LP FISTUM PENGARUH OSMOTIK KONSENTRASI GARAM HARA TERHADAP ABSORBSI AIR DAN PERTUMBUHAN TANAMAN

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIOLOGITUMBUHAN

PERCOBAAN III

PENGARUH OSMOTIK KONSENTRASI GARAM HARA TERHADAP ABSORPSI AIR DAN PERTUMBUHAN TANAMAN

NAMA                        : SOPHIA MARCELINA YANSIP

NIM                            : H41113701

KELOMPOK             : I (SATU) A

ASISTEN                   : ABDI KHALIK

HARI/TANGGAL     : SABTU/22 NOVEMBER 2014

LABORATORIUM BOTANI JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2014

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

            Akar mengabsorbsi air dengan cara osmosis. Oleh karena itu absorbs air oleh tanaman mungkin dilakukan dengan mengendalikan potensial air larutan dimana akar itu berada. Jika potensial osmotik larutan di luar lebih rendah dari potensial osmotik sel-sel akar, maka air dapat masuk dari larutan di luar ke dalam sistem akar. Dengan meningkatnya konsentrasi zat-zat terlarut maka masuknya air ke dalam akar akan menjadi lebih lambat sampai arah pergerakan air mungkin akan terbalik (Johannes dkk., 2014).           

Konsentrasi garam hara yang tinggi pada suatu tanaman disebut stress garam. Stres garam merupakan salah-satu dari antara enam bentuk stres tanaman yaitu stress suhu, stres air, stres radiasi, stres bahan kimia dan stres angin, tekanan, bunyi dan lainnya. Stres garam terjadi dengan adanya salinitas atau konsentrasi garam terlarut yang berlebih dalam tanaman. Stres garam ini umumnya terjadi dalam tanaman pada tanah salin. Stres garam meningkat dengan meningkatnya konsentrasi garam hingga tingkat konsentrasi tertentu yang dapat mengakibatkan kematian tanaman. Garam-garam yang menimbulkan stres tanaman yaitu NaCl,NaSO₄, CaCl₂, MgCl₂ yang terlarut dalam air (Hamdayanti, 2010).

Berdasarkan dasar teori tersebut maka dilakukan praktikum mengenai pengaruh osmotik konsentrasi garam hara terhadap absorbsi air

dan pertumbuhan tanaman.

I.2 Tujuan Percobaan

            Melihat pengaruh osmotik dan konsentrasi garam hara terhadap absorpsi air dan pertumbuhan tanaman Kacang hijau Phaseolus radiates.

I.3 Waktu dan Tempat Percobaan

Percobaan ini dilakukan pada hari Sabtu, 22 November 2014 pukul 10.00-13.00 WITA di ruang Herbarium, Laboratorium Botani, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Definisi Salinitas

Salinitas  didefinisikan  sebagai  adanya  garam  terlarut  dalam  konsentrasi  yang  berlebihan  dalam  larutan  tanah.  Satuan pengukuran  salinitas  adalah  konduktivitas  elektrik  yang  dilambangkan  dengan  decisiemens/m  pada  suhu  25  °C. Pengaruh  utama  salinitas  adalah  berkurangnya  pertumbuhan  daun  yang  langsung  mengakibatkan  berkurangnya fotosintesis tanaman. Salinitas mengurangi pertumbuhan dan hasil tanaman pertanian penting dan pada kondisi terburuk dapat  menyebabkan  terjadinya  gagal  panen.  Pada  kondisi  salin,  pertumbuhan  dan  perkembangan  tanaman  terhambat karena akumulasi berlebihan Na dan Cl dalam sitoplasma, menyebabkan perubahan metabolisme di dalam sel. Aktivitas enzim terhambat oleh garam. Kondisi tersebut juga mengakibatkan dehidrasi parsial sel dan hilangnya turgor sel karena berkurangnya  potensial  air  di  dalam  sel.  Berlebihnya  Na  dan  Cl  ekstraselular  juga  mempengaruhi  asimilasi  nitrogen karena  tampaknya  langsung  menghambat  penyerapan  nitrat  (NO₃) yang  merupakan  ion  penting  untuk  pertumbuhan tanaman (Yuniati, 2004).

II.2 Pengaruh Salinitas Bagi Tumbuhan

Pengaruh salinitas pada tanaman sangat kompleks. Salinitas akan menyebabkan stress ion,  stres  osmotik  dan  stres  sekunder.  Stres ion yang paling penting adalah keracunan Na+.  Ion  Na  yang  berlebihan  pada  permukaan akar akan menghambat serapan K+ oleh akar. Ion K sangat berperan untuk mempertahankan turgor  sel  dan  aktivitas  enzim.  Na  pada  partikel  tanah  akan mengakibatkan  pembesaran  dan  penutupan pori-pori tanah yang memperburuk pertukaran gas  serta  dispersi  material  koloid  tanah. Stres osmotik terjadi karena peningkatan konsentrasi garam terlarut dalam tanah  akan  meningkatkan  tekanan  osmotik sehinggga  menghambat  penyerapan  air  dan unsur-unsur yang berlangsung melalui proses osmosis.  Jumlah  air  yang  masuk  ke  dalam akar akan berkurang sehingga mengakibatkan menipisnya  jumlah  persediaan  air  dalam tanaman.  Stres  osmotik  pada  tanaman  ini mengakibatkan  tanaman  mengalami kekeringan. Stres ion dan stres osmotik karena salinitas yang tinggi pada tanaman  akan  menyebabkan  stres  sekunder yaitu  kerusakan  pada  struktur  sel  dan makromolekul seperti lipid, ensim dan DNA.  Gejala  kekurangan hara  dan  keracunan  pada  tanaman  dicirikan dengan  nekrosis,  klorosis  dan  daun  gugur (Majerus, 1966).

Salinitas  mempengaruhi  proses  fisiologis  yang  berbeda-beda.  Pada  tanaman  pertanian  seperti  jagung,  kacang merah, kacang polong, tomat dan bunga matahari, pertumbuhan dan berat kering mengalami penurunan jika tanaman ditumbuhkan  dalam  media  salin.  Pada  kacang  merah,  pelebaran  daun  terhambat  oleh  cekaman  salinitas  karena berkurangnya tekanan turgor sel. Berkurangnya pelebaran daun dapat berakibat berkurangnya fotosintesis maupun produktivitas (Yuniati, 2004).

Beberapa tanaman mengembangkan mekanisme untuk mengatasi cekaman tersebut di samping ada pula yang menjadi teradaptasi. Mayoritas tanaman budidaya rentan dan tidak dapat bertahan pada kondisi salinitas tinggi; atau sekalipun dapat bertahan tetapi dengan hasil panen yang berkurang. Tanaman yang toleran terhadap cekaman garam Na disebut tanaman natrofilik, sedangkan yang tidak toleran disebut tanaman natrofobik. (Yuniati, 2004).

Beberapa  proses  fisiologis  dan  biokimia  terlibat  dalam  mekanisme  toleransi  dan  adaptasi  tanaman  terhadap  salinitas. Sebagai  contoh  (i)  cekaman  garam  menginduksi  akumulasi  senyawa  organik  spesifik  di  dalam  sitosol  sel  yang  dapat bertindak  sebagai osmoregulator; (ii) tanaman juga dapat mencegah akumulasi Na dan Cl  dalam sitoplasma melalui eksklusi  Na  dan  Cl  ke  lingkungan  eksternal  (media  tumbuh);  (iii)  kompartementasi  ke  dalam  vakuola  atau mentranslokasi Na dan Cl ke jaringan-jaringan lain (Yuniati, 2004).

II.3 Pemanfaatan Tanah Salin

Perilaku manusia yang mengubah fungsi lahan  pertanian  menjadi  tempat  pemukiman dan  industri  karena  berbagai  sebab menyebabkan  lahan  pertanian  semakin sempit.  Lahan-lahan  marginal  seperti  tanah salin  akhirnya  terpaksa  menjadi  areal pertanian.  Penyebab  tanah  salin  adalah  1) tanah tersebut mempunyai bahan induk yang mengandung  deposit  garam, 2)  intrusi  air  laut,  akumulasi garam  dari  irigasi  yang  digunakan  atau gerakan air tanah yang direklamasi dari dasar laut, 3) laju evapotranspirasi yang tinggi  dengan  curah  hujan  rendah  sehingga mineral tidak tercuci sepenuhnya (Kusmiyati, 2009).

Pemanfaatan tanah salin menjadi areal pertanian  banyak  mengalami  hambatan. Tanah  salin adalah tanah yang mengandung garam  mudah  larut  yang  jumlahnya  cukup besar bagi pertumbuhan kebanyakan tanaman seperti klorida atau sulfat. Kemasaman (pH) tanah salin sekitar 8,5 dan pertukaran kation kurang  dari  15%.  Masalah  salinitas  timbul apabila  konsentrasi  garam  NaCl,  Na₂CO₃, Na₂SO₄ terdapat dalam tanah dalam jumlah yang  berlebih.  Salinitas adalah  konsentrasi  garam-garam  terlarut dalam  jumlah  besar  yang  dapat mempengaruhi  pertumbuhan  kebanyakan tanaman (Kusmiyati, 2009).

            Berdasarkan kemampuan untuk tumbuh pada  keadaan  salin,  tanaman  digolongkan menjadi yaitu glikofita dan halofita. Tanaman yang  digolongkan  sebagai  halofita  adalah tanaman  yang  tahan  terhadap  konsentrasi NaCl yang tinggi. Tanaman glikofita adalah tanaman yang tidak dapat mentolerir salinitas yang tinggi. Sebagian besar tanaman pertanian

digolongkan  sebagai  tanaman  glikofita (Kusmiyati, 2009).

II.4 Adaptasi Tumbuhan Terhadap Salinitas

Mekanisme ketahanan tanaman terhadap salinitas  dapat  dilihat dalam  dua  bentuk adaptasi  yaitu  mekanisme  morfologi  dan mekanisme  fisiologi.  Mekanisme  toleransi yang  paling  jelas  adalah  dengan  adaptasi

morfologi. Bentuk adaptasi morfologi adalah perubahan  struktur  mencakup  ukuran  daun yang lebih kecil, stomata yang lebih kecil per satuan  luas daun,  peningkatan  sukulensi, penebalan  kutikula  dan  lapisan  lilin  pada permukaan  daun  serta  lignifikasi  akar  yang lebih  awal  (Haryadi  dan  Yahya,  1988).

Mekanisme fisiologi terdapat dalam beberapa bentuk  yaitu osmoregulasi/pengaturan potensial  osmosis,  kompartmentasi  dan sekresi  garam  serta  integritas  membran. Osmoregulasi  pada  kebanyakan  tanaman melibatkan  sintesis  dan  akumulasi  solute organik  yang  cukup  untuk  menurunkan potensial  osmotik  sel  dan  meningkatkan tekanan  turgor  yang  diperlukan  bagi pertumbuhan.  Senyawa-senyawa  organik  tsb adalah  asam-asam  organik,  asam-asam amino  dan  senyawa  gula  yang  disentesis sebagai  respon  langsung  terhadap menurunnya potensial air eksternal. Pada  beberapa  tanaman,  akumulasi sukrosa  yang  berkontribusi  terhadap penyesuaian  osmotika  merupakan  respon terhadap salinitas (Haryadi dan Yahya, 1988).

BAB III

METODE PERCOBAAN

III.1 Alat dan Bahan

            Alat yang digunakan pada percobaan ini adalah mikroskop, 6 botol kultur, nampan dan kamera.

            Bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu kecambah kacang hijau Phaseolus radiates, air destilata (aquades) dan larutan CaCl₂ 0,5 M.

III.2 Tahapan Kerja

            Adapun tahapan kerja pada percobaan ini yaitu :

1.      Dari larutan baku CaCl₂ 0,5 M dibuat masing-masing 100 ml larutan 10%, 5%, 2%, 1% dan 0,5%.

2.      Dimasukkan masing-masing larutan ke dalam botol kultur dan diberi label. Satu botol dipakai sebagai control: diisi dengan air destilata saja.

3.      Diambil 14 kecambah kacang hijau berumur ± 10 hari. Dipilih yang sehat dan baik pertumbuhannya.

4.      Kedua lubang pada tutup botol masing-masing dimasuki 1 kecambah kacang hijau. Untuk mengganjal tanaman agar tegak dengan akar terendam dalam larutan digunakan kapas. Dijaga agar kapas tidak mengenai larutan. Dilakukan hal ini untuk semua botol kultur.

5.      Diukur dan dicatat panjang batang di atas kotiledon dengan penggaris mili meter.

6.      Diberi tanda tingginya cairan pada masing-masing botol kultur.

7.      Setiap 2 hari dilihat keadaan cairan. Ditambahkan air destilata sampai pada tingkat semula. Dicatat volume air yang ditambahkan. Diamati penampilan tanaman.

8.      Setelah 1 minggu tanaman dikeluarkan dan diukur panjang batang di atas kotiledon, diamati keadaan tanaman dan total air yang ditambahkan. Dibuat tabel yang menunjukkan hubungan antara pertumbuhan batang dan banyaknya air yang terserap pada masing-masing perlakuan.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil

Tabel Hasil Pengamatan

Larutan CaCl2	Panjang Batang (cm)                                  Keadaan pada harike-					Penggunaaan
	Mula-mula       Akhir     Pertambahan         2               7					air (ml)
Air Destilata	4,5	-	-	Mati	Mati	-
10%	2	-	-	Hidup	Mati	-
5%	1,7	2	0,3	Hidup	Mati	-
2%	4,8	5	0,2	Hidup	Mati	-
1%	2	8,5	6,5	Hidup	Hidup	-
0,5%	3	13,5	10,5	Hidup	Hidup	-

IV.2 Pembahasan

Konsentrasi garam hara yang tinggi pada suatu tanaman disebut stress garam. Stres garam merupakan salah-satu dari antara enam bentuk stres tanaman yaitu stress suhu, stres air, stres radiasi, stres bahan kimia dan stres angin, tekanan, bunyi dan lainnya. Stres garam termasuk stres bahan kimia yang meliputi garam, ion-ion, gas, herbisida, insektisida dan lain sebagainya.

Pada percobaan ini tanaman yang digunakan yaitu kecambah kacang hijau Phaseolus radiatus. Tanaman ini digunakanan karena pertumbuhannya yang cukup cepat dan mudah ditumbuhkan pada media yang kecil. Biji kacang hijau ini dikecambahkan selama ± 9 hari. Setelah kecambah tersebut tumbuh, dimasukkan ke dalam media yang berupa botol kultur  yang berisi larutan CaCl₂ dan air destilata. Larutan CaCl₂ digunakan sebagai unsur garam hara bagi pertumbuhan kecambah tersebut.

Hasil pengamatan yang yaitu bahwa kecambah yang di masukkan ke dalam botol kultur yang berisi air destilata mengalami kematian sejak hari kedua hingga hari ketujuh, sementara air tersebut tidak mengandung CaCl₂. Hal ini mungkin disebabkan karena ketika melakukan pengamatan ada praktikan yang tanpa sengaja menyentuh batang kecambah hingga patah dan mengalami kematian.  Sedangkan kecambah yang di masukkan dalam botol kultur yang berisi larutan CaCl₂ mengalami pertambahan batang yang cukup tinggi pada hari kedua, namun kecambah tersebut mengalami kematian pada hari ketujuh dikarenakan konsentrasi CaCl₂ pada larutan dalam botol kultur yang sangat tinggi, maka potensial osmotik di sekitar tanaman sangat meningkat sedangkan potensial air murni menurun yang mengakibatkan energi bebas air menurun. Sedangkan kecambah pada larutan 1% dan 0,5% yang tetap hidup pada hari kedua hingga hari ketujuh walaupun konsentrasi 1% pertumbuhannya lebih lambat dibandingkan 0,5% karena konsentrasi garam yang tidak terlalu tinggi sehingga kecambah tersebut mampu bertahan hidup hingga hari ketujuh.

iKonsentrasi garam yang berlebih dapat menghambat pertumbuhan tanaman dengan dua cara yaitu : dengan merusak sel-sel yang sedang tumbuh sehingga pertumbuhan tanaman terganggu. Serta  membatasi jumlah suplai hasil-hasil metabolisme esensial bagi pertumbuhan sel melalui pembentukan tyloses. Salinitas menekan proses pertumbuhan tanaman dengan efek yang menghambat pembesaran dan pembelahan sel, produksi protein serta penambahan biomassa tanaman. Tanaman yang mengalami stres garam umumnya tidak menunjukkan respon dalam bentuk kerusakan langsung tetapi pertumbuhan yang tertekan dan perubahan secara perlahan.

         

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

            Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa pengaruh konsentrasi CaCl₂ yang  tinggi sangat mempengaruhi pertumbuhan kecambah kacang hijau Phaseolus radiatus. Hal ini dapat dilihat pada kecambah yang dimasukkan dalam botol kultur 10%, 5% dan 2% yang tetap hidup pada hari kedua dan mengalami kematian pada hari ketujuh, sedangkan kecambah pada botol kultur 1% dan 0,5% tetap hidup sejak hari kedua hingga hari ketujuh karena konsentrasi larutan CaCl₂ yang tidak terlalu tinggi.

V.2 Saran

            Sebaiknya data hasil percobaan dikumpulkan kepada asisten agar praktikan lebih mudah untuk memperoleh data tersebut, terima kasih.

DAFTAR PUSTAKA

Hamdayanti.   2010.    Pengaruh    Osmotik    Konsentrasi   Garam    Hara

Terhadap  Absorbsi  Air  dan  Pertumbuhan   Tanaman.   http://elysafit08.student.ipb.ac.id/organisasi/.  Diakses  pada  hari senin, 24 November 2014, pukul 22.30 WITA. Makassar.

Harjadi,  S.  S.  dan S.  Yahya.  1988.  Fisiologi  Stress  Lingkungan.  PAU

IPB . Bogor.

Johannes,  Eva. Tambaru, Elis. Suhadiyah, Sri. Latunra, Andi, Ilham. dan

Ferial, W., E. 2014. Pedoman   Praktikum   Fisiologi   Tumbuhan. Universitas Hasanuddin. Makassar.

Kusmiyati,  F.  2009.  Karakter  Fisiologis,  Pertumbuhan   dan   Produksi

Legum  Pakan  Pada  Kondisi  Salin.  Seminar  Nasional  Peternakan. Universitas Diponegoro. Semarang.

Majerus,  M.  1996.  Plant  Materials  for  Saline  Alkaline    Soils.   USDA

Natural     Resources     Conservation     Services.    Montana     State

University.  USA.

Yuniati, Ratna.  2004.  Penapisan  Galur  Kedelai  Glycine  max (L). Merrill

Toleran  Terhadap   NaCl  Untuk   Penanaman   di  Lahan   Salin. Jurnal   Makara   Sains.  Vol   8.  No  1.  Hal  :  1-2.   Departemen  Biologi FMIPA. Universitas Indonesia. Jakarta.