Antagonisme Ion

BAB I

PENDAHULUAN

A.          Latar Belakang

Kalium adalah unsur hara ketiga setelah nitrogen dan pospor yang diserap tanaman dalam bentuk ion K⁺. Penggunaan pupuk nitrogen dan pospat baru, turut memperbesar serapan kalium dari tanah. Demikian juga kehilangan kalium dalam bentuk pencucian dan erosi cukup besar. Oleh karena itu jika kalium dalam tanah yang berasal dari air irigasi tidak mencukupi untuk keperluan pertumbuhantanaman maka tanaman akan menderita. Dengan demikian penambahan kalium ke dalam tanah harus menjadi bahan pertimbangan ( Lingga, 1993 ).

Magnesium diserap tanaman dalam bentuk Mg²⁺ yang merupakan unsur penting dalam tanaman sebagai penyusun klorofil. Magnesium termasuk unsur makro. Kadar magnesium dalam jaringan tanaman sekitar 0.5% relatif lebih rendah jika dibandingkan dengan kadar K dan Ca. Makin tinggi penyerapan K, makin rendah penyerapan Mg, jadi bersifat antagonis dengan K. Kadar Mg dalam daun berkolerasi positif terhadap asimilasi CO2 ( Rosmarkam dan Yuwono, 2002 ). Kalium memperbanyak penyerapan air ke dalam sel, juga magnesium mempunyai peranan terhadap metabolisme nitrogen. Makin tinggi tanaman menyerap Mg, makin tinggi juga kadar protein dalam akar ataupun bagian atas tanaman. Kekurangan Mg menyebabkan kadar protein turun dan kadar non protein naik. Magnesium mempunyai peranan dalam mengaktifkan enzim berperan dalam metabolisme karbohidrat, dan bekerja sebagai katalisator. Disamping itu, Mg berfungsi sebagai kofaktor dalam enzim, terutama yang mengaktifkan proses fosforilase ( Hasibuan, 2004 ).

Pemasukan ion-ion dari tanah ke dalam akar dipengaruhi oleh suatu hal yang disebut antagonisme ion. Artinya adalah pemasukan suatu ion akan mempengaruhi bahkan terkadang menentang pemasukan ion-ion lain ke dalam sel. Misalnya konsentrasi ion Na+ yang lebih tinggi daripada ion K⁺ atau Ca²⁺ akan menghambat peresapan kedua ion tersebut (K⁺ dan Ca²⁺).

Ion-ion dari larutan tanah harus memiliki konsentrasi yang lebih tinggi supaya dapat masuk ke dalam sel. Untuk mengatasi permasalahan tersebut ion-ion di dalam tanah membutuhkan suatu energi. Energi ion-ion tanah ini diperoleh dari proses respirasi akar. Respirasi akar sendiri terjadi apabila terdapat udara di dalam tanah. Karena itulah dibutuhkan ventilasi (pengudaraan) yang baik supaya dihasilkan energi maksimal untuk proses penyerapan ion-ion ke dalam sel akar (Mei, 2009).

Berdasarkan uraian di atas, dilakukan suatu penelitian eksperimental untuk mengetahui sifat antagonisme antara ion K+ dan Mg2+ dan pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman.

B.           Rumusan Masalah

Bagaimana sifat antagonisme antara ion K+ dan Mg2+ dan pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman (Kayu Apu)?

C.          Tujuan

Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui sifat antagonisme antara ion K+ dan Mg2+ dan pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman (Kayu Apu).

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A.    Beberapa Unsur Hara Yang Dibutuhkan Tanaman

            Selama masa pertumbuhan dan perkembangan, tanaman membutuhkan beberapa unsur hara yang meliputi: Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N), Fosfor (P), Kalium (K), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), Belerang (S), Besi (Fe), Mangan (Mn), Boron (B), Mo, Tembaga (Cu), Seng (Zn) dan Klor (Cl). Unsur hara tersebut tergolong unsur hara Essensial. Unsur hara essensial ini berdasarkan jumlah kebutuhannya bagi tanaman, dikelompokkan menjadi dua, yaitu: (1) unsur hara yang diperlukan tanaman dalam jumlah besar disebut Unsur Hara Makro, dan (2) unsur hara yang diperlukan tanaman dalam jumlah kecil disebut Unsur Hara Mikro. Unsur hara makro meliputi: N, P, K, Ca, Mg, dan S. Unsur hara mikro meliputi: Fe, Mn, B, Mo, Cu, Zn, dan Cl.

B.     Unsur Kalium dan Magnesium

            Kalium berperan sebagai pengatur proses fisiologi tanaman seperti fotosintetis , akumulasi , translokasi , transportasi karbohidrat , membuka menutupnya stomata , atau mengatur distribusi air dalam jaringan dan sel. Kekurangan unsur ini menyebabkan daun seperti terbakardan akhirnya gugur.

Kalium memperbanyak penyerapan air ke dalam sel, juga magnesium mempunyai peranan terhadap metabolisme nitrogen. Makin tinggi tanaman menyerap Mg, makin tinggi juga kadar protein dalam akar ataupun bagian atas tanaman. Kekurangan Mg menyebabkan kadar protein turun dan kadar non protein naik. Magnesium mempunyai peranan dalam mengaktifkan enzim berperan dalam metabolisme karbohidrat, dan bekerja sebagai katalisator. Disamping itu, Mg berfungsi sebagai kofaktor dalam enzim, terutama yang mengaktifkan proses fosforilase ( Hasibuan, 2004 ).

            Magnesium adalah aktivator yang berperan dalam transportasi energi beberapa enzim di dalam tanaman. Unsur ini sangat dominan keberadaannya di daun , terutama untuk ketersediaan klorofil. Jadi kecukupan magnesium sangat diperlukan untuk memperlancar proses fotosintesis. Unsur itu juga merupakan komponen inti pembentukan klorofil dan enzim di berbagai proses sintesis protein.
            Kekurangan magnesium menyebabkan sejumlah unsur tidak terangkut karena energi yang tersedia sedikit. Yang terbawa hanyalah unsur berbobot ‘ringan’ seperti nitrogen. Akibatnya terbentuk sel-sel berukuran besar tetapi encer. Jaringan menjadi lemah dan jarak antar ruas panjang. Ciri-ciri persis seperti gejala etiolasi-kekurangan cahaya pada tanaman.(Echo, 2011).

C.    Antagonisme ion

Tumbuhan memerlukan unsur-unsur hara dari lingkungannya, baik dari tanah, air, maupun udara. Penyerapan unsur-unsur hara, pada dasarnya serupa dengan penyerapan air, akan tetapi oleh karena pada umumnya unsur-unsur hara yang diserap itu adalah berupa ion bermuatan, maka dalam prosesnya sering menghadapi kesulitan, antara lain adanya interaksi antar ion yang bersifat antagonis.

Interaksi antar ion dikatakan sinergis apabila terjadi interaksi antara dua ion atau lebih yang memiliki efek yang sama dalam sistem. Sebaliknya, interaksi antar ion dikatakan antagonis apabila efek dari satu ion mengurangi atau meniadakan pengaruh ion lain. Dalam antagonistik ini, diketahui bahwa semakin besar valensinya semakin kecil kekuatan antagonismenya, dalam arti ion dengan valensi lebih besar, akan kalah bersaing dengan yang bervalensi lebih kecil. Ion yang bervalensi satu akan lebih mudah diserap daripada bervalensi dua atau lebih. (Santosa, 1992).

            Unsur kalium berhubungan erat dengan kalsium dan magnesium. Ada sifat antagonisme antara kalium dan kalsium. Dan juga antara kalium dan magnesium. Sifat antagonisme ini menyebabkan kekalahan salah satu unsur untuk diserap tanaman jika komposisinya tidak seimbang. Unsur kalium diserap lebih cepat oleh tanaman dibandingkan kalsium dan magnesium. Jika unsur kalium berlebih gejalanya sama dengan kekurangan magnesium. Sebab , sifat antagonisme antara kalium dan magnesium lebih besar daripada sifat antagonisme antara kalium dan kalsium. Kendati demikian , pada beberapa kasus , kelebihan kalium gejalanya mirip tanaman kekurangan kalsium.

D.    Gejala Kekurangan dan Kelebihan Kalium dan Magnesium

Kekurangan K terlihat dari daun paling bawah yang kering atau ada bercak hangus. Bunga mudah rontok. Tepi daun ‘hangus’ , daun menggulung ke bawah , dan rentan terhadap serangan penyakit. Kelebihan K menyebabkan penyerapan Ca dan Mg terganggu. Pertumbuhan tanaman terhambat. sehingga tanaman mengalami defisiensi.

Kekurangan Mg menyebabkan muncul bercak-bercak kuning di permukaan daun tua. Hal ini terjadi karena Mg diangkut ke daun muda. Daun tua menjadi lemahd dan akhirnya mudah terserang penyakit , terutama embun tepung (powdery mildew). Kelebihan Mg tidak menimbulkan gejala ekstrim.(Echo, 2011)

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang kami gunakan adalah eksperimen karena menggunakan beberapa variabel yaitu variabel kontrol, variabel manipulasi dan variabel respon. Selain itu juga menggunakan pembanding dalam penelitian.

B. Variabel Penelitian

a)      Variabel kontrol:

§  Jenis tanaman air (Kayu Apu).

§  Populasi Kayu Apu yang masih segar

§  Warna daun Kayu Apu hijau (pada awal penanaman/hari ke 0)

§  Viabilitas Kayu Apu segar (pada awal penanaman/hari ke 0)

§  Jumlah daun Kayu apu

§  Petridisk

b)      Variabel manipulasi:

§  Komposisi medium pertumbuhan

c)      Variabel respons:

§  Pertumbuhan tanaman

C. Alat dan Bahan

1.      Alat

·      6 buah petri disk

·      Gelas ukur

·      Pipet

·      Pisau

2.      Bahan

·      Populasi Kayu apu yang masih segar

·      Larutan KCl 1%  dan MgCl₂ 1%.

·      Air Suling

D. Langkah Kerja

1.   Membuat enam macam medium pertumbuhan dengan komposisi, sebagai berikut:

I.       40 ml air suling

II.    40 ml KCl 1 %

III. 40 ml MgCl₂ 1%

IV. 20 ml KCl 1% + 20 ml MgCl2 1%

V.    20 ml KCl 1% + 10 ml MgCl2 1% + 10 ml air suling

VI. 10 ml KCl 1% + 20 ml MgCl2 1% + 10 ml air suling

2.   Memasukkan masing-masing komposisi medium tersebut ke dalam 6 petridisk yang tersedia dan diberi label.

3.   Ke dalam masing-masing petri berisi media tersebut, dimasukkan 1 ’kuntum’ Kayu Apu yang seragam warna, jumlah daun, dan ukurannya.

4.   Dilakukan pengamatan mengenai warna, viabilitas, dan pertumbuhan yang mungkin terjadi pada masing-masing kelompok perlakuan tersebut.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    HASIL PENGAMATAN

Tabel 1. Pengaruh Ion K⁺ dan Mg²⁺ Terhadap Petumbuhan Tanaman Ditinjau Dari Ukuran (Panjang dan Lebar) Daun

Hari ke-	Perlakuan
	I		II		III		IV		V		VI
	P (cm)	L (cm)	P (cm)	L (cm)	P (cm)	L (cm)	P (cm)	L (cm)	P (cm)	L (cm)	P (cm)	L (cm)
0	2,0	1,5	2,3	2,1	2,1	1,8	3,0	2,3	1,8	1,9	2,6	2,2
1	2,0	1,5	2,3	2,1	2,1	1,8	3,0	2,3	1,8	1,9	2,6	2,2
2	2,3	1,5	-	-	2,1	1,8	3,2	2,3	2,1	2,0	3,0	2,2
3	2,3	1,5	-	-	-	-	3,2	2,3	2,1	2,0	3,0	2,2

Keterangan :

-    =  Tanaman mati

Tabel 2. Pengaruh Ion K⁺ dan Mg²⁺ Terhadap Pertumbuhan Tanaman Ditinjau Dari Warna Dan Viabilitas Tanaman Kayu Apu

Hari ke-

Perlakuan

I

II

III

IV

V

VI

wrn

via

wrn

via

wrn

via

wrn

via

wrn

via

wrn

via

0

hi- jau

Se gar

hi- jau

Se gar

hi- jau

Se gar

hi- jau

Se gar

hi- jau

Se gar

hi- jau

Se gar

1

hi- jau

Se gar

Ku- ning

La-yu

Ku- ning

La-yu

hi- jau

Se gar

hi- jau

Se gar

hi- jau

Se gar

2

hi- jau

Se gar

-

-

Ku- ning

La-yu

Ku- ning

La-yu

hi- jau

Se gar

hi- jau

Se gar

3

hi- jau

Se gar

-

-

-

-

Ku-ning

La-yu

hi- jau

Se gar

hi- jau

Se gar

Keterangan :

Wrn     = warna daun

Via      = Viabilitas

-                = Tanaman Mati

B.     Analisa Data

Berdasarkan data hasil pengamatan dapat diketahui bahwa pada perlakuan I dari hari ke-0 sampai hari ke 3 pada tabel 1 ditinjau dari ukuran menunjukan pertambahan panjang daun, perlakuan II dari hari ke-0 sampai hari ke 1 pada tabel 1 ditinjau dari ukuran menunjukan tidak ada pertambahan panjang maupun lebar daun dan tanaman mati pada hari ke-2, perlakuan III dari hari ke-0 sampai hari ke 2 pada tabel 1 ditinjau dari ukuran menunjukan pertambahan panjang daun dan pada hari ke-3 tanaman mati, perlakuan IV dari hari ke-0 sampai hari ke 3 pada tabel 1 ditinjau dari ukuran menunjukan pertambahan panjang daun namun warna daun kuning dan viabilitasnya layu (tidak segar), perlakuan V dari hari ke-0 sampai hari ke 3 pada tabel 1 ditinjau dari ukuran menunjukan pertambahan panjang dan lebar daun, dan pada perlakuan VI dari hari ke-0 sampai hari ke 3 pada tabel 1 ditinjau dari ukuran menunjukan pertambahan panjang daun. Hal ini dapat dianalisis bahwa pada perlakuan I, V, dan VI tanaman kayu apu mengalami pertumbuhan karena terjadi pertambahan ukuran panjang maupun lebar atau keduanya.

Pada tabel 2 dapat dianalisis bahwa pada perlakuan I, V, dan VI mengalami pertumbuhan yang baik karena ditinjau dari warna daun yang hijau menunjukkan kandungan klorofil yang relatif banyak yang baik untuk fotosintesis dan viabilitas yang segar.

C.  Pembahasan

Unsur kalium berhubungan erat dengan kalsium dan magnesium. Ada sifat antagonisme antara kalium dan kalsium. Dan juga antara kalium dan magnesium. Sifat antagonisme ini menyebabkan kekalahan salah satu unsur untuk diserap tanaman jika komposisinya tidak seimbang. Unsur kalium diserap lebih cepat oleh tanaman dibandingkan kalsium dan magnesium. Jika unsur kalium berlebih gejalanya sama dengan kekurangan magnesium. Sebab , sifat antagonisme antara kalium dan magnesium lebih besar daripada sifat antagonisme antara kalium dan kalsium. Kendati demikian , pada beberapa kasus , kelebihan kalium gejalanya mirip tanaman kekurangan kalsium.

Berdasarkan analisis diatas maka dapat diketahui bahwa pada perlakuan I, V, dan VI mengalami pertumbuhan yang baik karena ukuran daunnya bertambah dan warna daunnya hijau serta viabilitasnya segar. Pada perlakuan V dan VI yang seharusnya terjadi sifat antagonisme ion karena komposisi antara larutan KCl 1% dan MgCl₂ 1% yang tidak sama, namun dalam praktikum ini tidak menunjukkan adanya antagonisme ion, hal ini kemungkinan ion K⁺ dan Mg2⁺ yang diserap oleh tanaman tersebut komposisinya seimbang. Hal ini menunjukan komposisi larutan yang tersedian tidak selalu berpengaruh terhadap komposisi ion yang diserap oleh tanaman tersebut karena bergantung kebutuhan dari masing-masing tanaman dan setiap jenis tanaman membutuhkan unsur K dan Mg yang berbeda-beda. Pada perlakuan II, II, dan IV terjadi sifat antagonisme ion karena salah satu unsur untuk diserap tanaman jika komposisinya tidak seimbang yang menyebabkan pertumbuhan tidak baik ditunjukkan warna daun menjadi kuning dan viabilitasnya layu (tidak segar) dan mengakibatkan tanaman tersebut mati.

BAB V

SIMPULAN

Ion K+ dan Mg 2+ berpengaruh terhadap pertumbuhan Tanaman Kayu Apu.

DAFTAR PUSTAKA

Echo Dharma. 2011. Gejala Kekurangan dan kelebihan Unsur. (Online), (http://chodoxcharming.blogspot.com/2011/01/gejala-kekurangan-dan-kelebihan-unsur.html, diakses tanggal 21 Maret 2011).

Mei. 2009. Metabolisme Enzim dan Respirasi tumbuhan. (Online), (http://akhanggit.wordpress.com/2010/07/05/pengujian-aktivitas-antibakteri/, diakses tanggal 22 Maret 2011).

Santosa. 1993. Fisiologi Tumbuhan. Fakultas Biologi. Yogyakarta: UGM