Paper : Fisiologi Tumbuhan Sub Geotropisme

PENDAHULUAN

Latar Belakang

            Pergerakan tumbuh tanaman menuju atau menjauhi gravitasi bumi merupakan contoh dari geotropisme. Akar merupakan geotropisme positif, akar primer lebih umum daripada akar sekunder. Akar tersier dan bulu akar sangat geotropik dan oleh karena itu tumbuh hampir horizontal. Ini berbeda antara variasi jenis akar yang tumbuh tegak ke bawah di dalam tanah                            (Salisbury and Ross, 1991).

Pengaruh gaya berat terhadap arah pertumbuhan akar dan batang dapat diperlihatkan dengan meletakkan kecambah suatu tanaman secara horizontal, tunas batangnya akan melengkung ke bawah. Gerakan geotropik ini juga disebabkan karena pengaruh auksin terhadap pertumbuhan (Tjitrosomo, 1990).

            Geotropisme adalah gerak tumbuhan disebabkan pengaruh gaya tarik bumi (gravitasi). Geotropisme ada 2, yaitu :

1.      Geotropisme positif, gerak akar tuimbuhan ke pusat bumi.

Contoh : kacang tanah waktu mekar.

2.      Geotropisme negatif , gerak organ tumbuhan lain  menjauhi pusat bumi.

Contoh: kcang tangah sesudah pembuahan

(http://www.scribd.com, 2010).

            Fenomena geotropisme ini juga terjadi pada ketidakseimbangan distribusi hormon. Bagian ujung pertumbuhan akar dan batang merespon gravitasional. Sel-sel yang berperan dalam geotropisme ini adalah amyloplast, termasuk butir pati, yang berada pada bagian bawah sel. Saat butir pati berat, amyloplast terakumulasi pada bagian bawah (Nadakavkaren and McKane, 1990).

            Respon dari geotropik terjadi secara universal. Saat seluruh tubuh tanaman berada pada posisi horizontal, batangnya akan segera mengarah ke atas dan akarnya mengarah ke bawah. Dahulu pembengkokan akar tanaman ke arah bawah diketahui akibat berat dari akar tanaman tersebut. Tapi, sekarang telah ditetapkan bahwa pembengkokan ke arah bawah hanya mungkin terjadi akibat geotropik  (Pradhan, 2001).

Tujuan Percobaan

            Adapun tujuan dari percobaan yang dilakukan adalah untuk mengetahui pengaruh rangsangan gravitasi bumi terhadap pembengkokan akar tanaman jagung (Zea mays L.)

Kegunaan Percobaan

            Adapun kegunaan dari percobaan ini adalah sebagai salah satu syarat untuk dapat mengikuti praktikal tes di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Petanian Universitas Sumatera Utara, Medan dan sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkannya.

TINJAUAN PUSTAKA

            Gravitropisme adalah gerakan petumbuhan oleh organ tanaman, diorientasikan pada gaya akselerasi gravitasi. Dari hasil observasi menunjukkan bahwa pertumbuhan batang mengarah ke atas sedangkan pertumbuhan akar berlawanan, yaitu mengarah ke bawah. Orientasi ini tidak hanya berlaku pada posisi vertikal permukaan bumi (Mohr and Schopfer, 1995).

Pertumbuhan asam telah pula dikaitkan dalam gravitropisme akar, yang menunjukkan kerja auksin yang bersifat memacu. Akar yang dibenamkan dalam agar berisi indikator pH (bromkresol ungu) dan dibiarkan tanggap terhadap gravitasi menjadi lebih asam di sisi atas, tempat terjadinya sebagian besar pertumbuhan dan kurang asam pada sisi bawah, tempat pertumbuhan terhambat. Kadar auksin yang tinggi diperlihatkan menghambat aliran asam keluar dari akar (Salisbury dan Ross, 1995).

            Betapa besar pengaruh cahaya terhadap geotropi akar, dapat dilihat dengan percobaan perkecambahan di dalam pemiaraan air. Hormon yang ada di bagian batang dilemahkan oleh cahaya, sedang hormon yang terdapat di dalam bagian akar dipergiat oleh cahaya (Dwidjoseputro, 1980).

            Perubahan pada orientasi telah diketahui dengan segera oleh organ tanaman, operasi ini berlangsung cepat pada mekanisme geotroperceptive. Hal ini dijelaskan pada hipotesis starch statolith. Jika rangsangan unilateral bergantung pada sedimentasi dari statolith, maka endapan akan berlangsung cepat. Semua organel selular dan partikel selular hanya merupakan endapan  butiran pati sementara. Butiran pati ini berkelompok membentuk  membran amyloplast (Mukherji and Ghosh, 1996).

            Bila respon akar dan batang tumbuhan yang diletakkan horizontal diperbandingkan, akar akan bereaksi geotropisme positif, sedang batang geotropisme negatif. Pada kedua keadaan tersebut, posisi horizontal mengakibatkan perpindahan IAA ke belahan bawah batang dan akar. Konsentrasi yang tinggi pada bagian bawah akar menghambat pemanjangan sel, sedangkan konsentrasi IAA di belahan atas mendorong pemanjangan sel. Hasil akhir dari kedua pengaruh ini, akar mebengkok ke bawah (Heddy, 1989).

            Dari percobaan Charles Darwin menunjukkan bahwa jika ujung akar dipotong, tidak ada respon pada rangsangan gravitasi dan asal persepsi dari rangsangan (ujung) berbeda dengan asal respon (daerah pemanjangan sel)       hingga tudung akar  terbentuk  kembali (Pandey and Sinha, 1995).

            Auksin bersama dengan hormon pertumbuhan tanaman (ZPT), dapat berpengaruh pada gravitropisme. Pada akar muda, jika tudung akar dibuang, maka akar tidak akan membengkok ke bawah. Jika tudung akar dikembalikan, maka akar akan membengkok ke bawah menuju pusat bumi. Perpanjangan sel akar tidak akan berhenti jika hanya tudung akar dibuang, bisa saja, selnya tumbuh menjadi lebih cepat (Starr, 2001).   

Pada akar, rangsangan gravitasi hanya terjadi di ujungnya. Tetapi garis bengkok berada sedikit di belakang ujung akar, pada daerah pemanjangan sel. Dampak dari rangsangan unilateral pada gravitasi akibat distribusi yang berbeda dari hormon pertumbuhan auksin pada ujung akar. Hal ini menunjukkan bahwa pertumbuhan lebih banyak di bagian atas dan lebih sedikit di sisi bawah, dan akhirnya geotropisme positif dapat diamati (Jain, 2007).

            Saat tudung akar beregenerasi, geotropisme pada akar dipulihkan. Jika setengah dari ujung akar tanaman jagung dipotong,  akar (pada posisi horizontal maupun vertikal) akan berkembang membengkok pada tudung akar yang tersisa (Devlin and Withman, 2002).

            Gravitropisme akan berfungsi setelah terjadi perkecambahan biji. Tumbuhan dapat membedakan arah atas dan bawah dengan pengendapan statolith. Statolith adalah plastida khusus yang mengandung butiran pati padat dan terletak pada posisi rendah, misalnya pada bagian tudung akar. Tanaman yang tidak memiliki statolith pun masih dapat mengalami gravitropisme yang disesbabkan sel akar yang dapat berfungsi sebagai indera dan menginduksi perenggangan protein sel ke atas dan penekanan protein sel tanaman ke sisi bawah akar (http//ngaliyan.files.wordpress.com, 2008).

            Penyinaran sepihak merangsang penyebaran yang berbeda dari IAA. Sisi tanaman yang disinari mengandung IAA lebih rendah daripada sisi gelap. Akibatnya sel-sel pada sisi yang gelap tumbuh lebih memanjang daripada sel-sel yang disinari (Heddy, 1989).

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Percobaan

            Percobaan dilakukan di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan. Pada ketinggian ± 25 m dpl, dilaksanakan pada hari Senin, 15 November 2010 pada pukul 08:00 WIB sampai dengan hari Kamis, 18 November 2010 pukul 12:00 WIB.

Bahan dan Alat

            Adapun bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah biji jagung yang telah dikecambahkan selama 3 hari sebagai objek yang akan diteliti, kertas tissue sebagai media perkecambahan, dan air untuk melebabi kertas tissue.

            Adapun alat yang digunakan pada percobaan ini adalah lempeng kaca sebagai alas perkecambahan, gunting kecil untuk memotong ujung akar, karet gelang utnuk mengikat kecambah pada lempang kaca, dan kamar gelap sebagai tempat kecambah agar tidak terkena sinar matahari.

Prosedur Percobaan

-          Diambil dua buah lempeng kaca, dilapisi dengan kertas tissue lalu dibasahi sampai lembab.

-          Diikat karet gelang 3 buah vertikal dan 3 buah horizontal.

-          Diikat kecambah jagung pada tiap titik pertemuan karet gelang dengan arah lembaga menghadap ke atas.

-          Diamati dan digambar kecambah kecambah pada 0 jam (sebelum dimasukkan ke kamar gelap).

-          Dimasukkan kedua lempeng kaca ke kamar gelap selama 27 jam dan 75 jam.

-          Diamati kecambah setelah 27 jam, diputar lempeng sebesar 90^o dan digambar. Kecambah pada salah satu lempeng dipotong ujung akarnya sepanjang 3 mm. Dan dimasukkan kembali ke kamar gelap.

-          Diamati kembali kecambah setelah 75 jam dan digambarkan.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan           

1.      Pada perlakuan 27 jam, terlihat bahwa tunas batang kecambah jagung tumbuh ke atas, sedangkan akarnya tumbuh ke bawah menuju pusat bumi.

2.      Pada perlakuan 75 jam diputar 90^o terlihat bahwa pada posisi horizontal akar tetap mengarah ke pusat bumi.

3.      Pada perlakuan 75 jam diputar 90^o dan dipotong 3 mm, tampak bahwa akar tumbuh horizontal, tidak mengarah ke pusat bumi.

4.      Dengan perlakuan kamar gelap, penumpukan auksin terjadi dengan cepat  sehingga proses pembengkokan akar juga cepat terjadi.

Saran

            Sebaiknya  perlakuan pada perputaran 90^o dan pemotongan 3 mm setelah 27 jam dilakukan dengan benar agar diperoleh perbandingan yang jelas terhadap gerak geotropisme pada akar.

DAFTAR PUSTAKA

Devlin, R. M. and F. H. Witham. 2002. Plant Physiology. CBS Publishers and

Distributors, New Delhi.

Dwidjoseputro. 1980. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Gramedia, Jakarta.

Heddy, S. 1989. Hormon Tumbuhan. CV Rajawali, Jakarta.

http://ngaliyan.files.wordpress.com/2008/06/gerak-pada-tumbuhan.pdf

            Diakses pada tanggal 4 November 2010 pukul 21:05 WIB.

http://www.scribd.com/doc/39166965/Tropisme

            Diakses pada tanggal 4 November 2010 pukul 20:58 WIB.

Jain, V. K. 2007. Fundamental of Plant Physiology. S. Chand and Company Ltd.,

New Delhi.

Mohr, H. and P. S. Schopfer. 1995. Plant Physiology. Springer, Hong Kong.

Mukherji, S. and A. K. Ghosh. 1996. Plant Physiology. Tata McGraw-Hill

Company Limited, New Delhi.

Nadakavukaren, M. and D. McCracken. 1990. Botany. West Publishing

Company, Saint Paul.

Pandey, S. N. and B. K. Sinha. 1995. Plant Physiology. Vikas Publishing House

Pvt. Ltd., New Delhi

Pradhan, S. 2001. Plant Physiology. Har-Anand Publications Pvt. Ltd.,

New Delhi.

Salisbury, F. B. and C. W. Ross. 1991. Plant Physiology Second Edition.

Wadsworth Publishing , Company, Inc., Belmont.

Salisbury, F. B. dan C. W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid Tiga. Penerbit

ITB, Bandung.

Starr, C. and R. Taggart. 2001. Plant Structure and Function. Brooks/Cole

Thomson Learning, Australia.

Tjitrosomo, H. S. S. 1990. Botani Umum. Penerbit Kanisius, Jakarta.