2012 ft-unsur hara.pdf
TRANSCRIPT
-
14/03/2012
1
KEBUTUHAN HARA BAGI
TUMBUHAN
Esensial: Makro dan mikronutrien
- Makronutrien (C, H, O, N, S, P, K, Ca, dan Mg) dan
mikronutrien (Cl, B, Mo, Fe, Mn, Zn, Ni dan Cu) diperlukan untuk tumbuh, berkembang, dan bereproduksi.- Defisiensi unsur hara esensial nutritional disorder(kahat)
Fungsional: diperlukan oleh tumbuhan tertentu dalam jumlah kecil (misal Na, Si, Co)- kalau tidak ada: tidak berpengaruh- kalau ada: memacu pertumbuhan
Pengertian unsur hara esensial
Suatu unsur termasuk sebagai hara esensial jika memenuhi syarat:
Terlibat langsung dalam fungsi metabolisme tanaman (involved in plant metabolic .
Tanaman tidak akan sempurna siklus hidupnya tanpa adanya unsur tersebut (plant cannot complete its lifecycle without it).
Tidak ada unsur lain yang dapat menggantikan secara sempurna seluruh fungsi metabolisme yang melibatkan unsur tersebut (no other element can substitute for all of its metabolic functions).
Unsur Hara Essensial
Anion Kation
Unsur Hara Makro
N
P
K
Ca
Mg
S
NO3-
H2PO4-
SO4-
NH4+
K2++
Ca2+
Mg2+
Unsur Hara Mikro
Fe
Mn
Bo
Mo
Co
Zn
Cl
Bo33-
MoO42-
Cl-
Fe3+
Mn2+
Co2+
Zn2+
Bentuk penyerapan unsur hara dari dalam tanah oleh tanaman
UNSUR HARA PENYUSUN TANAMANUNSUR HARA PENYUSUN TANAMAN
90% Air
10% Bhn Kering
O 44%
N 0,2-2%
H 7%
C 47%
CO2O2
H2O
NH4+NO3
-
H2PO4-
SO4-
HPO4-
Ca2+
K+2+
Mg2+
Fe3+
Mn2+
Bo33-
MoO42-
Co2+
H2O
O2
Cl- Zn2+
Fungsi biokimia dan fisiologi
1. Untuk membentuk senyawa organik : N, S
2. Untuk reaksi transfer energi dan memelihara
integritas struktur : P, B, Si.
3. Unsur dalam bentuk ion atau terikat substansi lain
berperan sebagai kofaktor enzim dan regulasi
potensial osmotik: K, Na, Mg, Ca, Mn, Cl.
4. Unsur yang berperan dalam reaksi transfer
elektron: Fe, Cu, Zn, Mo, Ni.
-
14/03/2012
2
Unsur hara Peran
Makronutrien
C, H.O Komponen molekul organik
N Komponen asam amino, protein, nukleotida, klorofil, Ko enzim, enzim.
K Pembukaan stomata
Ca Komponen dinding sel
Mg Komponen molekul klorofil, aktivasi beberapa enzim
P Komponen ADP-ATP, asam amino dan fosfolipid
S Komponen asam amino, dan protein
Mikronutrien
Cl Osmosis dan keseimbangan ion
Fe Sintesis klorofil, sitokrom dan nitrogenase
Mn Aktivitas enzim
Zn Aktivitas enzim dan pembentukan klorofil
B Transpor klorofil
Cu Komponen enzim tertentu
Mo Fiksasi nitrogen, nitrat reduksi
The beneficial effect of adding mineral
elements to soils to improve plant growth
Mineral elements nitrogen, sulfur,
phosphorus, potassium, calcium, magnesium,
silicon, sodium, and iron are essential for plant
growth
Special Techniques Are Used in Nutritional Studies
Taiz & Zeiger,2003
Special Techniques Are Used in Nutritional Studies
Taiz & Zeiger,2003
Special Techniques Are Used in Nutritional Studies
Taiz & Zeiger,2003
Sumber Unsur Hara
Udara C dlm btk gas CO2O dlm btk gas O2H dlm btk gas H2O
Air O dlm btk gas O2H dlm btk gas H2O
Tanah
a. Unsur hara primer N, P, K
b. Unsur hara sekunder Ca, Mg, S
c. Unsur hara mikro Cl, B, Cu, Mn, Fe, Zn, Mo
Unsur haraMakro
-
14/03/2012
3
Nutrient uptake rates
Reach plateau with increasing nutrient
concentration
Sifat unsur hara
Mobile (mudah berpindah tempat): N, K,
Mg, P, Cl, Na, Zn, Mo. Gejala defisiensi pada
organ/jaringan tua
Immobile (sulit berpindah tempat): Ca, S, Fe,
B, Cu. Gejala defisiensi pada organ/jaringan
muda.
Taiz & Zeiger, 2003
Nutrient Deficiency and Toxicity
Apakah penuaan daun termasuk kahat?
Mineral deficiencies produce
visible symptoms
Stunted growth
Chlorosis, decreased chlorophyll synthesis or increased chlorophyll degradation, is observed with magnesium, nitrogen, and iron deficiencies. Magnesium is the central atom for the electron cloud of chlorophyll from which electrons flow through the light reactions. Necrosis, dead spots or zones, is observed when magnesium, potassium or manganese deficiencies are present. Color changes such as excessive anthocyanin production is observed in stems with phosphorus deficiency. They generally pick up an intense purple color sometimes extending onto the leaves.
-
14/03/2012
4
Gejala Kahat
Fungsi unsur
Sifat unsur (mobile atau immobile)
Untuk mengetahui kebutuhan unsur pada tubuh
tumbuhan
Dimana letak gejala kahat akan muncul?
Mekanisme Penyerapan Unsur HaraPasif- Tidak memerlukan energi- Terjadi apabila konsentrasi di luar > di dalama. Difusi bebas penyerapan berakhir jika terjadi keseimbangan b. Pertukaran ion c. Arus massa ion terserap ke dalam sel oleh akar mengikutiarus air
d. keseimbangan Donnan
Aktif- Memerlukan energi dari proses respirasi- Konsentrasi diluar < di dalam sel; transpor melawan gradienkonsentrasi
- Unsur hara yang tersedia yang dapat diserap oleh tumbuhan:a. larut dalam airb. dapat dipertukarkan
- Ketersediaan unsur hara dalam tanah ditentukan oleh kadar air.- Adanya mekanisme selektifitas dalam penyerapan ion
Penyerapan unsur hara
Unsur hara yang dapat diserap oleh tumbuhan
adalah unsur hara yang terlarut maupun yang
dapat ditukar.
Air dalam tanah melarutkan molekul organik
dan anorganik yang juga penting bagi
organisme hidup.
Sel yang aktif untuk menyerap unsur hara
adalah sel-sel meristematis yang terletak di
ujung akar
Ion uptake is characterized by:
1. Selectivity. Certain mineral elements are taken up
preferentially, while others are discriminated
against or almost excluded.
2. Accumulation. The concentration of mineral
elements can be much higher in the plant cell sap
than in the external solution.
3. Genotype. There are distinct differences among
plant species in ion uptake characteristics.
Transpor Unsur Hara
Unsur hara harus dalam keadaan terlarut
dalam air
Transpor unsur hara mirip dengan transpor air
Osmosis (Greek, osmos to push)
Movement of water down its concentration gradient
Hydrostatic pressure
Movement of water causes fluid mechanical pressure
Pressure gradient across a semi-permeable membrane
Osmotic Properties of Cells
-
14/03/2012
5
Hydrostatic pressure Donnan Equilibrium
Semi-permeable membrane
Deionized waterAdd Ions
Balanced charges among both sides
Add anion
More Cl- leaves I to balance charges
Donnan Equilibrium
Diffusion
Donnan equilibrium
[K+]i
K+
A- Na+Ca2+ Na+Na+K+
K+Cl-
A- A- A-
[K+]ii
[Cl-]ii
[Cl-]i=
Bagaimana sel tumbuhan tingkat
tinggi mengatur penyerapan ion?
FaktorFaktor--faktorfaktor yang yang mempengaruhimempengaruhi
penyerapanpenyerapan harahara
Temperatur
Cahaya
Aerasi tanah
pH
Kadar air dalam substrat
Interaksi antar ion-kompetisi
Konsentrasi internal dan status nutrisi
Pertumbuhan
-
14/03/2012
6
Ada hubungan antara struktur padat dengan
kerapatan isi
Bila kerapatan isi tinggi :
Ruang pori sedikit
Akar sukar tumbuh
Difusi O2 rendah
Aerasi Lepasnya unsur hara dari tumbuhan
1. Pelindihan berdifusi keluar sel epidermis
2. Kebocoran membran, terutama pada sel-sel akar
karena adanya mikrobia di sekitar perakaran.
3. Sekresi
4. Translokasi terutama yang terjadi ke arah tubuh
tumbuhan parasit