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.