portofolio fisiologi tumbuhan
TRANSCRIPT
PORTOFOLIO
FISIOLOGI TUMBUHAN
DISUSUN OLEH :
ARTHON S. SEPANG
103 14 110
PEND. BIOLOGI KELAS C
UNIVERSITAS NEGERI MANADO
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
JURUSAN BIOLOGI
2012
FISIOLOGI
Physis = alam Logos = ilmu
FISIOLOGI TUMBUHAN
Ilmu yang yang mempelajari
tentang kehidupan tumbuhan
Tanah (bahasa Yunani: pedon; bahasa Latin: solum) adalah bagian kerak bumi
yang tersusun dari mineral dan bahan organik.
TANAH DAN MINERAL
TANAH SEBAGAI SUBSTRAT � TANAH � Merupakan suatu sistim koloid yang terdiri atas partikel-partikel halus yang disebut
“MISEL”
� Ukuran Misel = 0,001 s.d 0,1 mikron.
� Misel � Tidak dapat dilihat dengan mikroskop cahaya
� Sistim Koloid � Dapat diamati dengan efek Tyndal
� Koloid berupa “sol” bila mengeras berupa “gel”
� Misel dalam sistem koloid tidak bermuatan
� Misel tanah liat umumnya bermuatan negatif (-) � Sering terikat Kation : Ca2+, K+, Na+, dan H+
STRUKTUR TANAH 1. Mineral tanah
2. Organik tanah
3. Air & larutan tanah
4. Atmosfer tanah
5. Organisme tanah
� Berasal dari hewan & tumbuhan yang telah mati
(penghancuran & pembusukan).
� Merupakan sumber nutrisi.
� Udara yang mengisi rongga-rongga tanah.
� Berasal dari batuan induk (mengalami penghancuran).
� Terdiri atas flora & fauna tanah.
AIR TANAH DAN LARUTAN TANAH
• Air tanah mengandung segala macam bahan yang terdapat dalam tanah
• Air tanah merupakan “Larutan”
• Udara mengisi ruang diantara partikel tanah
• Makin besar partikel tanah makin banyak udara
• Tanah liat + air � Tidak ada ventilasi (ruang) tempat udara.
• Tanah liat � Airasi buruk bagi tumbuhan
• Keadaan dan sifat udara dalam tanah yang cukup ventilasinya tidak jauh berbeda dengan
udara di luar tanah.
ORGANISME TANAH
• Berasal dari penguraian sisa tumbuhan
• Tanah pasir � Sedikit bahan organik
• Tanah Pertanian � Kira-kira 25% bahan organik
• Dalam bahan orgnik terdapat kegiatan bakteri, jamur dan organisme
lainnya
• Di daerah Tropis kegiatan mikroorganisme tinggi � Mengubah bahan
organik menjadi zat anorganik
ZAT ORGANIK TANAH
UDARA TANAH
• Organisme tanah berupa : bakteri, ganggang, dan jamur.
• Organisme tanah (Bakteri, ganggang, dan jamur) dikenal sebagai “Flora Tanah”
• Protozoa, Nematoda, serangga beserta larvanya � Fauna Tanah
• Organisme tanah biasanya ditemukan di lapisan tanah bagian atas.
• Tanah yang cukup bahan organik dan ventilasi yang baik serta suhu sekitar 30 derajat Celcius
merupakan kondisi yang baik bagi flora dan founa tanah.
MINERAL DALAM TANAH
ELEMEN MINERAL TANAH BERUPA “OKSIDA”
OKSIDA PERSEN
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
MnO3
TiO2
P2O5
SO3
SiO2
10,0
3,6
1,0
0,6
1,7
1,7
0,8
0,1
0,9
0,1
76,5
Sekitar 90 unsur ditemukanpada jaringan tumbuhan. Hanya 16 elemen yang esensial bagi pertumbuhan tumbuhan : C, H., O, N, P, K (potasium), Ca (Kalsium), Mg, S, Fe, B, Mn, Cu, Zn, Mo dan Cl. KLASIFIKASI NUTRIEN BERDASARKAN: 1. Dibutuhkan untuk metabolisme (fungsi biokimia) dari mineral nutrien 2. Pergerakan dalam tubuh tumbuhan 3. Ionik : kation dan anion
JENIS – JENIS TANAH
1. Tanah Humus
Tanah humus adalah tanah yang sangat subur terbentuk dari lapukan daun dan
batang pohon di hutan hujan tropis yang lebat.
2. Tanah Pasir
Tanah pasir adalah tanah yang bersifat kurang baik bagi pertanian yang
terbentuk daribatuan beku serta batuan sedimen yang memiliki butir kasar dan
berkerikil.
3. Tanah Alluvial / Tanah Endapan
Tanah aluvial adalah tanah yang dibentuk dari lumpur sungai yang mengendap
di dataran rendah yang memiliki sifat tanah yang subur dan cocok untuk lahan
pertanian.
� Struktur tanah berbutir (granular): Agregat yang membulat, biasanya diameternya tidak lebih
dari 2 cm.
� Kubus (Bloky): Berbentuk, jika sumber horizontal sama dengan sumbu vertikal. Ukuranya
dapat mencapai 10 cm.
� Lempeng (platy): Bentuknya, sumbu horizontal lebih panjang dari sumbu vertikalnya. Biasanya
terjadi pada tanah liat.
� Prisma: Bentuknya, sumbu vertikal lebih panjang dari pada sumbu horizontal. Seringkali
mempunyai 6 sisi dan diameternya mencapai 16 cm.
MACAM –MACAM STRUKTUR TANAH
4. Tanah Podzolit
Tanah podzolit adalah tanah subur yang umumnya berada di pegunungan
dengan curah hujan yang tinggi dan bersuhu rendah / dingin.
5. Tanah Vulkanik / Tanah Gunung Berapi
Tanah vulkanis adalah tanah yang terbentuk dari lapukan materi letusan
gunung berapi yang subur mengandung zat hara yang tinggi. Jenis tanah vulkanik
dapat dijumpai di sekitar lereng gunung berapi.
6. Tanah Laterit
Tanah laterit adalah tanah tidak subur yang tadinya subur dan kaya akan unsur
hara, namun unsur hara tersebut hilang karena larut dibawa oleh air hujan yang
tinggi. Contoh : Kalimantan Barat dan Lampung.
7. Tanah Mediteran / Tanah Kapur
Tanah mediteran adalah tanah sifatnya tidak subur yang terbentuk dari
pelapukan batuan yang kapur. Contoh : Nusa Tenggara, Maluku, Jawa Tengah
dan Jawa Timur.
8. Tanah Gambut / Tanah Organosol
Tanah organosol adalah jenis tanah yang kurang subur untuk bercocok tanam
yang merupakan hasil bentukan pelapukan tumbuhan rawa. Contoh : rawa
Kalimantan, Papua dan Sumatera.
Pembentukan tanah (Pedogenesis)
Tanah berasal dari pelapukanbatuan dengan bantuan organisme,
membentuk tubuh unik yang menutupi batuan. Proses pembentukan tanah dikenal
sebagai ''pedogenesis''. Proses yang unik ini membentuk tanah sebagai tubuh alam
yang terdiri atas lapisan-lapisan atau disebut sebagai horizon tanah. Setiap horizon
menceritakan mengenai asal dan proses-proses fisika, kimia, dan biologi yang
telah dilalui tubuh tanah tersebut.
Tanah organik berwarna hitam dan merupakan pembentuk utama lahan
gambut dan kelak dapat menjadi batu bara. Tanah organik cenderung memiliki
keasaman tinggi karena mengandung beberapa asam organik (substansi humik)
hasil dekomposisi berbagai bahan organik. Kelompok tanah ini biasanya miskin
mineral, pasokan mineral berasal dari aliran air atau hasil dekomposisi jaringan
makhluk hidup.
Tanah non-organik didominasi oleh mineral. Mineral ini membentuk partikel
pembentuk tanah. Tekstur tanah demikian ditentukan oleh komposisi tiga partikel
pembentuk tanah: pasir, lanau (debu), dan lempung. Tanah pasiran didominasi
oleh pasir, tanah lempungan didominasi oleh lempung. Tanah dengan komposisi
pasir, lanau, dan lempung yang seimbang dikenal sebagai geluh (loam).
NUTRISI YANG DIBUTUHKAN TUMBUHAN DARI AIR DAN TANAH
Elemen Simbol kimia Asal Konsentrasi dalam berat kering (mmol/kg)
Macronutrient
Hidrogen
Carbon
Oksygen
Nitrogen
Potassium
Calsium
Magnesium
Phosphorus
Sulfur
Micronutrient
Chlorine
Boron
Besi
Magnesium
Zinc
Tembaga
Nikel
Molybdenum
H
C
O
N
K
Ca
Mg
P
S
Cl
B
Fe
Mn
Zn
Cu
Ni
Mo
H2O
CO2
O2, CO2
NO3-, NH4+
K+
Ca2+
Mg2+
HPO4-, HPO42-
SO42-
Cl-
BO33-
Fe2+, Fe3+
Mn2-
Zn2+
Cu2+
Ni2+
Mo42-
60,000
40,000
30,000
1,000
250
125
80
60
30
3,0
2,0
2,0
1,0
0,3
0,1
0,05
0,001
ELEMEN NUTRIEN PADA TUMBUHAN
DIFUSI
Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut
dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah hingga
mencapai suatu konsentrasi yang sama. Contoh yang sederhana adalah pemberian
gula pada cairan teh tawar. Lambat laun cairan menjadi manis.
Perbedaan konsentrasi yang ada pada dua larutan disebut gradien
konsentrasi. Difusi akan terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luas secara
merata atau mencapai keadaan kesetimbangan dimana perpindahan molekul tetap
terjadi walaupun tidak ada perbedaan konsentrasi. Difusi yang paling sering
terjadi adalah difusi molekuler.Difusi ini terjadi jika terbentuk perpindahan dari
sebuah lapisan (layer) molekul yang diam dari solid atau fluida.
OSMOSIS
Osmosis adalah perpindahan air melalui membran permeabel selektif dari
bagian yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat.Membran semipermeabel
harus dapat ditembus oleh pelarut, tapi tidak oleh zat terlarut, yang mengakibatkan
DIFUSI, OSMOSIS, DAN
IMBIBISI
Gas, zat cair, dan zat padat � Molekul-molekulnya ada kecendrungan untuk menyebar ke segala arah sampai terdapat konsentrasi yang sama
� Difusi : Padat � Dalam zat cair � Difusi : Cair � Dalam zat cair � Difusi : Gas � Dalam gas � Difusi : Gas � Dalam zat cair � Difusi : Cair � Dalam gas
• Difusi disebabkan adanya energi kinetis dari molekul • Sumber energi utama pergerakan molekul terdapat di daerah yang banyak molekulnya (Konsentrasi pekat) • Arah pergerakan difusi � ketempat yang kekurangan molekul (konsentrasi rendah)
gradien tekanan sepanjang membran.Osmosis merupakan suatu fenomena alami,
tapi dapat dihambat secara buatan dengan meningkatkan tekanan pada bagian
dengan konsentrasi pekat menjadi melebihi bagian dengan konsentrasi yang lebih
encer.
• Kelebihan “volume” akibat Osmosis disebut dengan “nilai osmosis” dari larutan gula.
• Kelebihan “volume” memiliki “berat” yang menekan ke segala arah
• Tekanan kelebihan volume ke segala arah tersebut dinamakan � TEKANAN OSMOSIS
• Tekanan Osmosis = NILAI OSMOSIS
Perhatikan Gambar : � Bejana disekat dengan “Selaput Permiable” � Dapat
dilalui oleh “Gula” dan “Air” � Dalam jangka tertentu � Dalam bejana tersebut
dijumpai larutan gula (sukrosa) dengan konsentrasi yang sama
� Peristiwa apakah itu ? Difusi atau Osmosis.
� Simpulan : Karena berdifusinya molekul “air” dan “Gula” dalam bejana melewati “lubang (Pori)” maka peristiwa tersebut dinamakan “OSMOSIS”
� “OS” = Lubang; “Movea” = “to Move” = Pindah
TEKANAN OSMOSIS
MENGUKUR TEKANAN OSMOSIS
PV = nRT
P = Nilai Osmosis � Satuan “atm” V = Volume dinyatakan dengan “liter” n = Jumlah gram molekul zat terlarut R = Ketetapan gas, yaitu 22,4/273 T = Temperatur Mutlak (Kelvin) = 1 derajat Celcius = 274 derajat Kelvin
TEKANAN TURGOR
Air
Lar. Gula
Gambar-A
Setelah 5 jam
Gambar-B
Perhatikan Gambar !!! � Kantung selaput semipermiabel
berisi larutan gula 40% � Setelah dibiarkan 5 jam maka akan
terjadi seperti Gambar-B � Tekanan yang menyebabkan
berkembangnya dinding kantung (gambar-B) dinamakan “Tekanan Turgor”
Catatan : “Tekanan Turgor” lebih rendah dari “Tekanan Osmosis”
DIFUSI, OSMOSIS SEL TUMBUHAN
• Isi Sel (protopalsma) yang masih hidup merupakan suatu larutan
• Dinding Sel (Selulosa) bersifat “Permiabel” • Membran Plasma, sistim membran & Tonoplas bersifat
“Semipermiabel” • Sel “Akar” (terutama sel rambut) tumbuhan memiliki
“Protoplasma” dengan konsentrasi tinggi. • Semakin jauh posisi sel dalam akar, semakin tinggi
konsentrasi Protoplasmanya • Air Tanah (Larutan) konsentrasinya lebih rendah dari
konsentrasi Protoplasma sel akar
PERGERAKAN AIR PADA
TUMBUHAN
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.
STRUKTUR DAN FUNGSI TUBUH TUMBUHAN
1. Akar
Akar adalah organ tanaman yang aktif menyerap air.
Akar terdiri atas akar tunggang dan akar serabut.Akar tunggang adalah akar primer
atau akar embrio yang terus tumbuh membesar dan memanjang.Akar ini menjadi akar
utama yang menopang tegaknya tubuh tumbuhan.
Akar Serabut (Rambut akar) adalah akar yang tumbuh di sekitar akar tunggang
namun ukurannya lebih kecil dari akar tunggang.Akar serabut menyebar ke tanah sekitar
tumbuhan.Dengan demikian, akar-akar serabut ini mampu mengumpulkan air dari yang
area cukup luas dibandingkan area jangkauan akar tunggang.
JARINGAN PENYUSUN AKAR
2. Batang
Sel-sel xilem membantu mendukung tegaknya batang tumbuhan.Jaringan sel xilem
memiliki sel-sel seperti tabung yang berfungsi untuk menyalurkan air dan mineral keseluruh
tubuh tumbuhan.Sel-sel tersebut berdinding tebal sehingga juga dapat berfungsi sebagai
penguat.Korteks merupakan jaringan penyimpanan makanan pada tumbuhan. Umumnya
tumbuhan menyimpan makan dalam bentuk pati. Epidermis pada batang merupakan pelindung
terluar.
3. Daun
Daun adalah bagian teratas dari tumbuhan yang berperan penting dalam proses fotosintesis.
Penyerapan air oleh daun dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut ini.
(1) Struktur dan permeabilitas epidermis dan kutikula.
(2) Ada tidaknya trikoma di permukaan daun.
(3) Mudah tidaknya permukaan daun itu dibasahi.
(4) Defisiensi air di dalam sel - sel parenkim daun.
MEKANISME AIR PADA TUMBUHAN 1. Penyerapan Air
Ada 2 mekanisme penyerapan air yaitu penyerapan aktif dan pasif.
Aktif :
a. aktif osmotik
b. aktif non-osmotik
Pasif
Tenaga penggeraknya: tarikan transpirasi
JALUR PENYERAPAN AIR Larutan tanah - sel-sel epidermis akar (rambut akar) – korteks – endodermis – xylem akar
TRANSPIRASI
Transpirasi dapat diartikan sebagai proses hilangnya air dalam bentuk uap
air dari jaringan hidup tanaman yang terletak di atas permukaan tanah melewati
stomata, lubang kutikula, dan lentisel. Kemungkinan kehilangan air dari jaringan
tanaman melalui bagian tanaman melalui bagian tanaman yang lain dapat saja
terjadi, tetapi porsi kehilangan tersebut sangat kecil dibandingkan dengan yang
hilang melalui stomata.
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PENYERAPAN
Penyerapan air oleh tumbuhan dipengaruhi oleh faktor dalam dan faktor luar (lingkungan).
Faktor dalam meliputi hal - hal sebagai berikut : a. Kecepatan Transpirasi b. Sistem Perakaran c. Pertumbuhan Pucuk d. Metabolisme
Sedang faktor - faktor luar yang mempengaruhi penyerapan air antara lain sebagai berikut.
a. Kesediaan Air Tanah b. Konsentrasi Potensial Osmotik Air Tanah c. Temperatur Tanah d. Aerasi
Selain itu terdapat faktor sebagai berikut
� Faktor lingkungan: ketersediaan air, aerasi, konsentrasi larutan tanah, suhu
� Faktor tanaman: laju transpirasi tanaman, sistem perakaran, metabolisme
PERBEDAAN TRANSPIRASI DENGAN EVAPORASI
PERBEDAAN TRANSPIRASI DENGAN GUTASI
DAMPAK NEGATIF TRANSPIRASI � Transpirasi dapat membahayakan tanaman jika lengas tanah
terbatas, penyerapan air tidak mampu mengimbangi laju transpirasi, Ψw sel turun, Ψp menurun, tanaman layu, layu permanent, mati, hasil tanaman menurun
� Sering terjadi di daerah kering, perlu irigasi, meningkatkan lengas tanah, pada kisaran layu tetap – kapasitas lapangan
PERANAN TRANSPIRASI � Pengangkutan air ke daun dan difusi air antar sel � Penyerapan dan pengangkutan air, hara � Pengangkutan asimilat � Membuang kelebihan air � Pengaturan bukaan stomata � Mempertahankan suhu daun
MACAM TRANSPIRASI � Stomater : 80-90% total transpirasi � Kutikuler: 20% total transpirasi � Lentikuler : 0,1% total transpirasi
MEKANISME BUKAAN STOMATA
� Teori perubahan pati menjadi gula
� Teori pengangkutan proton, K+
� Bukaan stomata pada tanaman sukulen
PERGERAKAN LARUTAN
PADA TUMBUHAN
Selama masa pertumbuhan dan perkembangan, tanaman membutuhkan beberapa
unsur hara yang meliputi:
- Karbon (C)
- Hidrogen (H)
- Oksigen (O)
- Nitrogen (N)
- Fosfor (P)
- Kalium (K)
- Kalsium (Ca)
- Magnesium (Mg)
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU TRANSPIRASI
ANTITRANSPIRAN � Senyawa kimia yang diberikan ke pada tanaman dengan tujuan untuk
menurunkan laju transpirasi � Mekanisme kerja: melalui penutupan lubang stomata oleh partikel
tertentu maupun dengan mendorong berlangsungnya mekanisme fisiologis yang menyebabkan stomata menutup
� Harganya sangat mahal dan belum ada yang efektif untuk menurunkan laju transpirasi
PROSES PENYERAPAN ZAT
Peristiwa Difusi zat
Peristiwa difusi pada tumbuhan sangat penting untuk keseimbangan hidup
tumbuhan. Karbon dioksida (CO2) dan oksigen (O
2) diambil oleh tumbuhan dari udara
melalui proses difusi. Pengambilan air dan garam mineral oleh tumbuhan dari dalam
tanah, salah satunya melalui proses difusi. Difusi zat dari dalam tanah ke dalam tubuh
tumbuhan disebabkan konsentrasi garam mineral di tanah lebih tinggi daripada di
dalam sel. Demikian juga gas CO2 di udara masuk ke dalam tubuh tumbuhan karena
konsentrasi CO2 di udara lebih tinggi daripada di dalam sel tumbuhan. Sebaliknya,
O2 dapat berdifusi keluar tubuh tumbuhan jika konsentrasi O
2 dalam tubuh tumbuhan
lebih tinggi akibat adanya fotosintesis dalam sel.
- Belerang (S)
- Besi (Fe)
- Mangan (Mn)
- Boron (B)
- Tembaga (Cu)
- Seng (Zn)
- Klor (Cl).
Unsur hara tersebut tergolong unsur hara essensial.
Unsur hara essensial ini berdasarkan jumlah kebutuhannya bagi tanaman,
dikelompokkan menjadi dua, yaitu:
(1) Unsur hara yang diperlukan tanaman dalam jumlah besar disebut unsur
hara makro.
Meliputi: N, P, K, Ca, Mg, dan S
(2) Unsur hara yang diperlukan tanaman dalam jumlah kecil disebut unsur
hara mikro.
Meliputi: Fe, Mn, B, Mo, Cu, Zn, dan Cl
PENYERAPAN ZAT SECARA OSMOSIS
Pada gambar diatas, air akan berpindah dari B (larutan yang konsentrasi
airnya tinggi) menuju A (larutan yang konsentrasi airnya rendah) melalui
membran semi permeabel sehingga diperoleh hasil larutan isotonis, yaitu
konsentrasi air sama untuk dua larutan antara A dan B, walaupun hasil akhirnya
nanti volume antara A dan B berbeda.Keadaan di atas terjadi juga pada peristiwa
osmosis pada penyerapan air tanah ke dalam sel akar.Jika sel dimasukkan ke
dalam larutan isotonis, bentuk sel tetap karena keadaan seimbang. Akan tetapi,
jika sel tumbuhan berada dalam larutan hipertonis (konsentrasi larutan lebih
tinggi daripada cairan sel), air dalam plasma sel akan berosmosis keluar
sehingga sel mengerut/menyusut. Protoplasma yang kekurangan air menenyusut
volumenya mengakibatkan membran sel terlepas dari dinding sel, sehingga
terjadi plasmolisis. Sebaliknya, jika sel berada dalam larutan
hipotonis (konsentrasi larutan lebih rendah daripada cairan sel), air dari luar akan
masuk ke dalam sel sehingga sel membengkak.
Transpor aktif merupakan transpor partikel-partikel melalui membran
semipermeabel yang bergerak melawan gradien konsentrasi yang memerlukan
energi dalam bentuk ATP. Transpor aktif berjalan dari larutan yang memiliki
konsentrasi rendah ke larutan yang memiliki konsentrasi tinggi, sehingga dapat
tercapai keseimbangan di dalam sel. Adanya muatan listrik di dalam dan luar sel
dapat mempengaruhi proses ini, misalnya ion K+, Na+ dan Cl
.
TRANSPOR AKTIF
Pengangkutan zat pada tumbuhan berlangsung melalui dua cara, yakni :
1) di luar pembuluh angkut (ekstravaskuler)
Pengangkutan ekstravaskuler berlangsung dalam dua cara, yakni :
1) Simplastik
2) Apoplastik
2) di dalam pembuluh angkut (intravaskuler ) Pengangkutan zat secara vasikuler terjadi melalui pembuluh kayu
(xilem) danpembuluh kulit (floem).Pengangkutan air dari akar ke batang
terjadi melaluipembuluh kayu, membentuk aliran air (benang air).Setelah
mencapai daun, sebagiandimanfaatkan oleh sel-sel daun untuk memasak
makanan. Sebagian air dan garammineral yang lain dipindah ke floem,
menyatu dengan aliran sukrosa (asimilat).Pada tumbuhan dikotil, bagian
xilem berada di bagian kayu, seddangkanfloemnya berada di bagian kulit
dekat kambium.
TRANSLOKASI
Translokasi adalah perpindahan bahan terlarut yang dapat terjadi di
seluruh bagian tumbuhan.Translokasi merupakan pemindahan hasil fotosintesis
dari daun atau organ tempat penyimpanannya ke bagian lain tumbuhan yang
memerlukannya.Jaringan pembuluh yang bertugas mengedarkan hasil fotosintesis
ke seluruh bagian tumbuhan adalah floem (pembuluh tapis).
Pengangkutan hasil fotosintesis (translokasi) keseluruh bagian tumbuhan
melalui floem merupakan transportasi simplas karena floem merupakan sel
hidup.Bagian floem yang berperan utama dalam pengangkutan hasil fotosintesis
adalah komponen pembuluh tapis yang berupa sel memanjang berbentuk silindris
yang bersatu dibagian ujung membentuk suatu pembuluh.Bukti hasil fotosintesis
diangkut melalui adalah pengelupasan kulit pada cangkok, penyadapan getah
karet getah damar dan nira.
Mekanisme pengangkutan hasil fotosintesis ( translokasi ) pada floem antara
lain sebagai berikut :
- Teori aliran sitoplasma
Translokasi dapat terjadi karena adanya aliran sitoplasma di dalam sel-sel
melalui plasmodesmata. Adanya plasmodesmata memungkinkan pengangkutan
hasil fotosintesis secara difusi dari satu sel ke sel lain.
- Teori aliran massa (tekanan ) oleh Erns Munch, 1930
Translokasi terjadi karena adanya perbedaan tekanan osmosis yang terjadi
didalam pembuluh floem antar organ yaitu daun, batang dan akar. Peningkatan
kadar gula didalam floem daun akan meningkatkan tekanan osmosis daun,
sehingga larutan (hasil fotosintesis) akan mengalir dari daun menuju ke akar.
� Material Translokasi
Fungsi floem adalah sebagai jaringan translokasi bahan organik yang terutama
berisi karbohidrat.Crafts dan Lorenz (1994) mendapatkan persentase nitrogen
(dalam bentuk protein) sebesar 45%.Sebenarnya gula yang menjadi linarut
terbesar yang ditranslokasikan dalam cairan floem.Diantara gula ini, sukrosa yang
paling banyak jumlahnya. Gula lain seperti gula rafinosa : glukosa, rafinosa,
stakiosa, dan fruktosa juga ada pada gula alcohol: manitol, sorbitol, galaktitol,
serta mio-inositol.
� Penyimpangan pada tumbuhan
Tumbuhan dikatakan sehat atau normal, apabila tumbuhan tersebut
dapat melaksanakan fungsi-fungsi fisiologisnya sesuai dengan potensi genetik
terbaik yang dimilikinya.Fungsi-fungsi tersebut mencakup pembelahan,
diferensiasi dan perkembangan sel yang normal, penyerapan air dan mineral dari
tanah dan mentranslokasikannya ke seluruh bagian tumbuhan.Apabila tumbuhan
diganggu oleh patogen atau oleh keadaan lingkungan tertentu dan salah satu atau
lebih dari fungsi tersebut terganggu sehingga terjadi penyimpangan dari keadaan
normal, maka tumbuhan menjadi sakit.Penyebab atau faktor utama penyakit itu
berupa organisme hidup patogenik (parasit) maupun faktor lingkungan fisik
(fisiopath).
Dapat dicontohkan sebagai berikut:
1) infeksi yang terjadi pada akar (busuk akar) akan mengganggu penyerapan
air dan hara dari dalam tanah.
2) infeksi pada pembuluh kayu (layu vaskular atau kanker tertentu) akan
mengganggu translokasi air dan hara ke tajuk tumbuhan.
3) infeksi pada daun (becak daun, hawar (blight) daun dan mosaik) akan
mengganggu fotosintesis.
4) infeksi pada korteks (kanker pada korteks) akan mengganggu translokasi
hasil fotosintesis ke bagian bawah tumbuhan.
5) infeksi pada bunga akan mengganggu reproduksi.
6) infeksi pada buah (busuk buah) mengganggu reproduksi dan penyimpanan
makanan cadangan bagi pertumbuhan baru.
Patogen mungkin menyebabkan penyakit pada tumbuhan dengan
cara sebagai berikut :
1) Melemahkan inang dengan cara menyerap makanan secara terus-menerus
dari sel-sel inang untuk kebutuhannya.
2) Menghasilkan atau mengganggu metabolisme sel inang dengan toksin,
enzim, atau zat pengatur tumbuh yang disekresinya.
3) Menghambat transportasi makanan, hara mineral dan air melalui jaringan
pengangkut.
4) Mengkonsumsi kandungan sel inang setelah terjadi kontak.
TRANSPORTASI PADA
TUMBUHAN
Transportasi tumbuhan adalah mekanisme pengangkutan air dan zat
nutrisi makanan dari akar ke seluruh bagian tumbuhan.Pada tumbuhan
tingkat rendah penyerapan air dan zat hara yang terlarut di dalamnya
dilakukan melalui seluruh bagian tubuh. Pada tumbuhan tingkat tinggi
proses pengangkutan dilakukan pembuluh pengangkut yang terdiri dari
xylem dan phloem.
Mekanisme proses penyerapan dapat berlangsung karena adanya
proses imbibisi, difusi, osmosis dan transpor aktif.
a. Imbibisi merupakanpenyerapan air secara fisio-kimia yang disertai
kenaikan volume yang bersifat reversible atau 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.
b. Difusi yaitu perpindahan ion/ molekul (gas) dari konsentrasi
tinggi(hipertonik) ke konsentrasi rendah (hipotonik) dengan atau tanpa
membran semipermiabel. Dengan demikian, difusi terjadi karena
perbedaan konsentrasi. Adanya perbedaan konsentrasi tersebut akan
menimbulkan tekanan pada molekul-molekul, sehingga molekul-
molekul itu menyebar. Tekanan yang ditimbulkan oleh adanya
perbedaan konsentrasi itu disebut tekanan difusi. Misal pengambilan O2
dan pengeluaran CO2 saat pernafasan, penyebaran setetes tinta dalam
air.
c. 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.
d. Transport aktif merupakan system transportasi suatu molekul melintasi
membrane dengan menggunakan energy ATP. System transport ini
melibatkan pertukaran ion Na+ dan K+. disamping itu, proses itu juga
melibatkan peranan protein pembawa yang dikenal sebagai protein
kontraspor. Protein ini mengangkut ion Na+ bersama-sama denga
molekul lain seperti gula dan asam amino dari luar sel ke dalam sel.
Misal perpindahan air dari korteks ke stele.
Jaringan pengangkut (vascular tissue) disebut juga pembuluh yang
berfungsi utama sebagai saluran utama transportasi zat-zat hara yang diperlukan
dalam proses vital tumbuhan.
Jaringan pengangkut hanya terdapat pada tumbuhan tingkat tinggi.Jaringan
ini berfungsi untuk mengangkut air, garam mineral, dan hasil fotosintesis. Sel-sel
jaringan pengangkut berupa pembuluh atau seperti pipa, sehingga jaringan ini
disebut jaringan pembuluh.Berdasarkan fungsinya jaringan pengangkut pada
tumbuhan ada 2 macam jaringan yakni xilem (pembuluh kayu) dan floem
(pembuluh tapis/pembuluh kulit kayu).Xilem dan floem berdampingan
membentuk ikatan berkas pembuluh.
Perbedaan pengangkutan xilem dan floem :
a. Xylem :
• Berlangsung sepanjang lintasan sel-sel yang mati,
• Hanya memerlukan perbedaan potensial air antara akar dan daun.
• Tersusun dari parenkim xilem, serabut xilem, serta trakeid, dan
komponen pembuluh.
b. Floem :
• Memerlukan sel hidup dan aktif di sepanjang lintasannya
• Tak dapat digantikan oleh sel yang mati.
• Tersusun dari serabut floem, sklereid, parenkim floem, sel pengiring,
dan pembuluh tapis.
RESPIRASI PADA
TUMBUHAN
Proses pengangkutan air dan zat-zat terlarut hingga sampai ke daun pada
tumbuhan dipengaruhi oleh :
a. Daya kapilaritas : pembuluh xylem yang terdapat pada tumbuhan
dianggap sebagai pipa kapiler. Air akan naik melalui pembuluh kayu
sebagai akibat dari gaya adhesi antara dinding pembuluh kayu dengan
molekul air.
b. Daya tekan akar : tekanan akar pada setiap tumbuhan berbeda-beda.
Besarnya tekanan akar dipengaruhi besar kecil dan tinggi rendahnya
tumbuhan. Bukti adanya tekanan akar adalah pada batang yang
dipotong, maka air tampak menggenang dipermukaan tunggaknya.
c. Daya hisap daun : disebabkan adanya penguapan (transpirasi) air dari
daun yang besarnya berbanding lurus dengan luas bidang penguapan
(intensitas penguapan).
d. Pengaruh sel-sel yang hidup
Fotosintesis menyediakan molekul organik yang dibutuhkan oleh
tumbuhan dan mahluk hidup lainnya. Respirasi dan metabolisme karbon yang
terkait di dalamnya melepas energi yang tersimpan di dalam senyawa karbon
dengan cara yang terkontrol untuk digunakan oleh sel. Pada waktu yang
bersamaan, respirasi menghasilkan banyak senyawa karbon yang dibutuhkan
sebagai prekursor untuk biosintesis senyawa organik lainnya.Respirasi aerob
merupakan proses yang umum terjadi dalam hampir semua organisme eukariot,
dan secara umum proses respirasi di dalam tumbuhan.
Respirasi aerob adalah proses biologi yang memobilisasi dan
mengoksidasi molekul organik secara terkontrol. Selama respirasi, energi bebas
dilepas dan disimpan sementara dalam bentuk ATP yang siap digunakan untuk
aktifitas sel dan perkembangan tumbuhan.
Glukosa adalah substrat respirasi yang umum dikenal, tetapi dalam sel
tumbuhan, substrat respirasi berasal dari sukrosa, heksosa fosfat dan triosa fosfat
yang berasal dari fotosintesis dan perombakan pati, fruktosa yang mengandung
polimer, gula-gula lainnya, lemak utamanya triasilgliserol, asam-asam organik
dan kadang-kadang protein. Dari segi reaksi kimia, respirasi adalah oksidasi
carbon dari molekul sukrosa dan reduksi oksigen.
Reaksi kimianya dapat dituliskan sebagai berikut:
C12H12O11 + 13 H2O → 12 CO2 + 48 H+ + 48 e-
12 O2 + 48 H+ + 48 e- → 24 H2O
sehingga persamaan reaksi bersih dari reaksi kimia di atas adalah sebagai berikut:
C12H12O11 + 12 O2 → 12 CO2 + 11 H2O
Reaksi-reaksi bertahap tersebut dapat dikelompokkan ke dalam empat proses
utama, yaitu:
- Glikolisis
- siklus asam sitrat
- reaksi-reaksi dari lintasan pentosa fosfat
- fosforilasi oksidatif
Glikolisis
Merupakan suatu seri reaksi-reaksi yang melibatkan suatu grup enzim yang
terdapat di sitosol dan plastida.Sebuah molekul gula, misalnya sukrosa,
dioksidasi secara parsial melalui pembentukan heksosa fosfat (gula fosafat
berkarbon enam) dan triosa fosfat (gula fosfat berkarobn tiga) untuk menghasilkan
asam organik, seperti piruvat. Proses ini menghasilkan sejumlah kecil energi
dalam bentuk ATP dan molekul pereduksi, NADH (Nikotinamid adenin
dinukleotida tereduksi).
Lintasan Pentosa Posfat
Lintasan ini juga berada di dalam sitosol dan plastida.Atom karbon dari glukosa-
6-fosfat awalnya dioksidasi menjadi ribulosa-5 fosfat, suatu molekul organik yang
memiliki 5 atom karbon.Atim karbon kemudian hilang dalam bentuk CO2 dan dua
molekul pereduksi, dalam bentuk NADPH, dihasilkan.
Siklus Asam Sitrat
Dalam siklus ini piruvat dioksidasi secara sempurna menjadi CO2 dan dihasilkan
banyak molekul pereduksi (16 NADH + 4 FADH2 untuk tiap molekul sukrosa
yang dioksidasi).Reaksi-reaksi dalam siklus asam sitrat melibatkan enzim-enzim
yang terdapat di dalam matrik mitokondria, kecuali enzim suksinat dehidrogenase
yang terdapat pada membran dalam mitokondria.
Fosforilasi Oksidatif
Pada tahap ini elektron dipindahkan melalui suatu rantai transport elektron
yang terdiri dari sekumpulan protein transport elektron yang terdapat pada
membran dalam mitrokondria. Sistem trasport ini memindahkan elektron dari
NADH (dan molekul pereduksi sejenis) yang dihasilkan dari glikolisis, lintasan
pentosa fosfat, dan siklus asam sitrat, ke molekul oksigen.Pada saat pemindahan
elektron terjadi pembebasan energi yang kemudian disimpan dalam bentuk ATP
yang dibentuk dari ADP dan Pi dengan katalisator ATP sintase.Reaksi-reaksi
redoks bersama-sama dengan sintesis ATP disebut fosforilasi oksidatif.
ALAT RESPIRASI TUMBUHAN
Stomata
Stomata atau mulut daun terdiri atas celah atau lubang yang dikelilingi
oleh dua sel penjaga dan terletak di daun.Stomata berfungsi sebagai tempat
pertukaran gas pada tumbuhan, sedangkan sel penjaga berfungsi untuk mengatur,
membuka dan menutupnya stomata.
Lentisel
Pada tumbuhan dikotil, selain kambium intervasikuler yang membentuk xilem dan
floem sekunder ada juga kambium gabus yang menghasilkan parenkima gabus
dan lapisan gabus. Lapisan gabus akan menggantikan epidermis. Lapisan gabus
terdiri atas sel-sel mati dan membantu melindungi batang. Kambium gabus,
parenkima gabus, dan lapisan gabus akan mengelupas dan lepas sebagai bagian
kulit. Akibatnya, timbul lubang-lubang di batang yang disebut lentisel.Lentisel
memungkinkan sel-sel tetap hidup di dalam batang melalui pertukaran gas dengan
udara luar.
Rambut Akar
Selain untuk menghisap air dan garam-garam mineral, rambut akar berfungsi
sebagai alat pernapasan. Sel-sel rambut akar akan mengambil oksigen pada pori-
pori tanah.
Alat Pernapasan Khusus
Kemampuan tumbuhan beradaptasi terhadap lingkungan menghasilkan
alat pernapasan khusus.Tumbuhan bakau yang hidup di lingkungan air laut
mempunyai akar yang tumbuh ke atas permukaan tanah untuk memperoleh
oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida.Akar tersebut disebut akar napas.
PROSES RESPIRASI
Respirasi merupakan proses penguraian senyawa organik menjadi air dan
karbondioksida untuk memperoleh energi dengan bantuan oksigen. Senyawa
organik merupakan bahan bakar respirasi untuk menghasilkan ATP, sedangkan
produk limbah respirasi seperti karbon dioksida dan air, merupakan bahan yang
digunakan kloroplas sebagai bahan mentah untuk fotosintesis. Lihat Gambar 6.
Energi (ATP) yang diperoleh dari proses respirasi, akan digunakan untuk aktifitas
metabolisme tubuh tumbuhan. Proses keseluruhan dapat dirangkum sebagai
berikut:
Senyawa organik + oksigen –> karbon dioksida + air + energi
Glukosa, lemak, dan protein dapat diproses dan digunakan sebagai bahan
respirasi. Jika glukosa (C6H12O6) yang digunakan sebagai bahan respirasi maka
reaksinya dapat ditulis sebagai berikut:
FAKTOR FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU RESPIRASI
1. Ketersediaan substrat
Karbohidrat merupakan substrat respirasi utama yang terdapat dalam sel
tumbuhan tinggi. Tumbuhan dengan kandungan substrat yang rendah akan
melakukan respirasi dengan laju yang rendah pula. Demikian sebliknya
bila substrat yang tersedia cukup banyak maka laju respirasi akan
meningkat.
2. Ketersediaan oksigen
Ketersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, namun besarnya
pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing spesies dan bahkan
berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama.
FOTOSINTESIS
3. Suhu
Semakin tinggi suhu, semakin tinggi laju respirasi. Laju reaksi respirasi
akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10oC, namun hal ini
tergantung pada masing-masing spesies.
4. Tipe dan umur tumbuhan
Masing-masing spesies tumbuhan memiliki perbedaan metabolisme,
dengan demikian kebutuhan tumbuhan untuk berespirasi akan berbeda
pada masing-masing spesies. Tumbuhan muda menunjukkan laju respirasi
yang lebih tinggi dibanding tumbuhan yang tua.Demikian pula pada organ
tumbuhan yang sedang dalam masa pertumbuhan.
Fotosintesis
Suatu proses biokimia pembentukan zat makanan berbentuk karbohidrat yang
dilakukan oleh tumbuhan, terutama tumbuhan yang mengandung zat hijau daun,
yaitu klorofil .
PERANGKAT FOTOSINTESIS
� Pigmen
� Kloroplas
� Fotosistem I dan II
Pigmen
Proses fotosintesis tidak dapat berlangsung pada setiap sel, tetapi hanya pada sel
yang mengandung pigmen fotosintetik. Sel yang tidak mempunyai pigmen
fotosintetik ini tidak mampu melakukan proses fotosintesis.
Kloroplas
Kloroplas terdapat pada semua bagian tumbuhan yang berwarna hijau,
termasuk batang dan buah yang belum matang. Di dalam kloroplas
terdapatpigmen klorofil yang berperan dalam proses fotosintesis. Kloroplas
mempunyai bentuk seperti cakram dengan ruang yang disebut stroma.
Struktur kloroplas: 1. membran luar 2. ruang antar membran 3. membran dalam (1+2+3: bagian amplop) 4. stroma 5. lumen tilakoid (inside of thylakoid) 6. membran tilakoid 7. granum (kumpulan tilakoid) 8. tilakoid (lamella) 9. pati 10. ribosom 11. DNA plastida 12.plastoglobula
Fotosistem
Fotosistem adalah suatu unit yang mampu menangkap energi cahaya Matahari yang terdiri dari klorofil a, kompleks antena, dan akseptor elektron. Di dalam kloroplas terdapat beberapa macam klorofil dan pigmen lain, seperti klorofil a yang berwarna hijau muda, klorofil b berwarna hijau tua, dan karoten yang berwarna kuning sampai jingga.Pigmen-pigmen tersebut mengelompok dalam membran tilakoid dan membentuk perangkat pigmen yang berperan penting dalam fotosintesis.
ALIRAN ELEKTRON
• Terdapat dua rute jalur elektron yang tersimpan pada akseptor elektron
primer
• Kedua jalur
– Dimulai dengan penangkapan energi foton
– Menggunakan rantai transport elektron dengan sitokrom untuk
kemiosmosis
• Aliran elektron nonsiklik
– Menggunakan fotosistem II dan I
• Pada pusat reaksi terdapat 2 molekul
– Klorofil a – Akseptor elektron
primer • Pusat reaksi klorofil
dioksidasi dengan hilangnya elektron melalui reduksi akseptor elektron primer
• Terdapat fotosistem I dan II
• Membran tilakoid – Terdapat 2 tipe
fotosistem yaitu fotosistem I dan II
– Elektron dari fotosistem II dihilangkan dan diganti oleh elektron
yang didonasikan oleh air
– Mensintesis ATP dan NADPH
– Donasi elektron mengkonversi air O2 dan 2H+
• Aliran elektron siklik
– Hanya menggunakan fotosistem I
– Elektron dari fotosistem I di-recycle
– Mensintesis ATP
NONSIKLIK
MENGHASILKAN NADPH, ATP, DAN OKSIGEN
ALIRAN SIKLIK HANYA FOTOSISTEM I YANG DIGUNAKAN
HANYA ATP YANG DIHASILKAN
PERSAMAAN FOTOSINTESIS
Fotosintesis
6CO2 +6H20 + light → C6H1206 + 6O2
REAKSI FOTOSINTESIS
Terbagi atas 2 yaitu:
• Reaksi gelap (siklus kalvin)
• Reaksi terang
REAKSI TERANG DAN KEMIOSMOSIS: ORGANISASI MEMBRAN TILAKOID
Reaksi terang (karena memerlukan cahaya). Reaksi terang terjadi pada grana
(tunggal: granum).Dalam reaksi terang, terjadi konversi energi cahaya menjadi
energi kimia dan menghasilkan oksigen (O2).
REAKSI GELAP (SIKLUS CALVIN)
• Siklus Calvin menggunakan ATP dan NADPH untuk mengkonversi CO2
menjadi gula
• Siklus calvin
– Terjadi di stroma
• Siklus Calvin memiliki 3 tahap
– Fiksasi karbon
– Reduksi
– Regenerasi akseptor CO2
SIKLUS CALVIN
• Dimulai dari CO2 dan menghasilkan Glyceraldehyde 3-phosphate
• Tiga bagian siklus Calvin menghasilkan 1 produk molekul
• Tiga tahap
– Fiksasi karbon
– Reduksi CO2
– Regenerasi RuBP
ASIMILASI N
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI FOTOSINTESIS
• Intensitas cahaya. Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.
• Konsentrasi karbon dioksida. Semakin banyak karbon dioksida di udara,
makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk
melangsungkan fotosintesis.
• Suhu. Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat
bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat
seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.
• Kadar air. Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata
menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi
laju fotosintesis.
• Kadar fotosintat (hasil fotosintesis). Jika kadar fotosintat seperti
karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat
bertambah atau bahkan sampai jenuh laju fotosintesis akan berkurang.
• Tahap pertumbuhan. Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh
lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang
tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah
memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.
Asimilasi adalah transport komponen metabolik terlarut dari luar ke dalam lingkungan sel, baik secara pasif (difusi) maupun transport aktif. Sel yang mendapatkan semua komponen metabolik melalui asimilasi disebut osmotrof, contohnya jamur, algae, dan bakteri. Asimilasi dipenuhi dengan mekanisme transportasi dengan energi pasif (energi netral) dan energi aktif (energi konsumsi).
1. Transport pasif dilakukan berdasarkan driving force yang berupa gradient konsentrasi, dengan mekanisme difusi. Proses ini bersifat spontan, tidak
membutuhkan energi dari luar dan akan berlangsung sampai konsentrasi di area perbatasan sel dengan daerah luar menjadi homogen .
2. Transport pasif akan terjadi hanya ketika molekul mampu berdifusi melalui membran sel.
Yang dibutuhkan dalam asimilasi nitrogen yaitu :
a. Memerlukan cadangan sumber energi
b. Energi berasal dari fotosintesis
c. Reaksi terjadi pada jaringan dan kompartemen sel yang berbeda.
d. Berkaitan erat dengan metabolisme karbon.
SIKLUS NITROGEN
Siklus nitrogen sendiri adalah suatu proses konversi senyawa yang mengandungunsur nitrogen menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang lain. Transformasi ini dapat terjadi secara biologis maupun non-biologis. Siklus nitrogen secara khusus sangat dibutuhkan dalam ekologi karena ketersediaan nitrogen dapat mempengaruhi tingkat proses ekosistem kunci, termasuk produksi primer dan dekomposisi.
• Merupakan salah satu daur biogeokimia nutrient yang sangat penting di muka bumi ini.
• Nitrogen digunakan untuk organisme hidup menghasilkan sejumlah molelekul organik kompleks seperti: asam amino, protein dan asam nukeotida.
• Sumber nitrogen ditemukan di dalam atmosphere, yang dijumpai dalam bentuk gas (N2)� 78% bagian atmosfer.
TERLEPASNYA NITROGEN
Terlepasnya nitrogen dari tanah melalui 4 (empat) jalur, terkait dengan kesuburan tanah :
� Denitrification Bakteri mengubah nitrate di tanah menjadi nitrogen bebas ke atmosphere
� Volatilization Berubahnya pupuk urea dipermukaan tanah menjadi gas.
� Runoff Terbawanya nitrogen dari pupuk ke sungai dan badan air – terkait dengan kualitas air.
� Leaching Terbawanya nitrat oleh air sedemikian dalamnya masuk ke dalam tanah sehingga tumbuhan tidah dapat memanfaatkannya. � dapat mempengaruhi kualitas air minum (sumur) dan tentunya hilangnya kesuburan tanah.
FIKSASI NITROGEN
• Fiksasi atau penambatan nitrogen merupakan proses biokimiawi dalam tanah yang mengubah nitrogen atmosfer (Nitrogen bebas menjadi nitrogen dalam persenyawaan.
• Secara garis besar ada tiga kelompok mikroorganisme yang terlibat dalam proses ini:
– Organisme non simbiotik, hidup bebas mandiri
• Aerobik: 3 genus dari Azotobacteraceae yaitu: Azotobacter, Azospirillum, Beijerinckia
• Cyanobacter: Anabaena dan Nostoc
• Clostridium pasteurianum
NITROGEN DI DALAM TUBUH TUMBUHAN
Apabila ion nitrat telah diserap akar tumbuhan maka akan diubah menjadi amonia dengan 2 tahapan:
– Proses di dalam sitoplasma mengubah Nitrat menjadi Nitrit dengan bantuan nitrat reduktase. Nitrit ini sangat beracun bagi tumbuhan maka harus segera diubah.
– Perubahan Nitrit menjadi amonia dibantu dengan enzim Nitrit reduktase. Proses ini terjadi di dalam proplastida sel-sel akar atau di dalam kloroplas.
PERANAN NITROGEN
• Ada beberapa peranan nitrogen terhadap pertumbuhan tanaman diantaranya adalah memacu pertumbuhan tanaman secara umum terutama pada fase vegetatif, berperan dalam pembentukan klorofil, dan merangsang perkembangbiakan mikroorganisme.
• Peranan nitrogen dalam tanaman yaitu mensintesis karbohidrat menjadi protein dan protoplasma (melalui mekanisme respirasi) yang berperan dalam pembentukan jaringan fegetatif tanaman. Sedangkan peranan nitrogen dalam tanah yaitu nitrogen diserap tanaman dalam bentuk nitrat (NO3) dan ammonium (NH4), akan tetapi nitrat akan segera tereduksi menjadi amonium melalui enzim yang mengandung Mo.
KEKURANGAN UNSUR HARA NITROGEN
• Warna daun hijau agak kekuning-kuningan dan pada tanaman padi warna ini mulai dari ujung daun menjalar ke tulang daun selanjutnya berubah menjadi kuning lengkap, sehingga seluruh tanaman berwarna pucat kekuning-kuningan. Jaringan daun mati dan inilah yang menyebabkan daun selanjutnya menjadi kering dan berwarna merah kecoklatan.
• Pertumbuhan tanaman lambat dan kerdil
FITOHORMON
• Perkembangan buah tidak sempurna atau tidak baik, seringkali masak sebelum waktunya
• Dapat menimbulkan daun penuh dengan serat.
• akan menebalnya membran sel daun sedangkan selnya sendiri berukuran kecil-kecil
• Dalam keadaan kekurangan yang parah, daun menjadi kering, dimulai dari bagian bawah terus ke bagian atas.
Pengertian Fitohormon
Fitohormon merupakan senyawa organik bukan nutrisi yang disintesis
pada bagian tertentu dari tumbuhan.Pada umumnya diangkut ke bagian lain
tumbuhan, dan pada konsentrasi sangat rendah mampu menimbulkan tanggapan
secara biokimiawi, fisiologis, dan morfologis.
Fitohormon merupakan gabungan dari dua kata; yaitu fito dan Hormon.
Fito itu sama dengan tumbuhan sedangkan Hormon adalah hormon. Hormon yang
berasal dari bahasa Yunani yaitu hormaein ini mempunyai arti : merangsang,
membangkitkan atau mendorong timbulnya suatu aktivitas biokimia sehingga fito-
hormon tanaman dapat didefinisikan sebagai senyawa organik tanaman yang
bekerja aktif dalam jumlah sedikit, ditransportasikan ke seluruh bagian tanaman
sehingga dapat mempengaruhi pertumbuhan atau proses-proses fisiologi tanaman.
Jadi, Fitohormon adalah hormon pada tumbuh-tumbuhan, zat yang mengatur
segala proses fisiologis, petumbuhan dan perkembangan, pada tumbuhan.
Menurut Gardner, sifat – sifat tertentu yang dimiliki senyawa fitohormon
yaitu :
1. Tempat sintesis berbeda dari tempat aktivitas (misalnya, sintesis di pucuk dan
daun muda, tetapi responnya pada batang, akar, atau organ – organ lain).
2. Respon bisa dihasilkan meskipun jumlahnya yang sangat kecil misalnya dalam
konsentrasinya bisa sekecil nanogram)
3. Tidak seperti vitamin dan enzim, respon mungkin berbentuk formatif dan
lastik (tidak terpulihkan).
Macam-macam hormon pada tumbuhan adalah sebagai berikut :
- Auksin
Istilah auksin pertama kali digunakan oleh Frits Went yang menemukan
bahwa suatu senyawa menyebabkan pembengkokan koleoptil ke arah cahaya.
Pembengkokan koleoptil yang terjadi akibat terpacunya pemanjangan sel pada sisi
yang ditempeli potongan agar yang mengandung auksin.
Auksin yang ditemukan Went kini diketahui sebagai asam indol asetat
(IAA). Selain IAA, tumbuhan mengandung tiga senyawa lain yang dianggap
sebagai hormon auksin, yaitu 4-kloro indolasetat (4 kloro IAA) yang ditemukan
pada biji muda jenis kacang-kacangan, asam fenil asetat (PAA) yang ditemui pada
banyak jenis tumbuhan, dan asam indolbutirat (IBA) yang ditemukan pada daun
jagung dan berbagai jenis tumbuhan dikotil.Auksin adalah senyawa asam asetat
dengan gugus indol bersama derivatnya. Pusat pembentukan auksin adalah ujung
keleoptil (pucuk tumbuhan).
Struktur Kimia Auksin:
- Sitokinin
Sitokinin merupakan zat pengatur tumbuh (ZPT) yang mendorong
pembelahan (sitokinesis). Beberapa macam sitokinin merupakan sitokinin alami
(misal : kinetin, zeatin) dan beberapa lainnya merupakan sitokinin sintetik.
Sitokinin alami dihasilkan pada jaringan yang tumbuh aktif terutama pada akar,
embrio dan buah. Sitokinin yang diproduksi di akar selanjutnya diangkut oleh
xilem menuju sel-sel target pada batang.
Ahli biologi tumbuhan juga menemukan bahwa sitokinin dapat
meningkatkan pembelahan, pertumbuhan dan perkembangan kultur sel tanaman.
Sitokinin juga menunda penuaan daun, bunga dan buah dengan cara mengontrol
dengan baik proses kemunduran yang menyebabkan kematian sel-sel tanaman.
Struktur kimia Sitokinin:
Giberelin
Giberelin berasal dari kata Gibberelia fujikuroi yaitu nama sejenis jamur
parasit yang ditemukan oleh Fujiko Kurosawa (1926) di Jepang yang ekstraknya
dapat mempercepat pertumbuhan. Akan tetapi, para peneliti belakangan ini
menemukan bahwa giberelin ini dihasilkan secara alami oleh tanaman. Penyakit
rebah kecambah ini akan muncul pada saat tanaman padi terinfeksi oleh cendawan
Gibberella fujikuroi yang menghasilkan senyawa giberelin dalam jumlah
berlebihan.
Pada saat ini dilaporkan terdapat lebih dari 110 macam senyawa giberelin
yang biasanya disingkat sebagai GA. Setiap GA dikenali dengan angka yang
terdapat padanya, misalnya GA6 . Giberelin dapat diperoleh dari biji yang belum
dewasa (terutama pada tumbuhan dikotil), ujung akar dan tunas , daun muda dan
cendawan. Sebagian besar GA yang diproduksi oleh tumbuhan adalah dalam
bentuk inaktif, tampaknya memerlukan prekursor untuk menjadi bentuk aktif.
Struktur Kimia Giberelin:
Asam Absisat (ABA)
Musim dingin atau masa kering merupakan waktu dimana tanaman
beradaptasi menjadi dorman (penundaan pertumbuhan).Pada saat itu, ABA yang
dihasilkan oleh kuncup menghambat pembelahan sel pada jaringan meristem
apikal dan pada kambium pembuluh sehingga menunda pertumbuhan primer
maupun sekunder. ABA juga memberi sinyal pada kuncup untuk membentuk sisik
yang akan melindungi kuncup dari kondisi lingkungan yang tidak
menguntungkan. Dinamai dengan asam absisat karena diketahui bahwa ZPT ini
menyebabkan absisi/rontoknya daun tumbuhan pada musim gugur.Nama tersebut
telah popular walaupun para peneliti tidak pernah membuktikan kalau ABA
terlibat dalam gugurnya daun.
Struktur kimia asam absisat:
Etilen
Buah-buahan terutama yang sudah tua melepaskan gas yang disebut etilen.
Etilen disintesis oleh tumbuhan dan menyebabkan proses pemasakan yang lebih
cepat. Selain etilen yang dihasilkan oleh tumbuhan, terdapat etilen sintetik, yaitu
etepon (asam 2-kloroetifosfonat). Etilen sintetik ini sering di gunakan para
pedagang untuk mempercepat pemasakan buah. Oleh karena itu buah yang tua
sering diletakkan di tempat tertutup (diperam) agar cepat masak.
Etilen merupakan senyawa unik dan hanya dijumpai dalam bentuk gas.
senyawa ini memaksa pematangan buah, menyebabkan daun tanggal dan
merangsang penuaan. Tanaman sering meningkatkan produksi etilen sebagai
respon terhadap stress dan sebelum mati. Konsentrasi etilen fluktuasi terhadap
musim untuk mengatur kapan waktu menumbuhkan daun dan kapan
mematangkan buah.
Selain memacu pematangan, etilen juga memacu perkecambahan biji, menebalkan
batang, mendorong gugurnya daun, dan menghambat pemanjangan batang
kecambah. Selain itu, etilen menunda pembungaan, menurunkan dominansi apikal
dan inisiasi akar, dan menghambat pemanjangan batang kecambah.
Struktur Kimia Etilen:
Oligosakarin
Merupakan senyawa oligogalakturonida, yaitu asam galaktrunat berantai
pendek yang merupakan sejenis gula yang dimodifikasi dan disebut
GALU.Senyawa ini mirip dengan system imun manusia, yaitu memicu respon
pertahanan terhadap patogen.Selain itu, senyawa ini mengatur pertumbuhan dan
diferensiasi sel serta pembungaan.
Struktur kimia oligosakarin:
Brasinosteroid
Brasinosteroid (BR) adalah hormon endogen berupa steroid yang dapat
memacu pertumbuhan dan dapat ditemukan pada biji, serbuk sari, dan jaringan
vegetatif, serta berfungsi pada konsetrasi nanomolar untuk memengaruhi
perbesaran dan perbanyakan sel Brasinosteroid juga berinteraksi dengan hormon
tanaman yang lain contohnya auksin serta faktor lingkungan untuk meregulasi
secara keseluruhan bentuk dan fungsi tanaman Fungsinya yang penting bagi
tumbuhan adalah untuk perpanjangan organ, diferensiasi jaringan pembuluh,
kesuburan, perkembangan daun, dan respon terhadap cahaya Brasinosteroid
pertama kali diisolasi dari serbuk sari tumbuhan mustard, namun ini diketahui
terdapat juga pada beberapa spesies lainnya. Salah satu contoh brasinosteroid
adalah kastasteron yang ada pada tunas kacang polong dan berfungsi dalam proses
pemanjangan tunas.
Struktur Kimia Brasinosteroid:
Asam Traumalin
Asam traumalin merupakan hormon hipotetik, yaitu gabungan beberapa
aktivitas hormon yang ada (auksin, giberelin, sitokinin, etilen, dan asam absisat).
Apabila tumbuhan mengalami luka atau perlukaan karena gangguan fisik, maka
akan segera terbentuk kambium gabus.
Pembentukan kambium gabus itu terjadi karena adanya pengaruh hormon
luka (asam traumalin). Sebenarnya, peristiwa ini merupakan hasil kerja sama
antarhormon pada tumbuhan yang disebut restitusi (regenerasi). Awalnya, luka
pada tumbuhan akan memacu pengeluaran hormon luka yang kemudian
merangsang pembentukan kambium gabus. Pembentukan kambium gabus
dilakukan oleh hormon giberelin. Selanjutnya, karena pengaruh hormon sitokinin,
terbentuklah sel-sel baru yang akan membentuk jaringan penutup luka yang
disebut kalus.
Hormon Kalin
Kalin merupakan hormon yang mempengaruhi pembentukan
organ.Hormonini, dihasilkan pada jaringan meristem. Berdasarkan organ yang
dipengaruhinya, kalin dibedakan atas:
a. Rhizokalin, mempengaruhi pembentukan akar.
b. Kaulokalin, mempengaruhi pembentukan batang.
c. Filokalin, mempengaruhi pembentukan daun.
d. Antokalin, mempengaruhi pembentukan bunga.
GERAK PADA TUMBUHAN:
TROPISME, NASTI, DAN
TAKSIS
Gerakan pada tumbuhan merupakan suatu resapan terhadap rangsangan
(stimulus) baik yang berasal dari dalam maupun dari luar individu.Jadi timbulnya
gerak pada tumbuhan merupakan bukti adanya iritabilitas.Berdasarkan ada
tidaknya rangsangan, gerak pada tumbuhan dibedakan menjadi:
• Gerak endonom yaitu gerak yang dipengaruhi oleh gerak tumbuhan itu
sendiri. Contohnya adalah gerak sitoplasma pada sel.
• Gerak esionom yaitu gerak yang dipengaruhi oleh rangsangan dari luar.
contoh rangsangan dari luar adalah cahaya, suhu, gravitasi bumi, dll.
• Gerak higroskopis yaitu gerak yang disebabkan oleh perubahan kadar air
secara terus-menerus, sehingga biji, buah, atau sporagium menjadi retak.
• Gerak kompleks yaitu gerak yang dipengaruhi oleh banyak rangsangan
(faktor).
GERAK ESIONOM
NASTI
Nasti adalah gerak bagian tumbuhan yang arah geraknya tidak dipengaruhi
oleh arah datangnya rangsangan.Gerak nasti disebabkan oleh perubahan turgor
pada jaringan di tulang daun. Berdasarkan jenis rangsangannya, nasti dibedakan
menjadi beberapa macam, yakni:
• Seismonasti atau tigmonasti merupakan gerak nasti yang terjadi akibat
rangsangan sentuhan. Contohnya adalah gerak menutupnya daun putri
malu (Mimosa pudica) ketika disentuh.
• Niktinasti merupakan gerak nasti yang terjadi akibat pengaruh gelap.
Contohnya adalah "gerak tidur" yang dilakukan daun dari tumbuhan
polong-polongan.
• Termonasti merupakan gerak nasti yang disebabkan oleh rangsangan suhu.
Contohnya mekarnya bunga tulip ketika suhu udara naik.
• Fotonasti merupakan gerak nasti yang disebabkan oleh rangsangan cahaya.
Contohnya adalah mekarnya bunga pukul empat (Mirabilis jalapa) pada
saat sore hari di saat terkena sinar matahari.
• Nasti kompleks merupakan gerak nasti yang disebabkan lebih dari satu
rangsangan. Contohnya gerak membuka dan menutupnya stomata.
TROPISME
Tropisme adalah gerak tumbuhan yang arah geraknya dipengaruhi oleh arah
datangnya rangsangan.Tropisme positif adalah gerak yang arahnya mendekati
rangsangan, sedangkan tropisme negatif adalah gerak yang arahnya menjauhi
rangsangan. Berdasarkan jenis rangsangannya, tropisme dibedakan menjadi
beberapa macam, yakni:
• Geotropisme atau gravitropisme merupakan gerak tropisme yang
disebabkan rangsangan gaya gravitasi bumi. Geotropisme ada dua yaitu
geotropisme positif dan geotropisme negatif. Geotropisme positif adalah
gerak organ tumbuhan searah gravitasi bumi, misalnya gerak akar
tumbuhan. Sedangkan geotropisme negatif adalah gerak berlawanan arah
gravitasi bumi, misalnya gerak tumbuh batang tumbuhan.
• Fototropisme merupakan gerak tropisme yang disebabkan oleh pengaruh
rangsangan cahaya. Fototropisme terbagi dua yaitu fototropisme positif
dan fototropisme negatif. Pada umumnya, bagian tumbuhan di atas tanah
bersifat fototropisme positif, misalnya bunga matahari akan mekar dan
batangnya mengikuti arah sinar matahari. Dan akar bersifat fototropisme
negatif
• Tigmotropisme merupakan gerak tropisme yang disebabkan karena
rangsangan sentuhan. Pada umumnya tigmotropisme terjadi pada
tumbuhan pemanjat (tumbuhan yang memiliki sulur)seperti anggur, ubi
jalar, melon, dan tumbuhan pemanjat lainnya.
• Hidrotropisme merupakan gerak tropisme yang disebabkan karena
rangsangan air. Contohnya gerak pertumbuhan akar menuju ke air.
• Termotropisme merupakan gerak tropisme yang disebabkan karena
rangsangan suhu.
• Kemotropisme merupakan gerak tropisme yang disebabkan karena
rangsangan zat kimia. Contohnya gerak akar menuju pupuk.
• Reotropisme merupakan gerak tropisme yang disebabkan oleh aliran air
sehingga mempengaruhi arah gerak tumbuhan. Contohnya eceng gondok.
TAKSIS
Taksis adalah gerak yang terjadi akibat rangsangan luar. Seluruh tubuh tumbuhan
akan bergerak, dan arah geraknya ditentukan oleh arah rangsangan. Berdasarkan
jenis rangsangannya, taksis dibedakan menjadi beberapa macam, yakni:
• Fototaksis merupakan gerak taksis yang disebabkan rangsangan cahaya.
contohnya gerak Euglena menuju cahaya. Fototaksis dibedakan menjadi
dua yaitu fototaksis positif dan fototaksis negatif. Fototaksis positif adalah
gerak tumbuhan mendekati rangsangan cahaya, sedangkan fototaksis
negatif adalah gerak tumbuhan menjauhi rangsangan cahaya.
• Kemotaksis merupakan gerak taksis yang disebabkan rangsangan zat
kimia. Contohnya gerak sel spermatozoid menuju sel telur.
FOTOPERIODISME DAN
VERNALISASI
• Galvanotaksis merupakan gerak taksis yang disebabkan rangsangan listrik.
FOTOPERIODISME
Fotoperodisme adalah respon tumbuhan terhadap lamanya
penyinaran (panjang pendeknya hari) yang dapat merangsang pembungaan.Istilah
fotoperodisme digunakan untuk fenomena dimana fase perkembangan tumbuhan
dipengaruhi oleh lama penyinaran yang diterima oleh tumbuhan tesebut. Beberapa
jenis tumbuhan perkembangannya sangat dipengaruhi oleh lamanya penyinaran,
terutama dengan kapan tumbuhan tersebut akan memasuki fase
generatifnya,misalnya pembungaan.Berdasarkan panjang hari, tumbuhan dapat
dibedakan menjadi empat macam, yaitu:
1. Tumbuhan hari pendek, tumbuhan yang berbunga jika terkena penyinaran
kurang dari 12 jam sehari. Tumbuhan hari pendek contohnya krisan,
jagung, kedelai, anggrek, dan bunga matahari.
2. Tumbuhan hari panjang, tumbuhan yang berbunga jika terkena penyinaran
lebih dari 12 jam (14 – 16 jam) sehari. Tumbuhan hari panjang, contohnya
kembang sepatu, bit gula, selada, dan tembakau.
3. Tumbuhan hari sedang, tumbuhan yang berbunga jika terkena penyinaran
kira-kira 12 jam sehari. Tumbuhan hari sedang contohnya kacang dan
tebu.
4. Tumbuhan hari netral, tumbuhan yang tidak responsif terhadap panjang
hari untuk pembungaannya. Tumbuhan hari netral contohnya mentimun,
padi, wortel liar, dan kapas.
INDUKSI FOTOPERIODISME
Induksi fotoperiodisme sangat penting dalam perbungaan atau lebih tepat
disebut induksi panjang malam kritisnya. Respon tumbuhan terhadap induksi
fotoperioda sangat bervariasi, ada tumbuhan untuk perbungaannya cukup
memperoleh induksi dari fotoperioda satu kali saja, tetapi tumbuhan lain
memerlukan induksi lebih dari satu kali.
MODEL RITME SIRKADIAN
- Seluruh eukariotik mempunyai bakat ritme sirkadian.
- Ritme sirkadian adalah ritme aktivitas biologi yang berfluktuasi selama
periode waktu kira kira 24 jam (L. circa = kira kira; dies = hari) bahkan
pada kondisi lingkungan yang konstan (contohnya: gelap). Dibawah
kondisi konstan siklus dapat drift out fase dengan lingkungan.
- Bahkan ketika diekspose ke lingkungan (siang dan malam bergantian),
ritme menjadi entrained entrained, sehingga,mereka sekarang bersiklus
pada tahap lockstep dengan siklus siang dan malam dengan periode tepat
24 jam.
VERNALISASI
Vernalisasi merupakan induksi pendinginan yang diperlukan oleh
tumbuhan sebelum mulai perbungaan.Vernalisasi sebenarnya tidak khusus untuk
perbungaan, tetapi diperlukan pula oleh biji-biji tumbuhan tertentu sebelum
perkecambahan. Respon terhadap suhu dingin ini bersifat kualitatif (mutlak), yaitu
pembungaan akan terjadi atau pembungaan tidak akan terjadi. Lamanya periode
dingin haruslah beberapa hari sampai beberapa minggu, tergantung
sepesiesnya.Spesies semusim pada musim dingin, dua tahunan, dan banyak
spesies tahunan dari daerah beriklim sedang yang membutuhkan vernalisasi
semacam itu agar berbunga.Biji, umbi, dan kuncup banyak spesies tanaman di
daerah beriklim sedang membutuhkan stratifikasi (beberapa minggu diletakkan
dalam penyimpanan yang dingin dan lembab) untuk mematahkan dormansi.
Vernalisasi pada biji dapat dinolkan dengan pengenaan kondisi yang
parah, seperti kekeringan atau temperatur tinggi (30-35̊C) selama periode
beberapa hari.mengenai biji serealia musim dingin yang divernalisasi dan
dipertahankan biji dalam keadaan kering menyebabkan proses devernalisasi
(penghilangan vernalisasi).
Organ tumbuhan yang dapat menerima rangsangan vernalisasi sangat
bervariasi yaitu biji, akar, embrio, pucuk batang. Apabila daun tumbuhan yang
memerlukan vernalisasi mendapat perlakuan dingin, sedangkan bagian pucuk
batangnya dihangatkan, maka tumbuhan tidak akan berbunga (tidak terjadi
vernalisasi).
HILANGNYA VERNALISASI
ORGAN PENERIMA RANGSANGAN VERNALISASI
DORMANSI DAN
SENESCENCE
Dormansi adalah suatu keadaan berhenti tumbuh yang dialami organisme
hidup atau bagiannya sebagai tanggapan atas suatu keadaan yang tidak
mendukung pertumbuhan normal.Dengan demikian, dormansi merupakan suatu
reaksi atas keadaan fisik atau lingkungan tertentu.Pemicu dormansi dapat bersifat
mekanis, keadaan fisik lingkungan, atau kimiawi.
Banyak biji tumbuhan budidaya yang menunjukkan perilaku
ini.Penanaman benih secara normal tidak menghasilkan perkecambahan atau
hanya sedikit perkecambahan.Perlakuan tertentu perlu dilakukan untuk
mematahkan dormansi sehingga benih menjadi tanggap terhadap kondisi yang
kondusif bagi pertumbuhan.Bagian tumbuhan yang lainnya yang juga diketahui
berperilaku dorman adalah kuncup.
PENYEBAB TERJADINYA DORMANSI
Benih yang mengalami dormansi ditandai oleh :
• Rendahnya / tidak adanya proses imbibisi air.
• Proses respirasi tertekan / terhambat.
• Rendahnya proses mobilisasi cadangan makanan.
• Rendahnya proses metabolisme cadangan makanan.
Kondisi dormansi mungkin dibawa sejak benih masak secara fisiologis ketika
masih berada pada tanaman induknya atau mungkin setelah benih tersebut terlepas
dari tanaman induknya.Dormansi pada benih dapat disebabkan oleh keadaan fisik
dari kulit biji dan keadaan fisiologis dari embrio atau bahkan kombinasi dari
kedua keadaan tersebut.
Secara umum menurut Aldrich (1984) Dormansi dikelompokkan menjadi 3 tipe
yaitu :
• Innate dormansi (dormansi primer)
• Induced dormansi (dormansi sekunder)
• Enforced dormansi
Sedangkan menurut Sutopo (1985) Dormansi dikelompokkan menjadi 2 tipe
yaitu :
• Dormansi Fisik, dan
• Dormansi Fisiologis
Dormansi Fisik disebabkan oleh pembatasan struktural terhadap perkecambahan
biji, seperti kulit biji yang keras dan kedap sehingga menjadi penghalang mekanis
terhadap masuknya air atau gas-gas ke dalam biji.
Penuaan (Senescence)
Penuaan (senescence) adalah proses penurunan kondisi dan aktivitas metabolisme
yang menyerti pertambahan umur dan mengarah pada kematian organ atau organi
sme.
MEKANISME SENESCENCE
1.)Perombakan klorofil dan terbentuknya pigmen lain
seperti xantofil atau karotenoid.
2.)Penguraian protein → akumulasi produk N terlarut
misalnya: asam amino glutamin segera ditransport ke bagian lain yang masih aktif
tumbuh.
3.)Perubahan struktur sel dengan perubahan komposisi dan aktivitas metabolisme
4.)Perubahan kecepatan fotosintesis dan respirasi.
Respirasi klimaterik → memacu senescence dan
absisi daun.
ABSISI
Absisi merupakan proses gugurnya organ tanaman dari tanamannya.
Kematian tanaman merupakan suatu konsekuensi dari menurunnya
aktivitas fotosintesis daun atau konsekuensi dari the sink effect. Pengguguran daun
separasi aktif daun dari cabang/batang tanpa melukai batang/cabang
untuk adaptasi -> melepas daun tua
terjadi pada pangkal tangkai daun/pangkal daun
struktur internal daerah pengguguran berbeda dengan sekitarnya
daerah pengguguran -> daerah paling lemah, sel-
selnya parenkimatis (kecuali pada bp), diameter lebih kecil, sedikit jaringan peng
uat sebelum pengguguran daun:
-sel-sel parenkim membelah menjadi sel lebih kecil, pipih dan berplasma kental
-pembentukan tylosa pada elemen trakea
-deposisi kalose pada buluh tapis dan parenkim floem
terjadi perubahan kimia pada dinding sel di area absisi (sekitar 1 baris sel) dengan
cara :
larutnya lamela tengah/ larutnya lamela tengah dan dinding primer/ rusaknya sel
uruh sel)
-sel-sel penyusun lapisan pemisah ini dindingnya larut
-daun gugur akibat tenaga mekanis atau gravitasi
lapisan tersisa di batang > membentuk lapisan pelindung dgn deposisi suberin/lign
in/penutup luka pada dinding sel dan ruang antar sel.
Beberapa proses yang mengawali absisi:
Penurunan pertumbuhan
a. sintesis ABA
b. produksi IAA semakin berkurang
c. berkurangnya suplai nutrien dan sitokinin dari akar
Terbentuk zona absisi pada pangkal tangkai daun
Perubahan keseimbangan hormonal
Kadar auksin menurun, etilen meningkat memacu produksi enzim-
enzim hidrolisis seperti selulase, polygalacturose, glucanase →
melemahnya dinding sel akibat pemisahan sel-sel pada zona absisi
Pengaruh faktor luar (angin atau gravitasi) → gugurnya organ
tanaman yang telah mengalami penuaan.
� Tipe Senescence
1. Monocarpic senescence
a. Senescence yang terjadi setelah pembungaan dan pembuahan → seluruh organ
mengalami kematian
b. Tanaman mati semuanya setelah terbentuknya buah dan biji
Misal: Pisang dan kacang-kacangan
2. Polycarpic senescence (Seasonal leaf senescence)
Tanaman yang secara periodik menggugurkan daunnya karena pengaruh faktor lin
gkungan.
Misalnya: Jati, Flamboyan, Randu
3. Sequential senescence of leaves
Daun~daun mengering dan mati setelah mencapai umur tertentu senescence secar
aberurutan dari daun yang tua ke daun yang muda (hierarchical senescence),
misalnya daun tembakau.
4. Senescence of above ground plant
Senescence pada bagian tunas tumbuhan herba perennial, tumbuhan berumbi
Misalnya tanaman yang mempunyai umbi/rhizome
� Penyebab Senescence
Adanya kompetisi nutrien antara organ vegetatif dan generatif
Pengaruh hormon
Faktor genetik
Faktor luar
Cahaya
Defisiensi nitrogen
Suhu
Serangan patogen
DAFTAR PUSTAKA
Anonimous, 2008, fisiologi tumbuhan Http://www.wordpress.com
Anonimous, 2011, transpirasi tumbuhan http://blog.uad.ac.id
Anonimous, 2011. Pengangkutan zat pada Tumbuhan, http://www.sentra-
edukasi.com
Anonimuous, 2012, apoplast dan Simplas http://20de.wordpress.com
http://firmandepartment.blogspot.com/2011/12/makalah-transpirasi.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Difusi
http://klimatologi.wordpress.com/2009/01/02/transpirasi/
http://naynienay.wordpress.com/2007/12/16/transpirasi/
http://pengertian-definisi.blogspot.com/2010/11/transpirasi.html
http://www.anneahira.com/transpirasi-tumbuhan.htm
http://www.coolschool.ca/lor/BI12/unit4/U04L04.htm
http://www.scienceisart.com/A_Diffus/DiffusMain_1.html
Lakitan,Benyamin.1993.Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan.Rajawali Pers.Jakarta
Madjid, A. 2009.Dasar-Dasar Ilmu Tanah.Bahan Ajar Online Fakultas Pertanian
Universitas Sriwijaya.http://dasar2ilmutanah.blogspot.com