Ilmu hara-nutrisi tumbuhan

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Tumbuhan memerlukan nutrisi untuk hidup dari lingkungannya. Nutrisi yang esensial bagi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan terdiri dari unsur hara makro dan unsur mikro. Unsur hara makro diperlukan tumbuhan dalam jumlah yang relatif banyak, sedangkan unsur hara mikro diperlukan tumbuhan dalam jumlah yang relatif sedikit. Unsur-unsur hara esensial tersebut diperlukan oleh tumbuhan untuk proses tumbuh dan sangat penting dalam melengkapi siklus hidupnya. Oleh karena itu, keberadaan unsur-unsur esensial ini tidak dapat digantikan oleh unsur-unsur yang lainnya (Rahayu, 2012).

Unsur hara makro dan unsur hara mikro yang dibutuhkan pada setiap tanaman berbeda-beda. Struktur dan fungsi tanaman berpengaruh terhadap kebutuhan unsur. Pada beberapa jenis tanaman dapat tubuh dengan baik pada suatu habitat, namun pada tanaman lain tidak dapat tumbuh dengan baik. Hal ini menunjukkan kebutuhan unsur pada masing-masing tumbuhan berbeda-beda. Selain struktur dan fungsi tanaman, adaptasi tanaman dalam menghadapi cekaman lingkungan juga mempengaruhi pertumbuhan tanaman tersebut.

Tanaman dapat kekurangan salah satu unsur hara yang diperlukan pada kondisi tertentu yang berakibat pada timbulnya gejala-gejala defisiensi yang kadang sangat khas untuk unsur tertentu, meskipun kadang gejala tersebut dapat terjadi akibat kekurangan beberapa unsur tertentu secara bersamaan. Melalui medium kultur ini, gejala kekurangn hara tertentu akan dengan mudah diamati.

Berdasarkan ulasan di atas maka dilakukan percobaan tentang pengaruh perbedaan nutrisi pada medium sediaan terhadap pertumbuhan tanaman Sawi untuk mengetahui gejala yang ditimbulkan akibat kekurangan unsur hara tertentu.

B.     Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat ditarik suatu rumusan masalah, yakni bagaimana gejala yang timbul akibat kekurangan hara tertentu terhadap tanaman sawi (Brassica juncea L)?

C.    Tujuan

Mengetahui gejala yang ditimbulkan akibat kekurangan hara tertentu terhadap tanaman sawi (Brassica juncea L).

D.    Manfaat

Berdasarkan tujuan dari percobaan yaitu mengetahui gejala yang timbul akibat kekurangan hara tertentu, maka percobaan ini bermanfaat untuk mendeteksi kemungkinan penyakit baik pathogen ataupun non pathogen yang menyerang tanaman, sehingga dapat dilakukan penanganan segera dan lebih lanjut terhadap tumbuhan yang menampakkan gejala-gejala tersebut.  

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A.    Unsur Hara Makro

Unsur hara makro adalah unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah yang lebih banyak dan unsur-unsur ini sudah biasa diberikan dalam bentuk pupuk-pupuk buatan. Unsur-unsur tersebut antara lain:

1.      Nitrogen

Nitrogen terbentuk sebagai ion yang turut serta memelihara keadaan turgor. Unsur ini dapat menggantikan Kalium dalam hal tertentu, sering terjadi ketika kadar Natrium naik bila unsur Kalium sangat kurang. Keadaan tersedia unsur Nitrogen diserap oleh akar tanaman dalam bentuk NO₃^- dan NH₄⁺ , dan pada tumbuhan tertentu dalam bentuk N₂ bebas. Protoplasma yang hidup terdiri sekitar 25% bahan kering dengan 50-50% zat-zat putih telur dan 5-10% lipoiden dan persenyawaan lainnya yang mengandung N. kadar zat lemas dari protoplasma antara 2-2,5%.

Unsur Nitrogen diperlukan dalam jumlah banyak untuk pembentukan protein, sehingga berpengaruh terhadap pembentukan enzim, nukleotida, lignin,  dan bagian-bagian sel lainnya, namun keberadaannya sering dalam kondisi kurang (Semangun, 2006). Kahat Nitrogen menyebabkan tumbuhan kurang cabang, klorotik, daun jarang, dan berwarna hijau pucat. Dalam hal ini tidak berarti bahwa pemberian zat N harus sebanyak-banyaknya, karena pemberian zat N yang berlebih dapat mengakibatkan keracunan (kelebihan) pada tumbuhan. Pemberian N yang banyak mempengaruhi perkembangan susunan akar, selain itu menyebabkan pertumbuhan sekulentik, perpanjangan masa vegetative dan penundaan masa kematangan.

2.      Kalium

Kalium berfungsi dalam keadaan ion dalam melaksanakan turgor yang disebabkan oleh tekanan osmotis. Ion Kalium mempunyai fungsi psikologis pada asimilasi zat arang. Jika kekurangan Kalium maka asimilasi akan terhenti. Pada tanaman yang banyak menghasilkan hasil asimilasi seperti kentang, ubi kayu, tebu, nanas, akan banyak memerlukan Kalium (K₂O) didalam tanah. Kalium berfungsi pula pada pembelahan sel, pembentukan jaringan penguat, penyeimbang iob, hidratasi, permeabilitas membran, dan sintesa putih telur. Pada saat terjadi pembentukan bunga atau buah Kalium cepat ditarik oleh sebab itu Kalium merupakan unsur mudah bergerak (mobil).

Kekurangan Kalium menyebabkan fotosintesis, sintesa protein, dan translokasi terganggu. Tanaman yang kekurangan Kalium akan cepat mengayu atau menggabus, hal ini disebabkan kadar lengasnya yang lebih rendah. Kekurangan Kalium menimbulkan klorosis pada ujung dan tepi daun, dan dimulai dari daun-daun tua, kemudian berkembang menjadi nekrosis berbentuk V. Pada daun-daun sering terjadi bercak nekrotik tersebar (Semangun, 2006).

3.      Kalsium

Kalsium diserap dalam bentuk  Ca²⁺  berupa ion bebas yang berperan dalam keseimbangan ion dan permeabilitas membran. Unsur ini terdapat sebagai kalsium pektat pada lamela-lamela tengah dari dinding sel, endapan-endapan dari kalsium oksalat dan kalsium karbonat dan sebagai ion didalam air-sel. Kebanyakan dari zat kapur ini (CaO) terdapat didalam daun dan batang. Unsur ini diperlukan dalam jumlah sedikit.

Kalsium berfungsi untuk mengatur pembelahan dan pemanjangan sel. Ion-ion Kalium dapat mempertinggi permeabilitas dinding sel  dan sebaliknya, sehingga dapat dicegah. Peranan yang penting dari kapur terdapat pada pertumbuhan ujung-ujung akar dan pembentukan bulu-bulu akar. Bila kapur ditiadakan maka pertumbuhan keduanya akan terhenti dan bagian-bagian yang telah terbentuk akan mati dan berwarna coklat kemerah-merahan.

Kahat kalsium menyebabkan kurang berkembangnya dan matinya jaringan meristem dan diikuti matinya tumbuhan, pada helaian dan tepi daun terjadi nekrosis dan klorosis, daun menggulung ke bawah, tumbuhan kurang membentuk umbi, biji, dan buah. Kahat kalsium dapat terjadi jika pemberian N yang berlebih, pertumbuhan yang cepat atau meningkatnya kelembaban tanah secara mendadak (Semangun, 2006).

4.      Magnesium

Magnesium adalah unsur esensial pembentuk klorofil, saat berada dalam bnetuk ion bebas Mg merupakan aktivator  dengan banyak enzim respirasi. Magnesium tersedia (diserap tanaman) dalam bentuk Mg²⁺ , merupakan komponen dalam cincin phirol klorofil, yang membentuk warna hijau daun dan tidak dapat digantikan oleh unsur lain, kecuali didalam hijau daun Mg terdapat pula sebagai ion didalam air-sel. Unsur ini  diserap tanaman dalam jumlah yang sedikit jika dibandingkan dengan unsur makro lain, Mg dalam bentuk Mg²⁺ namun mempunyai peranan penting dalam penyusunan klorofil. Kadar Mg dari klorofil tanaman adalah 2,7 persen.

            Kahat magnesium menyebabkan klorosis terlebih dahulu pada daun-daun tua, warna hijau tertinggal pada tulang daun, daun-daun cepat mati dan rontok. Pada monokotil menyebabkan daun bergaris-garis (Semangun, 2006).

5.      Phospor

Fosfor merupakan unsur penting dalam persenyawaan yang terkait fotosintesis seperti ATP, NADP, PGA, dan merupakan bagian dari fosfolipid dan protein dalam membrane sel (Semangun, 2006). Fosfor diserap oleh tanaman dalam keadaan tersedia berbentuk H₂PO₄^- dan HPO₄⁼ sebagian besar fosfor didalam tanaman adalah sebagai zat pembangun dan terikat dalam senyawa-senyawa organik dan hanya sebagian kecil terdapat dalam bentuk anorganik sebagai ion-ion phosphat.

Beberapa bagian tanaman sangat banyak mengandung fosfor, yaitu bagian-bagain yang bersangkutan dengan pembiakan generatif, seperti daun-daun bunga, tangkai sari, kepala sari, butir tepung sari, daun buah dan bakal biji. Jadi untuk pembentukan bunga dan buah sangat banyak diperlukan unsur fosfor. Selain itu fosfor berperan juga pada sintesa hijau daun. Fosfor mendorong pertumbuhan akar-akar muda yang berguna bagi resistensi terhadap kekeringan.

Gejala kekurangan fosfor kurang dikenali, daun-daun kecil, agak tegak, warnanya lebih tua (hiperklorofilase), terjadi nekrosis dan klorosis, pembentukan tunas lateral kurang, daun berwarna ungu karena terbentuk antosianin. Selain itu mengakibatkan tumbuhan kurang membentuk bunga, buah, dan akar sehingga tidak tahan kekeringan (Semangun, 2006).

6.      Sulfur

            Sulfur atau belerang merupakan pembentuk banyak protein dan enzim, juga berbagai kofaktor, seperti ko enzim A, tiamin, dan biotin. Sulfur diserap dalam bentuk SO₄^- _, unsur ini terdapat pada zat putih telur. Sulfur terdapat pada glukosida dan sebagai ion sulfat didalam air-sel. Jika unsur hara S ditiadakan maka akan terjadi tumbuhan nampak hijau pucat, hijau kekuning-kuningan bahkan kuning sepenuhnya pada warna tumbuhan; peningkatan klorosis akibat terganggunya metabolisme protein pada kloroplas dan penekanan sintesis klorofil; tumbuhan yang kekurangan sulfur lebih kecil dari pada tumbuhan normal, daun-daun lebih kecil dan sempit dari biasanya dan batang yang tumbuh longitudinal terinhibisi kurus, pertumbuhan batang lebih pesat dibandingkan pertumbuhan akar. Sulfur berada dalam jumlah yang kurang, pada daun-daun muda, tulang daun dengan jaringan disekitarnya menjadi pucat (Semangun, 2006).

7.      Silikon

            Silikon terdapat pada beberapa tanaman yang sel-selnya dibuat dengan asam kersik. Hal ini sebagai pencegahan terhadap gangguan-gangguan yang memakan daun dan masuknya bibit penyakit kedalamnya, (batang dan daun-daun rumput, macam-macam kayu), misalnya terdapat pada tebu.

8.      Aluminium

Aluminium dibutuhkan dalam jumlah sedikit, namun keberadaannya sangat penting walaupun hanya dibutuhkan sedikit. Berdasarkan penelitian penggunaan Al secara berlebihan dapat membahayakan tumbuhan tersebu, mkisalnya pada padi dan tebu. 

B.     Unsur Hara Mikro

Unsur hara mikro adalah unsur-unsur yang diperlukan dalam jumlah yang lebih kecil, cukup beberapa ppm dalam larutan tanah. Unsur-unsur yang termasuk dalam unsur hara mikro antara lain sebagai berikut:

1.      Chlor

Klor terdapat sebagai ion didalam air sel disemua bagian tanaman. Keadaan tersedia dalam bentuk Cl^- . Kadarnya berbeda-beda, tergantung pada kandungan klorida dari lingkungannya, pada tanaman halophyta banyak mengandung klor.

Klor adalah suatu unsur esensial mikro yang mempunyai fungsi cukup penting bagi pertumbuhan dan perkembangan suatu tanaman, sehingga walaupun diperlukan hanya dalam jumlah sedikit oleh tanaman tetapi unsur ini mutlak diperlukan oleh tanaman. Klor terdapat sebagai ion di dalam air sel di semua bagian tanaman dengan kadar berbeda-beda tergantung pada kondisi lingkungannya. Pengaruh ion klor yang baik terhadap pertukaran zat sudah tentu hanya selama konsentrasinya itu terletak dibawah atau pada kondisi optimum, yang dapat mendorong pembentukan klorofil. Defisisensi klorida menyebabkan pola percabangan akar abnormal, gejala wilting (daun lemah dan layu), dan warna keemasan (bronzing) pada daun.

2.      Besi

            Besi merupakan komponen penting dalam banyak enzim, protein-logam, sitokrom, dan leghemoglobin dalam bintil akar tanaman kacang, berperan dalam proses pembentukan klorofil. Kekurangan besi menyebabkan terjadinya klorosis pada daun muda bahkan daun berwarna putih berkerut. Bagian yang klorosis cepat mati, ranting-ranting mati ujungnya. Kekurangan besi sering terjadi pada tanah yang mengandung kapur, sehingga besi kurang tersedia bagi tanaman. Besi diserap tanaman dalam bentuk Fe²⁺.

3.      Borium

Borium diserap oleh tanaman dalam bentuk BO₈⁼. Kekurangan unsur ini  dapat menyebabkan kuncup-kuncup dan pucuk daun jadi mati. Pertumbuhan didalam meristema akan terganggu, yang menyebabkan terjadinya kelainan-kelainan dalam pembentukan bekas pembuluh, Sehingga pengangkutan makanan akan terganggu.

4.      Mangan

Berbagai bentuk Mangan dijumpai dalam tanah, tetapi yang paling banyak diserap dalam bentuk ion mangan Unsur Mangan (Mn) merupakan activator enzim-enzim respirasi berperan dalam sintesis klorofil dan reaksi fotokimia pada fotosintesis. Kekurangan Mangan (Mn) menyebabkan bercak-bercak klorosis dan nekrosis yang tersebar pada daun-daun muda. Tumbuhan yang kekurangan Mangan (Mn) terhambat pertumbuhannya dan cepat mati.

Mangan terlibat luas dalam proses katalitik pada tumbuhan, sebagai aktivator beberapa enzim respirasi, dalam reaksi metabolisme nitrogen dan fotosintesis. Mangan diperlukan untuk mengaktifkan nitrat reduktase, sehingga tumbuhan yang mengalami kekurangan Mn, memerlukan sumber N dalam bentuk NH₄⁺.

5.      Natrium

                        Natrium terdapat pada tanaman yang tumbuh pada tanah yang banyak mengandung garam seperti pada tanah payau, air laut dan lain sebagainya, pada tanaman tersebut terdapat pula ion-ion klor. Natrium yang terbentuk sebagai ion mempunyai arti biologis karena turut serta memelihara keadaan turgor. Unsur ini dapat pula menggantikan Kalium dalam hal tersebut dan memang sering terjadi, bahwa kadar Natriumnya naik bila keadaan unsur Kalium sangat kurang.

6.      Seng

Seng merupakan komponen pembentuk enzim yang berperan dalam metabolisme karbohidrat dan sintesis protein. Seng diserap dalam bentuk Zn²⁺. Seng dalam kadar rendah memberikan dorongan terhadap pertumbuhan. Sedangkan bila kadar berlebih walau sedikit akan menjadi racun bagi tanaman. Persenyawaan-persenyawaan Zn mempunyai fungsi pada pembentukan hormon tumbuh (auxin) dan penting bagi keseimbangan psikologis. Gejalagejala kekurangan Zn ialah daun antara tulang-tulang daun berwarna merah coklat.

Kekurangan seng menyebabkan klorosis, nekrosis, terbentuknya daun-0daun kecil, dan defoliasi. Pada beberapa tumbuhan daun menebal dan mengeriting. Ranting-ranting mati ujungnya, ruas-ruas kurang memanjang sehingga terjadi gejala pusar (Semangun, 2006).

7.      Tembaga

            Unsur tembaga diserap oleh tanaman dalam bentuk Cu⁺⁺. Cu diperlukan pada pembentukan beberapa macam enzym, oleh karena itu sangat diperlukan walaupun dalam jumlah yang kecil. Enzim-enzim yang mengandung tembaga memegang peran penting dalam oksidasi sel, tembaga juga bagian dari nitrat reduktase berperan pada proses fotokimiawi fotosintesis. Kekurangan tembaga menyebabkan matinya daun yang tampak layu mulai dari ujungnya. Bagian tertentu mengalami distorsi (Semangun, 2006)

8.      Molibdenum

            Molibdenum merupakan kofaktor dalam reduksi nitrat, komponen berbagai enzim-logam, berperan dalam fiksasi nitrogen dalam bintil akar kacang.  Molibdenum diserap akar dalam bentuk ion Molibdat (MoO₄). Peranannya penting dalam pengikatan Nitrogen yang bermanfaat pada tanaman Leguminose. Mo juga penting bagi tanaman jeruk dan sayur-sayuran. Kekurangan Mo menyebabkan kurang berkembangnya helaian daun, sehingga daun terbentuk hanya tulang-tulang daun saja (Semangun, 2006).

C.    Tanaman Sawi (Brassica juncea L)

Tanaman sawi (Brassica juncea) berada satu famili dengan kubis-krop, kubis bunga, broccoli dan lobak atau rades, yakni famili cruciferae (brassicaceae) sehingga memiliki sifat morfologis tanaman hampir sama, terutama pada sistem perakaran, struktur batang, bunga, buah (polong) maupun bijinya. Sawi termasuk ke dalam kelompok tanaman sayuran daun yang mengandung zat-zat gizi lengkap yang memenuhi syarat untuk kebutuhan gizi masyarakat.  

Sistem perakaran tanaman sawi memiliki akar tunggang (radix primaria) dan cabang-cabang akar yang bentuknya bulat panjang (silindris) menyebar kesemua arah dengan kedalaman antara 30-50 cm. Akar ini berfungsi untuk mengisap air dan zat makanan dari dalam tanah, serta menguatkan berdirinya batang tanaman (Fahrudin, 2010). Batang tanaman sawi sangat pendek dan beruas-ruas sehingga hampir tidak kelihatan. dan berfungsi sebagai alat pembentuk dan penopang daun (Rukmana, 2002 dalam Fahrudin 2010). Sawi berdaun lonjong, halus, tidak berbulu dan tidak berkrop. Pada umumnya pola pertumbuhan daunnya berserak (roset) hingga sukar membentuk krop Tanaman sawi mudah berbunga dan berbiji secara alami baik di dataran tinggi maupun di dataran rendah. Stuktur bunga sawi tersusun dalam tangkai bunga (inflorescentia) yang tumbuh memanjang (tinggi) dan bercabang banyak. Tiap kuntum bunga sawi terdiri atas empat helai daun kelopak, empat helai daun mahkota bunga berwarna kuning cerah, empat helai benang sari dan satu buah putik yang berongga dua (Rukmana, 2002 dalam Fahrudin 2010).

Gambar. Tanaman Sawi

Berikut ini Klasifikasi tanaman sawi (Rukmana, 2002 dalam Fahrudin 2010):

·         Divisi               : Spermatophyta

·         Kelas               : Angiospermae

·         Sub-kelas         : Dicotyledonae

·         Ordo                : Papavorales

·         Famili              : Brassicaceae

·         Genus              : Brassica

·         Spesies            : Brassica juncea L.

D.    Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Tanaman Sawi

1.      Iklim

Tanaman sawi merupakan tanaman yang tahan terhadap curah hujan tinggi, penanaman pada musim hujan menghasilkan kualitas yang baik. Namun tanaman ini tidak tahan terhadap air yang menggenang.Selain itu tanaman ini juga tahan terhadap suhu tinggi. Kebanyakan tanaman sawi ditanam di dataran rendah, sehingga cocok ditanam pada kondisi iklim Indonesia. Kelembapan udara yang sesuai untuk pertumbuhan tanaman sawi hijau yang optimal berkisar antara 80%-90%. Kelembapan udara yang tinggi lebih dari 90 % berpengaruh buruk terhadap pertumbuhan tanaman. Suhu udara yang tinggi lebih dari 21⁰ C menyebabkan tanaman sawi tidak dapat tumbuh dengan baik (tumbuh tidak sempurna). Dengan demikian pada suhu udara yang tinggi tanaman sawi hijau pertumbuhannya tidak subur, tanaman kurus, dan produksinya rendah, serta kualitas daun juga rendah (Fahrudin, 2010).

2.      Tanah

Tanah yang cocok untuk ditanami sawi adalah tanah yang subur, gembur dan banyak mengandung bahan organik (humus), tidak menggenang (becek), aerasi dalam tanah berjalan dengan baik. pH tanah yang optimum untuk pertumbuhannya adalah antara pH 6 sampai pH 7 (Haryanto dkk, 2006 dalam Fahrudin, 2010). Sawi dapat ditanam pada berbagai jenis tanah, namun untuk pertumbuhan yang paling baik adalah jenis tanah lempung berpasir seperti tanah andosol. Sifat biologis yang baik adalah tanah banyak mengandung bahan organik (humus) dan bermacam-macam unsur hara yang berguna untuk pertumbuhan tanaman, serta tanah yang banyak terdapat jasad renik tanah atau organisme tanah pengurai bahan organik.(Fahrudin, 2010).

Unsur hara mikro lebih banyak tersedia pada Ph rendah, Pada pH tanah yang rendah akan menyebabkan terjadinya gangguan pada penyerapan hara oleh tanaman sehingga secara menyeluruh tanaman akan terganggu pertumbuhannya. Penambahan pupuk ke dalam tanah mempengaruhi sifat kemasaman tanah, hal ini dapat meningkatkan sifat asam tanah karena dapat menimbulkan reaksi masam, netral ataupun basa, yang secara langsung ataupun tidak dapat mempengaruhi ketersediaan hara makro atau hara mikro. Di samping itu, kondisi tanah yang masam (kurang dari 5,5), menyebabkan beberapa unsur hara, seperti magnesium, boron (B), dan molbdenium (Mo), menjadi tidak tersedia dan beberapa unsur hara, seperti besi (Fe), alumunium (Al), dan mangan (Mn) dapat menjadi racun bagi tanaman. Sehingga dengan demikian bila sawi ditanam dengan kondisi yang terlalu masam, tanaman akan menderita penyakit klorosis dengan menunjukkan gejala daun berbintik-bintik kuning dan urat-urat daun berwarna perunggu dan daun berukuran kecil dan bagian tepi daun berkerut (Fahrudin, 2010).

BAB III

METODE PENELITIAN

A.     Jenis Penelitian

            Jenis penelitian ini adalah eksperimental, karena dilakukan percobaan untuk menjawab rumusan masalah, dan terdapat variabel-variabel dalam penelitian yang dilakukan yaitu variabel manipulasi, variabel respon, dan variabel kontrol.

B.      Variabel percobaan

Variabel yang digunakan dalam melakukan percobaan ini antara lain :

1.      Variabel manipulasi :

·         Jenis larutan makronutrien dan mikronutrien

2.      Variabel kontrol :

·         Jenis tanaman, yakni tanaman sawi

·         Waktu pengamatan

·         Volume awal air

3.      Variabel respon :

·         Volume akhir air

·         Ciri-ciri daun dan akar

Yang diamati per minggu selama 4 minggu

C.     Alat dan Bahan

1.      Alat

Ø  Tabung Erlenmeyer     9 buah

Ø  Kertas karbon

Ø  Tutup tabung Erlenmeyer dari bahan sterofoam

Ø  Malam

Ø  Gelas ukur

Ø  Gelas beker

Ø  Pipet tetes

Ø  Cutter

2.      Bahan

Ø  Spesies tanaman, yakni tanaman Saga

Ø  Larutan makronutrien, masing-masing dengan konsentrasi 1M yang terdiri dari:

_a.   Ca(NO₃)₂                                      

_b.  KNO₃

_c.   MgSO₄.7H₂O

_d.  KH₂PO₄

_e.   NaNO₃

_f.   MgCl₂

_g.  NaSO₄

_h.  NaH₂PO₄

_i.   CaCl₂

_j.   KCl

Ø  Larutan mikronutrien yang terdiri dari

-    H₂BO₃                             2,86 gram

-    MnCl₂.4H₂O                        1,81gram

-    ZnCl₂                               0,11 gram

-    CuCl₂.2H₂O             0,05 gram

-    NaMoO₄.2H₂O        0,025 gram

Melarutkan semua larutan mikronutrien dengan akuades hingga volumenya mencapai 1 L

Ø  Larutan FeEDTA yang dibuat dengan cara

A.    Melarutkan 5,57 gram FeEDTA.7H₂O dalam 200 ml akuades

B.     Melarutkan 7,45 gram Na₂EDTA dalam ml aquades

Kemudian, memanaskan larutan a dan b, mendinginkan dan menambahkan aquades hingga volumenya menjadi 1 L untuk mendapatkan larutan kompleks FeEDTA yang stabil.

3.4 Prosedur Kerja

1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan
2. Menyiapkan media sesuai dengan tabel berikut

Larutan	Komplit	-Ca	-S	-Mg	-K	-N	-P	-Fe	-Mikro
Ca(NO3)2	10	-	10	10	10	-	10	10	10
KNO3	10	10	10	10	-	-	10	10	10
MgSO4.7H2O	4	4	-	-	4	4	4	4	4
KH2PO4	2	2	2	2	-	2	-	2	2
FeEDTA	2	2	2	2	2	2	2	-	2
Mikronutrien	2	2	2	2	2	2	2	2	-
NaNO3	-	20	-	-	10	-	-	-	-
MgCl2	-	-	4	-	-	-	-	-	-
NaSO4	-	-	-	2	-	-	-	-	-
NaH2PO4	-	-	-	-	2	-	-	-	-
CaCl2	-	-	-	-	-	10	-	-	-
KCl	-	-	-	-	-	10	2	-	-

3.      Memberi label pada tabung Erlenmeyer sesuai dengan jenis perlakuan yang diberikan, misalnya:

·         mikro untuk defisiensi larutan mikro

·         -Fe untuk defisiensi Fe

·         -P untuk defisiensi P

4. Mengisi tabung Erlenmeyer dengan larutan media sebanyak 150 ml dan menambahkan aquades hingga 300 ml. Kemudian, member tanda tinggi larutan pada botol dengan spidol tahan air
5. Membuat tutup tabung Erlenmeyer dari bahan sterofoam. Kemudian membuat lubang-lubang kecil pada tutup tersebut.
6. Menutup tabung Erlenmeyer dengan tutup sterofoam yang telah dibuat
7. Memasukkan tanaman ke dalam masing-masing tabung melalui lubang tutup yang telah dibuat sebagai penyangga tanaman
8. Menutup lubang serta pori-pori pada permukaan lubang tabung dengan menggunakan malam
9. Membungkus tabung Erlenmeyer dengan kertas karbon agar bagian akar terlndung dari cahaya
10. Menyimpan tanaman dalam Green house dan memeriksa tinggi larutan setiap minggu
11. Menambahkan aquades ke dalam tabung saat larutan berkurang dari tanda yang diberikan pada botol
12. Mencatat hasil pengamatan, yakni perubahan volume air dan gejala-gejala defisiensi yang tampak setiap minggu selama 4 minggu.

A.    Alur Kerja

 

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    Hasil Pengamatan

Tabel Pengaruh Perbedaan Nutrisi Pada Medium Sediaan Terhadap Pertumbuhan Tanaman Sawi (Brassica Juncea L)

No	Perlakuan	Pengamatan Ke-	Hasil Pengamatan
			Volume Larutan		Daun	Akar
			Volume Awal (ml)	Volume Akhir (ml)
1	Komplit (kontrol)	1	150	148	Jumlah daun yang ada 12, semua daun masih segar,warna daun hijau muda Tunas baru tumbuh dari 2 tanaman.	Akarnya serabut yang tumbuh cabang (+++) Akar utama bertambah panjang (+)
		2	150	144	Jumlah daun yang ada menjadi 15, 1 daun diantaranya menguning pada tepinya.Warna daunyang lain hijau muda segar. Tunas tumbuh dan muncul daun.	Akar tumbuh cabang (++++). Akar serabut.bertambah banyak (+) Akar utama bertambah panjang (++)
		3	150	140	Jumlah daun bertambah menjadi 20, 2 diantaranya mati dan 3 daun mudanya menguning.Warna daun lainnya hijau agak gelap (++) dan masih segar Tunas mulai berdaun (+)	Akar tumbuh cabang (+++++). Akar serabut.bertambah banyak (++) Akar utama bertambah panjang (+++)
		4	150	136	Total daun 21, 19 daun diantaranya mati, 2 daun menguning dan 1 daun masih segar dengan warna daun hijau tua	Akar tumbuh cabang (+++++). Akar serabut.bertambah banyak (+++) Akar utama bertambah panjang (+++), perkembangan akar relatif konstan.
2	-Ca	1	150	149	Jumlah daun yang ada 12,warna daun hijau muda segar Tunas baru tumbuh dari 1 tanaman	Akar utama tetap Akar tumbuh cabang (+)
		2	150	147	Jumlah daun yang ada menjadi 15, satu daun menggulung ke atas,warna daun hijau (+) Tunas tumbuh dan muncul daun	Akar utama tetap Akar tumbuh cabang (++)
		3	150	145	Jumlah daun 18, 1 gugur (mati), 4 diantaranya menguning dan menggulung pada ujungnya.Warna daun lainnya hijau agak kuning Tunas mulai berdaun (+)	Akar utama (+) Akar tumbuh cabang (+++) Akar serabut (+)
		4	150	141	Total daun bertambah menjadi 21, 11 daun diantaranya mati dan 4 daun kuning.	Akar utama (+) Akar tumbuh cabang (++++) Akar serabut (++)
3	-S	1	150	148	Jumlah daun 12, warna daun hijau muda Daun agak mengerut Tumbuh tunas baru dari 2 tanaman	Akar utama tetap Akar tumbuh cabang (++)
		2	150	145	Jumlah daun menjadi 14, warna daun hijau (+) Daun mengerut dan agak layu Tunas tumbuh dan muncul daun	Akar utama (+) Akar tumbuh cabang (+++) Tumbuh akar serabut (++)
		3	150	140	Jumlah daun bertambah menjadi 17, namun 2 diantaranya gugur dan 5 kuning.Warna daun lainnya hijau kekuningan. Daun mengerut Tunas mulai berdaun	Akar utama (++) Akar tumbuh cabang (++++) Akar serabut (+)
		4	150	136	Jumlah daun tetap 17, 8 daun gugur dan 3 diantaranya kuning.Warna daun lainnya hijau kekuningan  (+) Nekrosis pada satu daun dan layu	Akar utama (+++) Akar tumbuh cabang (+++++) Akar serabut (++)
4	-Mikro	1	150	148,5	Jumlah daun 12. Warna daun hijau (+++++++++) Segar, tidak terdapat bercak, tidak keriting.	Panjang akar (+++) Banyak akar (++)
		2	150	147	Jumlah daun 14 dan 4 diantaranya mulai menguning. Warna daun sisanya hijau (++++++++) Segar, tidak terdapat bercak, tidak keriting.	Panjang akar (++++) Banyak akar (+++)
		3	150	140	Jumlah daun menjadi 20, 2 diantaranya gugur, 4 kuning dan 3 nekrosis.	Panjang akar (+++++) Banyak akar (+++)
		4	150	130	Jumlah daun 20, 8 diantaranya gugur, dan 5 menguning.	Panjang akar (++++++) Banyak akar (++++)
5	-Fe	1	150	148	Jumlah daun 12. Warna daun hijau (++++++++) Segar, tidak terdapat bercak, tidak keriting	Panjang akar (++) Banyak akar (++++)
		2	150	145	Jumlah daun menjadi 16. Warna daun hijau (+++++++). Tanaman bertambah tinggi. Segar, tidak terdapat bercak, tidak keriting.2 diantara 16 daun agak menguning.	Panjang akar (+++) Banyak akar (+++++)
		3	150	140	Jumlah daun menjadi 21, 2 diantaranya gugur, 4 daun mengalami nekrosis.Warna daun sisanya hijau (++++++) Daun tidak keriting.	Panjang akar (++++) Banyak akar (+++++)
		4	150	128	Total daun sejumlah 23, 12 diantaranya mati dan 4 kuning.Warna daun sisanya hijau (++++++)	Panjang akar (+++++) Banyak akar (++++++)
6	-P	1	150	145	Jumlah daun 12. Warna daun hijau (++++++) Tidak terdapat bercak,segar,tidak keriting.	Panjang akar (+) Banyak akar (+++)
		2	150	143	Jumlah daun bertambah menjadi14. Warna daun hijau (++++++)  Tidak terdapat bercak,segar,tidak keriting.	Panjang akar (++) Banyak akar (+++)
		3	150	140	Jumlah daun bertambah menjadi 17, 2 gugur dan daun yang kuning sebanyak 6 daun. Warna daun sisanya hijau (+++++)	Panjang akar (+++) Banyak akar (++++)
		4	150	126	Jumlah daun menjadi 19, 10 daun gugur dan 9 daun kuning, 2 dari 9 daun yang kuning daunnya menggulung. Tidak terdapat bercak nekrosis.	Panjang akar (++++) Banyak akar (+++++)
7	-Mg	1	150	149	Jumlah daun 12. Warna daun hijau (+++++++++) Tidak terdapat bercak, segar, tidak keriting	Panjang akar (+++) Banyak akar (+++)
		2	150	145	Jumlah daun bertambah menjadi 16 Warna daun hijau (+++++++++) Tidak terdapat bercak, beberapa helai daun  keriting. Tanaman bertambah tinggi secara pesat.	Panjang akar (++++) Banyak akar (+++)
		3	150	142	Jumlah daun bertambah lagi menjadi 20 daun, 2 daun gugur dan 4 daun kuning. Warna daun sisanya hijau (+++++++)	Panjang akar (+++++) Banyak akar (++++)
		4	150	130	Jumlah daun bertambah menjadi 23, 12 daun mati, 4 daun kuning.Tidak terdapat bercak, beberapa helai daun  keriting.	Panjang akar (++++++) Banyak akar (+++++)
8	-K	1	150	149	Jumlah daun 12. Warna daun hijau (++++++++) Tidak terdapat bercak, segar.	Panjang akar (+) Banyak akar (+)
		2	150	146	JUmlah daun 14, 1 daun diantaranya layu. Warna daun sisanya hijau (+++++++) Tidak terdapat bercak, beberapa helai daun  keriting.	Panjang akar (++) Banyak akar (++)
		3	150	141	Jumlah daun 15. 6 daun gugur, 2 daun kuning, 1 daun dengan tinggi paling besar diantara yang lain. Tidak terdapat bercak, beberapa helai daun  keriting.	Panjang akar (+++) Banyak akar (+++)
		4	150	128	Jumlah daun menjadi 18, 11 daun diantaranya gugur dan 2 daun kuning. Warna daun sisanya hijau (+++++) Tidak terdapat bercak, beberapa helai daun  keriting.	Panjang akar (++++) Banyak akar (++++)
9	-N	1	150	148	Jumlah daun12. Warna daun hijau (+++++++) Tidak terdapat bercak, segar.	Panjang akar (++) Banyak akar (++)
		2	150	139	Jumlah daun 15.Warna daun hijau (+++++) Terdapat bercak, beberapa helai daun  menggulung ke bawah pada daerah tepinya.	Panjang akar (+++) Banyak akar (+++)
		3	150	136	Jumlah daun menjadi 16, 4 diantaranya gugur dan 4 kuning. Warna daun sisanya hijau (+++++) Terdapat bercak, beberapa helai daun  menggulung ke bawah pada daerah tepinya.	Panjang akar (++++) Banyak akar (++++)
		4	150	120	Jumlah daun menjadi 17. 12 diantaranya gugur. Warna daun sisanya hijau (++++) Terdapat bercak, beberapa helai daun  tepinya menggulung ke bawah.	Panjang akar (+++++) Banyak akar (+++++)

 

C.    Analisis

           Berdasarkan data di atas diperoleh data pada perlakuan komplit (kontrol) yaitu pada media yang mengandung nutrisi lengkap (makronutrien dan mikronutrien) pengurangan air pada pengamatan pertama hingga keempat berturut-turut ialah 2 ml; 6 ml; 10 ml; dan 14 ml, dari hasil tersebut dapat dilihat bahwa terjadi peningkatan pengurangan volume air. Hal ini juga terjadi pada perlakuan yang lain. Perlakuan yang mengalami pengurangan volume air paling rendah ialah perlakuan –Ca dengan volume pengurangan air berturut-turut ialah 1 ml; 3 ml; 5 ml; dan 9 ml. Sedangkan perlakuan yang mengalami peningkatan volume pengurangan air paling tinggi ialah perlakuan –N dengan volume pengurangan air berturut-turut ialah 2 ml; 11 ml; 24 ml; dan 30 ml.

Pengaruh perbedaan sediaan hara pada media berpengaruh terhadap morfologi luar tanaman sawi. Pada media dengan kekurangan hara tertentu menimbulkan gejala defisiensi yang berbeda terhadap morfologi tanaman sawi, dapat dikatakan kekurangan hara tertentu menimbulkan gejala yang khas pada tumbuhan. Pada perlakuan komplit (kontrol) dengan media yang mengandung nutrien lengkap, terlihat tetap segar sampai pada pengamatan minggu ke-4. Daun bertambah lebar, dan tumbuh tunas baru, tetapi warna daun semakin gelap, sedangkan akar utama bertambah panjang dengan cabang yang semakin banyak. Gejala tersebut berbeda dengan gelaja pada perlakuan lain. Pada perlakuan lain  menunjukkan keadaan akar yang tidak jauh berbeda dengan keadaan akar pada perlakuan komplit (kontrol). Perbedaan yang mencolok terjadi pada kondisi daun.

Perlakuan –Ca pada pengamatan ke-4, sebagian besar daun mati kering, dan daun yang tersisa terlihat berwarna kuning. Sedangkan pada perlakuan –S terjadi gugur daun pada sebagian besar jumlah daun, sisa daun yang tertinggal selain warna daun menjadi hijau kekuningan, salah satu daun juga mengalami nekrosis dan layu. Pada media yang kekurangan mikronutrien, sebagian besar daun gugur, dan sisanya berwarna kuning. Untuk perlakuan –Fe dan –P menimbulkan gejala yang hampir sama yaitu pada pengamatan minggu ke-4 sebagian daun mati, sebagian lagi berwarna kuning, dan masih terdapat daun yang berwarna hijau. Untuk perlakuan –Mg dan –K gejalanya juga sama, mulai pengamatan ke-3 terlihat adanya bercak dan keriting pada daun, timbul klorosis dan nekrosis  sehingga daun berwarna kuning. Pada perlakuan –N sebagian besar jumlah daun mengalami  gugur, masih terdapat daun yang berwarna hijau , walaupun terdapat bercak, beberapa helai daun  tepinya menggulung ke bawah.

            Gejala defisiensi tanaman sawi yang paling terlihat mencolok pada perlakuan –S, -K, dan –N, di mana pada perlakuan –S terlihat adanya gejala layu dan nekrosis pada salah satu daun, dan sebagian besar daun gugur. Sedangkan untuk perlakuan –K terlihat adanya warna daun yang paling terang (kekuningan), mengalami keriting dan sebagian besar daun mati. Sementara pada perlakuan –N terlihat terlihat adanya bercak pada daun serta daun yang menggulung. Untuk perlakuan yang mengalami gejala defisiensi paling rendah ialah perlakuan –mikro dan –Fe, dilihat dari sebagian kecil daun yang mati atau gugur pada minggu ke-4. Berdasar analisis di atas ternyata kondisi daun, akar, maupun volume pengurangan air tiap-tiap perlakuan berbeda.

D.    Pembahasan

            Suatu tanaman tidak dapat menyelesaikan siklus hidup tanpa adanya unsur-unsur mineral penting seperti makro dan mikronutrien. Fungsi elemen ini tidak dapat tergantikan oleh unsur mineral lain.Unsur-unsur ini secara langsung terlibat dalam metabolisme tanaman. Berdasarkan hasil pengamatan diketahui bahwa pada tanaman yang kekurangan unsur makro dan mikronutrien menunjukkan gejala nekrosis dan klorosis yang cukup signifikan. Tanaman memperlihatkan gejala kematian dengan tanda-tanda yang khas. Hal ini ditunjukkan dengan adanya perbedaan volume pengurangan air dan pertumbuhan maupun kondisi tanaman Sawi yang berbeda pada tiap perlakuan. Perbedaan tersebut terjadi karena adanya perbedaan komposisi larutan pada media sediaan pada masing-masing perlakuan. Tiap-tiap perlakuan mengandung makronutrien dan mikronutrien, namun, pada setiap larutan, ada satu unsur (nutrien) yang ditiadakan, baik makronutrien maupun mikronutrien, yang berbeda pada tiap perlakuan. Hal ini akan menimbulkan kondisi dan pertumbuhan tanaman Sawi yang berbeda, juga gejala defisiensi yang terlihat.

Pada perlakuan dengan nutrient komplit yaitu media yang mengandung nutrien lengkap baik makronutrien dan mikronutrien, terjadi peningkatan dalam pengurangan air yang signifikan, pada pengamatan minggu pertama hingga keempat urutannya sebagai 6 ml; 10 ml; dan 14 ml. Hal ini bukan hanya terjadi pada semua perlakuan. Sesuai dengan analisis data di atas bahwa perlakuan yang mengalami pengurangan volume air paling rendah ialah perlakuan –Ca dan perlakuan yang mengalami peningkatan volume pengurangan air paling tinggi ialah perlakuan –N. Perbedaan volume pengurangan air tiap perlakuan yang berbeda dipengaruhi oleh pertumbuhan akar. Baik pertumbuhan akar utama, maupun cabang-cabang akar. Semakin tinggi pertumbuhan akar maka semakin tinggi pula volume air yang diserap. Hal ini menyebabkan volume pengurangan air menjadi tinggi.

Tanaman Sawi (Brassica juncea L) menunjukkan gejala defisiensi paling mencolok ketika diberi perlakuan –S, -K, dan –N, di mana pada perlakuan –S terlihat adanya gejala layu dan nekrosis pada salah satu daun, dan sebagian besar daun gugur. Sedangkan untuk perlakuan –K terlihat adanya warna daun yang paling terang (kekuningan), mengalami keriting dan sebagian besar daun mati. Sementara pada perlakuan –N terlihat terlihat adanya bercak pada daun serta daun yang menggulung. Tanaman membutuhkan unsur S dalam jumlah besar karena unsur hara S tergolong makronutrient dan berfungsi dalam sebagai komponen struktural dari asam amino, protein, vitamin dan enzim,dan sangat penting untuk menghasilkan klorofil sehingga membentuk vitamin tanaman, seperti biotin dan tiamin, yang diperlukan untuk respirasi dan metabolisme yang normal. Apabila kekurangan S maka terganggu dalam pembentukan klorofil sehingga terganggu dalam fotosintesis dan nutrisi yang dihasilkan menyebabkan pertumbuhan terganggu. Asam amino merupakan penyusun sistem membran, baik membran sel maupun membran organela di dalam sel. Asam amino terlibat dalam transportasi zat-zat dari dalam dan luar sel, karena asam amino nantinya akan membentuk protein struktural pada permukaan membrane yang mempengaruhi permeabilitas membran. Jika suatu tanaman kekurangan unsur hara S, maka zat-zat yang keluar-masuk sel menjadi tidak dapat dikontrol. Unsur hara S juga berperan dalam pembentukan protein fungsional (enzim). Jika kekurangan S, maka proses pemecahan substrat oleh enzim tidak dapat berjalan dengan baik sehingga tanaman tidak memperoleh asupan energi yang diperlukan. Selain itu, ada beberapa enzim yang mengandung sulfur, yang terlibat dalam reduksi nitrat. 

Unsur P penting dalam persenyawaan yang terkait fotosintesis seperti ATP, NADP, PGA, dan merupakan bagian dari fosfolipid dan protein dalam membrane sel (Semangun, 2006) yang berperan dalam proses metabolism (katabolisme dan anabolisme), fotosintesis dan respirasi, untuk mencapai keadaan yang seimbang. Apabila kekurangan P, maka tanaman tidak dapat melakukan proses metabolisme dengan optimal sehingga berakibat suplai energi tanaman menurun. Hal ini berimbas dengan proses sintesis, baik fotosintesis maupun sintesis klorofil, jika proses ini terganggu, maka terganggu hasil proses yang mentertainya, missal sintesis fosfolipid terhambat, akibatnya membran sel tidak stabil, sehingga mempengaruhi struktur dan fungsi dari membran sel. Tanaman pun akan rapuh dan mudah patah.

Kebutuhan Unsur N sangat mutlak adanya karena terkait sebagai penyusun DNA, basa Nitrogen, ketahanan, koordinasi sel, dan memelihara keadaan turgor. Unsur Nitrogen diperlukan dalam jumlah banyak untuk pembentukan protein, sehingga berpengaruh terhadap pembentukan enzim, nukleotida, lignin,  dan bagian-bagian sel lainnya. Apabila kekurangan N, menyebabkan tidak terbentuk DNA, Protein, enzim sehingga metabolisme dan pertumbuhan terganggu, berakibat kerdilnya pada tumbuhan, daun klorosis dan nekrosis.

Tanaman Sawi menunjukkan gejala defisiensi ringan pada perlakuan –Fe dan -mikro. Pada kedua perlakuan tersebut warna daun sawi semakin lama semakin terang (kekuningan). Tanaman yang kekurangan unsur hara –Fe akan menunjukkan gejala defisiensi, seperti warna kekuningan pada daun, yang semakin jika dibiarkan semakin lama, maka daun akan mengalami klorosis. Unsur hara –Fe dan mikro memang dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah kecil. Namun, unsur hara tersebut merupakan unsur hara esensial yang dibutuhkan tanaman dan tidak dapat digantikan oleh unsur hara lainnya. Terkait dengan fungsi Fe sebagai komponen penting dalam banyak enzim, protein-logam, sitokrom, dan berperan dalam proses pembentukan klorofil. Kekurangan Fe menyebabkan terjadinya klorosis pada daun  bahkan daun berwarna putih berkerut.

Kekurangan unsur hara Mg akan menyebabkan daun mengalami klorosis dengan ditandai daunnya berubah warna menjadi kuning karena berkurangnya pigmen hijau daun (klorofil). Sedangkan tanaman yang kekurangan unsur hara Ca akan mudah rapuh. Kekurangan unsur K dapat menyebabkan transport ion terganggu karena peran dari unsur hara K yaitu untuk penyeimbang ion di dalam dan di luar sel. Sedangkan tanaman yang kekurangan unsur hara Ca akan mudah rapuh.. Kekurangan unsur K dapat menyebabkan transport ion terganggu karena peran dari unsur hara K yaitu untuk penyeimbang ion di dalam dan di luar sel.

 

BAB V

SIMPULAN

Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan dapat diambil beberapa kesimpulan, antara lain:

1.      Tanaman Sawi (Brassica juncea L) dengan komposisi larutan media yang berbeda menunjukkan gejala defisiensi yang berbeda.

2.      Kekurangan unsur hara tertentu akan menghambat proses metabolisme tanaman Sawi (Brassica juncea L) yang berakibat pada terhambatnya pertumbuhan tanaman seperti daun dan akar

3.      Perbedaan jumlah makro dan mikro nutrient mempengaruhi pertumbuhan dan morfologi tanaman Sawi (Brassica juncea L) terutama daun dan akar, sehingga menyebabkan terjadinya perbedaan pengurangan volume larutan yang signifikan pada tiap perlakuan

4.      Faktor-faktor yang mempengaruhi perbedaan volume air, antara lain:

·         Jumlah akar utama

·         Pertumbuhan akar cabang

·         Banyaknya serabut-serabut akar

DAFTAR PUSTAKA

Rahayu, Yuni Sri dkk. 2012. Panduan Praktikum Ilmu Hara. Surabaya: Universitas Negeri Surabaya Press.

Fahrudin. 2010. Budidaya Caisim (Brassica juncea.L) (Online) eprints.uns.ac.id/273/1/160992508201012411.pdf

Salisbury, F.B., dan C.W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 1. Bandung : Penerbit ITB

Semangun, Haryono. 2006. Hama Penyakit Tumbuhan. Yogyakarta; UGM Press