bab ii nitrogen dan air sebagai pendukung pertumbuhan

7
BAB II
NITROGEN DAN AIR SEBAGAI PENDUKUNG
PERTUMBUHAN TANAMAN BUNCIS
A. Nitrogen
Sumber utama nitrogen (N) adalah nitrogen bebas (N2) yang terdapat di
atmosfir, yang komposisinya mencapai 78% dari volume atmosfir. Nitrogen juga
terdapat dalam bentuk senyawa kompleks berupa ammonia (NH3), tetapi
jumlahnya tidak begitu besar sebab sifatnya yang mudah larut dalam air (Tn,
2009).
Gambar 2.1 Siklus Nitrogen
Sumber : http://www.chem-is-try.org/wp-content/uploads/2009/03/body01_00009.jpg
Shoma Apriawan, 2011
Kadar Nitrogen dan Pertumbuhan ....
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
8
Bentuk atau komponen nitrogen di atmosfir dapat berbentuk ammonia
(NH3), molekul nitrogen (N2), dinitrit oksida (N2O), nitrogen oksida (NO),
nitrogen dioksida (NO2), asam nitrit (HNO2), asam nitrat (HNO3), basa amino
(R3-N), dan lainnya dalam bentuk proksisilnitril. Dalam telaah kesuburan tanah,
proses pengubahan nitrogen dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu
mineralisasi senyawa nitrogen komplek, amonifikasi, nitrifikasi, denitrifikasi, dan
volatilisasi ammonium (Tn, 2009).
Sejumlah organisme yang berasosiasi dengan tanaman mampu melakukan
fiksasi nitrogen dan N-bebas. Proses fiksasi memerlukan energi yang besar, enzim
(nitrogenase), dan oksigen yang cukup. Ketiga faktor ini sangat penting dalam
memindahkan N-bebas oleh simbion (Tn, 2009).
Perubahan nitrogen organik menjadi Ammonia (NH4+) oleh bakteri dan
fungi tanah disebut amonifikasi. Ammonia (NH4+) akan dioksidasi lebih lanjut
menjadi nitrit (NO2) dan nitrat (NO3-) yang disebut nitrifikasi. Bakteri yang
berperan mengubah ammonia menjadi nitrit adalah genus Nitrosomonas,
sedangkan genus Nitrobacter berperan mereduksi nitrit menjadi nitrat. Nitrat
dapat hilang dari tanah oleh denitrifikasi yaitu suatu proses pembentukan N2, NO,
N2O, dan NO2 dari NO3- oleh bakteri anaerob (Salisbury dan Ross, 1995:112113). Nitrogen dari proses fiksasi merupakan sesuatu yang penting dan ekonomis
yang dilakukan oleh bakteri genus Rhizobium dengan tanaman Leguminosae (Tn,
2009).
Shoma Apriawan, 2011
Kadar Nitrogen dan Pertumbuhan ....
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
9
B. Kapasitas Lapang
Menurut Hanafiah (2005), air merupakan komponen penting dalam tanah
yang dapat menguntungkan dan sering pula merugikan. Beberapa peranan yang
menguntungkan adalah sebagai pelarut dan pembawa ion-ion hara dari rhizosfer
ke dalam akar tanaman serta pemicu reaksi kimia dalam penyediaan hara, yaitu
dari hara tidak tersedia menjadi hara yang tersedia bagi akar tanaman. Air sebagai
penopang aktivitas mikroba dalam merombak unsur hara yang semula tidak
tersedia menjadi tersedia bagi akar tanaman, sebagai pembawa oksigen terlarut ke
dalam tanah, sebagai stabilisator temperatur tanah, dan mempermudah dalam
pengolahan tanah. Air juga berperan sebagai agen pemicu pelapukan bahan induk,
perkembangan tanah, dan differensi horison.
Selain beberapa peranan yang menguntungkan, air tanah juga menyebabkan
beberapa hal yang merugikan, yaitu :
1. Mempercepat proses pemiskinan hara dalam tanah akibat proses pencucian
(perlin-dian / leaching) yang terjadi secara intensif.
2. Mempercepat proses perubahan horizon dalam tanah akibat terjadinya
eluviasi dari lapisan tanah atas ke lapisan tanah bawah.
3. Kondisi jenuh air menjadikan ruang pori secara keseluruhan terisi air
sehingga menghambat aliran udara ke dalam tanah, sehingga mengganggu
respirasi dan serapan hara oleh akar tanaman, serta menyebabkan perubahan
reaksi tanah dari reaksi aerob menjadi reaksi anaerob.
Hanafiah (2005) menambahkan bahwa, keberadaan air di dalam tanah
terjadi karena tertahan oleh massa tanah, tertahan oleh lapisan kedap air
Shoma Apriawan, 2011
Kadar Nitrogen dan Pertumbuhan ....
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
10
(impermeable layers) atau adanya drainase tanah yang buruk (poor drainage).
Bila air tersedia dalam keadaan cukup maka pertumbuhan dan produktivitas
tanaman akan berlangsung secara optimal, namun bila air berlebihan atau
sebaliknya kekurangan akan berakibat buruk bagi pertumbuhan dan produktivitas
tanaman.
Menurut Hardjowigeno (1992), air terdapat dalam tanah karena ditahan
(diserap) oleh massa tanah, tertahan oleh lapisan kedap air, atau karena keadaan
drainase yang kurang baik. Air dapat meresap atau ditahan oleh tanah karena
adanya gaya-gaya adhesi, kohesi, dan gravitasi. Berdasarkan adanya gaya-gaya
tersebut maka air dalam tanah dapat dibedakan menjadi air higroskopik
(Hygroscopic water) dan air kapiler (capiler water).
1. Air higroskopik
Air higroskopik adalah air yang diserap tanah sangat kuat sehingga tidak
dapat digunakan tanaman, kondisi ini terjadi karena adanya gaya adhesi antara
tanah dengan air. Air hidroskopik merupakan selimut air pada permukaan butirbutir tanah (Hardjowigeno, 1992).
2. Air kapiler
Air kapiler adalah air dalam tanah dimana daya kohesi (gaya tarik menarik
antara sesama butir-butir air) dan daya adhesi (antara air dan tanah) lebih kuat dari
gravitasi. Air ini dapat bergerak secara horisontal atau vertikal karena gaya-gaya
kapiler. Sebagian besar dari air kapiler merupakan air yang tersedia (dapat
diserap) bagi tanaman. Air gravitasi merupakan salah satu kondisi air tanah
Shoma Apriawan, 2011
Kadar Nitrogen dan Pertumbuhan ....
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
11
dimana air bebas mengalir ke bawah melalui partikel tanah karena adanya gaya
gravitasi (Hardjowigeno, 1992).
Sejumlah istilah digunakan oleh ahli tanah untuk menggambarkan jumlah
air yang tersedia bagi tanaman, antara lain kapasitas lapang (field capacity), titik
layu permanen (permanent wilting point) dan air tersedia (available water).
Kapasitas lapang merupakan air yang dapat diikat oleh tanah kering atau jumlah
total air yang dapat dipertahankan oleh tanah, yang dapat melawan gaya gravitasi.
Titik layu permanen merupakan kondisi tanah yang kadar airnya tidak lagi dapat
diserap tanaman, sehingga tanaman menjadi layu. Selisih antara kapasitas lapang
dengan titik layu permanen inilah yang disebut dengan air yang dapat
dimanfaatkan tanaman. Perbedaan kapasitas lapang, titik layu permanen, dan air
yang tersedia dapat disebabkan oleh perbedaan tekstur, kadar bahan organik dan
kematangannya. Pada tanah pasir nilai titik layu permanen maupun kapasitas
lapang berada pada nilai terendah. Nilai itu semakin meningkat dengan semakin
tingginya kadar debu, liat dan bahan organik tanah. Tanah lempung liat
merupakan tanah yang mempunyai nilai titik layu permanen dan kapasitas lapang
tertinggi, yang berarti nilai air tersedianya juga paling tinggi (Hardjowigeno,
1992).
Kapasitas lapang merupakan batas kadar air pada tanah dimana di dalam
tanah tidak terjadi lagi drainase internal. Penetapan kadar air pada kapasitas
lapang dilakukan umumnya di laboratorium pada tegangan air (nilai pF) 2,54
(Kurnia, et al., 2004).
Shoma Apriawan, 2011
Kadar Nitrogen dan Pertumbuhan ....
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
12
Kapasitas lapang adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan
kandungan air maksimum yang dapat dikandung oleh tanah setelah drainase bebas
terjadi. Nilai kapasitas lapang tidak tertaut pada tegangan air tanah tertentu, tetapi
terkait dengan kondisi masing-masing tanah. Dalam prakteknya, kapasitas lapang
biasanya ditetapkan sebagai kadar air tanah setelah drainase bebas selama satu
atau dua hari dari keadaan jenuh (Supriyanto, 1996).
Setelah penjenuhan pada tanah pasiran, pori-pori ukuran besar akan segera
kosong dan aliran drainase menurun sangat cepat, memberikan tanda perubahan
yang sangat jelas. Melebihi batas ini potensial air tanah menurun sangat tajam.
Tetapi pada tanah lempungan, terjadi perubahan yang lambat dan drainase
menurun bertahap tanpa penghentian yang jelas. Pada tanah yang demikian tidak
ada perubahan yang jelas dalam kecepatan drainase yang dapat dihubungkan
dengan kadar air kapasitas lapang (Supriyanto, 1996).
Besarnya bobot jenis partikel tanah pertanian bervariasi diantara 2,2-2,8
mg/m3. Bobot jenis partikel tanah ini dipengaruhi oleh kandungan bahan organik
tanah dan kepadatan jenis partikel penyusun tanah. Kandungan bahan organik
yang tinggi menyebabkan tanah mempunyai bobot jenis partikel rendah rendah.
Tanah andosol misalnya mempunyai bobot jenis partikel 2,2-2,4 mg/m3 (Islami,
1995:11).
Islami (1995) menambahkan, besarnya bobot volume tanah-tanah pertanian
bervariasi dari 1,0 mg/m3 – 1,6 mg/m3. Besarnya bobot volume tanah dipengaruhi
oleh : tekstur tanah yang ditentukan oleh ukuran dan kepadatan jenis partikel,
kandungan bahan organik tanah dan struktur tanah (pori-pori tanah).
Shoma Apriawan, 2011
Kadar Nitrogen dan Pertumbuhan ....
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
13
C. Tinjauan Buncis (Phaseolus vulgaris L.)
Buncis merupakan anggota familia Leguminosae dan berasal dari Amerika.
Buah buncis ini penting sebagai makanan manusia sebab selain mengandung
karbohidrat dan lemak, tanaman ini juga banyak mengandung bahan protein,
terutama pada bijinya. Jika dikombinasikan dengan jenis makanan pokok yang
mengandung karbohidrat jenis pangan dari kacang-kacangan dapat dimanfaatkan
untuk mengatasi masalah kekurangan gizi di Indonesia (Prasetyo, 2010). Menurut
Backer dan Van den Brink (1965) serta Lawrence (1968), kedudukan tanaman
buncis dalam taksonomi tumbuhan adalah sebagai berikut :
Divisio
Sub divisio
Classis
Ordo
Sub ordo
Familia
Sub familia
Genus
Species
:
:
:
:
:
:
:
:
:
Spermatophyta
Angiospremae
Dicotyledonae
Rosales
Rosinae
Leguminosae
Papillonaceae
Phaseolus
Phaseolus vulgaris L.
Menurut Setianingsih dan Khaerodin (1993), buncis merupakan tanaman
tahunan merambat, batang agak berbulu. Batang bersegi atau hampir silindris.
Duduk daun berseling, pangkal daun tidak simetris, ujung daun simetris biasanya
berbentuk bulat telur. Perbungaan terletak di ketiak atau di ujung dengan beberapa
atau banyak bunga berwarna putih, merah muda, atau ungu. Polong dengan
panjang hingga 20 cm, lurus atau pada umumnya agak melengkung, berdaging
ketika muda, berwarna hijau atau kuning, kadang-kadang berbintik atau bergaris
ungu atau kemerahan hingga keunguan. Bentuk, ukuran dan warna biji sangat
beragam. Biji berbentuk membulat telur, agak bulat atau mengginjal, berwarna
Shoma Apriawan, 2011
Kadar Nitrogen dan Pertumbuhan ....
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
14
hitam, coklat, kuning, merah atau putih. Morfologi tanaman buncis tanaman
buncis dapat dilihat pada Gambar 2.2 berikut :
Gambar 2.2 Morfologi Tanaman Buncis
Sumber : http://www.khitha.com/wp-content/uploads/2010/08/buncis.jpg
Menurut Setianingsih dan Khaerodin (1993), buncis mempunyai dua tipe
pertumbuhan yaitu :
1.
Tipe membelit atau merambat
Tanaman tipe ini pertumbuhannya membelit atau merambat sehingga
memerlukan turus atau lancaran setinggi kurang lebih 2 meter.
2.
Tipe tegak
Tipe ini biasanya berbentuk semak dan tingginya hanya sekitar 30 cm, ruas
batangnya agak pendek, percabangannya rendah dan sedikit, sehingga jenis ini
tidak memerlukan turus. Dengan demikian jenis ini termasuk jenis yang
Shoma Apriawan, 2011
Kadar Nitrogen dan Pertumbuhan ....
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
15
disarankan untuk ditanam, karena tidak digunakannya turus dapat memperkecil
biaya produksi.
Menurut Setianingsih dan Khaerodin (1993), dari kedua tipe pertumbuhan
tersebut terdapat bermacam-macam varietas yang dikenal, baik itu varietas lokal,
varietas unggul nasional, dan varietas introduksi yang berasal dari luar negeri.
Varietas-varietas yang sudah banyak ditanam petani dan populer antara lain
sebagai berikut :
1.
Buncis babud (lokal bandung)
Varietas ini mempunyai polong kurang lebih sebesar jari kelingking dengan
penampang melintang berbentuk bulat. Panjang polong 15 cm dengan ujung agak
melengkung dan berwarna hijau muda. Biji yang sudah tua berwarna putih.
2.
Buncis hawaian wonder
Varietas ini mempunyai polong yang lebih besar dan warna yang lebih
muda dari buncis babud. Penampang melintang polong agak pipih, lebar 2,5 cm
dan panjangnya 18 cm. Biji yang sudah tua berwarna cokelat keabu-abuan.
3.
Buncis kopak
Varietas ini mempunyai polong yang lebih pipih. Lebar polong 3,5 cm,
panjangnya 22 cm, dan bentuk sering bengkok. Biji yang sudah tua berwarna
putih bentuknya pipih dan lebih besar dari buncis babud.
4.
Buncis kansender
Tanaman agak pendek, polongnya lurus dengan panjang 12 cm, dan
berwarna hijau. Umurnya lebih genjah dari buncis babud. Biji yang sudah tua
biasanya berwarna cokelat muda.
Shoma Apriawan, 2011
Kadar Nitrogen dan Pertumbuhan ....
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
16
5.
Buncis hawkesburry wonder
Varietas ini mempunyai bentuk polong panjang, kurang lebih 12 cm.
bentuknya agak pipih dan berwarna hijau pucat. Warna bijinya merah ungu,
kemudian berubah menjadi cokelat kehitam-hitaman bila sudah tua. Ukuran
bijinya besar dibandingkan ukuran varietas lainnya.
Tanaman buncis dapat tumbuh baik bila ditanam pada ketinggian 1.000 1.500 m dpl. (dataran tinggi), 500 - 600 m dpl. (dataran sedang), 200 - 300 m dpl.
(dataran rendah). Tanaman buncis tipe tegak, di dataran rendah hasilnya
memuaskan dan 18 varietas dapat tumbuh subur seperti monel, filo dan strike,
sedangkan di dataran tinggi umumnya yang tumbuh adalah yang merambat
(Setianingsih dan Khaerodin, 1993).
Jenis tanah yang cocok untuk tanaman buncis adalah Andosol dan Regosol
karena mempunyai drainase yang baik. Tanah Andosol hanya terdapat di daerah
pegunungan yang mempunyai iklim sedang dengan curah hujan di atas 2.500
mm/tahun. Tanah Andosol mempunyai ciri berwarna hitam, bahan organiknya
tinggi, bertekstur lempung hingga debu, remah, gembur dan permeabilitasnya
sedang. Tanah Regosol biasanya berwarna kelabu, cokelat, dan kuning, bertekstur
pasir sampai berbutir tunggal dan permeabel. Tanah ini banyak terdapat di daerah
yang mempunyai iklim basah sampai kering dengan ketinggian yang bervariasi
(Setianingsih dan Khaerodin, 1993).
Sifat fisik dan kimia tanah juga perlu diperhatikan. Sifat-sifat yang baik
untuk buncis seperti tanahnya gembur, meremah, subur, dan mempunyai pH 5,5 6. Tanaman buncis yang ditanam di tanah liat atau tanah berat dan becek tidak
Shoma Apriawan, 2011
Kadar Nitrogen dan Pertumbuhan ....
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
17
akan tumbuh baik. Buncis yang ditanam dengan pH <5,5 akan terganggu
pertumbuhannya. Hal ini disebabkan pada pH rendah terjadi gangguan
penyerapan unsur hara. Beberapa unsur hara yang dapat menjadi racun bagi
tanaman antara lain aluminium, besi, dan mangan (Setianingsih dan Khaerodin,
1993).
Pertumbuhan buncis menunjukkan hasil yang kurang memuaskan jika
ditanam pada pH tanah yang tidak sesuai. Umumnya tanah di Indonesia bersifat
asam (pH <7) dan untuk menaikan pH tersebut diperlukan pengapuran. Dalam
pengapuran ini digunakan batu kapur kalsit, batu kapur gips, batu kapur dolomite,
atau batu kapur talk. Dosis yang diperlukan untuk menaikkan pH sebesar 0,1
sekitar 480 kg/ha. Pemberian kapur ini sebaiknya dilakukan dua sampai tiga
minggu sebelum penanaman (Setianingsih dan Khaerodin, 1993).
Menurut Setianingsih dan Khaerodin (1993), iklim terdiri dari beberapa
unsur yang dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman buncis. Unsur-unsur
tersebut seperti :
1. Curah hujan
Tanaman buncis tidak menghendaki curah hujan yang khusus, hanya pada
umumnya ditanam di daerah dengan curah hujan 1500 - 2500 mm/th. Air yang
dibutuhkan buncis hanya secukupnya, sehingga saat menanam yang paling baik
yaitu saat peralihan, pada akhir musim kemarau (menjelang musim hujan) atau
pada akhir musim hujan (menjelang musim kemarau). Pada saat peralihan ini
sangat cocok untuk fase awal pertumbuhan buncis, fase pengisisan dan pemasakan
polong. Pada fase ini dikhawatirkan akan terjadi serangan penyakit bercak bila
Shoma Apriawan, 2011
Kadar Nitrogen dan Pertumbuhan ....
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
18
curah hujannya terlalu tinggi. Curah hujan yang terlalu tinggi dapat diatasi dengan
membuat saluran-saluran drainase, sedangkan pada musim kemarau diperlukan
penyiraman sesering mungkin terutama pada fase awal perkecambahan, sehingga
buncis dapat ditanam sepanjang musim bila pemeliharannya baik dan benar.
2. Suhu
Suhu udara yang paling baik untuk pertumbuhan buncis adalah antara 20 25oC. pada suhu udara lebih rendah dari 20oC, tanaman tidak dapat melakukan
proses fotosintesis dengan baik. Akibatnya pertumbuhan tanaman menjadi
terhambat dan jumlah polong yang dihasilkan hanya sedikit. Sebaliknya pada
suhu udara lebih tinggi dari 25oC banyak polong-polong yang hampa, sebab
proses respirasi lebih besar dari proses fotosintesis akibatnya energi yang
dihasilkan lebih banyak untuk pernafasan daripada untuk pengisian polong.
Apabila suhu ekstrim terjadi misalnya suhu rendah sekali, maka tanaman akan
mati. Perubahan tinggi rendahnya suhu dapat merusak klorofil, sehingga daun
seperti terbakar dan layu. Mengatasi suhu tinggi dapat dilakukan dengan
pemberian mulsa (jerami, daun pisang kering, atau plastik hitam) atau pohon
pelindung disekitar tanaman, sedangkan suhu rendah dapat dilakukan dengan
menanam di dalam rumah kaca.
3. Cahaya
Cahaya matahari diperlukan tanaman untuk proses fotosintesis. Oleh karena
itu perlu mengetahui banyaknya cahaya matahari yang dibutuhkan tanaman.
Umumnya tanaman buncis memerlukan cahaya matahari yang banyak atau sekitar
400-800 footcandles, sehingga tidak memerlukan naungan.
Shoma Apriawan, 2011
Kadar Nitrogen dan Pertumbuhan ....
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
19
4. Kelembaban udara
Kelembaban udara yang diperlukan tanaman buncis sekitar 50 - 60%
(sedang). Kelembaban dapat diukur yaitu bila antar tanaman kelihatan rimbun
sekali, maka kelembaban di dalamnya cukup tinggi, sehingga akan berpengaruh
terhadap serangan hama dan penyakit. Untuk mengurangi kelembaban udara yang
tinggi, maka kebersihan lahan perlu dijaga. Ranting-ranting yang telah kering
dibuang dan dibakar. Pemangkasan dilakukan sesering mungkin bila tanaman
sudah kelihatan lebat. Penyiangan dilakukan agar kelihatan terang, cahaya
matahari dapat leluasa masuk ke tanaman, dan lahan juga kelihatan bersih. Hal ini
akan memberikan pengaruh yang baik bagi tanaman, terutama terhindarnya
tanaman dari serangan hama dan penyakit.
Tanaman akan tumbuh dengan baik jika kebutuhan akan unsur hara
terpenuhi. Kecukupan kebutuhan unsur hara bagi tanaman, selain dengan
pemberian pupuk organik dan pupuk anorganik juga harus dihindarkan terjadinya
persaingan antar tanaman akan unsur hara tersebut. Pemupukan yang dilakukan
dengan secara merata sepanjang alur tanaman dengan jarak tanam yang lebih
sempit akan lebih efektif daripada jarak tanam yang lebar (Subhan, 1989).
Buncis merupakan salah satu tanaman yang mempunyai respon terhadap
pemupukan. Beberapa penulis menyebutkan bahwa unsur fosfor dan kalium
merupakan unsur hara yang penting untuk tanaman buncis. Unsur fosfor dengan
dosis yang tepat dapat merangsang pertumbuhan akar dan mempertinggi
perbungaan dan pembentukan polong. Buncis sensitif terhadap kekurangan kalium
terutama pada tanah-tanah yang kekurangan kalium. Penggunaan kalium secara
Shoma Apriawan, 2011
Kadar Nitrogen dan Pertumbuhan ....
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
20
sensitif pada tanah-tanah yang relatif kekurangan kalium dapat meningkatkan
hasil dan kualitas dari biji. Pada tanah-tanah yang kekurangan fosfat dan kalium,
pemupukan sebaiknya disertai dengan pengapuran. Nitrogen dalam bentuk urea
mudah dipakai oleh jasad renik dan tanaman, sehingga tanaman cepat
pertumbuhannya (Subhan, 1989).
Kebanyakan hama dan penyakit menjadi musuh petani karena dapat
menggagalkan panen. Perlu dilakukan pengendalian untuk mencegah serangan
yang lebih luas (Setianingsih dan Khaerodin, 1993).
D. Transportasi pada Tanaman
Penyerapan air dan mineral pada tanaman sangat memerlukan peranan
pembuluh angkut xilem. Proses penyerapan tersebut melibatkan beberapa cara,
diantaranya adalah difusi dan osmosis. Menurut Dahlia (2001:73), masuknya air
dari tanah ke sel-sel akar melibatkan pula masuknya mineral dan ion ke dalam
akar. Masuknya ion ke dalam sel diganti dengan keluarnya ion yang lain dari sel
akar. Peristiwa ini disebut pertukaran ion yang dipengaruhi oleh sifat antagonisme
ion. Antagonisme ion ini berarti bahwa pemasukan ion yang satu dapat
mempengaruhi atau bahkan menentang pemasukan ion jenis lain.
Ion-ion yang diserap langsung oleh sel-sel epidermis akan diangkut ke
pembuluh xilem secara simplastik, melintasi beberapa lapis sel korteks, sel
endodermis, dan sel-sel perisikel. Pengangkutan ini melintasi dinding sel, lamella
tengah, dan plasma membran atau pengangkutan berlangsung melalui
plasmodesmata. Dinding sel primer pada tanaman memiliki lubang-lubang
Shoma Apriawan, 2011
Kadar Nitrogen dan Pertumbuhan ....
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
21
diantara senyawa polisakarida penyusunnya yang ukuran lubang tersebut cukup
besar dilalui oleh berbagai senyawa terlarut. Peristiwa pada saat ion diangkut
melalui dinding sel epidermis ke endodermis, sebagian ion diserap oleh sel-sel
yang dilaluinya, masuk ke sitosol dan diangkut melalui pengangkutan simplas
(Lakitan, 2010 : 78-79).
Menurut Salisbury dan Ross (1995:154), air dengan bahan terlarutnya
masuk melalui epidermis, dan kemudian bergerak secara bebas melalui sel
korteks, baik melewati protoplas maupun melewati dinding sel. Air setelah
melewati sel-sel tersebut tidak dapat melewati pita kaspari yang berada di sel
endodermis. Air harus menembus sel endodermis, maka dari itu air masuk lamella
tengah dari plasmodesmata menuju protoplasma endodermis. Jalan masuknya air
dan unsur hara kedalam akar secara horizontal adalah melewati bulu akar, sel-sel
korteks, sel-sel endodermis, sel-sel perisikel, dan akhirnya air akan sampai di
pembuluh xilem (Dahlia, 2001:73). Air yang berada di pembuluh xilem akan
bergerak secara vertikal menuju daun.
Mekanisme ion menembus membran sel dari apoplas masuk ke simplas
adalah proses aktif yang memerlukan ATP dari hasil respirasi. Hal ini berakibat
konsentrasi ion dalam sel naik ke tingkat yang lebih tinggi daripada konsentrasi di
luar sel (Salisbury dan Ross, 1995:155). Sebagian ion-ion yang telah masuk
kedalam sitosol akan diangkut masuk ke dalam vakuola, dimana penting
peranannya dalam penurunan potensi osmotik akar, sehingga mempercepat
serapan air, meningkatkan tekanan turgor sel tersebut, dan akhirnya memacu
pertumbuhan akar menembus tanah (Lakitan, 2010:79). Lintasan apoplas terutama
Shoma Apriawan, 2011
Kadar Nitrogen dan Pertumbuhan ....
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
22
mengikutsertakan difusi dan aliran massa air dari sel ke sel melalui ruang diantara
polisakarida dinding sel (Salisbury dan Ross, 1995:154). Garam esensial dan non
esensial ikut dalam pergerakan ini. Pergerakan ion dari akar menuju xilem
memerlukan ATP sebagai energi metabolik.
Menurut Lakitan (2010:78) unsur hara dapat kontak dengan permukaan akar
melalui tiga cara yaitu secara difusi dalam larutan tanah, secara pasif terbawa oleh
aliran air tanah, dan karena akar tumbuh ke arah posisi hara tersebut dalam
matriks tanah. Unsur hara yang telah berada pada permukaan akar baru dapat
diserap oleh tanaman. Unsur hara yang diserap oleh tanaman biasanya ada dalam
bentuk ion-ion, sehingga terlarut dalam air dan memudahkan untuk penyerapan.
Lakitan (2010:80) menyebutkan terdapat empat prinsip penyerapan ion yaitu :
1. Jika sel tidak melangsungkan metabolisme atau mati, maka membrannya
akan lebih mudah dilalui oleh bahan-bahan yang terlarut.
2. Molekul air dan gas-gas terlarut didalamnya seperti N2, O2, dan CO2 dapat
melalui membran dengan mudah.
3. Bahan terlarut yang bersifat hidrofobik menembus membran dengan
kemudahan sebanding dengan tingkat kelarutannya dengan lemak.
4. Ion-ion atau molekul yang bersifat hidrofobik dengan tingkat kelarutan
dengan lemak yang sama akan menembus membran dengan tingkat
kemudahan yang berbanding terbalik dengan ukurannya (berat molekulnya).
Shoma Apriawan, 2011
Kadar Nitrogen dan Pertumbuhan ....
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
23
E. Pertumbuhan Tanaman
Pertumbuhan berarti pertambahan ukuran. Menurut Salisbury dan Ross
(1995:2) pertumbuhan bukan hanya dalam volume, tapi juga dalam bobot, jumlah
sel, dan banyaknya protoplasma. Pertumbuhan memiliki tahapan-tahapan dalam
proses tumbuhnya. Menurut Suwarno (2010), tahap-tahap pertumbuhan tanaman
yakni :
1.
Perkecambahan
Perkecambahan terjadi karena pertumbuhan radikula (calon akar) dan
pertumbuhan plumula (calon batang). Faktor yang mempengaruhi perkecambahan
adalah air, kelembaban, oksigen dan suhu. Perkecambahan biji ada dua macam
yaitu :
a.
Perkecambahan epigeal
Hipokotil memanjang sehingga plumula dan kotiledon ke permukaan tanah
dan kotiledon melakukan fotosintesis selama daun belum terbentuk. Contoh :
perkecambahan kacang hijau.
b.
Perkecambahan hypogeal
Epikotil memanjang sehingga plumula keluar menembus kulit biji dan
muncul di atas permukaan tanah sedangkan kotiledon tertinggal dalam tanah.
Contoh : perkecambahan kacang kapri.
2.
Pertumbuhan primer
Pertumbuhan primer merupakan pertumbuhan yang terjadi karena adanya
meristem primer. Pertumbuhan ini disebabkan oleh kegiatan titik tumbuh primer
Shoma Apriawan, 2011
Kadar Nitrogen dan Pertumbuhan ....
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
24
yang terdapat pada ujung akar dan ujung batang dimulai sejak tumbuhan masih
berupa embrio.
3.
Pertumbuhan sekunder
Pertumbuhan sekunder merupakan pertumbuhan yang terjadi karena adanya
meristem sekunder. Pertumbuhan ini disebabkan oleh kegiatan kambium yang
bersifat meristematik kembali. Ciri-ciri jaringan meristematik ini adalah
mempunyai dinding yang tipis, bervakuola kecil atau tidak bervakuola, sitoplasma
pekat, dan sel-selnya belum berspesialisasi. Ketika pertumbuhan berlangsung
secara aktif, sel-sel meristem membelah, dan membentuk sel-sel baru. Sel baru
yang terbentuk itu pada awalnya bentuknya sama tetapi setelah dewasa, sel-sel
tadi berdiferensiasi menjadi jaringan lain. Jaringan meristem ada dua jenis yaitu :
a.
Jaringan meristem apeks
b.
Jaringan meristem lateral
4.
Pertumbuhan terminal
Terjadi pada ujung akar dan ujung batang tumbuhan berbiji yang aktif
tumbuh. Terdapat tiga daerah (zona) pertumbuhan dan perkembangan, yaitu :
a.
Daerah pembelahan (daerah meristematik).
b.
Daerah pemanjangan
c.
Daerah diferensiasi
Suatu sifat fisiologi yang hanya khusus dimiliki oleh tanaman ialah
kemampuannya untuk menggunakan zat karbon dari udara untuk diubah menjadi
bahan organik serta diasimilasikan di dalam tubuh tanaman. Asimilasi disebut
juga fotosintesis yaitu suatu proses perubahan zat-zat anorganik H2O dan CO2
Shoma Apriawan, 2011
Kadar Nitrogen dan Pertumbuhan ....
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu
25
menjadi zat organik karbohidrat dengan bantuan sinar matahari (Dwidjoseputro,
1990:6). Menurut Campbell dan Mitchell (2003:198-199), kloroplas merupakan
tempat fotosintesis pada tumbuhan. Gula yang dibuat dalam kloroplas memasok
keseluruhan energi yang dibutuhkan oleh tanaman. Hasil fotosintesis berupa
karbohidrat diangkut ke luar daun dalam bentuk sukrosa. Sukrosa tersebut
menyediakan bahan mentah untuk respirasi seluler dan jalur anabolik lainnya
yang mensintesis protein, lipid, dan produk lain. Gula dalam bentuk glukosa
berikatan membentuk polisakarida dalam bentuk selulosa yang berfungsi sebagai
penyususn utama dinding sel khususnya pada tanaman yang sedang tumbuh dan
sedang menuju dewasa.
Shoma Apriawan, 2011
Kadar Nitrogen dan Pertumbuhan ....
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu