PROSES PROSES YANG MENGONTROL BERBAGAI TINGKAT PERTUMBUHAN

Perbedaan proses-proses fisiologi sangat penting pada berbagai tingkatan pertumbuhan.  Sebagai contoh, kondisi sangat cocok untuk perkecambahan (misalnya Agathis sp) sehingga dibawah tegakan Agathis sp terdapat banyak sekali semai.  Tetapi kondisi tersebut tidak sesuai untuk pertumbuhan lebih lanjut semai tersebut dan mereka mati setelah satu, dua atau beberapa tahun kemudian.  Kondisi iklim dan tanah suatu daerah mungkin cocok untuk pembungaan/pembuahan.  Oleh karena itu meskipun tanaman tersebut tumbuh baik pada waktu mudanya, tapi ia gagal dalam proses pembungaan/pembuahan.

Hubungan antara proses-proses yang penting terjadi dalam tubuh pohon dan faktor-faktor lingkungan yang mendukungnya pada berbagai tingkatan pertumbuhan dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel. 1. Proses dan faktor-faktor lingkungan yang penting pada berbagai tingkat pertumbuhan.

No

Tingkat Pertumbuhan

Proses-Proses dan Kondisi

Faktor Lingkungan Terpenting

1

Perkecambahan

Absorpsi Air Pencernaan RespirasiAsimilasi Temperatur Air oksigen

2

Pertumbuhan Semai

Fotosintesis Asimilasi Keseimbangan Air Cahaya Air TemperaturNutrisi

3

Pertumbuhan Vegetatif

Fotosintesis Respirasi AsimilasiTranslokasiKeseimbangan Air CahayaAirNutrisiTemperatur

4

Reproduksi

Fotosintesis C/N  ”balance” Kesiapan BerbungaPrimodia BungaAkumulasi Makanan Cahaya Nutrisi Temperatur

5

Menua

(Senescence)

Tak diketahui (mungkin hubungan – hormon, translokasi, keseimbangan fotosintesis vs respirasi) Air Nutrisi Hama/Penyakit

Sumber : Kramer and Kozlowski, 1979

 

APLIKASI KONSEP KLEB

Suatu bastar tumbuh lebih cepat daripada induknya, padahal mereka hidup dalam lingkungan yang sama. Hal ini disebabkan oleh kombinasi gen yang baru dapat menghasilkan keseimbangan proses-proses fisiologis yang lebih efisien, sehingga dapat menghasilkan makanan yang lebih banyak dan dikonversikan ke dalam jaringan pohon.

Kecepatan fotosintesis per satuan luas daun dapat bertambah karena bertambahnya kandungan klorofil, atau karena perubahan structural yang mengakibatkan penambahan pengambilan karbondioksida atau pembukaan daun terhadap cahaya.  System perakaran yang lebih ekstensif atau lapisan kulit lebih tebal dapat memelihara turgiditas yang tinggi dalam pohon yang pada gilirannya akan menguntungkan fotosintesis dan juga pembesaran sel.

Misalnya sebatang pohon pinus menghasilkan getah yang lebih banyak daripada pohon-pohon disekitarnya (artinya pada lingkungan yang sama), ini mungkin disebabkan oleh perbedaan gen yang lebih cepat memproses makanan dirubah menjadi getah.  Kemungkinan yang lain adalah perbedaan structural yang memungkinkan mempercepat aliran getah.

Bila suatu spesies memperlihatkan ketahanan yang lebih besar terhadap suhu yang rendah atau terhadap kekeringan atau toleransi yang lebih besar terhadap bayangan dibanding spesies lain, ini disebabkan karena secara genetik menghasilkan struktur dan proses yang berbeda dan sebagai akibatnya lebih tahann terhadap keadaan lingkungan yang kurang menguntungkan.  Meski perubahan kecepatan pertumbuhan dapat dihubungkan dengan modifikasi structural, tetapi pada dasarnya bergantung pada perubahan proses.  Karena itu proses mengontrol struktur meski mereka juga dimodifikasi oleh perubahan struktur.

Keadaan lingkungan yang tidak menguntungkan mengurangi pertumbuhan pohon sebab mereka mengganggu berbagai proses fisiologis yang penting.  Sebagai contoh;  kekurangan air mengurangi pertumbuhan sebab penutupan stomata, mengurangi fotosintesis, kehhilangan turgiditas, penghentian pembesaran sel, dan lain-lain kondisi yang tidak menguntungkan di dalam pohon.

Kekurangan  nitrogen mengurangi pertumbuhan sebab nitrogen adalah unsure pokok protein yang diperlukan untuk pembentukan protoplasma baru, enzim-enzim, dan subtansi lain yang penting.  Fosfor, natrium, kalsium, belerang dan unsur-unsur mineral lainnya penting sebab fungsinya sebagai penyusun berbagai senyawa yang penting seperti koenzim, sistem “buffer”, dan sistem biokimia lain yang penting untuk dapat berlangsung berbagai  proses fisiologis.

Serangan serangga dan fungi hanya mengurangi pertumbuhan atau menyebabkan kematian bila serangan tersebut mengganggu satu atau lebih proses fiisiologis.  Pengguguran daun tidak langsung mengurangi pertumbuhan tetapi mengurangi fotosintesis yang akhirnya juga mengurangi pertumbuhan.

Bila floem diserang, kerusakan pada pohon disebabkan karena menurunnya translokasi makanan ke akar, dan kerusakan sistem akar ini merugikan bagi pohon sebab ia mengurangi absorpsi air dan nutrisi dari tanah.

PROSES-PROSES FISIOLOGI DAN PERTUMBUHAN

Pengukuran proses-proses fisiologi, seperti; fotosintesis, respirasi, dan transpirasi tidak begitu dihiraukan dalam praktek kehutanan, tetapi untuk menumbuhkan pohon secara efisien perlu diketahui bagaimana pohon tumbuh dan bagaimana dia bereaksi dengan berbagai faktor linkungan dan perlakuan yang dialaminya.  Pertumbuhan merupakan hasil akhir interaksi dari berbagai proses fisiologis, dan untuk mengetahui mengapa pertumbuhan pohon berbeda pada berbagai variasi keadaan lingkungan dan perlakuan, diperlukan pengertian bagaimana proses fisiologis dipengaruhi oleh lingkungan.

Selain faktor-faktor lingkungan, pertumbuhan juga dipengaruhi oleh faktor-faktor genetik yang diturunkan. Tetapi bagaimana pengaruh dari kedua faktor tersebut berinteraksi, perlu dikai lebih lanjut.  Untuk mengatakan bahwa bayangan atau kekeringan mengurangi pertumbuhan atau kombinasi gen baru dapat mempercepat pertumbuhan, belumlah dapat diterangkan secara tuntas.  Bagaimana interaksi antara faktor genetik dan lingkungan, melalui proses fisiologis internal dan kondisi pohon, mengontrol kwantita dan kualitas pertumbuhan ditunjukan oleh Kleb yang terkenal dengan konsep Kleb (1913-1981).

 

 

 

ARTI DAN PERANAN FISIOLOGI POHON

Seorang fisiolog memandang sebatang pohon sebagai suatu pabrik biokimia yang kompleks, yang dimulai dari biji. Dia memperhatikan tingkah laku proses-proses yang disebut “pertumbuhan” terjadi.

Dari satu hektar hutan dapat dihasilkan beratus kilogram biomass tiap tahun dari bahan mentah yang sederhana ; air, karbon dioksida, dan beberapa kilogram nitrogen dan garam-garam mineral. Keberhasilan pohon tersebut memproduksi biomas tergantung terutama pada efesiensinya untuk membuat karbohidrat secara fotosintesis dan kemampuan untuk mengubah karbohidrat sederhana ini ke dalam jaringan-jaringan.  Perubahan ini termasuk translokasi (pengangkutan) produk fotosintesis ke bagian bagian tanaman, konversinya ke subtansi-subtansi lain, misalnya protein dan lemak dan penggunaannya untuk asimilasi dan respirasi.

Objek umum fisiologi pohon adalah menerangkan bagaimana pohon tumbuh di pandang dari proses-proses di dalam pohon dan kondisi yang mengontrol  pertumbuhan.  Karena itu seorang fisiolog terutama tertarik untuk mempelajari bagaimana pohon itu tumbuh. Tetapi untuk seorang silvikulturis menaruh perhatian penting bagaimana cara menumbuhkan pohon secara lebih efisien.

PROSES DAN METODE PEMBELAJARAN FISIOLOGI POHON

A.     Gambaran Umum

Fisiologi Pohon merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang proses-proses fisiologi   yang terjadi di dalam pohon.  Proses-proses fisiologi tersebut dapat dikasifikasikan menjadi proses fisika dan kimia. Pertumbuhan pohon sangat ditentukan dari kesempurnaan proses dan mekanisme kerja dari tiap proses tersebut, sehingga harus  dipahami oleh setiap mahasiswa Kehutanan. Berdasarkan pada silabus mata ajaran fisiologi pohon maka proses-proses fisiologi yang perlu dipahami secara mendalam adalah anatomi tubuh pohon, proses fotosintesis, proses pengakutan air, proses pengangkutan unsur hara, proses transpirasi, proses respirasi dan proses pembentukan serta pemanfaatan hormon tumbuh.

Dalam rangka memenuhi kebutuhan mata ajaran Fisiologi Pohon yang baik maka  seorang dosen  harus menyiapkan sebuah desain pembelajaran.  Berdasarkan pengalaman sebelum diantara pengajar mata ajaran Fisiologi Pohon, masih  ada dosen yang mempersiapkan seluruh kegiatan pembelajarannya secara khusus jauh sebelum memulai kuliah, tetapi ada pula yang membuat persiapannya untuk setiap kali proses pembelajaran berlangsung. Walaupun demikian diharapkan setiap dosen mata ajaran Fisiologi Pohon akan membuat persiapan sebelum kuliah  berdasarkan suatu analisis instruksional yang baik.

Oleh karena itu untuk memudahkan penyusunan pokok bahasan dari mata ajaran Fisiologi Pohon maka diperlukan suatu analisis instruksional. Analisis instruksional merupakan suatu langkah atau prosedur yang diterapkan untuk mencapai kompetensi yang inginkan atau suatu alat yang dipakai oleh para penyusu­n disain instruksional atau dosen untuk membantu mahasiswa dalam mengidentifikasi setiap tugas pokok yang harus dikuasai dan dilaksanakan atau diselesaikan.

Berdasarkan pada diagram analisis instruksional diatas, dapat dijelaskan bahwa untuk dapat memahami secara baik fisiologi pohon, maka seorang mahasiswa  harus mampu memahami dan menjelaskan dengan baik makna dan manfaat dari fisiologi bagi suatu proses pertumbuhan pohon.  Pokok bahasan ini sebagai langkah awal untuk  memahami secara mendalam tentang proses-proses fisiologi dalam suatu individu pohon. Oleh sebab itu landasan utama yang harus dipahami kompetensi dasar adalah memahami makna dan manfaat dari fisiologi dalam proses pertumbuhan pohon.  Langkah kedua  untuk mendukung pemahaman terhadap manfaat fisiologi bagi pertumbuhan pohon maka mahasiswa harus memahami secara detail  anatomi pohon.   Pokok bahasan anatomi pohon memperkenalkan kepada mahasiswa tentang struktur pertumbuhan organ tumbuhan (akar, batang, daun dan bunga/buah) serta sel-sel dan jaringan penyusun organ-organ tersebut.  Selanjutnya diberikan pemahaman  tentang fungsi dan manfaat dari tiap bagian dalam struktur, dan peran dari  pada tiap sel dan jaringan yang berkaitan erat dengan proses-proses fisiologi pohon.  Kompetensi yang harus dicapai pada pokok bahasan ini adalah mahasiswa harus mampu mengenal dan memahami serta menjelaskan bagian-bagian dari struktur dan fungsi anatomi pohon untuk memudahkan dalam pemahaman terhadap pokok bahasan lanjutan dari fisiologi pohon.

Pada tahap ketiga dimulai dengan proses-proses fisiologi inti yang terjadi dalam  pertumbuhan pohon.  Proses fisiologi terpenting dari pertumbuhan pohon dikelompokan menjadi 2 bagian, yaitu proses-proses kimia dan fisika.  Oleh karena itu pokok bahasan yang ketiga difokuskan  pada proses fotosintesis terutama pada  bagaimana proses dan apa mekanisme yang digunakan tumbuhan untuk membuat makanan atau karbohidrat. Kompetensi yang ingin dicapai disini adalah mahasiswa harus mampu memahami dan menjelaskan proses dan mekanisme yang digunakan tumbuhan untuk membuat makanan dan dampaknya terhadap pertumbuhan pohon.

Pada tahap keempat adalah pokok bahasan tentang proses respirasi tumbuhan dengan kompetensi yang ingin dicapai yaitu mahasiswa harus mampu memahami proses-proses  bagaimana tumbuhan menghasilkan energi untuk mendukung pertumbuhan dan perkembang sel dan jaringan.

Tahapan selanjutnya sebagai pokok bahasan yang kelima yaitu proses pengangkutan air dalam tumbuhan. Kompetensi yang harus dicapai mahasiswa dari pokok bahasan ini adalah mahasiswa harus mampu menjelaskan proses dan mekanisme penyerapan air oleh tumbuhan mulai dari akar sampai ke daun dan dampaknya bagi pertumbuhan pohon.

Tahapan keenam adalah pokok bahasan proses transpirasi tumbuhan. Pokok bahasan ini terfokus pada ketersediaan air dalam tanah, tanaman dan proses kehilangan air dalam tanaman serta dampaknya bagi pertumbuhan pohon.  Kompetensi dasar yang harus dicapai mahasiswa adalah  mampu memahami dan menjelaskan proses kehilangan air dari tumbuhan dan bagiman cara mengatasi laju kehilangan air dari tumbuhan.

Tahapan ketujuh yaitu pokok bahasan proses penyerapan dan pengangkutan unsur  hara.  Pokok bahasan ini fokus pada bagaimana unsur hara tersedia dan diserap akar, bagaimana unsur hara bergerak dari satu sel ke sel yang lain dan perannya bagi pertumbuhan pohon. Kompetesi yang ingin dicapai  dari pokok bahasan ini adalah mahasiswa harus mampu memahami dan menjelaskan proses penyerapan, pengakutan dan pemanfaatan unsur hara serta dampaknya bagi pertumbuhan pohon.

Tahapan kedelapan sebagai pokok bahasan terakhir dari mata ajaran Fisiologi Pohon adalah proses pembentukan hormon dan pemanfaatannya oleh tumbuhan.  Fokus utama dari pokok bahasan ini adalah bagaimana mahasiswa mengetahui berbagai macam hormon tumbuh dan proses pembentukannya, serta bagaimana tiap jenis hormon tumbuh berperan bagi pertumbuhan pohon. Kompetensi  yang harus dimiliki mahasiswa terkait bahasan ini adalah mahasiswa harus mampu menjelaskan  proses pembentukan hormone dan manfaatnya bagi pertumbuhan pohon.

B.     Metode Pembelajaran

Untuk mempermudah pemahaman mahasiswa Kehutanan terhadap mata ajaran Fisiologi Pohon maka setiap  Bab dari Fisiologi Pohon yang telah disepakati disajikan dalam metode yang berbeda-beda sesuai kondisi mahasiswa. Adapaun metode pembelajaran yang digunakan adalah sebagai berikut :

       Tabel  1.  Metode Yang Digunakan Dalam Proses Pembelajaran Fisiologi Pohon

 

Bab

Pokok Bahasan

Metode Pembelajaran

Alokasi Waktu (Menit)

I Pendahuluan Contextual Instruction (CL)

120

II Anatomi Pohon Discover Learning (DL)

120

III Fotosintesis Small Group Discussion (SGD)

120

IV Respirasi Small Group Discussion (SGD)

120

V Penyerapan dan pengangkutan Air Small Group Discussion (SGD)

120

VI Penyerapan dan pengangkutan unsur hara Problem Based Learning (PBL)

120

VII Transpirasi Problem Based Learning (PBL)

120

VIII Pembentukan  dan  pemanfaatan hormon Problem Based Learning (PBL)

120


C.      Konsep Pengembangan dan Strategi Pelaksanaan

1.      Teori Pembelajaran Fisiologi Pohon

Dalam proses pembelajaran Fisiologi  Pohon, teori pembelajaran yang dianut adalah teori kognitif.  Bruner dan Piaget (1998) mengemukakan bahwa teori kognitif dalam proses  pembelajaran adalah suatu proses pendalaman yang terjadi dalam akal dan pikiran, dan tidak dapat diperhatikan secara langsung dengan tingkah laku.  Selanjutnya dikatakan pula bahwa teori kognitif dapat  menjelaskan berbagai jenis pembelajaran dalam proses penyelesaian masalah dan akal berdasarkan berbagai peringkat umur dan kecerdasan mahasiswa. Teori-teori pembelajaran dengan dasar teori kognitif  ternyata lebih fokus  kepada cara pembelajaran untuk mampu berpikir cerdas, ketepatan penyelesaian masalah, penemuan dan pengkategorian. Menurut teori kognitif mahasiswa akan memiliki struktur kognitif yang kuat, dan selama dalam proses pembelajaran, otak akan menyusun segala pernyataan di dalam suatu ingatan yang baik. Dalam kaitan dengan mata ajaran Fisiologi Pohon, kemampuan pikir mahasiswa dibangun dengan   strategi pemberian tugas rumah (homework) dengan tema yang  memerlukan kemampuan analisis dan  pemahaman yang mendalam dari mahasiswa, dan mahasiswa diberi kesempatan untuk persentase tugas  dan melakukan diskusi untuk lebih mempertajam pemahaman mahasiswa.

2.      Konsep pembelajaran Fisiologi Pohon

Terdapat banyak  konsep pembelajaran yang diterapkan dikelas, namun dalam mata Fisiologi pohon sampai saat ini masih focus pada konsep pembelajaran konstekstual yaitu konsep yang dipandang sebagai salah satu strategi yang memenuhi prinsip pembelajaran. Konsep pembelajaran konstekstual  merupakan pembelajaran aktif antara dosen dan mahasiswa.  Dalam konsep ini yang paling banyak digunakan adalah  pembelajaran  konstruktivisme yaitu pembelajaran yang yang menuntut mahasiswa belajar mengkonstruksi pengetahuannya berdasarkan pengalaman sendiri dan dukungan pustaka,  dan bukan hanya menerima pengetahuan dari dosen saja.  Berkaitan dengan konsep ini, didalam mata ajaran Fisiologi Pohon mahasiswa diberi tugas untuk praktek penggunaan pupuk dan hormon tumbuh untuk mempelajari pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman hutan dan kemudian membandingkan hasil yang diperoleh dengan literatur dan pustaka dan kemudian membuat analisis dan kesimpulan.

3.      Proses pembelajaran

Dalam proses pembelajaran dikenal  istilah-istilah (a). pendekatan pembelajaran, (b). strategi pembelajaran, (c). metode pembelajaran, (d). teknik pembelajaran, (e). taktik pembelajaran dan (f). model pembelajaran.

Pendekatan pembelajaran yang digunakan untuk mata ajaran fisiologi adalah Student Center Learning (SCL) yaitu pendekatan pembelajaran yang berorientasi pada mahasiswa sebagai pusat proses belajar. Oleh karena itu mahasiswa lebih banyak diberi kesempatan untuk belajar kelompok dalam kelas, belajar mandiri dalam kelas, melaksanakan tugas-tugas mandiri diluar kelas untuk setiap pokok bahasan.

Strategi pembelajaran adalah langkah-langkah yang disusun untuk mencapai kompetensi yang ingin dicapai dari suatu mata ajaran.  Strategi yang dibangun untuk mencapai kompetensi mata ajaran  Fisiologi Pohon  sebagian telah memenuhi komponen-komponen strategi  menurut  Gagne and Briggs (2003) bahwa terdapat beberapa  komponen terpenting dalam strategi pembelajaran yaitu :
a). Memberikan motivasi  kepada mahasiswa
b). Menjelaskan tujuan pembelajaran kepada mahasiswa.
c). Mengingatkan kompetensi dan prasyarat mata ajaran
d). Memberi stimulus berupa masalah, topik dan  konsep
e). Memberi petunjuk belajar (cara belajar).
f). Menggali kreativitas dan kemampuan mahasiswa
g). Memberi umpan balik
h). Menilai/mengevaluasi
i). Membuat kesimpulan

Metode pembelajaran yang digunakan dalam pembelajaran Fisiologi pohon adalah Contextual Instruction (CL), Discover Learning (DL), dan Small Group Discussion (SGD).  Ketiga metode ini dipilih sesuai dengan kondisi latar belakang dasar pengetahuan mahasiswa, jumlah mahasiswa, situasi ruang belajar dan ketersediaan fasilitas belajar.

Teknik pembelajaran bergantung pada tiap dosen dalam pengembangannya di kelas. Teknik yang dikembangkan untuk fisiologi pohon berbeda menurut kompetensi yang ingin dicapai oleh setiap pokok bahasan. Penggunaan hand out paper dan power point sebagai alat bantu merupakan teknik yang umum dipakai dikelas.  Selain itu untuk teknik dosen dalam menerangkan setiap pokok bahasan disarankan untuk sesering mungkin mengajukan pertanyaan selama belajar dikelas untuk membawa perhatian mahasiswa lebih fokus pada materi yang diajarkan.

Taktik pembelajaran merupakan gaya seseorang dosen dalam melaksanakan metode proses belajar. Misalkan, terdapat dua orang dosen yang sama-sama menggunakan metode ceramah, tetapi mungkin akan sangat berbeda dalam taktik yang digunakannya. Dalam kaitan dengan pembelajaran mata ajaran Fisiologi Pohon disarankan agar tiap dosen dalam penyajian materi harus diselingi dengan humor-humor untuk menghindari kebosanan mahasiswa, atau lebih banyak menggunakan tampilan power point yang berisi humor ataupun gambar-gambar unik terkait pokok bahasan.

Model pembelajaran pada dasarnya merupakan bentuk pembelajaran yang tergambar dari awal sampai akhir sebuah pokok bahasan.   Dengan kata lain, model pembelajaran merupakan bungkus atau bingkai dari penerapan suatu pendekatan, metode dan teknik pembelajaran. Secara umum terdapat beberapa model pembelajaran, tetapi dalam mata ajaran Fisiologi Pohon hanya digunakan model belajar mandiri dan belajar kelompok. Artinya bahwa dalam pokok bahasan tertentu  yang lebih membutuhkan ketenangan untuk pemahamanannya akan digunakan model belajar mandiri. Sementara yang pokok bahasan yang butuh interaksi dan diskusi untuk peningkatan wawasan dan pengetahuan akan diterapkan model belajar kelompok.

4.      Evaluasi pembelajaran Fisiologi Pohon

Evaluasi proses pembelajaran Fisiologi Pohon dilakukan untuk minimal 3 hal yaitu evaluasi pengetahuan, ketrampilan dan sikap mahasiswa. Pengetahuan mahasiswa dievaluasi berdasarkan pada hasil quis, ujian tengah semester dan ujian akhir semester. Sedangkan evaluasi ketrampilan didasarkan pada hasil praktek mahasiswa dan tugas-tugas mandiri. Sementara sikap mahasiswa dapat dinilai dari kehadiran dikelas, sikap selama diskusi-diskusi kelompok, kerjasama dalam tim dan sopan santun. Perbandingan penilaian antara ketiga komponen tersebut yaitu pengetahuan 60 %, ketrampilan 30 % dan sikap 10 %.

5.      Pengembangan model pembelajaran fisiologi pohon

       Model  pembelajaran yang ingin dikembangkan kedepan adalah active learning dengan kurang lebih terdapat 8 metode pembelajarannya.  Selama ini dipakai model  student center learning, tetapi nampaknya active learning lebih menggairahkan mahasiswa dalam  belajar karena mahasiswa lebih diaktifkan dalam proses belajar,  jika dikaji dari aspek metode-metode belajar yang dikembangkan dalam active learning.

 

PERGERAKAN HARA DI DALAM TUBUH TANAMAN (PENYERAPAN UNSUR HARA)

Bentuk akar yang bulat panjang seperti benang ternyata paling penting bagi penyerapan air dan unsur hara yang terlarut dalam larutan tanah. Selain akar yang berbentuk benang, Rambut Akar juga ikut menyerap ion dan air. Pergerakan air dan unsur hara yang terlarut di dalamnya ke bagian muda akar berhubungan dengan lintasan Apoplas dan Simplas.

Lintasan apoplas terutama mengikutsertakan difusi dan aliran masa air dari sel ke sel melalui ruang di antara polisakarida dinding sel. Diyakini bahwa lintasan apoplas selalu berlanjut dari rambut akar atau sel epidermis lain ke endodermis. Pita Caspary endodermis yang kedap air memaksa semua bahan masuk ke sel endodermis melintasi membrane plasma. Artinya bahwa membrane plasma sel endodermis merupakan batas akhir bagi akar untuk mengendalikan masuknya unsur hara terlarut.

Lintasan simplas dari sel rambut akar ke endodermis dan melintas sepanjang endodermis itu ke sel xylem mati yang tak bermembran plasma. Tapi, akar sebagian besar angiosperma memiliki pita Caspary lain di hypodermis, yang disebut eksodermis. Pita ini berkembang dan menjadi dewasa di daerah yang lebih jauh dari ujung akar (sampai 12 cm), tidak seperti pita serupa di endodermis, sehingga pita itu terletak di daerah akar primer yang agak tua, tapi yang belum kehilangan sel luarnya. Eksodermis ini membatasi pergerakan zat warna dan ion sulfat menuju korteks, sehingga keberadaannya merupakan titik kendali penting yang mendorong zat terlarut luar terserap oleh membran plasma tertentu di sel eksodermis. Setelah berada di dalam sitosol eksodermis, ion dapat bergerak menuju xylem dari sel ke sel melalui lintasan simplas.

Ion yang diserap oleh sel epidermis dan bergerak menuju xylem melalui jalur simplas haruslah menembus epidermis, eksodermis, beberapa sel korteks, endodermis dan akhirnya perisiklus. Tiap pergerakan dari sel hidup yang satu ke sel yang lain dapat meliputi pengangkutan langsung yang menembus kedua dinding primer, lamela tengah diantaranya, serta kedua membram plasma dari sel yang berdampingan. Atau ion dapat bergerak melalui plasmodesmata berbentuk tabung yang menembus dinding sel yang bersebelahan dan lamela tengah di antaranya pada hampir semua sel tumbuhan hidup.

PERGERAKAN UNSUR HARA DARI LARUTAN TANAH KE AKAR

Ada 3 cara pergerakan unsur hara dari larutan tanah ke akar, yaitu :

1. Intersepsi (Penyerapan) Akar

2. Aliran Masa (mass flow)

3. Difusi

 

INTERSEPSI AKAR

Pada waktu akar tanaman tumbuh, maka akar memasuki ruangan yang ditempati oleh unsur hara dan terjadi kontak yang sangat dekat sehingga terjadi pertukaran ion pada permukaan akar dan permukaan kompleks adsorpsi.

ALIRAN MASSA

Gerakan/aliran air bersama dengan elektrolit terlarut melalui tanah. Gerakan masal ini terjadi karena adanya perbedaan potensial karena hujan, pengairan, atau serapan air oleh akar.

DIFUSI

Difusi gerakan ion yang terjadi karena adanya gradien  difusi/adanya perbedaan kegiatan ion. Pertukaran kontak dan aliran massa merupakan mekanisme penyumbang populasi ion didaerah perakaran mekanisme difusi adalah untuk ion H2PO4– dan K+

Aliran massa (massflow) dan diffusi merupakan dua proses yang menyebarkan bahan terlarut dalam profil tanah seperti pupuk dan pestisida. Kata diffusi berarti suatu penyebaran yang disebabkan oleh pergerakan panas secara acak, sebagai gerak Brown dari partikel koloid (Wild, 1981). Dalam hal ini perpindahan terjadi oleh adanya perbedaan konsentrasi larutan pada dua tempat yang berjarak tertentu dimana pergerakan terjadi dari konsentrasi yang tinggi ke konsentrasi yang rendah. Aliran massa atau aliran konveksi berbeda dengan difusi kerena pergerakannya terjadi oleh adanya perpindahan air atau gas (Hillel, 1980).

Proses aliran massa dan difusi terjadi oleh sifat-sifat fisika yang berbeda dan arah geraknya berbeda. Aliran massa suatu zat dalam larutan tanah akan bergerak dari daerah yang berair ke daerah yang kering. Sedangkan difusi justru berlawanan, yaitu dari daerah yang berkonsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah (daerah yang banyak air). Walaupun prosesnya berbeda tetapi di dalam tanah berlangsung secara simultan atau bersama-sama (Wild, 1981).

Kedua proses pergerakan, baik difusi maupun aliran massa, sangat penting dalam memindahkan unsur hara dari suatu tempat ke dekat permukaan akar, agar dapat diserap oleh akar tanaman. Hal ini terjadi bagi unsur hara P, K, Ca, Mg, S dan sebagainya; tetapi bagi unsur hara N, terutama NO3- , justru pergerakan tersebut bukan saja berperan memindahkan ke dekat akar tetapi dalam pengangkutan yang menjauhi akar atau biasa dikenal sebagai tercuci/terlindi (Nkrumah, Griffith, Ahmad dan Gumbs, 1989).

METODE UNTUK MENGETAHUI STATUS HARA TANAMAN

  1. Analisis Abu/Unsur dalam Bahan Kering Tumbuhan. Bagian tumbuhan yang baru dipanen dipanaskan dengan suhu 1000C selama 1 atau 2 hari, maka seluruh air  dalam bagian tumbuhan tersebut akan menguap. Bahan kering yang tinggal adalah Polisakarida dan Lignin di dinding sel; dan Protein, Lipid, asam Amino, asam organic dan ion kalium di sitoplasma. Setelah itu dimasukkan ke tungku dengan suhu 6000C selama beberapa jam sampai yang tinggal adalah Abu berwarna keputihan. Abu ini adalah zat anorganik sebanyak 1% dari berat kering tumbuhan, namun Nitrogen sudah menguap ketika dipanaskan dalam tungku tadi. Lalu abunya dianalisis ternyata mengandung kira-kira 60 unsur hara.
  2. Penanaman di : a. Air (hidroponik/biakan larutan, seperti larutan Sach, Knop Tottingham, dll). Caranya :  1. Stek ditanam dalam botol Erlenmeyer yang diisi larutan. 2. Stek ke-2 dimasukkan dalam botol Erlenmeyer lain yang diisi air. 3. Kemudian hasil pertumbuhan ke-2nya dibandingkan. b. Pasir (prosesnya sama dengan pada air, namun air diganti dengan pasir).
  3. Uji Cepat tanaman (Uji cepat Nitrogen, Fosfor dan Kalium)

JUMLAH KEBUTUHAN UNSUR HARA

Berdasarkan jumlah yang diperlukan tanaman, Unsur hara dibagi menjadi dua golongan, yakni unsur hara makro dan unsur hara mikro. Unsur hara makro adalah unsur hara yang diperlukan dalam jumlah banyak (konsentrasi 1000 mg/kg bahan kering). Unsur hara mikro adalah unsur hara yang diperlukan dalam jumlah sedikit (konsentrasi kurang dari atau sama dengan 100 mg/kg bahan kering). Unsur hara makro dibutuhkan tanaman dan terdapat dalam jumlah yang lebih besar, dibandingkan dengan unsur hara mikro. Davidescu (1988) mengusulkan bahwa batas perbedaan unsur hara makro dan mikro adalah 0,02 % dan bila kurang disebut unsur hara mikro. Ada juga unsur hara yang tidak mempunyai fungsi pada tanaman, tetapi kadarnya cukup tinggi dalam tanaman dan tanaman yang hidup pada suatu tanah tertentu selalu mengandung unsur hara tersebut misalnya unsur hara Al (Almunium), Ni (Nikel) dan Fe (Besi). Unsur hara C diperlukan dalam jumlah 43,6%, O sebanyak 44,4% dan H sebanyak 6,2%.

Berdasarkan sumber penyerapannya, unsur hara dipilahkan menjadi dua, yakni unsur hara yang diserap dari udara dan unsur hara yang diserap dari tanah.

  • Diserap dari Udara

Unsur hara yang diserap dari udara adalah C, O, dan S, yaitu berasal dari CO2, O2, dan SO2, Penyerapan N baik dari udara maupun dari tanah diasimilasikan dalam proses reduksi dan aminasi. Nitrogen (N) udara diserap dari N2 bebas lewat bakteri bintil akar dan NH3 diserap lewat stomata tanaman.

  •  Diserap dari tanah

Penyerapan unsur hara dilakukan oleh akar tanaman dan diambil dari kompleks jerapan tanah ataupun dari larutan tanah berupa kation dan anion. Adapula yang dapat diserap dalam bentuk khelat yaitu ikatan kation logam dengan senyawa organik. Dewasa ini kebanyakan unsur hara mikro diberikan lewat daun.