Makalah Nutrisi pada Tumbuhan dan yang Diperlukan Tumbuhan

Hello Tuesday

Salam Semangat Selalu. .

          Sedang kehilangan inspirasi, jadi kali ini posting tugas kuliah aja ya. . mengenai Nutrisi Pada Tumbuhan, baik itu mineral, garam dan zat-zat lain yang dibutuhkan oleh tumbuhan, langsung baca aja deh :)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1    Latar Belakang

Suatu ciri khas dari mahluk hidup adalah kemampuan atau kapabilitas sel – sel untuk mengambil zat-zat makanan dari komponen sel itu sendiri sebagai sumber energi. Suplai dan absorpsi dari senyawa-senyawa kimia yang diperlukan untuk proses pertumbuhan dan metabolisme disebut nutrisi. Dan senyawa kimia yang diperlukan oleh organisme disebut  nutrien (unsur hara). Mekanisme bagaimana unsur hara  dikonversi menjadi material selular atau digunakan sebagai sumber energi  dikenal dengan proses metabolisme. Istilah metabolisme mencakup berbagai reaksi yang terjadi pada sel hidup untuk mempertahankan hidup dan untuk pertumbuhan. Dengan demikian nutrisi dan metabolisme mempunyai hubungan  timbal balik. Pada dasarnya tumbuhan-tumbuhan hijau sangat berbeda dengan manusia, binatang dan mikroorganisme lainnya yang membutuhkan senyawa organik dari luar. Elemen esensial adalah elemen yang harus ada agar siklus hidup yang normal dari organisme  bisa terjadi dan fungsinya tidak bisa diganti oleh senyawa kimia lainnya. Tambahan pula unsur-unsur itu harus mencakup nutrisi sebagai bahan pokok untuk proses metabolisme yang diperlukan dalam aktivitas enzim. Oleh karena itu pada makalah ini kami mencoba membahas tentang nutrisi yang diperlukan tumbuhan dan proses penyerapannya.             

1.2  Rumusan masalah

       Adapun rumusan masalah makalah ini adalah sebagai berikut:

a.  Jelaskan nutrisi pada tumbuhan ?

b.  Sebutkan nutrisi yang diperlukan tumbuhan ?

c.  Apa saja peranan unsur mineral pada tumbuhan ?

d.  Bagaimana cara penyerapan dan pemindahan zat terlarut?

e. Bagaimana cara penyerapan garam mineral oleh perakaran tumbuhan?

f.  Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi angkutan mineral?

1.3  Tujuan

      

       Adapun tujuan yang ingin dicapai adalah:

a.       mendeskrisikan nutrisi pada tumbuhan

b.      mengetahui nutrisi yang diperlukan tumbuhan

c.       mengetahui  peranan unsur mineral pada tumbuhan

d.      mengetahui cara  penyerapan dan pemindahan zat terlarut

e.       mengetahui cara penyerapan garam mineral oleh perakaran tumbuhan

f.       mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi angkutan mineral

1.4  Manfaat

Manfaat dari makalah ini adalah

a.       Memberikan pengetahuan tentang nutrisi pada tumbuhan dan proses penyerapan unsur hara oleh tumbuhan.

b.      Sebagai bahan belajar bagi mahasiswa khususnya pada mata kuliah fisiologi tumbuhan

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Nutrisi pada Tumbuhan

Tumbuhan memerlukan kombinasi yang tepat dari berbagai nutrisi untuk tumbuh, berkembang, dan bereproduksi. Ketika tumbuhan mengalami malnutrisi, tumbuhan menunjukkan gejala-gejala tidak sehat. Nutrisi yang terlalu sedikit atau yang terlalu banyak dapat menimbulkan masalah.

2.2  Nutrisi yang Diperlukan Tumbuhan

Tanaman memerlukan sumber nutrisi agar bisa tumbuh subur dan mnghasilkan produk yang berkualitas untuk digunakan makhluk hidup lainnya.  Nutrisi tanaman terbagi dalam dua jenis, yaitu makronutrien dan mikronutrien. Makronutrien dibutuhkan oleh tumbuh-tumbuhan dalam jumlah yang relatif tinggi ketimbang unsur hara mikronutrient. Kandungan unsur hara makro pada jaringan tanaman, seperti N, 1000 kali lebih besar daripada kandungan unsur hara mikro Zn. Berikut ini adalah klasifikasi dari unsur hara makro yakni : C, H, O, N, P, S, Ca,  Mg,  (Na, Si). Sedangkan yang termasuk unsur-unsur hara mikro adalah : Fe,  Mn, Zn,  Mo, B, Cl. Pembagian nutrisi tanaman atas makro dan mikronutrient bersifat relatif dan kadang-kadang dalam kasus-kasus lainnya kandungan makronutrient dan mikronutrient ternyata lebih mudah daripada yang tercantum diatas. Misalnya saja kandungan nutrisi dari Fe atau Mn ternyata hampir sama atau sebanding dengan kandungan unsur hara dari S atau Mg. Kandungan unsur hara mikro sering melampui kebutuhan fisiologisnya. Hal ini juga terjadi pada Mn. Klorida juga dibutuhkan dalam jumlah yang cukup tinggi pada beberapa spesies tanaman yang dibutuhkan pada proses fotosintetis.

Ditinjau dari segi fisiologis, sebetulnya cukup sulit untuk mengklasifikasikan nutrisi tanaman dalam makronutrien dan mikronutrien, apabila dilihat dari konsentrasi jaringan tanaman itu sendiri. Klasifikasi berdasarkan tingkah laku biokimia dan fungsi fisiologis lebih sesuai. Ditinjau dari segi fisiologis nutrisi tanaman dapat dibagi atas empat  kelompok (lihat Tabel 1.1).

1. Kelompok pertama, mencakup unsur-unsur pokok dari bahan organik tanaman yakni : C, H, O, N, dan S.  Karbon diperoleh dalam bentuk senyawa CO₂ dari atmosfir dan bisa juga dari senyawa HC₃ dalam larutan tanah. Senyawa ini diasimilasikan oleh karboksilase membentuk gugusan karboksilase baru. Proses asimilisasi C secara simultan juga diikuti oleh proses asimilasi O, jadi tidak hanya C sendiri tetapi juga CO₂ atau HCO₃.  Hidrogen diambil dari air pada larutan tanah atau di bawah kondisi atmosfir yang humid. Dalam proses fotosintetis H₂O direduksi menjadi H (fotolisis). Proses tansfer ini melalui beberapa proses dan menggunakan senyawa organik yang menghasilkan reduksi nikotinamida adenin dinukleotida (NAD ⁺) yang kemudian direduksi menjadi senyawa NADPH. Ini merupakan koenzim yang sangat penting dalam proses reduksi-oksidasi, seperti NADPH dapat ditansfer dalam bentuk H menjadi sejumlah senyawa yang berbeda-beda. Nitrogen diperlukan tanaman dalam bentuk nitrat atau ion amonium dari larutan atau gas N₂ dari atmosfir. Proses yang terakhir disebut Fiksasi molekular N₂ dan melalui beberapa organisme (Rhizobium, Actinomyces alni) yang bersimbiosis pada tumbuhan tingkat tinggi. Asimilasi N menjadi NO₃- terjadi akibat proses reduksi dan proses persenyawaan. Amonium -N dalam proses asimilasi juga melibatkan proses persenyawaan. Proses Persenyawaan N dari molekul N₂ tergantung pada proses awal dari N₂ menjadi NH₃ yang selanjutnya dimetabolisme oleh proses persenyawaan. Asimilasi sulfat (S) menjadi NO₃ -N seperti pada reduksi SO₄^2- menjadi gugus -SH. Sulfur tidak saja diperoleh dari larutan tanah dalam bentuk SO₄²- tetapi juga diabsorpsi dari SO₂ dari atmosfir. Reaksi C,H,O,N,dan S menjadi molekul merupakan proses metabolisme fisiologis yang sangat penting bagi tumbuhan. Hal ini akan diuraikan secara mendalam. Dalam bagian ini hanya disebutkan beberapa unsur pokok dari material organik tumbuhan yang diasimilasi dalam reduksi fisiologis yang kompleks.

2.    Kelompok kedua, adalah gugusan P, B, dan Si serta gugusan lainnya, menunjukkan kesamaan tingkah laku biokimia, semuanya mengabsorbsi anion organik atau zat asam. Dalam sel tumbuhan unsur-unsur ini dalam bentuk bebas  atau diabsorbsi tidak dalam bentuk difusi anion organik.

3.    Kelompok ketiga, adalah K, Na,  Mg,  Mn,  Cl. Kelompok ini diambil dari larutan  tanah dalam bentuk ion. Dalam sel tanaman ion-ion ini dalam bentuk ion bebas atau dapat diadsorbsi  dan menjadi ion tidak bebas yaitu dalam bentuk anion organik, sebagai contoh penyerapan Ca²⁺ oleh group karboksil dari pektin. Magnesium juga terikat dengan kuat dalam molekul klorofil. Di sini Mg²⁺ adalah dalam bentuk chelat yang diikat oleh ikatan kovalen maupun ikatan koordinat ( akan diuraikan lebih lanjut pada hal  selanjutnya). Dalam hubungannya dengan Mg²⁺, elemen ini sangat erat dan mirip dengan kriteria pada group keempat:  Zn, Fe, Cu,Mo. Elemen  ini secara umum berada dalam bentuk chelat dalam tanaman. Pembagian antara group ketiga dan keempat tidak secara jelas dapat dibagi-bagi untuk Mg²⁺, elemen Mn dan Ca²⁺ didalam tanaman juga berada dalam bentuk chelat.

     Tabel 1.1          Klasifikasi Nutrisi Tanaman

Unsur Hara	Penyerapan	Fungsi Biokimia
Kelompok  I C, H,O, N, S	Dalam bentuk CO2, HCO3–, H2O,H2, NO3-,NH4-,N2,SO42-,SO2.Ion dalam larutan tanah, gas-gas dari atmosfir	Sumbangan utama dari bahan organik.Unsur-unsur esensial dari kelompok-kelompok atomik dalam proses enzimatik.Asimilasi oleh reaksi melalui reaksi – reaksi oksidasi – reduksi
Kelompok  II P ,  B,  Si	Dalam bentuk fosfat ,asam Borik/Borat, Silikat berasal dari larutan tanah	Esterifikasi dengan kelompok alkohol dalam tanaman. Ester – ester Fosfat terlibat dalam reaksi transport energi
Kelompok III K, Na, Mg, Mn, Cl	Dalam bentuk ion – ion dari larutan tanah.	Fungsi ion spesifik membentuk potensial osmotik.Reaksi reaksi yang lebih spesifik melalui konfirmasi protein enzim menjadi siklus optimum (aktifitasi enzim).Membatasi reaksi -reaksi berpasangan.Menyeimbangkan anion – anion yang dapat larut dan yang tidak dapat larut.
Kelompok IV Zn, Fe, Cu, Mo	Dalam bentuk ion chelate berasal dari larutan tanah	Sebagian besar berada dalam chelate tergabung dalam kelompok prostetik. Memungkinkan transport elektron melalui pertukaran valensi.

2.3 Peranan Unsur Mineral dalam Tumbuhan

Unsur	Peranan dalam tanaman
Nitrogen (N)	Penyusun semua protein, klorofil, dan peranan koenzim, dan asam- asam nukleat.
Phospor (P)	Tra Berperan dalam transfer energi misalnya ADP danATP, penyusun beberapa protein, koenzim, asam nukleat, dan substrat metabolisme, berperan dalam pembentukan membran sel misalnya lemak fosfat, berpengaruh terhadap struktur K+, Ca2+, Mg2+,Mn2+, merangsang pertumbuhan akar, merangsang pemekaran bunga, membantu di dalam  menguatkan sistem pertahanan utama.
Kalium (K)	Sedikit peranannya sebagai penyusun komponen tanaman. Berfungsi dalam pengaturan metabolisme seperti fotosintesis, translokasi karbohidrat, sintesis protein, untuk pembungaan dan pembuahan, sistem pertahanan tanaman, membantu mengaktifkan enzim-enzim, mengatur kadar air
Kalsium (Ca)	Komponen dinding sel. Berperan dalam struktur dan permeabilitas membran.
Magnesium (Mg)	Penyusun klorofil dan enzim aktivator, Komponen penting di dalam protoplasma tanaman
Belerang (S)	Bagian penting dari protein tanaman. Membantu pembagian sel Mempercepatkan perkembangan buah Komponen penting di dalam protoplasma
Boron ( Bo)	Tidak pasti, tetapi dipercaya penting dalam translokasi gula dan metabolisme kabohidrat. Diperlukan di dalam penguraian karbohidrat
Besi (Fe)	Sintesis klorofil dan enzim- enzim untuk transfer elektron. Penting di dalam sintesis klorofil
Mangan ( Mn)	Pengendali beberapa sistem oksidasi- reduksi, pembentukan O2 dalam fotosintesis. Mengaktifkan sesetengah enzim tanaman
Tembaga ( Cu)	Katalisator untuk respirasi, penyusun enzim. Komponen di dalam struktur enzim tanaman Memangkin tindak balas pengoksidaan
Seng ( Zn)	Dalam sistem enzim, yang mengatur bermacam- macam aktv. metabolik. Mengaktifkan setengah enzim Menghindari buah  gugur sebelum matang Merangsang pengeluaran akar
Molibdenum (Mo)	Dalam nitrogenase dibutuhkan untuk fiksasi nitrogen. Komponen enzim yang terlibat dalam metabolisme nitrogen
Kobalt (C)*	Penting untuk fiksasi N secara simbiotik oleh rhizobium.* tidak penting untuk semua tanaman berpembuluh menurut  batasan suatu unsur penting oleh  Arnon.
Klorin (Cl)	Aktivator sistem untuk menghasilkan O2 dalam fotositesis.

2.4  Penyerapan dan Pemindahan  Zat Terlarut

Transportasi tumbuhan adalah proses pengambilan dan pengeluaran zat-zat ke seluruh bagian tubuh tumbuhan. Pada tumbuhan tingkat rendah (misal ganggang) penyerapan air dan zat hara yang terlarut di dalamnya dilakukan melalui seluruh bagian tubuh. Pada tumbuhan tingkat tinggi (misal spermatophyta) proses pengangkutan dilakukan pembuluh pengangkut yang terdiri dari xylem dan phloem.

Tumbuhan memperoleh bahan dari lingkungan untuk hidup berupa O₂, CO₂, air dan unsur hara. Kecuali gas O₂ dan CO₂  zat diserap dalam bentuk larutan ion. Mekanisme proses penyerapan dapat belangsung karena adanya proses imbibisi, difusi, osmosis dan transpor aktif.

Imbibisi merupakan penyusupan atau peresapan air ke dalam ruangan antar dinding sel, sehingga dinding selnya akan mengembang.  Misal masuknya air pada biji saat berkecambah dan biji kacang yang direndam dalam air beberapa jam.

Difusi merupakan gerak menyebarnya molekul dari daerah konsentrasi tinggi (hipertonik) ke konsentrasi rendah (hipotonik). Misal pengambilan O₂ dan pengeluaran CO₂ saat pernafasan, penyebaran setetes tinta dalam air.

Osmosis merupakan proses perpindahan air dari daerah yang berkonsentrasi rendah (hipotonik) ke daerah yang berkonsentrasi tinggi (hipertonik) melalui membran semipermiabel. Membran semipermiabel adalah selaput pemisah yang hanya bisa ditembus oleh air dan zat tertentu yang larut di dalamnya. Keadaan tegang yang timbul antara dinding sel dengan dinding isi sel karena menyerap air disebut turgor, sedang tekanan yang ditimbulkan disebut tekanan turgor. Untuk sel tumbuhan bersifat selektif semipermiabel. Setiap sel hidup merupakan sistem osmotik. Jika sel ditempatkan dalam larutan yang lebih pekat (hipertonik) terhadap cairan sel, air dalam sel akan terhisap keluar sehingga menyebabkan sel mengkerut. Peristiwa ini disebut plasmolisis.

Transpor aktif merupakan pengangkutan lintas membran dengan menggunakan energi ATP, melibatkan pertukaran ion Na+ dan K+ (pompa ion) serta protein kontraspor yang akan mengangkut ion Na+ bersama melekul lain seperti asam amino dan gula. Arahnya dari daerah berkonsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Misal perpindahan air dari korteks ke stele. 

2.5  Penyerapan Garam Mineral Oleh Perakaran Tumbuhan

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. Unsur-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. Pengangkutan air dan garam – garam mineral pada tumbuhan tingkat tinggi, seperti pada tumbuhan biji dilakukan melalui dua mekanisme.

a. Pengangkutan Ekstravasikuler

Pengangkutan ini dilakukan di luar berkas pengangkut, maka disebut pengangkutan ekstravsikuler. Zat yang diangkut adalah air dan garam-garam mineral. Dalam perjalanan menuju silinder pusat, air akan bergerak secara bebas di antara ruang antar sel. Pengangkutan air dan mineral dari dalam tanah di luar berkas pembuluh ini dilakukan melalui 2 mekanisme, yaitu apoplas dan simplas:

1). Pengangkutan Apoplas

Transportasi apoplas ini adalah menyusupnya air tanah secara difusi bebas atau transport pasif melalui semua bagian tak hidup dari tumbuhan, misalnya dinding sel dan ruang-ruang antara sel. Air masuk dengan cara difusi, aliran air secara apoplas tidak tidak dapat terus mencapai xylem karena terhalang oleh lapisan endodermis yang memiliki penebalan dinding sel yang dikenal sebagai pita kaspari. Apoplas dapat terjadi pada setiap dinding sel kecuali endodermis. Khusus endodermis dilakukan secara osmosis.

2). Pengangkutan Simplas

Simplas adalah bergeraknya air tanah dan zat terlarut melalui bagian hidup dari sel tumbuhan, misalnya sitoplasma atau vakuola, dari sel ke sel. Pada pengangkutan ini, setelah masuk kedalam sel epidermis bulu akar, air dan mineral yang terlarut 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. Adapun lintasan aliran air pada pengangkutan simplas adalah sel – sel bulu akar menuju sel – sel korteks,  endodermis, perisikel, dan xylem. Dari sini, air dan garam mineral siap diangkut ke atas menuju batang dan daun.

b. Pengangkutan Intravasikuler

Pengangkutan air dan mineral diserap oleh akar menuju atas ini berlangsung melalui berkas pengangkut, yaitu Xylem, sehingga proses pengangkutan disebut pengangkutan vaskuler. Setelah melewati sel – sel akar, air dan garam mineral dari dalam tanah memasuki tumbuhan melalui epidermis akar, menembus korteks akar, masuk ke stele dan kemudian mengalir naik ke pembuluh xylem sampai pucuk tumbuhan (batang sampai ke mesofil daun). Pembuluh Xylem (kayu)  disusun oleh beberapa jenis sel, namun bagian yang berperan penting dalam proses pengangkutan air dan mineral ini adalah sel – sel trakea. Bagian ujung sel trakea terbuka membentuk pipa kapiler. Struktur  jaringan xylem seperti pipa kapiler ini terjadi karena sel – sel penyusun jaringan tersebut tersebut mengalami fusi (penggabungan). Air bergerak dari sel trakea satu ke sel trakea yang di atasnya mengikuti prinsip kapilaritas dan kohesi air dalam sel trakea xylem.

2.6  Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Angkutan Mineral

Ada faktor yang dapat mempengaruhi pengangkutan/penyerpan mineral baik secara pasif maupun aktif pada tumbuhan.

1.  Suhu

Peningkatan suhu akan meniungkatkan kemampuan penyerapan sampai batas suhu tertentu,dan setelah itu akan menurun. Peningkatan suhu juga dapat meningkatkan respirasi, yang secara tidak langsung dapat meningkatkan produksi energy yang sangat diperlkukan dalam angkutanm aktif. Dilain pihak, suhu tinggi dapat menimbulkan denaturasi protein enzim, sehingga secara tidak langsung akan mempengaruhi penyerapan/angutan mineral.

      2.   Konsentrasi ion H⁺ (pH)

            Perolehan lingkungan dari lingkungan tanaman sanagat dipengaruhi oleh konsenbtrasi ion H⁺ ditempat mineral tersebut berada. Secara umum tumbuhan lebih mudah menyerap mineral dari lingkungannya jika berada pada pH normal yaitu antara 6,5-7.

      3.   Cahaya

            Pengaruh cahaya tidaklah secara langsung.Cahaya penting untuk fotosintesis dan selama proses fotosintesis dihasilkan energi (ATP) yang sangat dioperlukan dalam angkutan aktif. Cahaya juga dapat mempengeruhi membukan dan menutupnya stomata yang berkaitan dengan proses transpirasi, sehingtga transpirasi yang meningkat akan meningkatan meningkatkan pengangkutan mineralo melalui aliran masa.

4.  Pengudaraan Tanah

            Tanah dengan pengudaraan yang baik akan merangsang terjadinya respirasi sel-sel akar sehingga akan ada cukup energy untuk angkutan aktif.

              5.      Interaksi

     Ini ada kaitannya dengan pengikatan ion oleh binding site. Apabila binding site untuk suatu ion sangat spesifik, maka penyerapan ion tersebut tidak akan mengalami gangguan. Sebaliknya jika hanya ada satu binding site, maka untuk beberapa macam ion akan terjadi kompetisi

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Berdasarkan hasil di atas dapat disimpulkan bahwa :

     1.      Nutrisi yang diperlukan oleh tumbuhan terdiri dari unsur mikronutrien dan makronutrien.

     2.      Peranan unsur mineral pada tumbuhan terdiri dari mikro dan makro yang memiliki fungsi masing-masing.

   3.  Mekanisme proses penyerapan dapat belangsung karena adanya proses imbibisi, difusi, osmosis dan transpor aktif

    4.      Penyerapan garam mineral oleh perakaran tumbuhan terbagi menjadi tiga car, yaitu difusi, aliran massa dan akar yang tumbuh.

   5.    Faktor yang mempengaruhi pengangkutan mineral terdiri dari : a. Suhu b. Konsentrsi pH c. Cahaya d. Pengudaraan tanah e. Interaksi

DAFTAR PUSTAKA

Lakitan, Benyamin. 1995. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta:  PT Raja Grafindo Persada.

Anonim. 2011. Nutrisi Tumbuhan. http://phakiah.multiply.com/ journal/item/50/NUTRISI_TUMBUHAN

Anonim. 2011. Proses Pengangkutan pada Tumbuhan. http://biosejati. wordpress.com/2011/11/10/proses-pengangkutan-pada-tumbuhan

Ikaputri, Anisa. 2011. Fisiologi Tumbuhan. http://blog.uad.ac.id/ annisaikaputri/category/fisiologi-tumbuhan

Made. 2009.Bahan Ajar Nutrisi. http://made8.wordpress.com/2009/ 06/09/bahan-ajar-nutrisi-pertemuan-i-dan-ii/

Teddy. 2011. Transportasi pada Tumbuhan. http://tedbio.multiply.com/ journal/item/17/Transportasi-pada-Tumbuhan