Distribusi Hara dalam Tanaman: Transport Jarak Jauh dalam Xylem dan Phloem
AGH 322
Aliran Hara dari Akar ke Jaringan Pembuluh
ANGKUTAN DALAM XYLEM DAN PHLOEM ¾ Aliran dalam xylem satu arah (acropetal, ke pucuk) ¾ Aliran dalam phloem terjadi dari source ke sink ke 2 arah, yaitu: - basipetal (ke akar) - acropetal (ke pucuk)
ANGKUTAN DALAM XYLEM: Struktur Xylem Sel-sel xylem : - Sel mati (tidak memiliki sitoplasma) - Terdiri atas tracheid dan vessel - Memiliki pori (pith) pada dinding sel bagian luar - Vessel memiliki Perforation perforation plate plates
Pith
Pith
Tracheid
Vessel
ANGKUTAN DALAM XYLEM: Struktur Xylem
Perforation plates
ANGKUTAN DALAM XYLEM Mekanisme: Apoplasmik (dalam sel-sel mati) yang bergantung pada: - Aliran transpirasi - Tekanan akar - Gradien potensial air
ANGKUTAN DALAM XYLEM Laju pergerakan solut dalam xylem bergantung pada: - laju transpirasi - proses adsorpsi - proses resorpsi - proses sekresi hara
ANGKUTAN DALAM XYLEM Pengaruh Laju Transpirasi pada nyerapan dan Translokasi Hara
Pe-
¾ Transpor jarak dekat & jarak jauh ditentukan oleh tekanan akar & laju transpirasi. → Yang ditentukan oleh faktor-faktor sebagai berikut: a. Umur tanaman : tanaman kecambah/muda efek transpirasi rendah (tekanan akar >). b. Waktu : • Siang hari sangat tergantung transpirasi • Malam hari → tekanan akar c. [larutan luar] : [lart. luar] ↑ → efek transpirasi semakin jelas dibandingkan tekanan akar
d. Konsentrasi hara di dalam akar: →Transpirasi biasanya meningkatkan laju penyerapan hara bila status hara di dalam tanaman ↑ (sebaliknya transpor aktif ↓)
e. Jenis Hara: →Transpirasi lebih besar pengaruhnya pada absorpsi & translokasi dari hara yang tidak bermuatan (dibandingkan dengan yang bermuatan/bentuk ion) → berhubungan dengan permeabilitas membran.
ANGKUTAN DALAM XYLEM Pembentukan Adsorpsi Dinding sel terdiri atas pektin yang memiliki gugus karboksil (R-COO-) sehingga dinding sel xylem bermuatan negatif. Oleh karena itu laju gerakan kation dalam xylem ditentukan oleh: –Valensi (Ca2+ < K+) –Diameter pembuluh xylem –Banyaknya muatan negatif pada dinding sel xylem → dikotil > monokotil –Konsentrasi & aktivitas hara
ANGKUTAN DALAM XYLEM Resorpsi ¾Hara diserap kembali oleh sel-sel hidup sejak dari akar → pucuk. ¾Terjadi karena penyerapan aktif langsung ke dalam sel-sel parenchyma atau penyerapan ke dalam sel-sel khusus Parenchyma Xylem → sel transfer (diteruskan ke floem).
Xylem
ANGKUTAN DALAM XYLEM Sekresi Hara ¾ Terdapat mekanisme pelepasan mineral dari sel-sel di sekitar pembuluh xylem ke dalam xylem untuk menjamin kesinambungan pasokan hara ke titik tumbuh. ¾ pasokan dari akar tinggi Æ disimpan Parenchyma ¾ pasokan dari akar Xylem rendah Æ dilepaskan
Xylem
ANGKUTAN DALAM FLOEM: Struktur Floem
Pori Inti sel Companion cells Sieve plate
Sel-sel floem : - Terdiri atas tabung tapis - Memiliki companion cell - Memiliki pori-pori kecil Tabung pada dinding sel yang tapis (sieve tube) menghubungkan tabung tapis dengan companion cell - Memiliki sieve plate
PERANAN COMPANION CELLS • Banyak pori (plasmodesmata) yang menghubungkan tabung tapis dengan companion cells • Fungsi companion cells – Mitokondria memproduksi ATP untuk disuplai ke tabung tapis – Dapat berfungsi sebagai sel transfer; misalnya sebagai sel antara untuk mengalirkan produk fotosintesis dari selsel produksi pada mesofil menuju tabung tapis
ANGKUTAN DALAM FLOEM Mekanisme: Simplas; angkutan dalam floem mirip dengan angkutan jarak dekat melalui plasmodesmata Arah angkutan dalam floem adalah dari source (sumber) ke sink (wadah): Fotosintat Source: daun sebagai tempat pembentuk fotosintat Sink: akar, pucuk, buah & biji sebagai tempat pembongkaran isi floem. Hara Source: Apoplas akar, xylem batang & daun, se sel daun (terutama saat remobilisasi hara saat penuaan daun).
REMOBILISASI HARA ¾ Remobilisasi hara: transport hara dari suatu organ ke organ lainnya pada tanaman (misalnya: transport N dari daun tua ke daun muda saat N kurang tersedia). ¾ Tahapan : a.Mobilisasi dalam sel-sel daun b.Angkutan jarak dekat dalam simplas ke floem c.Masuk ke pembuluh floem secara aktif d.Angkutan dalam floem
¾ Remobilisasi hara terjadi dalam intensitas tinggi selama perkembangan tanaman, yaitu ketika: A. Perkecambahan biji → Terjadi remobilisasi hara (kecuali Ca) dari biji ke titik tumbuh (akar, daun). → Oleh karena itu, bibit dapat tumbuh beberapa hari tanpa pasokan hara dari luar. B. Kahat Hara Tanah ¾ Selama pertumbuhan vegetatif, tanaman dapat mengalami kahat hara permanen atau sementara ¾ Untuk mengatasi hal ini → sering terjadi remobilisasi hara dari daun tua ke daun muda ¾ Oleh karena itu kahat hara pada daun tua menunjukkan laju remobilisasi yang tinggi.
Ciri-ciri khas remobilisasi: Nutrisi
dari
gejala
kahat
dan
tingkatan
Gejala kahat terlihat jelas daun tua
Remobilisasi
S (mobil)
daun muda
tidak cukup
Fe, Zn, Cu, Mo (intermediate)
daun muda
sangat rendah
N, K, Mg, P (mobil)
B & Ca (immobil)
daun muda, meristem apikal
sangat baik
~ nol
ANGKUTAN HARA DALAM FLOEM Mobil
Intermediet
Immobil
K Rb Na Mg P S Cl
Fe Mn Zn Co Mo
Li Ca Sr Ba B
C. Pada Tahap reproduksi ¾
Pembentukan biji, buah, organ-organ lain, pada saat itu: • Pasokan karbohidrat ke akar ↓↓ • Aktivitas akar ↓ • Penyerapan hara ↓ • Kandungan hara di daun ↓ ¾ Beberapa faktor yang mempengaruhi: a. Kebutuhan hara tertentu oleh biji & buah. • Biji-bijian → N ↑, (Ca2+, K+, Mg2+)↓ • Buah lunak, organ penyimpanan → K+ ↑; N, P relatif ↓ • Kacang-kacangan: – % remobilisasi N, P ↑ – Mg, Ca ↓↓ – K↑ b. Keadaan kandungan hara dalam daun. • Contoh pada daun dewasa: – [Cu] daun ↑ pada gandum: 70% Cu diremobilisasi – [Cu] daun ↓ → hanya 20%
c.
Nisbah antara massa & jumlah serta besarnya biji dan buah. - Makin besar biji dan buah kekuatan penyerapan hara makin tinggi
d.
Laju penyerapan hara selama tahap reproduksi. - Laju remobilisasi hara mikro meningkat selama pembesaran buah (~ disebabkan penuaan daun yang dirangsang oleh pembuahan)
HUBUNGAN ANTARA XYLEM DAN FLOEM ¾ Antara xylem dan phloem hanya dipisahkan oleh beberapa lapisan sel. ¾ Aliran hara pasif (bocor) dari floem → xylem. ¾ Sebaliknya aliran dari xylem → phloem aliran aktif (misalnya K+). ¾ Batang memainkan peranan penting dalam transfer dari xylem → floem melalui “sel transfer”. ¾ Aliran dari Mengapa?
xylem
ke floem sangat penting.
Aliran hara dalam xylem tidak menuju pada bagian yang membutuhkan hara tetapi ke bagian yang memiliki laju transpirasi tinggi.
Transfer Antara Xylem dan Floem
