagian akar yang paling muda terdri atas jaringan yang masih
berkembang dan mengadakan pertumbuhan.
Bagian-bagian anatomi penyusun akar
:
1. Epidermis ,
terdiri dari satu lapis sel yang tersusun rapat, dinding selnya tipis sehingga
mudah ditembus oleh air.epidermis sering memanjang keluar dan membentuk rambut
akar yang berfungsi untuk memperluas bidang penyerapan.
2. Korteks,
terdiri dari banyak sel dan tersusun berlapis-lapis, dinding selnya tipis dan
mempunyai banyak ruang antar sel untuk pertukaran gas. Korteks terdiri dari
jaringan parenkim dan memiliki vakuola, selain itu juga terdapat jaringan
kolenkim dan sklerenkim.
3. Endodermis,
lapisan yang terletak antara silinder pusat (stele) akar denan korteks, terdiri
dari satu lapis sel yang tersusun rapat, tanpa ruang antarsel dan dinding
selnya mengalami penebalan gabus. Penebalan gabus ini menyebabkan lapisan ini
tidak dapat ditembus air seingga air masuk ke silinder pusat melalui sel
endodermis yang dindingnya tidak menebal.
4. Silinder pusat
(stele), lapisan yang terletak ditenagh akar bagian sebelah daam endodermis, di
dalamnya terdapat pembuluh-pembuluh akar seperti perisikel, xilem, floem dan
empulur.
2.1.4
Hubungan Antara Struktur Akar Dan Penyerapan Air
Penyerapan air dan
mineral dari dalam tanah dilakukan oleh bagian akar yang paling muda, karena
didaerah ini banyak terdapat rambut akar yang berperan penting dalam penyerapan
air. Bagian yang dapat menyerap air paling banyak hanya beberapa cm dari
meristem pucuk tempat terdapatnya xilem primer dan endodermis dengan pita
caspary. Enddodermis dan eksodermis berisi lamela gabus. Pada tumbuhan tertentu
ditemukan senyawa berlemak pada dinding sel tudung akar dan dalam sel epidermis
antara tudung akar dan eksodermis. Proses ini disebut pemetakutinan.lapisan sel yang mengalami pemetakutinan berkembang
pertama kali pada tudung akar sampai ke endodermis.
Halangan utama untuk
pengangkutan yang melintasi akar adalah endodermis. Sel endodermis menjaga
lewatnya larutan secara terpilih dari luar kedalam pembuluh. Selain itu,
endodermis juga sebagai penghalang gerakan air sehingga memungkinkan adanya
tekanan hidrostatis, yang biasa disebut tekanan akar. Penghalang endodermis ini
tempaknya sangat efektif dalam pemilihan ion.
Pada gambar tampak bahwa korteks
mempunyai banyak rongga, maka keaktifan metabolismenya tinggi, dan memungkinkan
menimbun garam.
Sebaliknya, pada stele
tidak ada ruang antarsel, keaktifan metabolisnya rendah, dan tidak memungkinkan
menimbun garam. Endodermis terdapat diantara kedua sistem itu, dan merupakan
penghalang yang memudahkan timbulnya tekanan hidrostatis pada stele untuk
mencegah keluarnya cairan dari stele kembali ke korteks. Pengerasan dinding
endodermis dengan lemak dan zat lain pada pita caspary juga untuk menghindari
supaya tidak dapat melewati cairan.
Penyerapan air dan
garam tidak terbatas pada bagian muda saja. Pada akar dewasa yang memiliki
petiderm, penyerapan air mungkin terjadi melalui lentisel. Adanya bulu akar
yang banyak pada bagian yang muda berarti menambah luas permukaan penyerapan.
Hal ini dapat dibandingkan dengan mikoriza. Setelah dilakukannya percobaan,
ternyata akar yang mempunyai mikoriza pertumbuhannya lebih cepat dibandingkan
dengan akar yang tidak mempunyai mikoriza.
2.2 . PENYERAPAN UNSUR HARA
2.2.1 Akar Sebagai Organ Penyerap
Sebagian
besar unsur yang dibutuhkan tanaman diserap dari larutan tanah melalui akar.
Kecuali karbon dan oksigen yang diserap dari udara oleh daun. Penyerapan unsur
hara secara umum lebih lambat dibandingkan dengan penyerapan air oleh akar
tanaman.
Bentuk
akar yang silinder dan filamen (panjang dan ramping) memberikan keuntungan bagi
akar dalam menyerap air dan unsur hara. Bentuk silinder ini (ditambah dengan
tudung akar yang melindungi) menyebabkan akar mampu mendorong matrik tanah
dalam proses pertumbuhannya. Sedangkan bentuk filamen memungkinkan akar untuk
menjelajah lebih luas volume tanah per unit volume akar. Wilayah eksplorasi
yang lebih luas ini meningkatkan kemungkinan kontak antara permukaan akar
dengan air dan unsur hara, terutama pada kondisi yang relatif kering, karena
pada kondisi ini pergerakan larutan tanah menuuju permukaan akar akan sangat
lambat.
Untuk
memperluas permukaan kontaknya, akar juga membentuk bulu-bulu akar. Bulu akar
merupakan penonjolan dari sel-sel epidermis akar. Panjang bulu akar umumnya
sekitar 1,5 mm. Bulu akar ini terbentuk pada daerah dekat dengan ujung akar,
tidak pada semua bagian akar.pertumbuhan bulu akar akan dibatasi oleh kondisi
tanah (terutama kelembaban) dan aktivitas mikroorganisme tanah.
2.2. 2.
Peran
Mikoriza
Mikoriza
secara harfiah berarti akar-jamur. Mikoriza merupakan hubungan simbiotik dan
mutualistik antara jamur nonptogen
dengan sel-sel akar yang hidup, terutama sel epidermis dan korteks. Hubungannya
yaitu jamur memperoleh senyawa organik (terutama gula) dari tanaman, sedangkan
tanaman memperoleh keuntungan karena penyerapan unsur hara dan air dapat
berlangsung lebih baik.
Keuntungan
dari keberadaan mikoriza yang telah banyak diketahui adalah meningkatkan
serapan fosfat oleh tanaman, walaupun sesungguhnya serapan unsur-unsur hara
yang lain dan air juga ikut meningkat. Keuntungan tersebut secara umum adalah
dalam penyerapan ion-ion esensial yang secara normal berdifusi secara lambat ke
permukaan akar, tetapi dibutuhkan dalam jumlah besar oleh tanaman, misalnya fosfat,
amonium, kalium dan nitrat.
2.2.3.Tanah Dan Ketersediaan Hara
Tanah
merupakan campuran yang heterogen dan beragam dari partikel minerl anorganik,
hasil rombakan bahan organik, dan berbagai jenis mikroorganisme, bersama-sama
dengan udara dan air yang di dalamnya terlarut berbagai garam-garam anorganik
dan senyawa organik.
Tanah
sebagai media pertumbuhan dan perkembangam tanaman tidak begitu saja menunjang
keberhasilan usaha penanaman, ada kalanya hasil usaha tanaman itu memuaskan,
ada kalanya dengan menyedihkan bahkan sampai pada kegagalan. Hal ini tidak lain
karena tanah memberikan berbagai pengaruh bagi kelangsungan pertumbuhan
tanaman. Pengaruh-pengaruh tersebut antara lain temperatur tanah, kelembaban
tanah, kesarangan tanah, permeabilitas, tersedianya unsur hara, kegiatan hidup
jasad renik dan banyak sifat tanah lainnya. semuanya itu menunjang kehidupan
dan perkembangan tanaman.
Unsur
hara merupakan ion atau molekul tertentu yang diserap oleh tanaman bagi
keeprluan faal atau fisiologinya. Unsur hara yang merupakan zat makanan untuk
tanaman dibagi menjadi dua golongan, yaitu :
1. Unsur
hara makro, yang dibutuhkan dalam jumlah relatif banyak terdiri dari zar arang(C), oksigen(O), hidrogen(B),
nitrogen(N), fosfat(P), kalium(K), kapur(Ca),
magnesium(Mg) dan belerang(S).
2. Unsur
hara mikro, dibutuhkan dalam jumlah yang relatif sedikit, terdiri dari zat
borium(Bo), khlor, kuningan, besi(Fe), mangan(Mn), Molybden (Mo), seng,
silisium(Si), natrium (Na) dan kobalt(Co).
Dalam praktek pembagian
ini tak banyak artinya karena sangat tergantung jenis tanaman dan kondisi
lingkungan.
UNSUR
HARA MAKRO
|
No.
|
Nama
Unsur
|
Simbol
|
Bentuk
Tersedia
|
Fungsi
|
|
1.
|
Karbon
|
C
|
CO2
|
Komponen
utama senyawa organik tanaman
|
|
2.
|
Hidrogen
|
H
|
H2O
|
Komponen
utama senyawa organik tanaman
|
|
3.
|
Oksigen
|
O
|
O2,
CO2
|
Kompenen
utama senyawa oragnik tanaman
|
|
4.
|
Fosfor
|
P
|
H2PO4-
HPO4=
|
Komponen
asam nukleat, fosspolipid, ATP , dan koenzym
|
|
5.
|
Kalium
|
K
|
K+
|
Kofaktor
dalam sintesis protein, zat terlarut utama yang mengatur keseimbnagan air,
membuka menutupnya stomata.
|
|
6.
|
Kalsium
|
Ca
|
Ca++
|
Penting
dalam pembentukan dan stabilitas
|
|
7.
|
Nitrogen
|
N
|
NO3+,
NH4+
|
Komponen
asam nukleat, protein, hormon, dan ko enzym
|
UNSUR
HARA MIKRO
|
No.
|
Nama
Unsur
|
Simbol
|
Bentuk
Tersedia
|
Fungsi
|
|
1.
|
Klorin
|
Cl
|
Cl-
|
Untuk
osmosis dan keseimbangan ion, tetapi juga memainkan peran dalam fotosintesis
|
|
2.
|
Boron
|
B
|
BO
|
Penting
untuk mengikat protein pada dinding sel primer, peran sekunder dalam
transportasi gula
|
|
3.
|
Besi
|
Fe
|
Fe
2+
|
Diperlukan
untuk fotosintesis
|
|
4.
|
Mangan
|
Mn
|
Mn
2 +
|
Diperlukan
dalam pemebntukan kloroplas
|
|
5.
|
Seng
|
Zn
|
Zn
2+
|
Sebagai
kofaktor banyak enzim dan penting dalam transkripsi DNA
|
|
6.
|
Tembaga
|
Cu
|
Cu
2+
|
Terlibat
dalam banyak proses enzimitas
|
|
7.
|
Nikel
|
Ni
|
Ni
2+
|
Penting
untuk metabolisme nitrogen
|
|
8.
|
Molybdenum
|
Mo
|
MoO4+
|
Kofaktor
dalam sintesis asam amino
|
2.3 .Lintasan Pergerakan Hara Mineral
Menuju Dan Didalam Jaringan Akar
Unsur
hara dapat kontak dengan permukaan akar melalui 3 cara yakni:
1. Secara
difusi dalam larutan tanah
2. Secara
pasif terbawa oleh aliran air tanah
3. Karena
akar tumbuh kearah posisi hara tersebut dalam matrik tanah.
Setelah
berada pada permukaan akar (kontak dengan akar) baru unsur hara tersebut dapat
diserap tanaman. Lintasan yang dilalui oleh air dan unsur hara yang terlarut
didalamnya pada jaringan akar menuju pembuluh xilem bsia diperhatikan digambar
dibawah ini.
Pengangkutan Air Dan Mineral Di
Luar Pembuluh Angkut
Transportasi
ekstravaskuler adalah penagngkutan air dan zat-zat penting yang terjadi diluuar
berkas pembuluh angkut. Pengangktan air dan mineral dari dalam tanah diluar
berkas pembuluh ini dilakukan melalui dua mekanisme yakni apoplas (melalui
ruang antar sel) dan simplas (melalui sitoplasma). Proses dari transportasi ini
adalah air dan mineral dari dalam tanah melalui rambut akar menuju sel
epidermis, lalu menuju korteks, setelah itu ke indodermis, lalu silinder pusat.
Namun bila terjadi pada akar muda, air dan mineral tersebut langsung masuk
menuju ke xilem, tetapi menuju ke floem terlebih dahulu, lalu ke sel kambium
dan terakhir ke xilem.
· Simplas
, pengangkutan air dan zat hara melalui sitoplasma. Pada pengangkutan ini,
setelah masuk kedlam sel epidermis, bulu akar, air dan mineral yang bergerak
dalam sitoplasma dan vakuola, kemudian bergerak dari satu sel ke sel yang lain
melalui plasmodesmata. Sistem pengangkutan ini menyebabkan air dapat mencapai
bagian silinder pusat. Lintasan aliran air pda pengangkutan ini adalah sel-sel
bulu akar,menuju sel korteks, endodermis, perisikel, dan xilem. Air dan garam
mineral siap diangkut ke atas menuju batang dan daun.
· Apoplas,
pengangkutan air dn zar hara tanpa melalui sitoplasma melainkan melalui
ruang-ruang natar sel tumbuhan. Yaitu air masuk dengan cara difusi, selnajutnya
aliran air secara apoplas tidak dapat terus mencapai xilem karena terhalang
lapisan endodermis yang mengalami penebalan dinding sel dari suberin dan lignin
yang dikenal sebagai pita kaspari. Denagn demikian, pengangkutan ini pada
bagian korteks dan stele menjadi terpisah.
Kebanyakan
ahli berpendapat bahwa lintasan apoplas dan simplas sama pentingnya dalam
pengangkutan ion kepembuluh xilem. Kalsium dalam bentuk ion Ca2+ diangkut ke
pembuluh xilem melalui dinding sel (lintasan apoplas).
Pengangkutan
ion melalui lintasan apoplas tidak dapat berlangsung seutuhnya dari epidermis
ke pembuluh xilem, karena pada sel-sel endodermis terdapat pita casparin. Pada
posisi ini pengangkutan ion dilanjutkan oleh membran plasma sel endodermis.
Membran ini mengendalikan laju pengangkutan dan jenis ion yang akan diangkut ke
pembuluh xilem.Pada saat diangkut melalui dinding sel dari epidermis ke
endodermis, sebagian ion akan pula diserap oleh sel-sel yang dilaluinya, masuk
ke sitosol dari sel tersebut sehingga ion ini diangkut melalui linatsan
simplas.
Sebagian
ion yang telah masuk ke sitosol sel-sel akan diangkut pula masuk ke vakuola
sel, sehingga mempercepat serapan air. Untuk ion-ion yang diserap langsung oleh
sel epidermis, akan diangkut ke pembuluh xilem secara simplastik, melintasi
beberapa lapis sel korteks, sel endodermis, dan sel-sel perisikel.
Pengangkutan ini melintasi dinding
sel, lamela tengah dan plasma membran atau pengangkutan berlangsung melalui
plasmodesmata.Terlepas dari lintasan mana yang dilalui dalam pergerakan ion
dari permukaan akar menuju pembuluh xilem, yang jelas ion-ion tersebut harus
masuk kedalam sel-sel mati yang membentuk pembuluh xilem.
Pengangkutan Air Dan Mineral Di
Dalam Pembuluh Angkut
· Teori Tekanan Akar
Pada
awalnya, diperkiran air naik keatas tanaman karena adanya tekanan dari akar.
Tekanna akar hanya teramati pada kondisi tanah yang berkecukupan air dan
kelembaban udara relatif tinggi, atau laju transpirasi sangat rendah. Pda
kondisi tanah yang kering atau kelembaban udara rendah, fenomena tekanan akar
tidak terlihat.
Jadi,
dapat disimpulkan bahwa tekanan akar adalah relatif rendah dan tidak terjadi
pada semua spesies tanaman danjuga hanya terjadi pada kondisi lingkungan ang
menghambat laju transpirasi.
· Teori Kapilaritas
Kapilaritas
merupakan gejala yang timbul akibat interaksi antara permukaan benda padat
dengan benda cair yang menyebabkan gangguan terhadap ebntuk permuakaan cairan
yang semula datar. Didalam pipa yang kecil, hal ini menyebabkan naiknya
permukaan cairan.
Pembuluh
xilem yang terdapat pada tumbuhan dianggap sebagai pipa kapiler. Air akan naik
melalui pembuluh kayu sebagai akibat dari gaya adhesi anatara dinding pembuluh
kayu dengan molekul air.
· Teori Sel Pemompa
Pada
abad ke -19 diyakini bahwa pergerakan vertikal air dari akar ke daun adalah
karena adanya perana sel-sel khusus yang berfungsi memompakan air ke atas.namun,
hasil kajian anatomis telah gagal menemukan keberadaan sel-sel pemompa ini.
· Teori Kohesi
Ada
3 elemen yang menjelaskan pergerakan vertikal air dalam tubuh tumbuhan yakni
tenaga pendorong, hidrasi pada lintasan yang dilalui, dan gaya kohesi anatara
molekul air. Kohesi adalah gaya tarik menarik anatar molekul air .
Dari
uraian diatas, dpat disimpulkan bahwa teori yang mampu menjelaskan pergerakan
vertukal air di dalam pembuluh xilem adalah teori kohesi ayng didasarkan 3
konsep, yakni adanya perbedaan potensi air antara tanah dan atmosfir sebagai
tenaga pendorong, adanaya tenaga hidrasi dinding pembuluh xilem ayng mampu
memeprtahankan molekul air terhadap gaya gravitasi dan adanya gaya kohesi
anatar molekul air ayng menjaga keutuhan kolom air didalam pembuluh xilem.
BAB
3
PENUTUP
3.1
Kesimpulan
Akar merupakan organ vegetatif utama
untuk pertumbuhan dan perkembangan.Akar
merupakan bagian tanaman yang berfungsi untuk menyerap air dan unsur hara dari
dalam tanah. Fungsi akar pada tumbuhan akar ini penting untuk keberlangsungan
hidup tanaman. Unsur hara adalah nutrisi atau zat makanan yang bersama-sama
dengan air diserap oleh akar tanaman, kemudian dibawa ke daun.
Unsur hara
tanaman yang dibutuhkan terdiri dari unsur makro dan mikro. Unsur hara makro
yang dibutuhkan tumbuhan erdiri dari nitrogen, kalium, fosfor, magnesium,
sulfur, klsium, dan unsur hara mikro terdiri dari dari boron, besi, tembaga,
mangan, seng, dan molibdenum.
DAFTAR PUSTAKA
Lakitan, Benyamin, 2010. Dasar-Dasar
Fisiologi Tumbuhan. Jakarta : PT Raja Grafindo Persada
Mulyani, Sri, 2006. Antomi Tumbuhan. Depok : PT. Kanisius
Nugroho, L Hartanto dan Issisrep Sumardi, 2004. Biologi Dasar. Jakarta : Penebar Swadaya
Sutedjo, Mul Mulyani,2004. Analisis
Tanah, Air dan Jaringan Tanaman. Jakarta : PT Rineka Cipta
Tidak ada komentar:
Posting Komentar