PERTUMBUHAN AKAR DAN PERGERAKAN HARA SENGLI J DAMANIK

PERTUMBUHAN AKAR DIDALAM TANAH Pertumbuhan akar didalam tanah diteliti melalui: Mencuci akar  tanaman keras Mengambil contoh tanah disekitar pangkal batang lalu dicuci dengan air  banyak akar-akar halus yang ikut tercuci. Dengan “RHIZOTRON” menumbuhkan tanaman pada kotak yang dasarnya miring dan terbuat dari kaca. Perakaran tumbuh pada dasar kotak yang miring. DIPELAJARI.

Melalui cara 3 [RHIZOTRON] OPT diketahui bahwa : Pada tanaman jenis pohon, mula-mula, akar yang baru terbentuk berwarna putih. Dua minggu kemudian korteks berubah warna menjadi cokelat. Terjadi aktivitas mikrooragnisme dipermukaan akar. Pada akar rambut (akar penghisap) seringkali tertutup lapisan lendir, dan dari ujung akar tersebut keluar exudat (tetesan cairan). Pertumbuhan akar rambut tidak lurus tapi berbelok-belok dst. Laju perpanjangan akar pada siang hari lebih lambat daripada malam hari. Karena : Tegangan pada xylem lebih rendah pada malam hari Translokasi KH dan zat tumbuh lebih lancar pada malam hari

POLA PERTUMBUHAN AKAR Dipengaruhi oleh banyak FAKTOR LINGKUNGAN. Mis : Bentuk perakaran kedelai yang ditanam dalam barisan berbeda dengan yang ditanam dalam pot. Pola perakaran juga dipengaruhi oleh media tumbuh. Pola perakaran yang ditanam dalam tanah berbeda dengan perakaran pada pasir maupun air. Pertumbuhan akar tergantung dari 2 hal, yaitu: Harus cukup tersedia KH. Harus ada “PERINTAH” dari daun untuk membentuk akar dan juga percabangan akar.  ADA HUBUNGAN YANG ERAT ANTAR PERTUMBUHAN TANAMAN DIATAS TANAH (SHOOT) DAN DIBAWAH TANAH (ROOT)

Ketersediaan HARA TANAH, merupakan salah satu faktor TERPENTING yang mempengaruhi POLA maupun LAJU pertumbuhan akar. Penelitian pertumbuhan Akar Jagung dalam pot di rumah kaca, medium perakaran tidak mengandung hara tapi porous, serta disiram dengan larutan HOAGLAND dengan kepekatan berbeda menunjukkan bahwa : Pertumbuhan akar, mula-mula cepat sampai dengan umur 7 hari Setelah hari ke 7, pertumbuhan akar menjadi linier. Pengaruh perbedaan kepekatan hara mulai nampak sejak akar keluar

Laju Perpanjangan Akar Rata-rata (MEAN EXTENSION RATE ≡ MER) adalah : Pengaruh hara pada MER akar primer tidak sama dengan pengaruhnya terhadap perakaran sekunder maupun tersier. cm/Jlh Akar/Hari L = Panjang akar n = Jumlah akar t = hari  MER DARI SELURUH PERAKARAN TERNYATA DITENTUKAN OLEH MER AKAR PRIMER

PERMUKAAN AKAR PENYERAP VACUOLA SITOPLASMA DINDING SEL MIKROFIBRIL TONOPLAST PLASMOLEMMA FEKOLLOIDAL MIKROORGANISME MUCIGEL 1μ 1-10 μ PARTIKEL LIAT (0.1 – 1 μ) Dari gambar diketahui bahwa pada permukaan dinding sel terdapat lapisan lendir yang tidak mudah lepas (mucigel). Nucigel terbentuk dari bahan PEKTIN yang diperkuat dengan serat-serat halus (MICRO FIBRILLA) yang tidak teratur. Tebal mucigel adalah 10 – 30 mikron. Didalam mucigel tumbuh banyak macam-macam jasad renik.

Pengaruh jasad renik terhadap penyerapan hara, adalah: Membuat hara lebih tersedia bagi akar. Mis: ada jasad renik yang dapat membuat P yang sukar larut  mudah larut. Membuat hara lebih tidak tersedia bagi akar. Ada jasad renik yang dapat mengikat hara tertentu hingga tidak tersedia bagi akar. Dapat mempengaruhi sifat dari akar rambut, antara lain : Merangsang atau menghambat pertumbuhan akar, pembentukan akar baru dan sebagainya. Merangsang atau menghambat penyerapan hara oleh sel akar. Mempengaruhi metabolisme sel-sel akar. Catatan : Hasil Penelitian menunjukkan bahwa : Pemberian michoriza pada akar tanaman, dapat meningkatkan P tersedia, sehingga pertumbuhan tanaman lebih baik. Hal ini disebabkan karena cendawan dapat menyerap dan menyimpan P, atau dapat bertindak sebagai GUDANG P bagi akar tanaman. Michoriza juga dapat menambah luas bidang penyerapan P. Misal pada Pinus mercusii

DAERAH ANTARA AKAR DAN PARTIKEL TANAH Pada permukaan akar yang tumbuh didalam tanah selain dijumpai MUCIGEL juga terdapat “Lapisan Air yang Tipis pada Permukaan MUCIGEL” yang disebut “LAPISAN TAK TERADUK atau UNSTIRRED LAYER atau [UL]. Disebut lapisan tak teraduk karena walaupun larutan disekitarnya diaduk, tapi lapisan ini tetap utuh. Lapisan dapat menghambat proses difusi ion. Ditinjau dari jarak antara Partikel Tanah dengan Permukaan Nucigel, kemungkingan dapat terjadi hal-hal sebagai berikut : Jika jarak Partikel Tanah dari tanah cukup jauh [rongga dalam tanah cukup besar], maka aliran larutan ion-ion hara dapat bergerak dengan bebas antara partikel tanah dengan nucigel. Tetapi untuk mencari nucigel ion hara harus menembus UL dari partikel tanah lalu menembus aliran larutan tanah baru menembus nucigel sebelum sampai kepermukaan akar. (lihat gambar)

PARTIKEL TANAH UL MUCIGEL ALIRAN LARUTAN d1 d2 Bila Partikel Tanah cukup dekatu dengan Mucigel, sehingga UL Partikel Tanah merupakan bagian dari UL Mucigel, sehingga ion-ion hara dapat bergerak lebih bebas dari permukaan partikel tanah ke Permukaan Mucigel tanpa terganggu oleh aliran larutan tanah sebab aliran ini bergerak mengitari partikel tanah dan mucigel. (lihat gambar)

PARTIKEL TANAH UL MUCIGEL ALIRAN LARUTAN Bila Partikel Tanah langsung menempel mucigel, maka ion hara dari partikel tanah dapat segera memasuki mucigel, tanpa berdifusi melalui UL,  hara dari partikel tanah lebih mudah ke dalam mucigel.

PARTIKEL TANAH UL MUCIGEL ALIRAN LARUTAN Selain Proses Difusi, hara dapat bergerak kedalam akar melalui proses Aliran Massa (Mass Flow). Dalam hal ini hara ikut aliran air ke akar secara pasif. Aliran ini terjadi terutama karena Transpirasi dari daun. Penyerapan hara tanah ke akar juga dapat terjadi karena: “PERTUMBUHAN AKAR”. Dimana akar tumbuh dari bergerak ke arah Partikel Tanah dan menyerap hara dari permukaan Partikel Tanah  ION HARA tidak PERLU BERGERAK.

Ada 3 cara masuknya hara ke akar yaitu: Gerakan hara karena DIFFUSI Setelah hara sampai keprmukaan akar, hara akan masuk kedalam akar (Fu ≡ Flux Uptake), terutama dipengaruhi oleh KONSENTRASI HARA DIPERMUKAAN AKAR (Cr) ⇒  KONS. HARA DIPERMUKAAN AKAR ≡ Cr MASUKAN HARA KEPERMUKAAN AKAR = F PENYERAPAN HARA OLEH AKAR ≡ Fu = - Ada 3 cara masuknya hara ke akar yaitu: Gerakan hara karena DIFFUSI C C1 C2 C3

Bila tidak ada penyerapan hara oleh permukaan akar maka konsentrasi hara akan konstan. Bila Fu > F atau hara yang diserap akar (Fu) lebih besar dari Hara Permukaan Akar (F) maka pada akhirnya penyerapan hara makin rendah. Dan pada akhirnya kurva penyerapan hara menjadi garis lurus, berarti Laju Penyerapan tetap, yaitu keadaan dimana hara yang diserap (Fu) sama dengan masukan hara ke Permukaan Akar (F). Gerakan hara karena DIFFUSI + ALIRAN MASSA : Fu < F

Airan hara ke permukaan akar lebih besar daripada hara yang diserap akar atau F > Fu ⇒ terjadi penimbunan hara pada pemukaan akar. Pada akhirnya laju penyerapan hara meningkat dan laju Fu = laju F. Bila Fu = F atau bila laju penyerapan hara oleh akar (Fu) sama dengan laju masukan hara ke permukaan akar (F) maka konsentrasi hara di permukaan akar tetap sama dengan konsentrasi hara dalam larutan tanah. Pengaruh aliran massa pada penyerapan hara. Zat hara dalam tanah yang bergerak ke arah akar melalui proses aliran massa dipengaruhi oleh : Konsentrasi hara dalam larutan tanah Laju gerakan air ke permukaan akar, atau laju transpirasi.

Diffusi dan Penyerapan Hara Difussi merupakan proses terpenting dalam penyerapan hara oleh akar. Rumus diffusi (Hukum Fick) dimana : Q = Jumlah hara yang bergerak (g moles) t = Waktu (det, menit) D = Koefisien Diffusi (cm2/det) A = Luas daerah yang dilalui (cm2) c = Konsentrasi ion yang berdifusi (g . cm-3) atau m.moles/cm3 x = Jarak gerakan ion (cm)

Asumsi yang digunakan dalam Hukum Fick. Sistim harus homogen. Artinya, medium dimana ion berdifusi harus homogen. Ion hanya bergerak ke satu arah saja. Konsentrasi ion pada titik awal diffusi, maupun titik akhir diffusi selalu konstan. Didalam tanah, ketiga assumsi tersebut tudak terjadi, karena: Ion tidak bergerak ke satu karena pori-pori tanah tidak lurus, tapi berbelok-belok. Ion dalam tanah hanya bergerak dalam dalam rongga-rongga yang ada airnya ⇒ KAT perlu diketahui. Partikel-partikel tanah dilapisi oleh lapisan tak beraduk (Unstirred layer ≡ UL) dimana viskositas atau kekentalannya lebih besar daripada larutan tanah pada umumnya sehingga, bila A (luas daerah yang dilalui) kecil, maka jumlah ion yang berdiffusi melalui lapisan tak teraduk (UL) relatif makin banyak, hingga diffusi makin lambat.

Dengan demikian, didalam tanah, Hukum Fick disesuaikan menjadi: dimana : Dp = Koefisien Diffusi dalam rongga tanah yang besarnya dipengaruhi oleh : A ≡ banyaknya belokan yang harus dilalui ion yang berdiffusi, dinyatatakan dalam nisbah L/Le dimana: L = jarak lurus Le = jarak yang dilalui Kadar air dalam rongga tanah dinyatakan dalam volumenya. Jadi Vair/Vrongga Keseragaman pori-pori tanah dinyatakan dalam γ. Bila γ = 1 ⇒ ukuran pori-pori tanah seragam. Bila pori-pori tanah semakin tidak seragam maka nilai γ semakin kecil. Viskositas air tanah makin dekat pada partikel tanah diffusi semakin lambat.

PENYERAPAN HARA KARENA PERTUMBUHAN AKAR Terjadi 2 tahapan penyerapan hara selama kehidupan tanaman, yi : Ketika akar-akar baru tumbuh dengan cepat, penyerapan hara yang mula-mula lambat, meningkat dengan sangat cepat. Akar sudah tumbuh pada seluruh daerah perakaran, maka akar-akar baru harus tumbuh diantara akar-akar yang sudah ada ⇒ terjadi kompetisi dalam penyerapan hara antara akar-akar baru dengan akar-akar lama; tanaman juga semakin tua, sehingga jumlah akar yang mati lebih banyak daripada akar yang baru tumbuh. Akibatnya penyerapan hara menurun drastis.

Jumlah penyerapan hara oleh akar, sangat dipengaruhi oleh Daya Serap Akar (α). dimana : Fu = Jumlah Hara yang diserap [µg/cm2/det] Cr = Konsentrasi hara pada larutan dipermukaan akar (µg/cm3) = cm/detik