TUGAS FISIOLOGI TUMBUHAN

PENGANGKUTAN / PENYERAPAN UNSUR HARA, METABOLISME KALIUM

DAN FUNGSI KALIUM PADA TANAMAN

Oleh :TULUS ANGKUMIHARJA

05121007082

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGIFAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

INDRALAYA2013

A. PENYERAPAN UNSUR HARA

Unsur hara dapat tersedia disekitar akar melalui 3 mekanisme

penyediaan unsur hara, yaitu: (1) aliran massa, (2) difusi, dan (3)

intersepsi akar. Hara yang telah berada disekitar permukaan akar

tersebut dapat diserap tanaman melalui dua proses, yaitu:

(1) Proses Aktif, yaitu: proses penyerapan unsur hara dengan energi aktif

atau proses penyerapan hara yang memerlukan adanya energi metabolik,

dan

(2) Proses Selektif, yaitu: proses penyerapan unsur hara yang terjadi

secara selektif.

Proses penyerapan unsur hara dengan energi aktif dapat

berlangsung apabila tersedia energi metabolik. Energi metabolik tersebut

dihasilkan dari proses pernapasan akar tanaman. Selama proses

pernapasan akar tanaman berlangsung akan dihasilkan energi metabolik

dan energi ini mendorong berlangsungnya penyerapan unsur hara secara

proses aktif. Apabila proses pernapasan akar tanaman berkurang akan

menurunkan pula proses penyerapan unsur hara melalui proses aktif.

Bagian akar tanaman yang paling aktif adalah bagian dekat ujung akar

yang baru terbentuk dan rambut-rambut akar. Bagian akar ini merupakan

bagian yang melakukan kegiatan respirasi (pernapasan) terbesar.

Bagian terluar dari sel akar tanaman terdiri dari: (1) dinding sel, (2)

membran sel, (3) protoplasma. Dinding sel merupakan bagian sel yang

tidak aktif. Bagian ini bersinggungan langsung dengan tanah. Sedangkan

bagian dalam terdiri dari protoplasma yang bersifat aktif. Bagian ini

dikelilingi oleh membran. Membran ini berkemampuan untuk melakukan

seleksi unsur hara yang akan melaluinya. Proses penyerapan unsur hara

yang melalui mekanisme seleksi yang terjadi pada membran disebut

sebagai proses selektif. Proses selektif terhadap penyerapan unsur hara

yang terjadi pada membran diperkirakan berlangsung melalui suatu

carrier (pembawa). Carrier (pembawa) ini bersenyawa dengan ion (unsur)

terpilih. Selanjutnya, ion (unsur) terpilih tersebut dibawa masuk ke dalam

protoplasma dengan menembus membran sel. Mekanisme penyerapan ini

berlangsung sebagai berikut:

1. Saat akar tanaman menyerap unsur hara dalam bentuk kation (K+,

Ca2+, Mg2+, dan NH4+) maka dari akar akan dikeluarkan kation H+

dalam jumlah yang setara.

2. Saat akar tanaman menyerap unsur hara dalam bentuk anion (NO3-,

H2PO4-, SO4-) maka dari akar akan dikeluarkan HCO3- dengan jumlah

yang setara.

Mekanisme Penyerapan Unsur Hara

Penyediaan unsur hara untuk tanaman terdiri dari tiga kategori,

yaitu: (1) tersedia dari udara, (2) tersedia dari air yang diserap akar

tanaman, dan (3) tersedia dari tanah. Beberapa unsur hara yang tersedia

dalam jumlah cukup dari udara adalah: (a) Karbon (C), dan (b) Oksigen

(O), yaitu dalam bentuk karbon dioksida (CO2). Unsur hara yang tersedia

dari air (H2O) yang diserap adalah: hidrogen (H), karena oksigen dari

molekul air mengalami proses oksidasi dan dibebaskan ke udara oleh

tanaman dalam bentuk molekul oksigen (O2). Sedangkan untuk unsur

hara essensial lain yang diperlukan tanaman tersedia dari dalam tanah.

Mekanisme penyediaan unsur hara dalam tanah melalui tiga mekanisme,

yaitu:

1.  Aliran Massa

Mekanisme aliran massa adalah suatu mekanisme gerakan unsur

hara di dalam tanah menuju ke permukaan akar bersama-sama dengan

gerakan massa air. Selama masa hidup tanaman mengalami peristiwa

penguapan air yang dikenal dengan peristiwa transpirasi. Selama proses

transpirasi tanaman berlangsung, terjadi juga proses penyerapan air oleh

akar tanaman. Pergerakan massa air ke akar tanaman akibat langsung

dari serapan massa air oleh akar tanaman terikut juga terbawa unsur hara

yang terkandung dalam air tersebut. Peristiwa tersedianya unsur hara

yang terkandung dalam air ikut bersama gerakan massa air ke

permukaan akar tanaman dikenal dengan Mekanisme Aliran Massa. Unsur

hara yang ketersediaannya bagi tanaman melalui mekanisme ini meliputi:

nitrogen (98,8%), kalsium (71,4%), belerang (95,0%), dan Mo (95,2%).

2.  Difusi

Ketersediaan unsur hara ke permukaan akar tanaman, dapat juga

terjadi karena melalui mekanisme perbedaan konsentrasi. Konsentrasi

unsur hara pada permukaan akar tanaman lebih rendah dibandingkan

dengan konsentrasi hara dalam larutan tanah dan konsentrasi unsur hara

pada permukaan koloid liat serta pada permukaan koloid organik. Kondisi

ini terjadi karena sebagian besar unsur hara tersebut telah diserap oleh

akar tanaman. Tingginya konsentrasi unsur hara pada ketiga posisi

tersebut menyebabkan terjadinya peristiwa difusi dari unsur hara

berkonsentrasi tinggi ke posisi permukaan akar tanaman. Peristiwa

pergerakan unsur hara yang terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi

unsur hara tersebut dikenal dengan mekanisme penyediaan hara secara

difusi. Perbedaan konsenterasi tersebut terdiri dari aktif dan pasif.

Beberapa unsur hara yang tersedia melalui mekanisme difusi ini, adalah:

fosfor (90,9%) dan kalium (77,7%).

3.  Intersepsi akar

Mekanisme intersepsi akar sangat berbeda dengan kedua

mekanisme sebelumnya. Kedua mekanisme sebelumnya menjelaskan

pergerakan unsur hara menuju ke akar tanaman, sedangkan mekanisme

ketiga ini menjelaskan gerakan akar tanaman yang memperpendek jarak

dengan keberadaan unsur hara. Peristiwa ini terjadi karena akar tanaman

tumbuh dan memanjang, sehingga memperluas jangkauan akar tersebut.

Perpanjangan akar tersebut menjadikan permukaan akar lebih mendekati

posisi dimana unsur hara berada, baik unsur hara yang berada dalam

larutan tanah, permukaan koloid liat dan permukaan koloid organik.

Mekanisme ketersediaan unsur hara tersebut dikenal sebagai mekanisme

intersepsi akar. Unsur hara yang ketersediaannya sebagian besar melalui

mekanisme ini adalah: kalsium (28,6%)

Prinsip Serapan Hara

Strategi pertanian organik yaitu memindahkan hara secepatnya dari sisa tanaman,

kompos dan pupuk kandang menjadi biomassa tanah yang selanjutnya setelah mengalami

proses mineralisasi akan menjadi hara dalam larutan tanah. Sedangkan kegunaan pertanian

organik adalah meniadakan atau membatasi kemungkinan dampak negatif yang ditimbulkan

oleh budidaya kimiawi. Akhir-akhir ini pemerintah telah mensosialisasikan pertanian organik

dan mencanangkan 25 tahun ke depan bahwa sistem pertanian di Indonesia 50% harus sudah

melaksanakan sistem pertanian organik (wawancara Mentan di TV). Beberapa alas an

mengapa harus menerapkan pertanian organik, karena:

1. Ketahanan pangan mulai menghadapi banyak persoalan.

2. Persoalan lingkungan sudah mulai muncul.

Sejak beberapa tahun telah terjadi kenaikan produksi yang menurun yang berarti

terjadi kejenuhan produktivitas (levelling off). Hal tersebut merupakan suatu petunjuk bahwa

efisiensi pemupukan telah menurun, salah satu sebabnya adalah kurangnya perawatan dan

pelestarian sumber daya tanah sehingga kesuburannya merosot baik dari segi kimia, fisika

maupun biologi tanah. Pendapat Harwood (1991) yang dikutip oleh Swift dan Woomer

(1993) bahwa Revolusi hijau telah menurunkan kualitas sumberdaya lahan akibat pemakaian

pupuk kimia dan pestisida yang berlebihan dan terus menerus. Mutu tanah pertanian

ditentukan antara lain oleh kandungan bahan organik tanh seperti yang dikategorikan oleh

(Karama, 2001) bahwa tanah dengan kategori buruk jika mengandung kurang dari 1% bahan

organik, kategori kurang mengandung 1-2% bahan organik, kategori sedang mengandung 2-

3% bahan organik dan kategori baik jika mengandung bahan organik 3-5%. Tanah pertanian

di Indonesia dari Barat sampai dengan Timur mempunyai kandungan bahan organik, pH,

KTK, ketersediaan hara N, P, K, Ca, Cu, Zn, S, Mo, dan Bo rendah sampai sangat rendah.

Hasil penelitian ± 65% luas sawah di Indonesia kandungan bahan organiknya kurang dari 1%

yang berarti masuk dalam kategori buruk.

Peran Bahan Organik Pada umumnya bahan organik mengandung unsur hara makro

N,P dan K rendah tetapi mengandung unsur hara mikro dalam jumlah cukup yang sangat

diperlukan bagi pertumbuhan tanaman. Keuntungan yang diperoleh jika memanfaatkan bahan

organik yaitu dapat memperbaiki kesuburan fisik, kimia dan biologi tanah. Bahan organik

mampu mengikat air, memperbanyak ruang udara, mengikat metal berat / racun,

meningkatkan aktivitas dan manfaat mikro serta makroorganisme, memperbesar Kapasitas

Tukar Kation dan meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk anorganik. Kebiasaan para

petani padi sawah dalam menangani jerami padi adalah dengan cara membakarnya, padahal

jerami padi mengandung unsur N,P,K,S,Si,Ca dan Mg. Di samping itu keuntungan

pemanfaatan jerami padi dalam budidaya padi organik adalah tersedia langsung di lahan

usaha tani. Hasil penelitian di Cicurug Sukabumi, bahwa pemberian jerami padi pada tanah

sawah selama 6 musim tanam sebanyak 5 ton / ha / musim dapat menghasilkan sekitar 7 ton

gabah kering giling / ha dan efisiensi pupuk N dan P meningkat. Banyak sekali bahan organik

di lahan sawah, seperti : Azolla, Crotalaria, Sesbania bahkan gulma pun dapat dijadikan

sumber pupuk organik. Dalam usaha melestarikan produktivitas tanah dengan

mengembalikan sisa panen dan menambah bahan organik tanah merupakan kebijakan dan

tindakan utama. Bahan organik merupakan sumber utama energi untuk mikroba, oleh karena

itu teknologi yang erat kaitannya dengan penggunaan bahan organik yaitu "Teknologi Pupuk

Mikroba" atau sering disebut sebagai pupuk hayati / biofertilizer. Peran Mikroba :

1. Pengomposan oleh bioaktivator Petani sering mengeluhkan hasil pertanian organik yang

produktivitasnya cenderung rendah dan lebih rentan terhadap serangan hama dan penyakit.

Masalah ini sebenarnya bisa diatasi dengan memanfaatkan bioteknologi berbasis mikroba

yang diambil dari sumber-sumber kekayaan hayati.

Tanah pertanian yang subur mengandung lebih dari 100 juta mikroba per gram tanah,

jadi produktivitas dan daya dukung tanah tergantung pada aktivitas mikroba tersebut. Tetapi

ada mikroba yang menguntungkan dan ada pula yang merugikan, oleh karena itu mikroba

yang diharapkan adalah yang menguntungkan, berarti mikroba yang digunakan harus

diidentifikasi sampai sejauh mana peranannya. Mikroba yang menguntungkan bagi pertanian

yaitu berperan dalam menghancurkan limbah organik, recycling hara tanaman, fiksasi

biologis Nitrogen, pelarutan Pospat, merangsang pertumbuhan , biokontrol pathogen dan

membantu penyerapan unsur hara. Salah satu masalah yang sering ditemui ketika

menerapkan pertanian organik adalah kandungan bahan organik dan status hara yang rendah.

Cara mengatasinya yaitu dengan memberikan pupuk hijau atau pupuk kandang. Limbah

organik tersebut harus dikomposkan dulu agar menjadi unsur hara yang dapat diserap oleh

tanaman, sedangkan pengomposan alami memakan waktu yang lama antara 3 sampai 5 bulan

tergantung bahannya. Proses pengomposan dapat dipercepat dengan menggunakan mikroba

penghancur (dekomposer) yang berkemampuan tinggi. Penggunaan mikroba dapat

mempersingkat proses pengomposan dari beberapa bulan menjadi beberapa minggu. Mikroba

tersebut akan tetap hidup dan aktif di dalam kompos. Ketika kompos tersebut diberikan ke

tanah, mikroba tersebut akan berperan untuk mengendalikan organisme patogen penyebab

penyakit tanaman.

2. Pupuk Mikroba / Pupuk Hayati. Pelaksanaan pertanian organik sangat membatasi bahkan

menghindari pemakaian pupuk kimia. Untuk memenuhi kebutuhan hara tanaman, jangan

mengandalkan kompos sebagai sumber utama nutrisi / unsur hara tanaman, karena kandungan

hara kompos rendah. Kompos matang kandungan haranya ± 1,7% N; ± 0,4% P2O5 dan ±

2,2% K dengan kata lain untuk memupuk padi yang kebutuhan haranya 200kg urea / ha, 75kg

SP-36 / ha dan 37,5kg Kcl / ha dibutuhkan 22 ton kompos / ha. Jumlah kompos yang

demikian besar ini memerlukan banyak tenaga kerja dan berimplikasi pada naiknya biaya

produksi. Untuk mengatasi masalah tersebut, dapat menggunakan mikroba-mikroba yang

menguntungkan yang dapat berperan dalam penyediaan dan penyerapan hara bagi tanaman.

Unsur hara N, P dan K adalah unsur yang penting bagi tanaman, semuanya melibatkan

aktivitas mikroba. Hara N tersedia banyak di udara, hampir 74% kandungan udara adalah N,

tetapi agar tersedia bagi tanaman maka N harus ditambat oleh mikroba-mikroba penambat N

seperti: Rhizobium, Azospirillum, Azotobacter dll. Hasil penelitian di Filipina, bahwa

tanaman jagung yang diinokulasi Azospirillum hasilnya meningkat sampai 48% dan

kebutuhan pupuk N berkurang 66%. Begitu juga penelitian yang dilakukan, memperlihatkan

bahwa hasil kentang meningkat ± 20% jika diinokulasi Azospirillum bersama-sama

pemberian pupuk organik yang difermentasi M-BIO. Mikroba lain yang berperan dalam

penyediaan hara adalah mikroba pelarut Pospat dan Kalium. Tanah pertanian di Indonesia

umumnya mengandung P cukup tinggi (jenuh), namun P ini tidak tersedia bagi tanaman

karena terikat mineral liat tanah. Bila memberikan mikroba pelarut P ke dalam tanah, maka

mikroba tersebut akan melepaskan ikatan P dari mineral liat sehingga hara P menjadi tersedia

bagi tanaman. Mikroba ini seperti: Pseudomonas, Bacillus, Aspergillus dll. Mikroba yang

berkemampuan tinggi melarutkan P, umumnya juga berkemampuan tinggi dalam melarutkan

K. Hasil penelitian pemberian inokulasi mikroba pelarut P pada padi sawah ternyata dapat

menekan kebutuhan NPK sampai 75% dari dosis anjuran.

Disamping itu, beberapa mikroba mampu menghasilkan hormon. Seperti Azotobacter

dan Azospirillum mampu mensintesis substansi yang secara biologis aktif dapat

meningkatkan perkecambahan biji, tegakan dan pertumbuhan tanaman seperti vitamin B,

asam indol asetat, gibberelin dan sitokinin. Hormon yang dihasilkan oleh mikroba akan

diserap oleh tanaman sehingga tanaman akan tumbuh lebih cepat atau lebih besar. Hama dan

penyakit merupakan salah satu kendala dalam budidaya pertanian organik. Di alam terdapat

mikroba yang dapat mengendalikan organisme patogen. Organisme patogen akan merugikan

ketika terjadi ketidakseimbangan populasi antara organisme patogen dengan mikroba

pengendalinya. Tugas kita harus menyeimbangkan populasi kedua jenis organisme itu, hama

dan penyakit tanaman dapat dihindari. Mikroba yang dapat mengendalikan patogen antara

lain: Bacillus thuringiensis, Bauveria bassiana dll. Aplikasi pupuk hayati / mikroba pada

pertanian organik khususnya pada tanaman padi dapat menyuplai kebutuhan hara tanaman

yang selama ini dipenuhi dari pupuk kimia. Adanya bioteknologi berbasis mikroba, para

petani organik (padi) tidak perlu hawatir dengan masalah ketersediaan bahan organik, unsur

hara, dan serangan hama serta penyakit tanaman.

Cara Masuknya Hara Ke Dalam Tanaman

Kedalaman tanah efektif yang dangkal,merupakan karakter inheren tanah Entisol dari

subgroup Lithic. Risiko utama pada tanah-tanah yang bersolum tipis adalah keterbatasan

kemampuan tanah untuk menyimpan air dan unsur hara, termasuk N dan P . Keterbatasan ini

juga biasanya akan menyebabkan sistem pemupukan yang dilakukan menjadi tidak efektif.

Hal ini akan berimplikasi Terhadap pertumbuhan bibit tanaman,pertumbuhan tanaman

dewasa, dan pada tanaman menghasilkan yang dikembangkan pada areal peertanaman kelapa

sawit yang ada. Banyak metode dapat digunakan untuk menulusuri pergerakan hara dan

proses metabolismenya oleh tanaman , antara lain: melalui analisis jaringan tanaman atau

dengan melihat besarnya laju pertumbuhan dan jumlah produksi yang dihasilkan, dan

dihubungkan dengan jumlah pupuk yang diberikan . Namun cara ini memerlukan waktu yang

relatif lama dan tingkat akurasi datnya relatif rendah. Karena itu diperlukan teknologi lain

sebagai acuan untuk me-nelusuri pergerakan hara dan distribusinya di dalam tanaman. Peng-

gunaan teknik nuklir (melalui isotop) untuk menditeksi dan menulusuri pergerakan hara dari

tanah masuk ke dalam tanaman . Teknik ini telah banyak dilakukan tetapi masih terbatas pada

tanaman –tanaman semusim, dan tidak memperhitungkan pengaruh pembatas airtanah yang

juga menentukan ketersediaan dan pergerakan hara. Penelitian tahap ketiga ini bertujuan

untuk mengevaluasi efektivitas pemupukan pada tanaman sawit yang telah

menghasilkandengan iplikasi teknik nuklir, baik pada tanah dangkal maupun pada tanah

dalam dengan tingkat ketersediaan air tanah yang berbeda. Selanjutnya ,menditeksi secara

dini mobilitas N dan P yang diserap oleh tanaman kelapa sawit menghasilkan pada tingkat

ketersediaan air tanah yang bebeda Penelitian dilaksanakan pada pertanaman kelapa sawit

yang telah menghasilkan dari dua regim tanah yang kontras dengan blok pertanaman yang

berbeda. Kekontrasannya dinilai berdasarkan tanah yang solumnya dangkal dan dalam.

Penelitian dilakukan dengan menggnakan rancangan petak terpisah, perlakuan air (-05

sampai –10 kPa atau regim basah, dan –20 samapi –200 kPa atau regim kering), ditempatkan

sebagai petak utama dan dosis pupuk (tanpa N dan P; N 1.000 g pohon-1 dan P 500 g pohon-

1; dan N 2.000 g pohon-1 dan P 1.000 g pohon-1) ditempatkan sebagai anak petak.

Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah tanaman kelapa sawit telah m,enghasilkan

™, berumur 8 tahun pada masing-masing blok areal pertanaman yang berbeda regim

tanahnya (dangkal dan dalam), dan diseleksi berdasarkan kondisi pertumbuhannya yang

seragam. Urea, SP36, KCl, isotop 15N dan 32P, pestisida, aqudest dan air, selang air, box

sampel bagian tanaman dan gabus.

Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah satu set alat aplikasi dan pengamanan

isotop serta analisisnya, drum air, pompa air, ember,timbangan analitik, meteran, gelas ukur,

ring sampel, sinterfunnel, permeameter constant head, pH meter digital ,alat pengukur

fotosintesis Portable Photosynthesis System CID Licor Tipe CI-301PS, alat pengukur

potensial matriks tanah (pengukur konduktifitas hidrolik berupa sinter-funnel, permeameter

constant head), seperangkat alat analisis potensial air daun tanaman, parang ,cangkul, kereta

dorong dan skop. Berdasarkan hasil penelitian di pertanaman kelapa sawit menghasilkan,

secara umum diperoleh hasil bahwa perbedaan jumlah ketersediaan , berpengaruh terhadap

kemampuan tanaman untuk menyerap hara dari dalam tanah,jumlah air yang cukup (-5 kPa

sampai-10 kPa) mengakibatkan tanaman dapat menyerap N dan P lebih baik dibading dengan

jumlah air –20 kPa sampai-200 kPa. Rata-rata jumlah serapan hara total (dari pupuk dan dari

tanah) lebih tinggi pada dosis N 2.000 g dan P 1.000 g,jumlah serapan ini dideteksi dengan

baik melalui 15N dan32P, sehingga meningkatkanaspek fisiologi tanaman kelapa sawit,

menghasilkan, peningkatan ini terlihat pada penurunan konduktan stomata, penurunan laju

transpirasi,peningkatan potensial air daun, meningkatkan laju fotosintesis, dan meningkatnya

pertumbuhan tanaman kelapa sawit yang telah menghasilkan. Terjadi interaksi antara

ketersediaan air dengan jumlah pupuk yang dapat diserap oleh tanaman kelapa sawit

menghasilkan, meskipun hubungan dengan efesiensi penggunaan air tidak berkolrelasi

positif., semakin tinggi jumlah air tersedia (-5 kPa sampai –10 kPa), maka jumlah serapan N

dan P total (dari pupuk dan dari tanah) semakin lebih banyak (34,55% N dan 21.17% P pada

tanah dangkal, dan 44,80% N dan 25.77% P pada taah dalam). Demikian juga terhadap

aktifitas fisiologi tanaman, semakin tinggi tingkat ketersediaan air tanah dan dosis pupuk N

dan P yang diberikan, maka proses fisiologi yang diekpresikan terhadap laju fotosintesis

tanaman semakin tinngi. Proses ini juga jelas ditunjukkan dengan aspek pertumbuhan

tanaman yang terjadi

B. METABOLISME KALIUM ( K ) PADA TANAMAN

Elektrolit tanaman adalah senyawa di dalam Tanaman yang berdisosiasi menjadi

partikel yang bermuatan (ion) positif atau negatif. Sebagian besar proses metabolisme K pada

tanaman memerlukan dan dipengaruhi oleh elektrolit. Konsentrasi elektrolit yang tidak

normal dapat menyebabkan banyak gangguan pada proses penyerapan hara dan pertumbuhan

tanaman. Pemeliharaan tekanan osmotik dan distribusi beberapa kompartemen Tanaman

adalah fungsi utama empat elektrolit mayor, yaitu natrium (Na+), kalium (K+), klorida (Cl-),

dan bikarbonat (HCO3-). Pemeriksaan keempat elektrolit mayor tersebut dalam klinis dikenal

sebagai “profil elektrolit”. Kalium adalah kation terbanyak dalam cairan ekstrasel tanaman,

kalium kation terbanyak dalam cairan intrasel tumbuhan dan klorida merupakan anion

terbanyak dalam cairan ekstrasel. Jumlah natrium, kalium dan klorida dalam tubuh tanaman

merupakan cermin keseimbangan antara yang masuk terutama dari serapan hara dan keluar

melelui transpirasi tanaman.

Gangguan keseimbangan natrium, kalium dan klorida berupa hipo- dan hiper-. Hipo

terjadi bila konsentrasi elektrolit tanaman tersebut dalam sel tanaman turun lebih dari

beberapa miliekuivalen dibawah nilai normal dan hiper- bila konsentrasinya meningkat diatas

normal. Pemeriksaan laboratorium untuk menentukan kadar natrium, kalium dan klorida

adalah dengan metode elektroda ion selektif, spektrofotometer emisi nyala, spektrofotometer

atom serapan, spektrofotometri berdasarkan aktivasi enzim, pemeriksaan kadar klorida

dengan metode titrasi merkurimeter, dan pemeriksaan kadar klorida dengan metode titrasi

kolorimetrik-amperometrik.

Sekitar 98% jumlah kalium dalam tanaman berada di dalam cairan sitosol.

Konsentrasi kalium intrasel sekitar 145 mEq/L dan konsentrasi kalium ekstrasel 4-5 mEq/L

(sekitar 2%). Jumlah konsentrasi kalium pada tanaman dewasa berkisar 50-60 per kilogram

berat tanaman (3000-4000 mEq). Jumlah kalium ini dipengaruhi oleh umur tanaman. Jumlah

kalium pada wanita tanaman dewasa lebih kecil dibanding pada tanaman muda dan jumlah

kalium pada benih lebih kecil 20% dibandingkan pada bibit. Perbedaan kadar kalium di

dalam plasma dan cairan sitosol dipengaruhi oleh keseimbangan Gibbs-Donnan, sedangkan

perbedaan kalium cairan intrasel dengan cairan interstisial adalah akibat adanya transpor aktif

(transpor aktif kalium ke dalam sel tanaman bertukar dengan natrium). Jumlah kalium dalam

tanaman merupakan cermin keseimbangan kalium yang masuk dan keluar. Pemasukan

kalium melalui serapan har tergantung dari jumlah dan nutrisi tanaman. Tanaman dewasa

pada keadaan normal memerlukan metabolisme kalsium 60-100 mEq kalium perhari (hampir

sama dengan metabolisme natrium). Kalium difiltrasi di sel tanaman, sebagian besar (70-

80%) direabsorpsi secara aktif maupun pasif oleh jaringan xylem dan direabsorpsi bersama

dengan natrium dan klorida. Kalium dikeluarkan dari tanaman melalui proses transpirasi

kalium.

C. FUNGSI KALIUM (K) PADA TANAMAN

Fungsi Kalium (K) Bagi Pertumbuhan tanaman

Kalium merupakan unsur ketiga yang penting setelah N dan P. Kalium berfungsi

antara lain untuk meningkatkan proses fotosintesis, mengefisienkan penggunaan air,

mempertahankan turgor, membentuk batang yang lebih kuat, sebagai aktivator bermacam

sistem enzim, memperkuat perakaran sehingga tanaman lebih tahan rebah dan meningkatkan

ketahanan tanaman terhadap penyakit. Meskipun pada kenyataannya total K yang diserap

oleh tanaman lebih besar daripada N maupun P, namun demikian perhatian mengenai kalium

sampai saat ini masih kurang dibandingkan kedua unsur tersebut.

Sebelum tahun 70-an pemupukan K tidak dimasukkan dalam paket program BIMAS

maupun INMAS. Penggunaan pupuk K baru dimulai dengan adanya program INSUS dan

SUPRA INSUS yang dimulai pada tahun 1977. Mengingat dinamika keseimbangan K dalam

tanah yang cepat dan sumbangan K dalam air irigasi yang cukup tinggi (sekitar 2,24 –2,59

me/100g) maka dosis pemupukan K mungkin akan berbeda untuk setiap lokasi. Hasil

penelitian di lahan sawah irigasi menunjukkan bahwa respon tanaman padi terhadap

pemupukan K bervariasi, walaupun demikian respon terhadap pemupukan K pada umumnya

hanya dijumpai pada tanah dengan kandungan K rendah (<0,1 me/100g).

Pada tanah berpasir dengan KTK rendah dan cadangan K rendah, tanah masam yang

telah terdegradasi lanjut, tanah sawah dengan jenis mineral liat 2:1 (montmorilonit), tanah

dengan rasio (Ca+Mg)/K dalam larutan tinggi, dan tanah sawah yang drainasenya buruk

sering kali kekurangan K.

Kekurangan kalium menyebabkan: (1) pinggir daun berwarna kuning kecoklatan

disertai bercak warna jingga terutama pada daun tua, tanaman tumbuh kerdil dan daun-daun

terkulai, (2) sering terjadi rebah karena N/K rasio tinggi, penuaan daun lebih cepat ( leaf

senescence), (3) kehampaan gabah tinggi dan pengisian gabah tidak sempurna (banyak butir

hijau), (4) pertumbuhan akar tidak sehat (banyak akar yang busuk karena kehilangan daya

oksidasi, sehingga serapan hara terganggu), dan (5) tanaman mudah terserang penyakit

seperti blas, busuk batang, dan bercak daun; terlebih bila dipupuk N berlebihan.

Fungsi Kalsium (K) pada membran sel.

Gradien elektrokemis tidak stabil menyeberangi membran oleh pergerakan ion H. Ion

K bergerak dengan arah berlawanan sebagai lawan terhadap gerakan Ion H. Ini penting dalam

bekerjanya kloroplas (fotosintesis), mitokondria (respirasi), dan transpor translokasi floem.

Fungsi Kalsium (K) pada Aktivasi ensim.

Lebih dari 60 macam ensim membutuhkan ion Monovalensi untuk aktivasinya.

Dalam hampir setiap kasus ion K adalah ion yang paling efisien dalam mempengaruhi

aktivasi ensim tersebut. Berbagai proses utama seperti sintesis pati dan protein dapat

terhambat dalam kondisi defisiensi K. Ion K paling merajai dalam floem sehingga sangat

mobil dalam tanaman.

Secara lebih umum dan rinci, fungsi Kalium bagi tanaman, antara lain :

Membentuk dan mengangkut karbohidrat

Sebagai katalisator dalam pembentukan protein

Mengatur kegiatan berbagai unsur mineral

Menetralkan reaksi dalam sel terutama dari asam organik

Menaikan pertumbuhan jaringan meristem

Mengatur pergerakan stomataMemperkuat tegaknya batang sehingga tanaman tidak

mudah roboh

Mengaktifkan enzim baik langsung maupun tidak langsung

Meningkatkan kadar karbohidrat dan gula dalam buah

Membuat biji tanaman menjadi lebih berisi dan padat

Meningkatkan kualitas buah karena bentuk, kadar, dan warna yang lebih baik

Membuat tanaman menjadi lebih tahan terhadap hama dan penyakit

Membantu perkembangan akar tanaman.