Metabolisme Nitrogen

NITROGEN

Nitrogen merupakan salah satu unsur yang sangat diperlukan oleh semua makhluk hidup. Nitrogen diambil dan diserap oleh tanaman dalam bentuk : NO3- NH4+

Fungsi Nitrogen bagi tanaman adalah:
a. Diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan bagian vegetatif tanaman, seperti daun, batang dan akar.

b. Berperan penting dalam hal pembentukan hijau daun yang berguna sekali dalam proses fotosintesis.

c. Membentuk protein, lemak dan berbagai persenyawaan organik.

d. Meningkatkan mutu tanaman penghasil daun-daunan.

e. Meningkatkan perkembangbiakan mikro-organisme di dalam tanah.

Adapun sumber Nitrogen adalah :
a. Terjadi halilintar di udara ternyata dapat menghasilkan zat Nitrat, yang kemudian di bawa air hujan meresap ke bumi.

b. Sisa-sisa tanaman dan bahan-bahan organis.

c. Mikrobia atau bakteri-bakteri.

d. Pupuk buatan (Urea, ZA dan lain-lain)

Kerja enzim nitrat reduktase

NH3 —– asam amino —–
protein dan asam nukleat (DNA dan RNA). Jadi NH3 adalah prekursor untuk selanjutnya membentuk asam amino dan asam amino membentuk protein dan asam nukleat.
2. Mo berperan pada metabolisme hormon tanaman. Kekurangan Mo maka per-tumbuhan terhambat karena kadar NO3 – menumpuk dalam tubuh tanaman.

Mo

     Unsur ini diserap dalam bentuk MoO4- . Esensi unsur ini:
1. Sebagai aktivator dan penyusun enzim sitrat reduktase yaitu enzim yang bekerja membantu perubahan ion NO3- menjadi NH3 yang siap dipakai untuk pem-bentukan asam amino dan protein untuk pembelahan dan pembesaran sel.

Proses Transaminasi

            Pemindahan gugusan amino (NH2) dari suatu asam amino ke ikatan lainnya yang biasanya asam keton  sehingga terjadi asam amino.

Alanina biasanya dibuat melalui transfer satu gugus amina ke asam piruvat. Reaksi transaminasi bersifat reversibel (dapat-balik) sehingga alanina mudah dibuat dari piruvat dan berhubungan erat dengan jalur metabolik utama seperti jalur glikolisis, glukoneogenesis, dan daur sitrat.

 

Bagi tanaman kacang-kacangan pasokan nitrogen dapat juga berasal dari proses fiksasi N2 dari udara oleh bakteria menjadi amonia. Bakteri Rhizobium, Bradyrhizobium dan Azorrhizobium bersimbiosis dengan tanaman kacang-kacangan menfiksasi N2

 

Fiksasi Nitrogen.

Unsur kimia yang paling menonjol dalam sistem kehidupan adalah O, H, C, N, dan P. Unsur O, H, dan P terdapat secara luas dalam bentuk tersedia bagi metabolisma yaitu H2O, O2 dan Pi. Sebagian besar bentuk tersedia dari C dan N adalah CO2 dan N2, dimana keduanya sangat stabil (tidak reaktif). N2 misalnya, N—N dalam bentuk triple bond (dengan 3 ikatan) mempunyai ikatan energi sebesar 945 kJ.mol-1, bandingkan dengan ikatan tunggal antara C— O dengan energi sebesar 351 kJ.mol-1. CO2 hanya dapat dimetabolisma, difiksasi oleh organiosma fotosintetik. Fiksasi N2, lebih tidak umum, dimana unsur ini hanya dikonversi menjadi bentuk yang lebih berguna hanya oleh beberapa strain bakteri. Rhizobium, bakteri yang mampu memfiksasi nitrogen, hidup bersimbiosis dalam bintil akar tanaman leguminosa, mengubah N2 menjadi NH3.

N2 + 8H+ + 8e- + 16 ATP ————– 2 NH3 + H2 + 16 ADP + 16 Pi

 

Gambar 8-17. Reduksi N2 terjadi dalam 3 tahap reaksi yang masing-masing melibatkan pasangan elektron. Nitrogenase juga mereduksi H2O menjadi H2 yang selanjutnya bereaksi dengan diimin membentuk kembali N2.

 

 

Gambar.Aliran elektron dalam reduksi N2 oleh nitrogenase

 

Jadi NH3, dapat digabungkan dengan glutamat oleh glutamat dehidrogenase atau dengan glutamin oleh  glutamin synthetase. Sistem ini menghasilkan nitrogen dalam bnetuk yang bermanfaat dalam jumlah yang lebih banyak dari pada yang dibutuhkan tanaman sehingga kelebihannya diekskresikan ke lingkungan tanah, sehingga dapat memperkaya tanah.

Nitrogenase sangat sensitif terhadap oksigen, jika terdapat oksigen maka segera mengalami inaktivasi. Oleh karena itu harus dijaga dari molekul reaktif tersebut. Pada Cyanobakter mempunyai sel non fotosintetik disebut heterokis yang melindungi enzim dari O2, dan berfungsi khusus untuk fikasi N2. Pada bintil akar

leguminosa, terdapat leghemoglobin dimana bagian globion berfungsi untuk mengikat O2. Leghemoglobin ini mempunyai afinitas yang sangat tinggi terhadap O2 menjaga konsentrasi O2 cukup rendah untuk menjaga nitrogenase tetapi cukup menyediakan transpor pasif O2 untuk bakteri. Reduksi N2 merupakan proses yang

cukup menghabiskan energi. Dalam aktivitasnya nitrogenase memerlukan sumber elektron dan ATP.

 

Gambar. Bintil akar Leguminosae, tempat Fiksasi Nitrogen.

 

 

SIKLUS UREA

Siklus urea merupakan suatu lingkaran proses dimana ornitin di konversi à arginin (melalui pembentukan sitrulin) yang kemudian dipecah menjadi Urea + Ornitin . ornitin analog dengan Ox-Asetat pada siklus TCA.

Siklus urea sebagai pusat lintasan metabolisme nitrogen. Senyawa yang diperlukan dalam siklus urea adalah CO2, ATP, NH3 dan H2O. CO2 dan ATP berasal dari respirasi, sedangkan NH3 berasal dari degradasi protein. Dalam siklus urea terbentuk beberapa senyawa produk antara (intermediate) yaitu sitrulin, arginin dan ornitin yang berperan sebagai prekursor senyawa urea. Hasil akhir dari siklus urea adalah urea (CH4,ON2), H2O, ADP dan Fospat.

 

 

 

 

 

 

 

 

PERTANYAAN

  1. Mengapa Nitrogen merupakan zat yang penting bagi tanaman. Jelaskan !
  2. Jelaskan peran enzim Nitran reduktase, Nitrit reduktase dan Nitrogenase.
  3. Bagaimana proses sintesis asam amino melalui proses transaminasi
  4. Apakah semua asam amino sebagai penyusun protein ? jelaskan
  5. Uraikan secara sederhana proses fiksasi N2 dari udara oleh bakteri Rhizobium
  6. Adakah bakteri lain yang mempunyai kemampuan fiksasi N2 dari udara.
  7. Apa yang dimaksud dengan siklus urea.
  8. Apa yang saudara ketahui dengan urea acid.

 

JAWABAN

  1. Karena nitrogen mempunyai banyak fungsi bagi tanaman, diantaranya yaitu :
    a. Diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan bagian vegetatif tanaman, seperti daun, batang dan akar.

b. Berperan penting dalam hal pembentukan hijau daun yang berguna sekali dalam proses fotosintesis.

c. Membentuk protein, lemak dan berbagai persenyawaan organik.

d. Meningkatkan mutu tanaman penghasil daun-daunan.

e. Meningkatkan perkembangbiakan mikro-organisme di dalam tanah.

Nitrogen diambil dan diserap oleh tanaman dalam bentuk : NO3, NH4+

 

  1. Peranan enzim
  • Nitrat reduktase mengangkut dua electron dari NADH, hasilnya berupanitrit
  • Nitrit reduktase pengkatalis pada proses reduksi nitrit menjadi ion ammonium di daun secara in vitro = menerima secara lemah electron dari NADH, NAPDH, atau senyawa flavin alamiah misalnya FADH2
  • Nitrogenase,membantu nitrat pada reduksi N2 dalam fiksasi nitrogen
  1. Proses Transaminasi : Pemindahan gugusan amino (NH2) dari suatu asam amino ke ikatan lainnya yang biasanya asam keton  sehingga terjadi asam amino. Alanina biasanya dibuat melalui transfer satu gugus amina ke asam piruvat. Reaksi transaminasi bersifat reversibel (dapat balik) sehingga alanina mudah dibuat dari piruvat dan berhubungan erat dengan jalur metabolik utama seperti jalur glikolisis, glukoneogenesis, dan daur sitrat.

 

  1. Tidak, tidak semua asam amino dapat berperan sebagai protein karena

1)      Asam amino yang menyusun protein organisme ada 20 macam disebut sebagai asam amino standar. Yang terdiri dari:

a.Asam amino non polar (Glisin, alanin, valin, leusin, isoleusin dan prolin)

b.Asam amino polar (Serin, threonin, sistein, metionin, asparagin, glutamin)

c.Asam amino dengan gugus R aromatic (Fenilalanin,tirosin dan triptofan)

d.Asam amino dengan gugus R bermuatan positif (Lisin,argini dan histidin)

e.Asam amino dengan gugus R bermuatan negatif (Aspartat dan glutamat)

2)      Ada kurang lebih 300 asam amino non standar dijumpai pada sel. Asam amino non standar merupakan asam amino diluar 20 macam asam amino standar. Asam amino standar  terjadi karena modifikasi yang terjadi setelah suatu asam amino standar menjadi protein. Beberapa ditemukan asam amino nonstandar yang tidak menyusun protein merupakan senyawa antara metabolisme (biosintesis arginin dan urea).

  1. Fiksasi nitrogen ini dilakukan oleh bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan polong-polongan, bakteri azotobacter dan clostridium. Sebagian kecil nitrogen masuk kedalam tanah dari atmosfir dalam bentuk ion ammonium ( NH4+) dan nitrat  ( NO3 ) bersama hujan  dan kemudian diserap akar. NH4+ ini berasal dari pembakaran industry, kegiatan gunung berapi dan kebakaran hutan. Sedangkan NO3 berasal dari oksidasi N2 oleh O2 atau ozon saat ada halilintar atau radiasi ultraviolet. Selimut putih yang terhembus angin akan menghasilkan butiran kecil air yang disebut aerosol, yang akan menguap, meninggalkan garam laut yang tersuspensi di atmosfir. Didekat garis pantai, garam ini dapt terbawa kedarat kedalam bentuk air hujan. Butiran ini disebut garam daur, karena akhirnya berdaur kembali melalui aliran sungai ke samudra.

 

  1. Ya ada, diantaranya bakteri- bakteri lain yang dapat mengikat nitrogen dari udara bebas adalah clostridium, azotobacter, dan rhodospirillium. Pada jenis tanaman polong-polongan (Leguminoceae) terdapat bintil-bintil pada akarnya. Bintil-bintil akar tersebut mengandung bakteri rhizobium yang dapat mengikat atau memfiksasi nitrogen bebas dari udara menjadi nitrat ( NO ). Akibatnya, nitrogen bebas ( N2 ) yang semula tidak dapat diserap tumbuhan menjadi ( NO)

 

  1. Siklus urea merupakan suatu lingkaran proses dimana ornitin di konversi à arginin (melalui pembentukan sitrulin) yang kemudian dipecah menjadi Urea + Ornitin . ornitin analog dengan Ox-Asetat pada siklus TCA.

Reaksinya terjadi sebagian di mitokondria (CAP Sintetase dan Sitrulin Sintetase) dan sebagian lagi terjadi di Sitoplasma (reaksi-reaksi lainnya)

 

 DAFTAR PUSTAKA

  1. file:///D|/E-Learning/Biokimia/Textbook/bahan_ajar.html
Advertisements

METABOLISME KARBOHIDRAT,LIPIDA DAN PROTEIN

METABOLISME KARBOHIDRAT,LIPIDA DAN PROTEIN

 

  1. KARBOHIDRAT

Karbohidrat adalah biomolekul yang paling banyak terdapat di alam. Setiap tahunnya diperkirakan kira-kira 100 milyar ton CO2 dan H2O diubah kedalam molekul selulosa dan produk tanaman lainnya melalui proses fotosintesis. Karbohidrat memiliki peranan yang cukup beragam; di berbagai negara karbohidrat adalah sebagai bahan makanan utama. Oksidasi karbohidrat merupakan lintasan pembentukan energi yang utama pada sel-sel yang tidak melakukan fotosintesis. Karbohidrat yang tidak larut air berfungsi sebagai jaringan penunjang atau pembentuk struktur dinding sel tanaman, bakteri dan jaringan penghubung. Polimer karbohidrat befungsi sebagai pelumas pada sabungan tulang dan berperan sebagai senyawa perekat diantara sel. Polimer karbohidrat komplek yang melekat pada molekul protein atau lemak berperan sebagai penerus signal yang menentukan lokasi internal atau lintasan metabolik molekul.

Nama karbohidrat (carbohydrate) diambil dari komponen penyusunnya yang terdiri dari karbon, hidrogen dan “ate” yang berarti oksigen. Pada awalnya nama karbohidrat digunakan untuk menunjukkan gula dan polimernya. Sekarang nama karbohidrat lebih tepat digunakan untuk menggambarkan senyawa polihidroksi aldehid atau keton atau senyawa yang dihasilkan dari hidrolisisnya. Umumnya karbohidrat memiliki rumus empiris Cn(H2O)n dengan perbandingan C : H : O adalah 1 : 2 : 1. Sebagai contoh glukosa C6H12O6 yang juga dapat ditulis dengan C6(H2O)6. Walaupun demikian beberapa karbohidrat memiliki nitrogen, fosfor dan sulfur. Karbohidrat digolongkan kedalam monosakarida, disakarida, oligosakararidan dan polisakarida. Dalam banyak hal penggolongan untuk oligosakarida dikelompokkan saja kedalam polisakarida. Kata sakarida berasal dari kara Latin (sakkharon) yang berarti gula. Monosakarida atau gula sederhana terdiri dari satu unit polihidroksi aldehid atau polihidroksi keton. Monosakarida yang paling banyak terdapat di alam adalah Dglukosa dengan enam atom karbon. Disakarida adalah golongan karbohidrat yang terdiri dari dua unit monoskarida. Disakarida yang paling banyak terdapat adalah sukrosa atau gula tebu yang terdiri dari unit glukosa dan fruktosa yang berikatan secara spesifik yang disebut ikatan glikosida. Monoskarida dan disakarida mudah dikenal dengan akhiran osa. Oligosakarida adalah kabohidrat berantai pendek yang dibangun oleh beberapa unit monosakarida. Sedangkan polisakarida terdiri dari rantai yang cukup panjang sampai ratusan dan ribuan unit monosakarida. Beberapa polisakarida memiliki rantai lurus seperti selulosa dan yang lain ada bercabang seperti glikogen dan amilopektin. Polisakarida yang paling banyak terdapat adalah pati dan selulosa yang kedua-duanya dibangun oleh unit-unit D-glukosa.

 

ü  MONOSAKARIDA

Karbohidrat yang paling sederhana adalah monosakarida dan sebagai unit pembentuk disakarida, oligo dan polisakarida. Monosakarida memiliki gugus aldehid atau keton dengan satu atau lebih gugus hidroksil. Monosakarida glukosa dan fruktosa memiliki enam gugus hidroksil. Atom karbon tempat pengikatan gugus hidroksil disebut sebagai pusat kiral.

 

 

Golongan monosakarida

Kristal monosakarida tidak berwarna dan larut dalam air tetapi tidak larut dalam pelarut nonpolar. Umumya monosakarida berasa manis. Susunan atom pada monosakarida tidak bercabang. Satu dari atom karbon membentuk ikatan ganda dengan atom oksigen membentuk gugus karbonil. Bila gugus karbonil ini terbentuk pada ujung rantai karbon, monosakarida ini memiliki aldehid sehingga disebut aldosa, dan bila gugus karbonil terbentuk pada atom karbon yang lain, monosakarida ini adalah suatu keton dan disebut ketosa.

 

 

 

 

ü  DISAKARIDA

Disakarida seperti maltosa, laktosa dan sukrosa terdiri dari dua unit monosakarida yang terbentuk melalui suatu ikatan yang disebut ikatan glikosida. Pembentukan ikatan ini berlangsung dengan pembentukan asetal dari hemiasetal (glukopiranosa) dan satu gugus hidroksil dari molekul gula yang kedua, seperti terlihat pada Gambar . Ikatan glikosida ini mudah dihidrolisis oleh asam tetapi tidak oleh basa. Oleh karena itu diskarida dapat dihidrolisis dengan mudah dengan memanaskannya dalam larutan asam encer. Bentuk ikatan glikosida lainya terbentuk antara gula dengan atom N (ikatan N-glikosil) yang ditemukan pada seluruh nukleotida.

 

 

Gambar . Pembentukan disakarida (maltosa) dari dua monosakarida.

 

Maltosa mengandung dua unit D-glukosa dengan ikatan glikosida antara atom C-1 (karbon anomer) dari suatu glukosa dengan atom C-4 pada unit glukosa yang lainnya dengan konfigurasi ikatan glikosidanya. Laktosa bila dihidrolisis akan mengahsilkan D-galaktosa dan D-glukosa. Kabon anomer unit glukosa dapat dioksidasi sehingga laktosa tergolong kedalam disakarida yang tereduksi. Jenis ikatan glikosida pada laktosa adalah •. Sukrosa adalah disakrida yang disusun oleh unit glukosa dan fruktosa dan terbentuk hanya pada tanaman dan tidak pada hewan. Berbeda dengan maltosa dan laktosa, sukrosa tidak memiliki atom karbon anomer yang bebas, karena karbon anomer untuk kedua unit monosakarida terlibat dalam ikatan glikosida, seperti terlihat pada Gambar2. Trehalosa dibangun oleh dua unit glukosa dengan susunan ikatan antara atom karbon anomer (C-1) dengan karbon anomer (C-1) dari unit lainnya, sehingga trehalosa juga merupakan gula yang tidak tereduksi (noreducing sugar). Trehalosa merupakan komponen utama dalam cairan sirkulasi serangga dan berfungsi sebagai cadangan energi.

 

 

Gambar 2. Beberapa jenis ikatan glikosida pada disakarida.

 

 

ü  POLISAKARIDA

Sebagian besar karbohidrat yang ditemukan di alam terdapat dalam bentuk polisakarida, yaitu polimer dengan berat molekul yang tinggi dan sering juga disebut dengan glikan atau glukan. Suatu polisakarida berbeda dengan yang lainnya dalam beberapa hal yakni unit monosakarida penyusunnya, panjang rantai, bentuk ikatan dan derajat percabangan (degree of branching). Bila rantai polisakarida dibangun oleh satu jenis unit monosakarida disebut sebagai homopolisakarida, dan bila dibangun oleh unit monosakarida yang tidak sejenis disebut heteropoli-sakarida (untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar ). Beberapa homopolisakarida berfungsi sebagai cadangan monosakarida yang diperlukan sebagai sumber energi seperti pati dan glikogen. Homopolisakarida yang lain seperti selulosa dan kitin berfungsi sebagai pembangun struktur dinding sel tanaman dan rangka luar hewan.

 Gambar struktur umum polisakarida

 

Heteropolisakarida memberikan kekuatan ekstrasel untuk seluruh kingdom organisme. Lapisan yang kaku pada dinding sel bakteri yang disebut peptidoglikan adalah heteropolisakarida yang disusun oleh dua jenis unit turunan monosakarida yang tersusun secara bergantian. Pada jaringan hewan, ruang ekstraseluler diisi oleh beberapa jenis heteropolisakarida yang membentuk suatu matrik yang mengikat masing-masing sel menjadi suatu kesatuan dan memberikan perlindungan, bentuk dan dukungan terhadap sel, jaringan dan organ. Asam hialuronat adalah salah satu polimer yang memberikan kekuatan dan fleksibelitas pada tulang rawan dan tendon. Jenis heteropolisakarida yang lain yang memiliki unit polipeptida (proteoglikan) memiliki peranan untuk melumasi jaringan atau sendi.

Polisakarida tidak memiliki berat yang spesifik. Ini disebabkan karena mekanisme biosintesa kedua polimer yang berbeda. Sintesis polisakarida berlangsung dengan polimerisasi yang dilakukan oleh enzim-enzim tertentu. Suatu enzim akan bekerja bila enzim lain sudah selesai berkerja, enzim-enzim bekerja secara bergantian untuk menghasilkan suatu polimer. Akan tetapi mekanisme sampai seberapa panjang sintesis rantai polimer ini belum diketahui.

 

Pati dan glikogen

Cadangan karbohidrat yang paling penting pada tumbuhan adalah pati sedangkan pada sel hewan adalah glikogen. Dalam sel kedua jenis polisakarida ini biasanya terdapat dalam butiran-butiran yang disebut sebagai granul. Sebagian besar sel tanaman dapat menyimpan pati dan paling banyak tersimpan dalam umbi seperti kentang dan biji-bijian seperti jagung, padi, gandum dan lain-lain. Pati mengandung dua jenis polimer glukosa yang disebut amilosa dan amilopektin. Amilosa tersusun dari rantai glukosa (•1-4) yang tidak becabang dengan berat molekul yang bervariasi sampai 500.000. Amilopektin juga memiliki berat molekul yang tinggi sampai satu juta tetapi memiliki rantai yang bercabang. Percabangan umumnya terbentuk setiap 24-30 unit molekul glukosa. Gambar berikut menunjukkan struktur amilosa dan amilopektin.

 

Gambar. Struktur pati. a, amilosa; b, amilopektin; c, struktur percabangan

 

Selulosa dan kitin

Secara struktural selulosa dan kitin adalah homopolisakarida. Selulosa yang terdiri dari benang-benang (fibril) yang kuat dan tidak larut dalam air merupakan bagian yang terpenting pada sel-sel tanaman; terdapat pada akar, batang, cabang dan seluruh bagian dari jaringan tanaman berkayu. Selulosa adalah penyusun utama kayu, dan katun hampir murni tersusun dari selulosa. Fibril selulosa yang tidak memiliki percabangan disusun oleh 10.000 sampai 15.000 unit D-glukosa melalui ikatan • glikosida. Hal ini menyebabkan struktur dan sifat fisiknya berbeda dari amilosa. Karena rantai polisakarida memiliki banyak gugus hidroksil, ikatan hidrogen merupakan bahagian yang sangat menentukan struktur molekulnya. Polimer •-D-glukosa seperti selulosa terdiri dari gugus piranosa yang kaku dalam suatu konformasi yang berbentuk kursi (chair). Konformasi yang paling stabil untuk suatu polimer adalah bila chair memutar 180 oC dari unit sebelumnya sehingga menghasilkan suatu rantai yang lurus. Ikatan hidrogen yang terbentuk inter dan antar rantai memberikan kekuatan terhadap rantai polisakaraida, seperti telihat pada Gambar  berikut.

 

Gambar  Struktur selulosa. a, bagian rantai selulosa; b, konformasi rantai selulosa dengan ikatan

hidrogen

 

Glikogen dan pati yang terkandung dalam nutrisi dihidrolisa oleh enzim •-amilase yang terdapat dalam air ludah dan asam lambung. Sedangkan selulosa tidak dapat digunakan sebagai sumber energi oleh kebanyakan hewan, karena tidak memiliki enzim untuk menghidrolisis selulosa. Rayap dapat menghidrolisis selulosa (kayu) karena dalam sistem pencernaannya terdapat mikroba simbiotik Trychonympha yang menghasilkan enzim selulase yang memutus ikatan •1-4. Vertebrata yang mampu menggunakan selulosa sebagai sumber energi adalah yang tergolong kedalam ruminasia seperti sapi, kerbau, domba, zerapah, dll. Pada lambung hewan-hewan ini terdapat bakteri dan atau protozoa yang menghasilkan selulase. Jamur-jamur pembusuk kayu dikenal sebagai penghasil selulase yang sangat potensial, beberapa bakteri juga menghasilkan selulase.

 

Kitin adalah homopolisakarida yang tersusun dari gugus N-asetil glukosamin dalam ikatan glikosida •. Kitin berbeda dengan selulosa hanya pada atom C2 dengan tambahan gugus amino yang terasetilasi. Ikatan •1-4 pada fibril kitin terlihat pada gambar berikut. Fibril-firbril kitin hampir sama dengan selulosa dan juga tidak dapat dicernakan oleh hewan vertebrata. Kitin merupakan komponen utama penyusun rangka artropoda, serangga, udang dan dinding sel jamur, dan kemungkinan merupakan polimer organik alami kedua terbanyak setelah selulosa.

 

Glikoprotein dan glikolipid

Kebanyakan protein membran dan lemak membran memiliki oligosakarida yang terikat secara kovalen yang disebut glikoprotein dan glikolipid. Sebahagian besar protein yang disekresikan oleh sel-sel eukaryot tergolong kedalam glikoprotein. Manfaat biologis adanya gugus oligosakarida pada protein dan lemak belum diketahui dengan sempurna. Akan tetapi sifat hidrofilik yang dimiliki oleh oligosakarida akan mengubah muatan dan kelarutan protein dan lemak.

 

Glikoprotein memiliki fungsi-fungsi biologis yang cukup beragam. Hampir seluruh protein yang terdapat pada permukaan luar hewan adalah golongan glikoprotein. Glikoprotein pada membran sel darah merah yang dikenal dengan glikoporin disusun oleh 60% karbohidrat dengan 16 buah rantai oligosakarida. Beberapa glikoprotein larut dalam air seperti protein pembawa dan imunoglobulin dan protein-protein yang terdapat dalam lisosom.

Glikolipid dan lipopolisakarida merupakan komponen membran. Pada gangliosida gugus yang bermuatan adalah oligosakarida yang mengandung asam sialat dan gugus monosakarida lainnya. Lipopolisakarida adalah penyusun utama pada membran luar bakteri gram negatif seperti Escherichia coli dan Salmonellatyphimurium. Lipopoli-sakarida pada S. typhimurium memiliki enam rantai asam lemak yang terikat dua gugus glikosamin, dimana pada salah satu glukosamin melekat oligosakarida komplek.

 

  1. LIPIDA

Lipid, berasal dari bahasa Yunani yang berarti lemak adalah senyawa biologi yang larut dalam pelarut organik seperti kloroform tetapi tidak larut dalam air. Lemak, minyak, vitamin dan hormon tertentu dan sebagian besar komponen membran yang bukan protein adalah lipid. Lipid merupakan komponen diet yang penting karena mengandung energi yang sangat tinggi dan pelarut beberapa macam vitamin. Lemak terbentuk dari trigliserida yang dapat dihidrolisis oleh asam, basa atau enzim menjadi gliserol dan asam lemak. Gliserol mempunyai 3 gugus alcohol, sedangkan asam lemak teerdiri gugus karboksil(head) dan rantai hirokarbon (tail). Asam lemak terdiri dari asam lemak jenuh dan tak jenuh.

Fungsi lipid dalam tubuh antara lain:

  1. Sebagai sumber energi, baik langsung maupun dalam bentuk cadangan, dalama jaringan lemak
  2. Sebagai komponen struktur sel
  3. Sebagai simpanan bahan bakar metabolik
  4. Pelindung dinding sel (komponen membran),pelindung daun lilin, dsb
  5. Sebagai penahan panas dalam jarinngan subcutaneous dan membungkus beberapa organ
  6. Lipid non polar berperan sebagai insulator listrik yang memungkinkan gelonbang depolarisasi sel syaraf dengan cepat Kandunngan lipid dalam jaringan syaraf sangat tinggi.
  7.  Gabungan lemak dengan protein (lipoprotein) merupakan komponen sel yang penting baik dalam membran sel maupun membran mitokondria. Disamping itu juga berperan dalam transpor lipid dalam darah.

Klasifikasi Lipid

Menurut Bloor, lipid dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Lipid Sederhana, adalah ester asam lemak dengan berbagai alkohol, terdiri dari:

a. Lemak, adalah ester asam lemak dengan gliserol. Lemak dalam kondisi cair disebut dengan minyak

b. Lilin, ester asam lemak dengan alkohol monohidrat dengan berat molekul tinggi

 

2. ’Compound Lipid’, Ester asam lemak yang mengandung gugus lain disamping alkohol dan asam lemak. Terdiri dari:

a. Fosfolipid, disamping asam lemak dan alcohol, lipid ini juga mengandung residu asam fosfat. Senyawa tersebut juga membawa basa nitrogen serta senyawa lain. Pada banyak fosfolipid, misalnya gliserofosfolipid alkoholnya adalah gliserol tetapi pada spingofosfolipid gliserol tersebut digantikan oleh spingosin.

b. Glikolipid, asam lemak dengan karbohidrat yang membawa nitrogen tetapi tidak asam fosfat.

c. Lipid dengan senyawa lain, sulfolipid dan aminolipid dan juga lipoprotein.

 

3. Turunan lipid, senyawa yang diturunkan dari senyawa-senyawa tersebut di atas melalui hidrolisis. Termasuk disini adalah asam lemak (jenuh dan tidak jenuh), gliserol, steroid, maupun bodi keton.

 

Asam lemak

  • · Merupakan asam karboksilat dengan panjang rantai C4-36
  • · Beberapa asam lemak bersifat saturasi (tidak terdapat ikatan rangkap antar atom C), yang lain memiliki 1 atau lebih ikatan rangkap antar atom (tak saturasi), contoh: v asam palmitat, 16 C disingkat 16:0 v asam oleat, 18 C dengan ikatan rangkap pada atom C nomor 9, disingkat 18:1(D9)

 

BIOENERGETIK DAN METABOLISMA

  • · Sifat fisik asam lemak sangat ditentukan oleh derajat ketidak jenuhan dan panjangnya rantai hidrokarbon
  • · Rantai hidrokarbon non polar bertanggung jawab atas derajat ketaklarutan senyawa ini pada air, contoh: sukrosa larut dalam air sedang asam lemak tak larut
  • · Ikatan rangkap pada asam lemak poly unsaturated hampir tidak pernah dalam bentuk konyugasi(bergantian ikatan tunggal dengan ikatan rangkap) seperti -CH=CH-CH=CH-, tetapi terpisah oleh gugus metilena -CH=CH-CH2-CH2=CH-
  • · Ikatan rangkap alami hampir seluruhnya terjadi dalam bentuk cis
  • · Titik cair dipengaruhi oleh panjang dan derajat unsaturated. Pada suhu kamar (25°C) asam lemak saturasi 12:0 dan 24:0 berbentuk lilin padat, sementara asam lemak tak jenuh dengan panjang yang sama berbentuk minyak.
  • · Karena senyawa unsaturated memerlukan lebih sedikit energi untuk “mengacau” molekul, maka titik leleh/cairnya lebih rendah dibandingkan dengan asam lemak saturasi
  • · asam lemak bebas dengan gugus karboksilat bebas terdapat pada hewan vertebrata: serum albumin
  • · asam lemak kebanyakan sebagai derivat asam karboksilat seperti ester dan amida tidak memiliki gugus karboksilat bermuatan sehingga kelarutan dalam air makin rendah

 

 

Gambar 1. Pemaketan asam lemak tergantung derajat saturasinya. (a) Asam stearat ditunjukkan dalam bentuk pemanjangan biasa. (b) Ikatan rangkap cis (ditandai) pada asam oleat tidak memungkinkan rotasi. (c) Asam lemak jenuh penuh dalam bentuk panjang terpaket ke dalam susunan seperti kristal, dan distabilkan oleh banyak interaksi interaksi. Kehadiran satu atau lebih ikatan rangkap cis mengganggu paket kompak, dan sebagai akibat agregat menjadi kurang stabil. Seperti pada asam lemak linoleat dan d) linolenat

 

 

  1. PROTEIN

Protein merupakan pusat aksi dalam proses biologi. Diantara senyawa organik, protein mempunyai fungsi yang paling beragam, antara lain :

 1). Berfungsi sebagai enzim yang mengkatalisis semua reaksi kimia dalam metabolisma

2). Sebagai regulator untuk aktivitas enzim (merupakan komponen dari enzim) ataupun sebagai mesenger kimia dalam hormon maupun reseptor untuk hormon tersebut.

3) Berperan dalam transpor berbagai senyawa penting seperti ion logam, O2, glukosa, lipid dan lain-lain.

4). Berperan dalam gerak, seperti kontraksi serabut otot ataupun gerakan mekanis dalam pemisahan kromosom selama proses pembelahan sel.

5). Dibutuhkan untuk fungsi sensor, rhodopsin, protein dalam retina, diperlukan dalam proses sel syaraf.

6). Berperan dalam sistem imun, immunoglobulin yang merupakan komponen penting dalam sistem pertahanan hewan tingkat tinggi.

7). Bagian struktural yang memberikan sifat karakteristik kuat, keras seperti collagen yang merupakan penyusun tulang, tendon maupun ligamen.

Fungsi protein hanya dapat difahami jika kita memahami struktur protein tersebut. Ada 4 tingkatan struktur protein seperti digambarkan pada gambar berikut:

 

 

  1. Struktur primer (1o structure)

Menunjukkan urutan asam amino dalam suatu rantai polipeptida. Polipeptida bovine dari hormon insulin merupakan polipeptida pertama yang berhasil ditentukan urutan asam aminonya oleh Frederick Sanger tahun1953.

 

  1. Struktur sekunder (2o structure)

Adalah pengaturan lokal dari rangka ikatan peptida (C – N) atau ’backbone’ dari suatu polipeptida.

Struktur sekunder yang paling umum adalah heliks, memutar kekanan ataupun kekiri. Polipepetida yang mempunyai struktur a heliks membentuk putaran kekanan. Struktur a heliks ini sering dijumpai pada protein fibrosa maupun protein globuler.

 

Gambar Sruktur sekunder a heliks

 

 

Gambar Struktur a heliks

  1. Struktur Tersier (3o structure)

Adalah pengaturan 3 dimensi dari protein tersebut, yaitu lipatan dari struktur sekunder bersama dengan pengaturan rantai sampingnya. Struktur tersier protein ini pertama kali ditemukan oleh John Kendrew dan kawan-kawan pada tahun 1950an, dengan mengamati struktur myoglobin ikan hiu menggunakan sinar X.

 

  1. Struktur quartener (4o structure)

Pengaturan suatu protein yang mempunyai 2 sub unit polipeptida atau lebih. Hasil penelitian menunjukkan bahwa interaksi antara satu polipeptida dengan polipeptida yang lain dalam suatu protein adalah spesifik.Struktur quartener protein ini biasanya terdapat pada protein dengan BM > 100 kD.

 

 

 

 

PERTANYAAN

  1. Apa yang saudara ketahui tentang penggolongan karbohidrat
  2. Sebutkan fungsi karbohidrat bagi tumbuhan. Jelaskan
  3. Apa yang saudara ketahui tentang enzym hidrolase dalam perombakan karbohidrat, lipida dan protein.
  4. Jelaskan apa yang saudara ketahui tentang penggolongan lipida.
  5. Apa yan saudara ketahui tentang asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh
  6. Apa yang saudara ketahui tentang iklan minyak goreng yang menyatakan mengandung omega9. Jelaskan
  7. Jelaskan apa yang saudara ketahui tentang peran protein dalam tumbuhan.
  8. Apakah semua asam amino berperan sebagai penyusun protein.

 

JAWABAN

  1. Karbohidrat dibagi menjadi tiga kelompok :

a. Monosakarida : termasuk gula sederhana yang tidak dapat dihidrolisis menjadi bagian yang lebih kecil.Misalnya triosa, (C3H6O3), tetrosa (C4H8O4), heksosa (C6H12O6).

b.Oligosakarida : merupakan senyawa yang apabila dihidrolisis menghasilkan 2 sampai 6 gula monosakarida. Misal sukrosa dan laktosa.

c. Polisakarida : merupakn karbohidrat yang apabila dihidrolisis akan menghasilkan sejumlah monosakarida.

  1. Fungsi karbohidrat bagi tumbuhan adalah sebagai sumber energi utama. Selain itu karbohidrat juga berfungsi sebagai senyawa yang menyimpan energi kimia contohnya pati. Karbohidrat juga sebagi pembentuk struktur, misalnya selulosa yang berperan sebagi komponen utama dinding sel tumbuhan.
  2. Enzim hidrolase merupakan enzim-enzim yang menguraikan suatu zat dengan pertolongan air. Hidrolase dibagi atas kelompok kecil berdasarkan substratnya yaitu :
  1. Karbohidrase, yaitu enzim-enzim yang menguraikan golongan karbohidrat.

Kelompok ini masih dipecah lagi menurut karbohidrat yang diuraikannya, misal :Amilase, yaitu enzim yang menguraikan amilum (suatu polisakarida) menjadi maltosa 9 suatu disakarida).                                           

  1. Esterase, yaitu enzim-enzim yang memecah golongan ester.

  Contoh-contohnya :                         

  1. Lipase, yaitu enzim yang menguraikan lemak menjadi gliserol dan asam lemak.
  2. Proteinase atau Protease, yaitu enzim enzim yang menguraikan golongan protein.

Contoh-contohnya:

  1. Peptidase, yaitu enzim yang menguraikan peptida menjadi asam amino.

 

  1. Penggolongan lipida :

1. Lipid Sederhana, adalah ester asam lemak dengan berbagai alkohol, terdiri dari:

a. Lemak, adalah ester asam lemak dengan gliserol. Lemak dalam kondisi cair disebut dengan minyak

b. Lilin, ester asam lemak dengan alkohol monohidrat dengan berat molekul tinggi

2. ’Compound Lipid’, Ester asam lemak yang mengandung gugus lain disamping alkohol dan asam lemak. Terdiri dari:

a. Fosfolipid, disamping asam lemak dan alcohol, lipid ini juga mengandung residu asam fosfat. Senyawa tersebut juga membawa basa nitrogen serta senyawa lain. Pada banyak fosfolipid, misalnya gliserofosfolipid alkoholnya adalah gliserol tetapi pada spingofosfolipid gliserol tersebut digantikan oleh spingosin.

b. Glikolipid, asam lemak dengan karbohidrat yang membawa nitrogen tetapi tidak asam fosfat.

c. Lipid dengan senyawa lain, sulfolipid dan aminolipid dan juga lipoprotein.

 

3. Turunan lipid, senyawa yang diturunkan dari senyawa-senyawa tersebut di atas melalui hidrolisis. Termasuk disini adalah asam lemak (jenuh dan tidak jenuh), gliserol, steroid, maupun bodi keton.

 

  1.  

ü  Asam lemak jenuh hanya memiliki ikatan tunggal di antara atom-atom karbon penyusunnya, bersifat stabil (tidak mudah bereaksi)

ü  Asam lemak tak jenuh memilki paling sedikit satu ikatan ganda di antara atom-atom karbon penyusunnya, ikatan gandanya mudah bereaksi dengan oksigen (mudah teroksidasi) karena itu dikenal dengan istilah bilangan oksidasi bagi asam lemak

  1. Jika dikatakan minyak goreng mengandung omega9 itu memang benar.bahakan sebetulnya bukan mengandung, karena olein adalah omega 9. Selama ini, minyak goreng yang paling sering kita gunakan adalah yang berbahan dasar kelapa sawit. Pada proses pembuatan minyak goreng dari kelapa sawit terdapat dua fase yang berbeda, yaitu fase padat dan fase cair. Jenis yang padat disebut stearin dengan nama asam lemak yaitu stearat. Sementara, bagian dari minyak yang berbentuk cair disebut olein dan nama asam lemak yaitu asam oleat atau omega 9.
  2. Peranan protein pada tumbuhan misalnya,Pathogenesis Related (PR)-Protein yang merupakan protein spesifik yang terdapat pada tanaman dan memiliki fungsi serta peranan untuk mempertahankan kelangsungan kehidupan tanaman, khususnya dalam menangkal serangan dari mikroorganisme/virus patogen yang berbahaya bagi tanaman tersebut. Setiap tanaman akan memberi respon yang spesifik apabila terkena serangan (invasi) mikroorganisme patogen dari luar, dengan jalan meningkatkan sintesis PR-Proteinnya, untuk menangkal serangan pathogen tersebut. Atas dasar itu, pertumbuhan tanaman akan baik dan terhindar dari berbagai penyakit tanaman, serta memiliki produktivitas yang tinggi bilamana tanaman tersebut dirangsang agar mensintesis dan meningkatkan kandungan PR-Proteinnya. Dengan demikian, bilamana kandungan PR-protein pada tanaman sudah tinggi, maka tentunya tanaman tersebut dapat menangkal setiap mikrorganisme patogen yang membahayakan kehidupannya.
  3. Tidak, tidak semua asam amino dapat berperan sebagai protein karena
  1. Asam amino yang menyusun protein organisme ada 20 macam disebut sebagai asam amino standar. Yang terdiri dari:

a.Asam amino non polar(Glisin, alanin, valin, leusin, isoleusin dan prolin)

b.Asam amino polar(Serin , threonin, sistein, metionin, asparagin, glutamin)

c.Asam amino dengan gugus R aromatik(Fenilalanin,tirosin dan triptofan)

d.Asam amino dengan gugus R bermuatan positif(Lisin,argini dan histidin)

e.Asam amino dengan gugus R bermuatan negatif(Aspartat dan glutamat)

  1. Ada Kurang lebih 300 asam amino non standar dijumpai pada selasam amino Non standar merupakan asam amino diluar 20 macam as. Amino standar  Terjadi karena modifikasi yang terjadi setelah suatu asam amino standar menjadi protein. Beberapa ditemukan asam amino nonstandar yang tidak menyusun protein merupakan senyawa antara metabolisme (biosintesis arginin dan urea).

Nutrisi tumbuhan

NUTRISI TUMBUHAN

Nutrisi yang dibutuhkan tanaman/tumbuhan dapat dilacak antara lain dari komposisi kima penyusun suatu tanaman/tumbuhan tersebut, karena selain sebagian besar massa organik suatu tumbuhan berasal dari CO2 udara, juga tergantung pada kandungan nutrien tanah dalam bentuk air dan mineral. Komposisi tumbuhan terdiri atas :

  • 95% berupa bahan organik, dalam bentuk :
  1. Kabohidrat (termasuk Sellulosa dari dinding sel)
  2. Senyawa sulfur, nitrogen dan fosfat.
  • 5% berupa bahan anorganik (50 unsur kimia)

Tumbuhan memerlukan kombinasi yang tepat dari berbagai nutrisi untuk tumbuh, berkembang, dan bereproduksi. Ketika tumbuhan mengalami malnutrisi, tumbuhan menunjukkan gejala-gejala tidak sehat. Nutrisi yang terlalu sedikit atau yang terlalu banyak dapat menimbulkan masalah.
Berdasarkan  banyak sedikitnya jumlah kebutuhan unsur nutrien tumbuhan, Nutrisi tumbuhan dikategorikan menjadi 2 kelompok, yaitu :

  1. Makronutrien.

Makronutrien adalah elemen-elemen yang dibutuhkan tumbuhan dalam jumlah banyak, yaitu nitrogen, kalsium, potasium, sulfur, magnesium, dan fosfor.

 

TABEL MAKRO NUTRIEN

Unsur

Bentuk yang tersedia bagi tumbuhan

Fungsi utama

Karbon (C)

CO2

Komponen utama dari senyawa organik tumbuhan

Oksigen (O)

CO2; H20

Komponen utama dari senyawa organik tumbuhan

Hidrogen (H)

H2O

Komponen utama dari senyawa organik tumbuhan

Nitrogen (N)

NO3; NH4

Komponen dari asam nukleat, protein, hormon, klorofil, dan koenzym

Sulfur (S)

SO4

Komponen dari protein, koenzym

Fosfor (P)

H2PO4; HPO4

Komponen dari asam nukleat, fosfolipid, ATP dan beberapa koenzym

Kalium (K)

K

Kofaktor dalam sintesis protein, mengatur keseimbangan air, membuka dan menutup stomata

Kalsium (Cl)

Ca

Pembentukan, pembuatan dan keestabilan dinding sel, mengatur struktur dan permeabilitas membran, aktivator beberapa enzim, regulator respon sel terhadap stimulus.

Magnesium (Mg)

Mg

Komponen ddari klorofil, aktivator banyak enzim

 

 

 

 

 

  1. Mikronutrien

Mikronutrien adalah elemen-elemen yang dibutuhkan tumbuhan dalam jumlah sedikit, seperti besi, boron, mangan, seng, tembaga, klor, dan molybdenum.

 

TABEL MIKRONUTRIEN

Unsur

Bentuk yang tersedia bagi tumbuhan

Fungsi utama

Klor (Cl)

Cl

Diperlukan pada tahap penguraian air dalam fotosintesis, mengatur keseimbangan air

Besi (Fe)

Fe; Fe

Komponen dari sitokrom, aktivator beberapa enzim

Boron (B)

H2BO3

Kofaktor dalam sintesis klorofil, terlibat dalam transport karbohidrat dan sintesis asam nukleat

Mangan (Mn)

Mn

aktiv dalam pembentukan asam amino, aktivator beberapa enzim, diperlukan dalam tahapan penguraian air dalam fotosintesis

Seng (Zn)

Zn

Aktiv dalam pembentukan klorofil, aktivator beberapa enzym

Kuprum (Cu)

Cu; Cu

Komponen dari banyak enzym, reaksi redoks dan biosintesis lignin

Molibdunum (Mo)

MoO4

Essensial untuk fiksasi nitrogen, kofaktor dalam reduksi nitrat

Nikel (Ni)

Ni

Kofaktor enzym yang berfungsi dalam metabolisme nitrogen

 

 

Baik makro dan mikronutrien diperoleh akar tumbuhan melalui tanah. Akar tumbuhan memerlukan kondisi tertentu untuk dapat mengambil nutrisi-nutrisi tersebut dari dalam tanah. Pertama, tanah harus lembap sehingga nutrien dapat diambil dan ditransport oleh akar. Kedua, pH tanah harus berada dalam rentang dimana nutrien dapat dilepaskan dari molekul tanah. Ketiga, suhu tanah harus berada dalam rentang dimana pengambilan nutrien oleh akar dapat terjadi. Suhu, pH, dan kelembapan optimum untuk tiap spesies tumbuhan berbeda. Hal ini menyebabkan nutrien tidak dapat dipergunakan oleh tumbuhan meskipun nutrien tersebut tersedia di dalam tanah.  Pertumbuhan tanaman tidak hanya dikontrol oleh faktor dalam (internal), tetapi juga ditentukan oleh faktor luar (eksternal). Salah satu faktor eksternal tersebut adalah unsur hara esensial. Unsur hara esensial adalah unsur-unsur yang diperlukan bagi pertumbuhan tanaman. Apabila unsur tersebut tidak tersedia bagi tanaman, maka tanaman akan menunjukkan gejala kekurangan unsur tersebut dan pertumbuhan tanaman akan terhambat. Berdasarkan jumlah yang diperlukan kita mengenal adanya unsur hara makro dan unsur hara mikro.

 

 

GEJALA KEKURANGAN NUTRISI

Kekurangan salah satu atau beberapa unsur hara akan mengakibatkan pertumbuhan tanaman tidak sebagaimana mestinya yaitu ada kelainan atau penyimpangan

-penyimpangan dan banyak pula tanaman yang mati muda.

Gejala kekurangan ini cepat atau lambat akan terlihat pada tanaman, tergantung pada jenis dan sifat tanaman. Ada tanaman yang cepat sekali memperlihatkan tanda-tanda kekurangan atau sebaliknya ada yang lambat. Pada umumnya pertama-tama akan terlihat pada bagian tanaman yang melakukan kegiatan fisiologis terbesar yaitu pada bagian yang ada di atas tanah terutama pada daun-daunnya.

Bila tidak ada faktor lain yang mempengaruhi, maka tanda-tanda kekurangan unsur hara terlihat sebagai berikut:
1. Kekurangan unsur hara Nitrogen (N)
a. Warna daun hijau agak kekuning-kuningan dan pada tanaman padi warna ini mulai dari ujung daun menjalar ke tulang daun selanjutnya berubah menjadi kuning lengkap, sehingga seluruh tanaman berwarna pucat kekuning-kuningan. Jaringan daun mati dan inilah yang menyebabkan daun selanjutnya menjadi kering dan berwarna merah kecoklatan.

b. Pertumbuhan tanaman lambat dan kerdil               

c. Perkembangan buah tidak sempurna atau tidak baik, seringkali masak sebelum waktunya

d. Dapat menimbulkan daun penuh dengan serat, hal ini dikarenakan menebalnya membran sel daun sedangkan selnya sendiri berukuran kecil-kecil

e. Dalam keadaan kekurangan yang parah, daun menjadi kering, dimulai dari bagian bawah terus ke bagian atas

2. Kekurangan unsur hara Fosfor (P)
a. Terhambatnya pertumbuhan sistem perakaran, batang dan daun

b. Warna daun seluruhnya berubah menjadi hijau tua/keabu-abuan, mengkilap, sering pula terdapat pigmen merah pada daun bagian bawah, selanjutnya mati. Pada tepi daun, cabang dan batang terdapat warna merah ungu yang lambat laun berubah menjadi kuning.

c. Hasil tanaman yang berupa bunga, buah dan biji merosot. Buahnya kerdil-kerdil, nampak jelek dan lekas matang

3. Kekurangan unsur hara Kalium (K)

Defisiensi/kekurangan Kalium memang agak sulit diketahui gejalanya, karena gejala ini jarang ditampakkan ketika tanaman masih muda.
a. Daun-daun berubah jadi mengerut alias keriting (untuk tanaman kentang akan menggulung) dan kadang-kadang mengkilap terutama pada daun tua, tetapi tidak merata. Selanjutnya sejak ujung dan tepi daun tampak menguning, warna seperti ini tampak pula di antara tulang-tulang daun pada akhirnya daun tampak bercak-bercak kotor (merah coklat), sering pula bagian yang berbercak ini jatuh sehingga daun tampak bergerigi dan kemudian mati

b. Batangnya lemah dan pendek-pendek, sehingga tanaman tampak kerdil

c. Buah tumbuh tidak sempurna, kecil, mutunya jelek, hasilnya rendah dan tidak tahan disimpan

d. Pada tanaman kelapa dan jeruk, buah mudah gugur

e. Bagi tanaman berumbi, hasil umbinya sangat kurang dan kadar hidrat arangnya demikian rendah

Khusus untuk tanaman padi, gejala kekurangan unsur Kalium dapat dijelaskan sebagai berikut:
a. Daun

Daun tanaman padi yang kekurangan Kalium akan berwarna hijau gelap dengan banyaknya bintik-bintik yang warnanya yang menyerupai karat. Bintik-bintik itu pertama-tama muncul pada bagian atas daun yang sudah tua, ujung daun dan tepi daun menjadi seperti terbakar (necrotic), berwarna coklat kemerahan atau coklat kuning. Daun-daun tua, khususnya di tengah hari akan terkulai dan daun-daun muda menggulung ke arah atas dan memperlihatkan gejala-gejala kekurangan air

b. Batang

Batang tanaman padi yang kekurangan Kalium akan tumbuh pendek dan kurus. Dan kebanyakan varietas-varietas padi yang kekurangan Kalium lebih mudah rebah

c. Akar

Pertumbuhan akar biasanya sangat terbatas, ujung akar akan tumbuh kurus dan pendek, dan akar selalu cenderung berwarna gelam dan hitam. Akar-akar cabang dan akar rambat sangat kurus dan selalu memperlihatkan gejala pembusukan akar.

d. Bulir dan Malai

Pertumbuhannya akan pendek dan umumnya mempunyai persentase kehampaan buah yang tinggi. Sedang jumlah bulir yang berisi untuk setiap helainya akan rendah, bulir-bulir padi akan berukuran kecil dan tidak teratur bentuknya, mutu dan berat 1.000 bulir akan berkurang, persentase bulir-bulir yang tidak berkembang dan tidak dewasa bertambah.

4. Kekurangan unsur hara Kalsium (Ca)
a. Daun-daun muda selain berkeriput mengalami perubahan warna, pada ujung dan tepi-tepinya klorosis (berubah menjadi kuning) dan warna ini menjalar di antara tulang-tulang daun, jaringan-jaringan daun pada beberapa tempat mati

b. Kuncup-kuncup muda yang telah tumbuh akan mati

c. Pertumbuhan sistem perakarannya terhambat, kurang sempurna malah sering salah bentuk

d. Pertumbuhan tanaman demikian lemah dan menderita

5. Kekurangan unsur hara Magnesium (Mg)
a. Daun-daun tua mengalami klorosis (berubah menjadi kuning) dan tampak di antara tulang-tulang daun, sedang tulang-tulang daun itu sendiri tetap berwarna hijau. Bagian di antara tulang-tulang daun itu secara teratur berubah menjadi kuning dengan bercak-bercak merah kecoklatan

b. Daun-daun mudah terbakar oleh teriknya sinar matahari karena tidak mempunyai lapisan lilin, karena itu banyak yang berubah warna menjadi coklat tua/kehitaman dan mengkerut

c. Pada tanaman biji-bijian, daya tumbuh biji kurang/lemah, malah kalau toh ia tetap tumbuh maka ia akan nampak lemah sekali.

6. Kekurangan unsur hara Belerang (S)
a. Daun-daun muda mengalami klorosis (berubah menjadi kuning), perubahan warna umumnya terjadi pada seluruh daun muda, kadang mengkilap keputih-putihan dan kadang-kadang perubahannya tidak merata tetapi berlangsung pada bagian daun selengkapnya

b. Perubahan warna daun dapat pula menjadi kuning sama sekali, sehingga tanaman tampak berdaun kuning dan hijau, seperti misalnya gejala-gejala yang tampak pada daun tanaman teh di beberapa tempat di Kenya yang terkenal dengan sebutan”Tea Yellow” atau”Yellow Disease”

c. Tanaman tumbuh terlambat, kerdil, berbatang pendek dan kurus, batang tanaman berserat, berkayu dan berdiameter kecil

d. Pada tanaman tebu yang menyebabkan rendemen gula rendah

e. Jumlah anakan terbatas.

7. Kekurangan unsur hara Besi (Fe)

Defisiensi (kekurangan) zat besi sesungguhnya jarang terjadi. Terjadinya gejala-gejala pada bagian tanaman (terutama daun) kemudian dinyatakan sebagai kekurangan tersedianya zat besi adalah karena tidak seimbang tersedianya zat Fe dengan zat kapur (Ca) pada tanah yang berlebihan kapur dan yang bersifat alkalis. Jadi masalah ini merupakan masalah pada daerah-daerah yang tanahnya banyak mengandung kapur.
a. Gejala-gejala yang tampak pada daun muda, mula-mula secara setempat-setempat berwarna hijau pucat atau hijau kekuning-kuningan, sedangkan tulang daun tetap berwarna hijau serta jaringan-jaringannya tidak mati

b. Selanjutnya pada tulang daun terjadi klorosis, yang tadinya berwarna hijau berubah menjadi kuning dan ada pula yang menjadi putih

c. Gejala selanjutnya yang lebih hebat terjadi pada musim kemarau, daun-daun muda banyak yang menjadi kering dan berjatuhan

d. Pertumbuhan tanaman seolah terhenti akibatnya daun berguguran dan akhirnya mati mulai dari pucuk.

8. Kekurangan unsur hara Mangan (Mn)

Gejala kekurangan Mangan (Mn) hampir sama dengan gejala kekurangan Besi (Fe) pada tanaman, yaitu:
a. Pada daun-daun muda di antara tulang-tulang dan secara setempat-setempat terjadi klorosis dari warna hijau menjadi warna kuning yang selanjutnya menjadi putih

b. Tulang-tulang daunnya tetap berwarna hijau, ada yang sampai kebagian sisi-sisi dari tulang

c. Jaringan-jaringan pada bagian daun yang klorosis mati sehingga praktis bagian-bagian tersebut mati, mengering, ada kalanya yang terus mengeriput dan ada pula yang jatuh sehingga daun tampak menggerigi

d. Pertumbuhan tanaman menjadi kerdil, terutama pada tanaman sayuran tomat, seledri, kentang dan lain-lain, begitu juga pada tanaman jeruk, tembakau dan kedelai

e. Pada tanaman gandum, bagian tengah helai daun berwarna coklat, kemudian patah

f. Pembentukan biji-bijian kurang baik (jelek).

9. Kekurangan unsur hara Tembaga/Cuprum(Cu)

Kekurangan unsur hara Tembaga (Cu) acapkali ditemukan pada tanah-tanah organik yang agak asam, tanda-tandanya dapat dilihat sebagai berikut:
a. Pada bagian daun, terutama daun-daun yang masih muda tampak layu dan kemudian mati (die back), sedang ranting-rantingnya berubah warna pula menjadi coklat dan mati pula

b. Ujung daun secara tidak merata sering ditemukan layu, malah kadang-kadang klorosis, sekalipun jaringan-jaringannya tidak ada yang mati

c. Pada tanaman jeruk kekurangan unsur hara tembaga ini menyebabkan daun berwarna hijau gelap dan berukuran besar, ranting berwarna coklat dan mati, buah kecil dan berwarna coklat

d. Pada bagian buah, buah-buahan tanaman pada umumnya kecil-kecil warna coklat dan bagian dalamnya didapatkan sejenis perekat (gum).

10. Kekurangan unsur hara Seng/Zincum (Zn)
a. Terjadi penyimpangan pertumbuhan pada bagian daun-daun yang tua, yaitu:
* Bentuknya lebih kecil dan sempit daripada bentuk umumnya

* Klorosis terjadi di antara tulang-tulang daun

* Daun mati sebelum waktunya, kemudian berguguran dimulai dari daun-daun yang ada di bagian bawah menuju ke puncak

b. Pada padi sawah gejala terlihat 2 – 4 minggu setelah tanam, yaitu adanya pemutihan di bagian tengah daun. Kekurangan yang parah menyebabkan daun tidak mau terbuka

c. Pada tanaman jagung gejala terlihat 1 – 2 minggu setelah bibit muncul di permukaan tanah, daun-daun muda menunjukkan garis-garis kuning dan terus menguning sampai ke dasar daun, sedang tepi daun tetap hijau

d. Pada kacang tanah gejala terlihat setelah tanaman berumur 1 bulan, mula-mula jaringan di antara urat-urat dan nampak menguning dan akhirnya hanya pada urat-urat daun saja akan tetap hijau. Tanaman kerdil dan polong sedikit.

11. Kekurangan unsur hara Molibden (Mo)
a. Secara umum daun-daun mengalami perubahan, kadang-kadang mengalami pengkerutan terlebih dahulu sebelum mengering dan mati. Mati pucuk (die back) biasa pula terjadi pada tanaman yang kekurangan unsur hara Mo

b. Pertumbuhan tanaman tidak normal, terutama pada tanaman sayuran. Daun keriput dan mengering.

12. Kekurangan unsur hara Borium (Bo)

Walaupun unsur hara Bo hanya sedikit saja yang diperlukan tanaman bagi pertumbuhannya, tetapi kalau unsur ini tidak tersedia bagi tanaman gejalanya cukup serius.
a. Daun-daun yang masih muda terjadi klorosis, secara setempat-setempat pada permukaan daun bawah yang selanjutnya menjalar kebagian tepi-tepinya. Jaringan daun mati

b. Daun yang baru muncul tumbuh kerdil, kuncup-kuncup mati dan berwarna kehitaman atau coklat

c. Dapat menimbulkan penyakir fisiologis, khususnya pada tanaman sayuran, tembakau dan apel. Malah pada jagung bisa menimbulkan tongkol tanpa biji sama sekali

d. Pada umbi-umbian pertumbuhannya kerdil, terdapat bercak-bercak atau lubang berwarna hitam pada umbi

e. Pada tanaman bayam dan selada pucuk tanaman tumbuh tidak sempurna dan berwarna hitam

d. Tangkai daun seledri membentuk celah-celah dan garis-garis tak teratur berwarna coklat. Anak-anak daun seledri berbercak-bercak coklat.

13. Kekurangan unsur hara Klorida (Cl)
a. Dapat menimbulkan gejala pertumbuhan daun yang kurang normal terutama pada tanaman sayur-sayuran, daun tampak kurang sehat dan berwarna tembaga

b. Kadang-kadang pertumbuhan tanaman tomat, gandum dan kapas menunjukkan gejala seperti di atas.

 

DEFISIENSI UNSUR HARA

  • Defisiensi N,P dan K

Merupakan problema umum dalam bidang pertanian

  • Defisiensi mikro nutrien

Lebih tidak umum dan bertedensi karena letak geografis, karena defisensi mikro nutrien disebabkan oleh komposisi tanah yang berbeda

  • Perbaikan untuk tanah defisiensi mikro nutrien

Biasanya diberikan dalam jumlah sangat kecil. Contoh : defisiensi Zn pada tanaman dapat dipenuhi dengan menusukkan paku ke dalam batang pohon tersebut. Kalau dosis terlalu banyak akan beracun.

 

PERANAN TANAH BAGI NUTRISI TUMBUHAN

Karakteristik tanah merupakan pakor lingkungan kunci dalam ekosistem terrestial. Tekstur tanah, komposisi kimia tanah da juga iklim merupakan faktor utama penentu jenis tanaman yang dapat tumbuh baik di lokasi tersebut. Antara tanaman dan tanah akan terjadi proses interaksi.

  1.                        i.            Tekstur dan komposisi tanah

ü  Top soil

Merupakan lapisan tanah paling atas yang berupa campuran dari : partikel batuan dari berbagai tekstur, organisme hidup dan humus (peninggalan bahan organik yang sebagian terdekomposisi. Top soil berupa lapisan tanah lainnya yang jelas disebut horizon tanah. Tanah yang paling subur disebut tanah lempung, tersusun atas : pasir, debu dan liat (porsinya masing-masing sama)

ü  Organisme tanah yang mempengaruhi sifat fisik dan kimia tanah yaitu :

–          Cacing tanah memperbaiki aerasi tanah, membuat lubang, menambahkan lendir:menyatukan partikel tanah yang halus

–          Bakteri menuburkan komposisi mineral tanah

ü  Akar tumbuhan :

–          Mengkontraksi air dan mineral

–          Mempengaruhi pH tanah

–          Menguatkan tanah dari erosi

ü  Manfaat humus :

–          Melindungi liat dari pemadatan bersama

–          Membentuk tanah yang gembur

–          Dapat menahan air dan

–          Porositasnya masih cukup untuk aerasi akar

–          Gudang nutrien mineral yang dikembalikan secara teratur.

 

  1.                      ii.            Ketersediaan air tanah dan mineral

Tidak semua tanah dapat diekstrasi oleh tumbuhan. Air yang tersedia bagi tumbuhan, biasanya merupakan selapis tipis air yang terikat kurang erat dengan partikel tanah. Air yang beradhesi sangat kuat dengan partikel tanah yang hiropolik, tidak dapat diekstrasi oleh tumbuhan . air yang tersedia bagi tumbuhan biasanya bukan merupakan ar murni, melainkan suatu larutan tanah yang mengandung mineral terlarut.

 

KONSERVASI TANAH MERUPAKAN SUATU LANGKAH MENUJU PERTANIAN BERKELANJUTAN

Konservasi tanah bermanfaat untuk melindungi kesuburan tanah dan menciptakan produktivitas pertanian berkelanjutan. Tiga langkah upaya konservasi tanah yaitu:

  1. Pemupukan dilakukan secara hati-hati.

Pemupukan merupakan upaya menambah kesuburan tanah melalui penambahan pupuk dalam media tumbuh tanaman. Dalam pemupukan pH tanah perlu diperhatikan sebab pH mempengaruhi pertukaran kation dan mempengaruhi bentuk semua mineral di dalam tanah.

Pengaturan pH tanah :
 Tanah asam : diberi kapur; Tanah basa : diberi sulfur/belerang

  1. Irigasi (pengairan) yang bijaksana
  2. Pencegahan terhadap erosi

Dapat ditanggulangi dengan :

ü  Penanaman wind breaker (pemecah angin)

ü  Pembuatan sengkedan pada lahan yang miring

ü  Penanaman cover crops (tanaman peutup tanah)

Pengelolaan tanah secara baik, sasaran akhirnya adalah agar pertanian dapat berkelanjutan dengan komitmen :

ü  Menjaga konservasi tanah

ü  Menyelamatkan lingkungan dan

ü  Menguntungkan kita

 

ADAPTASI  NUTRISIONALIS

Bentuk-bentuk adaptasi nutrisional pada tumbuhan :

  • Simbiosis antara tumbuhan dengan mikroba tanah

ü  Fiksasi nitrogen secara simbiotik, berasal dari reaksi yang rumit antara akar dan bakteria. Misalnya hubungan simbiotik antara legum dengan Rhizobium bersifat mutualistik. Bakteri mensuplai senyawa N hasil fiksasi kepada legum dan legum menyediakan senyawa organik hasil fotosintesis lainnya untuk bakteri.

ü  Mikoriza adalah suatu asosiasi simbiotik antara akar dengan jamur yang meningkatkan nutrisi tumbuhan

ü  Mikoriza dan nodula akar mungkin mempunyai suatu hubungan evolusioner

ü  Pembentukan nodula secara alami :

–          Meningkatkan efisiensi fiksasi N

–          Meningkatkan produksi protein di dalam tanaman

ü  Hal yang menyebabkan mikoriza berperan penting dalam pertumbuhan tanaman.

–          Akar dapat berubah bentuk menjadi mikoriza, hanya apabila akar tersebut berhubungan langsung dengan spesies jamur yang cocok.

–          Pada sebagian besar ekosistem alami, jamur yang terdapat dalam tanah bersimbiosis dengan kecambah membentuk suatu mikoriza.

–          Kecambah  yang bijinya telah diinfeksi dengan mikoriza akan tumbuh lebih vigor daripada yang tidak berasosiasi dengan jamur.

ü Peranan bakteri dalam membantu ketersediaan kebutuhan tanaman

 

 

  • Sebagai penyedia ammonium bagi tumbuhan

Contoh bakterinya :

–          bakteria yang memfiksasi N2 dari atmosfer → bakteri pemfiksasi nitrogen

–          bakteri yang mendekomposisi bahan organi → bakteria ammonifikasi

 

  • Sebagai penghasil ammonium yang dibutuhkan oleh tumbuhan karena tumbuhan mengabsorpsi beberapa ammonium dari tanah, mereka mengabsorpsinya terutama dalam bentuk nitrat. Oleh : bakteri nitrifikasi

 

  • Tumbuhan mereduksi kembali nitrat tersebut menjadi ammonium sebelum menggabungkan nitrogen menjadi senyawa organik. Xylem, mentransportasi nitrogen dari akar ke bagian tajuk tumbuhan dalam bentuk nitrat, asam amino, dan beberapa senyawa organik lainnya, tergantung pada spesiesnya.

NamunNO3 dikonversi menjadi Nyang berdiffusi dari tanah ke atmosfir sehingga nitrogen hilang dari siklus lokalnya. Oleh : bakteria denitrifikasi

 

  • N2 dari udara difiksasi dari N menjadi NH3 (ammonia), kemudian menjadi NH4+ (ammonium). Oleh : bakteri pemfiksasi

 

  • Bahan organik di dalam tanah didekomposisi menjadi ammonium (NH4+). Oleh : bakteri ammonifikasi

 

  • Ammonium (NH4+) diubah menjadi nitrat (NH3) oleh bakteri nitrifikasi Oleh : bakteri nitrifikasi

 

  • Nitrat (NO3) sebagian diabsorpsi oleh akar dan sebagian lagi hilang ke udara . oleh : bakteri denitrifikasi
    • Parasitisme dan predasi oleh tumbuhan

ü  Predasi dan parasitisme adalah dua tipe adaptasi tumbuhan lainnya yang memperkaya nutrisi melalui interaksi dengan organisme lainnya.

ü  Tumbuhan parasitik mengekstraksi nutrien dari tumbuhan lainnya

ü  Tumbuhan karnivora melengkapi nutrisi mineralnya dengan mencerna binatang.

Tumbuhan predasi pada tanaman :

–          Tumbuhan pemerangkap (pitcher plants)

–          Tumbuhan penangkap (catcher plants)

 

 

 

 

 

PERTANYAAN

 

  1. Apa yang dimaksud dengan nutrisi dan bagaiman cara melacak kebutuhan nutrisional suatu tumbuhan? Jelaskan!
  2. Apa yang dimaksud dengan unsur essensial? Sebutkan contohnya!
  3. Uraikan perbedaan makronutrein dan mikro nutrein serta sebutkan unsur-unsur yang termasuk pada masing-masing golongan tersebut!
  4. Sebutkan bentuk tersedia makro nutrien dan mikro nutrien bagi tumbuhan dan apa fungsi utamanya masing-masing
  5. Sebutkan unsur-unsur yang bersifat mobil dan bagaimana gejala kekurangan unsur tersebut pada tumbuhan.
  6. Sebut dan jelaskan bentuk-bentuk adaptasi nutrisional pada tumbuhan.
  7. Bagaimana peran Bakteri dalam membantu ketersediaan kebutuhan N tanaman ? sebutkan contoh-contoh bakteri yang berperan dalam proses tersebut
  8. Apa yang disebut mikoriza? Hal apa saja yang menyebabkan mikoriza berperan penting dalam pertumbuhan tanaman ?

 

JAWABAN

  1. Nutrisi adalah unsur yang dibutuhkan oleh makhluk hidup. Cara melacaknya yaitu dengan mempelajari komposisi kimia suatu tumbuhan, maka akan memberikan petunjuk tentang kebutuhan nutrisional tumbuhan tersebut.
  2. Unsur essential adalah unsur yang dibutuhkan tanaman dengan kriteria :
    • Tanpa zat hara tersebut tanaman tidak dapat memenuhi siklus hidupnya
    • Zat hara tersebut dapat digantikan oleh zat hara lainnya
    • Persyaratan tersebut harus berlaku untuk semua tanaman

Contohnya tumbuhan membutuhkan nitrogen yang mereka peroleh dari buah, terutama di dalam bentuk ion nitrat (NO3)

  1. Makronutrien adalah unsur yang diperlukan dalam jumlah yang banyak, yang terdiri atas makro nutrien mayor ( bahan baku utama pembentuk senyawa organik; yaitu : C, O, H, N, S dan P) dan makro nutrien minor (K,Ca dan Mg)

Sedangkan Mikronutrien  adalah unsur yang dibutuhkan tumbuhan dalam jumlah yang sangat kecil, yaitu : Fe, Cl, Mn, Zn, Mo, B dan Ni. Kekurangan mikronutrie dapat melemahkan bahkan mematikan keturunan.

 

 

 

 

 

  1. MAKRO NUTRIEN

Unsur

Bentuk yang tersedia bagi tumbuhan

Fungsi utama

Karbon (C)

CO2

Komponen utama dari senyawa organik tumbuhan

Oksigen (O)

CO2; H20

Komponen utama dari senyawa organik tumbuhan

Hidrogen (H)

H2O

Komponen utama dari senyawa organik tumbuhan

Nitrogen (N)

NO3; NH4

Komponen dari asam nukleat, protein, hormon, klorofil, dan koenzym

Sulfur (S)

SO4

Komponen dari protein, koenzym

Fosfor (P)

H2PO4; HPO4

Komponen dari asam nukleat, fosfolipid, ATP dan beberapa koenzym

Kalium (K)

K

Kofaktor dalam sintesis protein, mengatur keseimbangan air, membuka dan menutup stomata

Kalsium (Cl)

Ca

Pembentukan, pembuatan dan keestabilan dinding sel, mengatur struktur dan permeabilitas membran, aktivator beberapa enzim, regulator respon sel terhadap stimulus.

Magnesium (Mg)

Mg

Komponen dari klorofil, aktivator banyak enzim

 

                MIKRO NUTRIEN             

Unsur

Bentuk yang tersedia bagi tumbuhan

Fungsi utama

Klor (Cl)

Cl

Diperlukan pada tahap penguraian air dalam fotosintesis, mengatur keseimbangan air

Besi (Fe)

Fe; Fe

Komponen dari sitokrom, aktivator beberapa enzim

Boron (B)

H2BO3

Kofaktor dalam sintesis klorofil, terlibat dalam transport karbohidrat dan sintesis asam nukleat

Mangan (Mn)

Mn

aktiv dalam pembentukan asam amino, aktivator beberapa enzim, diperlukan dalam tahapan penguraian air dalam fotosintesis

Seng (Zn)

Zn

Aktiv dalam pembentukan klorofil, aktivator beberapa enzym

Kuprum (Cu)

Cu; Cu

Komponen dari banyak enzym, reaksi redoks dan biosintesis lignin

Molibdunum (Mo)

MoO4

Essensial untuk fiksasi nitrogen, kofaktor dalam reduksi nitrat

Nikel (Ni)

Ni

Kofaktor enzym yang berfungsi dalam metabolisme nitrogen

 

  1. Unsur yang bersifat mobil dan gejalanya:

No

Unsur

Fungsi

Sifat

Gejala

1

Mg

Bahan pembentuk klorofil

Mobil

Daun kuning/klorosis, pertama kali terlihat pada daun yang lebih tua.

2

Kalium K+

 

Kofaktor dalam sintesis protein, mengatur keseimbangan air, membuka dan menutup stomata

Mobil

Daun klorosis, pinggir daun coklat, akar dan batang kerdil/lemah

3

Zn

Aktif dalam pembentukkan klorofil, mengaktifkan beberapa enzim

Mobil

Ukuran daun mengecil, klorosis, pemendekan internodus.

 

  1. Bentuk-bentuk adaptasi nutrisional pada tumbuhan :
    • Simbiosis antara tumbuhan dengan mikroba tanah

ü  Fiksasi nitrogen secara simbiotik, berasal dari reaksi yang rumit antara akar dan bakteria

ü  Mikoriza adalah suatu asosiasi simbiotik antara akar dengan jamur yang meningkatkan nutrisi tumbuhan

ü  Mikoriza dan nodula akar mungkin mempunyai suatu hubungan evolusioner

    • Parasitisme dan predasi oleh tumbuhan

ü  Tumbuhan parasitik mengekstraksi nutrien dari tumbuhan lainnya

ü  Tumbuhan karnivora melengkapi nutrisi mineralnya dengan mencerna binatang

 

 

  1. Peranan bakteri dalam membantu ketersediaan kebutuhan N tanaman
  • Sebagai penyedia ammonium bagi tumbuhan

Contoh bakterinya :

–          bakteria yang memfiksasi N2 dari atmosfer → bakteri pemfiksasi nitrogen

–          bakteri yang mendekomposisi bahan organi → bakteria ammonifikasi

 

  • Sebagai penghasil ammonium yang dibutuhkan oleh tumbuhan karena tumbuhan mengabsorpsi beberapa ammonium dari tanah, mereka mengabsorpsinya terutama dalam bentuk nitrat

Oleh : bakteri nitrifikasi

 

  • Tumbuhan mereduksi kembali nitrat tersebut menjadi ammonium sebelum menggabungkan nitrogen menjadi senyawa organik. Xylem, mentransportasi nitrogen dari akar ke bagian tajuk tumbuhan dalam bentuk nitrat, asam amino, dan beberapa senyawa organik lainnya, tergantung pada spesiesnya.

NamunNO3 dikonversi menjadi Nyang berdiffusi dari tanah ke atmosfir sehingga nitrogen hilang dari siklus lokalnya

Oleh : bakteria denitrifikasi

 

  • N2 dari udara difiksasi dari N menjadi NH3 (ammonia), kemudian menjadi NH4+ (ammonium)

Oleh : bakteri pemfiksasi

 

  • Bahan organik di dalam tanah didekomposisi menjadi ammonium (NH4+)

Oleh : bakteri ammonifikasi

 

  • Ammonium (NH4+) diubah menjadi nitrat (NH3) oleh bakteri nitrifikasi

Oleh : bakteri nitrifikasi

 

  • Nitrat (NO3) sebagian diabsorpsi oleh akar dan sebagian lagi hilang ke udara
  • oleh : bakteri denitrifikasi

 

 

  1. Mikoriza adalah suatu assosiasi simbiotik antara  akar dengan jamur yang meningkatkan nutrisi tumbuhan. Mikoriza juga  adalah akar yang bermodifikasi, yang mengandung suatu assosiasi antara jamur dengan akar, secara simbiosis mutualistik.

1). Jamur mendapatkan keuntungan dari lingkungan inangnya berupa suplai gula terus menerus, sebaliknya

2). Jamur menambah areal permukaan perakaran untuk

Mengambil air

Mengabsorpsi secara selektif fosfat dan mineral lainnya dari tanah

 

Hal yang menyebabkan mikoriza berperan penting dalam pertumbuhan tanaman

–          Akar dapat berubah bentuk menjadi mikoriza, hanya apabila akar tersebut berhubungan langsung dengan spesies jamur yang cocok. 

–          Pada sebagian besar ekosistem alami, jamur yang terdapat dalam tanah bersimbiosis dengan kecambah membentuk suatu mikoriza.

–          Kecambah  yang bijinya telah diinfeksi dengan mikoriza akan tumbuh lebih vigor daripada yang tidak berasosiasi dengan jamur.