Peran Magnesium (Mg) terhadap Pertumbuhan Tanaman
Disusun
oleh:
|
Ahmad
Mukari
|
150311100047
|
|
Cicik
Endrawati
|
150311100053
|
|
Devi
Ayu Larasati
|
150311100063
|
|
Novi
Nur’aini
|
150311100066
|
|
Khabib
Mujahidin
|
150311100072
|
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS TRUNOJOYO MADURA
BANGKALAN
2017
Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha
Pengasih lagi Maha Penyayang, kami panjatkan puji syukur atas kehadirat-Nya
yang telah melimpahakan rahmat, hidayah dan inayah-Nya kepada kami, sehingga
kami dapat menyelesaikan makalah dengan judul “Peran Magnesium (Mg) terhadap
Pertumbuhan Tanaman”
Makalah ini disusun untuk memenuhi salah satu
tugas mata kuliah nutrisi tanaman semester V. Adapun makalah ini telah kami
usahakan semaksimal mungkin dan tentunya dengan bantuan berbagai pihak,
sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini. Untuk itu kami tidak lupa
menyampaikan banyak terima kasih kepada pihak yang telah membantu kami dalam
pembuatan makalah ini. Namun tidak lepas dari semua itu, kami menyadari
sepenuhnya bahwa ada kekurangan baik dari segi penyusun bahasanya maupun segi
lainnya. Oleh karena itu dengan lapang dada dan tangan terbuka kami membuka
selebar-lebarnya bagi pembaca yang ingin memberi saran dan kritik kepada kami.
Semoga makalah ini dapat memberi manfaat dan memperkaya ilmu bagi kami khusunya
dan pembaca pada umumnya.
Bangkalan, 31 Desember 2017
Penulis
3.4 Karakteristik Fisiologis dari Kekurangan
Magnesium pada Tanaman Arabidopsis
thalianaI 11
3.5 Respon Tanaman Karet Di
Pembibitan Terhadap Pemberian Pupuk Majemuk Magnesium Plus 18
Tanah yang baik dan
subur adalah tanah yang mampu menyediakan unsur hara secara cukup dan seimbang.
Ketersediaan nutrisi yang ada di dalam tanah sangat penting dalam pertumbuhan
tanaman. Penggunaan soil test dapat membantu menunjukkan status nutrisi yang
tersedia pada tanaman, sehingga dapat di ketahui unsur apa saja yang kurang
tesedia bagi tanaman. Ada 16 unsur penting bagi pertumbuhan tanaman. Salah satu
unsur yang penting yang di butuhkan tanaman adalah Magnesium.
Magnesium (Mg)
merupakan hara makro sekunder yang diperlukan tanaman dalam jumlah relatif
banyak namun lebih sedikit dibanding N dan K. Tanaman menyerap magnesium (Mg)
dalam bentuk ion Mg2+.
Unsur Mg merupakan bagian pembentuk klorofil. Tanaman yang kekurangan Magnesium
(Mg) akan mengalami penurunan produksi. Kekurangan Mg bagi tanaman akan menimbulkan
gejala – gejala
sebagai berikut : daun yang menguning; bagian diantara tulang-tulang daun itu
secara teratur berubah menjadi kuning dengan bercak kecoklatan; daun-daun
menjadi mudah terbakar oleh terik matahari karena tidak mempunyai lapisan lilin.
Selain itu, defisiensi Mg menimbulkan pengaruh pula pada pertumbuhan biji
(Tisdale dan Nelson, 1975).
Secara umum fungsi
unsur hara mikro adalah : (1)Sebagai penyusun jaringan tanaman (2) Sebagai
katalisator (stimulant) (3) Mempengaruhi proses oksidasi dan reduksi tanaman.
(4) Membantu mengatur kadar asam (5)Mempengaruhi nilai osmotic tanaman 1.
Mempengaruhi pemasukan unsur hara (6) Membantu pertumbuhan tanaman Perhatian
terhadap unsur mikro dewasa ini meningkat pesat, hal ini karena :
(a)Terangkatnya unsur mikro dalam tanaman menyebabkan persediaan dalam tanah
mencapai titik tidak dapat menunjang pertumbuhan normal. (b)Penggunaan pupuk
makro yang meningkat dosisnya mempertajam menurunnya unsur mikro tanah. (c)
Penggunaan pupuk berkadar unsur tinggi, meniadakan peluang digunakannya
bahanbahan kurang murni, sehingga kontaminasi unsur mikro dalam pupuk
berkurang.(d) Kemampuan kita mengenal gejala kekurangan unsur mikro masih
relative kurang.
Untuk
Mengetahui peranan magnesium terhadap pertumbuhan tanaman, serta mengetahui
gejala defisiensi tanaman pada unsur hara magnesium.
Manusia
dalam kehidupannya sangat tergantung pada tanah, tetapi manusia belum tentu
memahami akan tanah. Berbagai sudut pandang tentang tanah satu sama lain
cenderung berbeda yang disesuaikan dengan kepentingannya dan tingkat keperluan
manusia itu sendiri akan tanah. Sebagai contoh untuk para pengguna tanah untuk
tempat budidaya tanaman, akan sangat berbeda pemahamannya jika dibandingkan
dengan pengguna tanah untuk kepentingan pembuatan jalan untuk kepentingan
transportasi. Pengguna tanah untuk menghasilkan tanaman berkuaitas,
berkepentingan terhadap pemahaman tanah terkait dengan kesuburan tanah.
Kesuburan tanah terkait dengan kehidupan tanaman, meliputi sifat fisik, kimia
dan biologi tanah (Sutedjo dan Kartasapoetra, 1991).
Kesuburan
tanah akan sangat ditentukan oleh keberadaan unsur hara dalam tanah, baik unsur
hara makro, unsur hara sekunder maupun unsur hara mikro. Unsur hara makro
meliputi nitrogen (N), pospor (P), kalium (K), dan C,H,O (yang ambil dari udara
dan air). Sedang unsur hara sekunder meliputi calcium (Ca), magnesium (Mg), dan
sulfur (S). dan unsur hara mikro adalah : Besi (Fe), Mangan (Mn), Seng (Zn),
Tembaga (Cu) , Boran (B), Molibdenium (Mo) dan Chlor (Cl). Untuk meningkatkan
kadar unsur hara makro dalam tanah sudah biasa dilakukan yaitu dengan pemberian
pupuk buatan (Harjowigeno, 1987).
Magnesium
diambil tanaman dalam bentuk ion Mg2+, terutama berperan sebagai penyusun
khlorofil (satu-satunya mineral)merupakan bagian dari
hijau daun yang kehadirannya tidak dapat digantikan oleh unsur lain,
tanpa khlorofil fotosintesis tanaman tidak akan berlangsung, dan sebagai
aktivator enzim. Mg terdapat pula sebagai ion dalam
air-sel. Kadarnya di bagian vegetatif lebih rendah dari pada kadar Ca, tetapi
pada bagiangeneratif adalah sebaliknya.Mg unsur yang mobile dalam tanaman, maka
defisiensi Mg selalu terlihat pada daun-daun tua. Daun berwarna kuning, hal
terjadi karena pembentukan klorofil terganggu. Pada tanaman jagung defisiensi
Mg terlihat pada daun adanya garis-garis kuning yang agak menonjol sedangkan
pada daun-daun muda keluar lendir terutama bila defisiensisudah lanjut.
Magnesium disamping sebagai unsur hara, ia mempunyai fungsi lebih banyak dari
kalsium. Pada beberapa tanah saat ini ditemui beberapa kekurangan magnesium
bila tanah tersebut tidak dikapur. Pada tanah-tanah yang dilakukan pengapuran
maka masalah kekurangan magnesium dapat diatasi (Hakim, et al, 1986 dalam Luhung, 2014).
Secara
umum magnesium rata-rata menyusun 0,2% bagian tanaman. Sebagian besar terdapat
di daun tetapi seringkali dijumpai dalam proporsi cukup banyak pada bebijian
padi, jagung, sorgum, kedelai dan kacang tanah (Hanafiah, 2005). Menurut
Mehlich dan Drake dalam Hardjowigeno (2002) dikatakan bahwa magnesium
merupakan komponen zat khlorofil, yang mungkin memainkan suatu peranan dalam
beberapa reaksi enzim. Sumber-sumber Mg yaitu: dolomit limestone (CaCO3MgCO3),
sulfat potas magnesium, epsom salt (MgSO4.7H2O), kieserit, magnesia (MgO)
serpentin (Mg3SiO2(OH)4, magnesit (MgCO3), dan lain-lain. Ketersediaan
magnesium dapat terjadi akibat proses pelapukan mineral-mineral yang mengandung
magnesium. Selanjutnya, akibat proses tadi maka magnesium akan terdapat bebas
di dalam larutan tanah. Keadaan ini dapat menyebabkan (a). magnesium hilang
bersama air perkolasi, (b). magnesium diserap oleh tanaman atau organisme hidup
lainnya, (c). diadsorbsi oleh partikel liat dan (d). diendapkan menjadi mineral
sekunder. Ketersediaan magnesium bagi tanaman akan berkurang pada tanah-tanah
yang mempunyai kemasaman tinggi. Hal ini disebabkan karena adanya dalam jumlah
yang sangat besar mineral liat tipe 2:1. Dengan adanya mineral liat ini maka
magnesium akan terjerat antara kisi-kisi mineral tersebut, ketika menjadi
pengembangan dan pengkerutan dari kisi-kisinya (Hakim et al, 1986).
Penyediaan
Ca dan Mg mirip dengan K, perbedaanya hanya terletak pada fiksasi. Karena kedua
unsur ini tersedia dalam bentuk kation bervalensi dua, maka fiksasi kedua unsur
ini lebih lemah dibandingkan K, sehingga tiga bentuk utamanya adalah kation
terlarut, kation tertukar dan dalam mineral tanah. Ketersediaan Ca dan Mg
terkait dengan kapasitas tukar kation (KTK) dan persen kejenuhan basa-basa (Ca,
Mg, K dan Na) (KB). Kejenuhan basa yang rendah mencerminkan ketersediaan Ca dan
Mg yang rendah. Jika dibandingkan, keterikatan Mg pada situs pertukaran kation
lebih lemah dibanding Mg. Oleh karena itu, kehilangan lewat pelindian dan
defisiensi Mg lebih sering menjadi masalah. Hal ini terkait dengan lebih
besarnya BA (berat atom) Ca (= 40) disbanding Mg (= 24).
Kekurangan
magnesium akan mengakibatkan perubahan warna yang khas pada daun. Kadang-kadang
penguguran daun sebelum waktunya merupakan akibat dari kekurangan magnesium. Gejala defisiensi mula-mula tampak pada daun klorosis dan
tampak ada bercak-bercak coklat.Daun menjadi kekuningan dan tampak pucat. Warna
kekuningan timbul di antara tulang-tulang daun. Daun mengering dan seringkali
langsung mati. Pada tanaman berbiji, sangat jelek pengaruhnya bila kekurangan
Mg. Misalnya pada Klorosis pada tembakau yang dikenal dengan tenggelam
pasir disebabkan oleh kekurangan magnesium. Tanaman kapas yang kekurangan unsur
ini menghasilkan daun-daun yang merah agak lembayung dengan tulang-tulang yang
hijau. Daun-daun sorgum dan jagung menjadi bergaris-garis, tulang-tulang daunnya
tetap hijau tetapi daerah diantara tulang-tulang daun pada sorgum menjadi
lembayung dan ujung-ujung menjadi kuning (Foth, 1994).
Gejala
defisiensi Mg muncul termasuk dalam tahap awal setelah unsur N. Tanaman
menunjukkan gejala awal di daun dengan tingkat keparahan yang tinggi. Daun
terlihat seperti terbakar yang dimulai dari tepi daun yang kemudian menuju ke
tengah daun. Gejala awal dimulai dengan muncul warna kecoklatan pada tepi daun
kemudian mengering. Gejala awal dimulai dari daun tua, kemudian diikuti dengan
daun yang masih muda, lama-kelamaan gejala kekurangan Mg akan menyebabkan
tanaman menjadi mati (Banaty dan Supriyanto, 2014).
DEFISIENSI Mg
Daerah
timur laut Portug merupakan daerah dengan pH tanah masam. Batuan induk penyusun
tanah pada daerah tersebut berasal dari granit dan bahan metamorf yang
merupakan batuan dasar miskin. Pada tanah masam penyerapan Mg oleh tanaman
menjadi sedikit, hal ini karena pada Ph asam penyerapan Mg mendapat persaingan
yang kuat oleh kation-kation lain seperti K+,
NH4+, Ca2+, Mn2+ dan bahkan H+.
Oleh sebab itu Portela dkk. (2003) mengatakan bahwa untuk menjelaskan
konsentrasi Mg pada daun chestnut lebih baik menggunakan kombinasi beberapa
parameter kesuburan tanah seperti Mg / potasium (K), Mg / amonium (NH4) dan Mg
/ aluminium (Al) + hidrogen (H) dibandingkan dengan Mg yang dapat ditukar.
Sedangkan, (Ende dan Evers, 1997; Landmann et al., 1997; Mengel dan Kirkby,
2001) menyatakan nilai ambang batas untuk Mg adalah 0,20 cmolc kg-1 yang dapat
ditukar, di bawah ini Mg dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman.
Penelitian
ini menggunakan Satu set 38
kebun kastanye yang kemudian dibagi mejadi 19 kebun dengan beberapa pohon
menunjukkan gejala kekurangan dan 19 kebun dengan pertumbuhan pohon sehat dan
kuat di sekitarnya. Umur pohon bervariasi dari 10 sampai 30 tahun. Rata-rata
jumlah pohon di setiap rumpun adalah 70. Sampling daun digunakan lima pohon
dalam tiga kategori berikut : pohon hijau dengan rumpun sehat (kondisi produksi
bagus), pohon hijau tanpa gejala defisiensi Mg di kebun klorosis, dan pohon
dengan gejala defisiensi Mg yang jelas di kebun klorosis. Dalam
penelitian ini terjadi penyimpangan karena identifikasi tanah yang dilakukan
pada 38 kebun kastanye menunjukan perbedaan formasi geologi tanah karena batuan
induk yang berbeda. Dimana pada beberapa kebun kastanye kandungan Mn di dalam tanahnya sangat tinggi.
Oleh karena itu penelitian ini bertujuan untuk memverifikasi apakah Mn yang
dapat diekstrak di dalam tanah memiliki pengaruh untuk menentukan nilai ambang
Mg yang dapat ditukar di bawah batas kekurangan Mg yang terjadi pada kebun
kastanye.
Gambar
1. merupakan analisis kandungan Mg di daun,
pada sampel pohon sehat dengan produktifitas bagus menunjukan bahwa
konsentrasi Mg yang terendah adalah 1,8 g kg-1 dan tertinggi 4,5 g Kg-1, pada
sampel ke dua yaitu pohon sehat tanpa gejala defisiensi Mg pada kebun klorosis
konsentrasi Mg terendah yaitu 1,7 g Kg-1 dan tertinggi yaitu 3,7 g Kg-1.
Sedangkan pada sampel ketiga yaitu pohon dengan gejala defisiensi Mg yang jelas
di kebun klorosis terendah yaitu 0,2 g Kg-1 dan tertinggi hanya 1,5 g Kg-1.
Sedangkan Mg ditanah yang dapat ditukar
pada pada kebun dengan produksi baik sebagian besar lebih dari nilai Mg
yang dapat di tukar diatas amban batas minimum, dan pada kondisi kebun yang
defisiensi Mg nilai Mg pada tanah di bawah ambang batas minimum. Seperti
pernyataan diatas tersebut nilai abang batas minimum Mg pada tanah yang dapat
ditukar adalah 0,20 cmolc Kg-1.
pada Gambar 2, nilai rata-rata Mg yang dapat
ditukar dengan Mn yang dapat diekstraksi diplot pada 38 kebun yang
dikategorikan menjadi dua kelompok yaitu kebun dalam kondisi pertumbuhan baik
dan kebun klorosis dengan pertumbuhan baik. Keenam gasifikasi chlorotic dengan Mg yang dapat
ditukar sebesar ≥0,20 cmolc kg-1
memiliki Mn yang dapat diekstrak lebih tinggi dari 25 mg kg-1. Pada kebun
klorosis, nilai terbesar Mg yang dapat ditukar adalah 0,33 cmolc kg-1,
menunjukkan nilai Mn yang dapat diekstraksi sangat tinggi di dalam tanah (220
mg kg-1) dan juga konsentrasi Mn lebih besar pada daun (2880 mg kg-1 dw)
dibanding dengan nlai Mg itu sendiri.
Dari
hasil tersebut di atas dapat di simpulkan bahwa Mn yang dapat di ekstraksi
ditanah memiliki pengaruh untuk menurunkan nilai Mg di bawah ambang batas
tukar. Kelarutannya Mn yang ada pada tanah ini sangat dipengaruhi oleh pH;
nilai kelarutan Mn meningkat seiring pH yang semakin menurun (Lindsay, 1979).
Berbeda dengan bahan induk ini, kandungan Mn terendah (3,5-17,5 mg kg-1 Mn yang
dapat diekstraksi) dicatat pada tanah yang berasal dari granit dan sekrup
kuarsa.
Perkembangbiakan virus X
multiplikasi dipengaruhi oleh unsur hara. Pada penelitian sebelumnya telah
dipelajari efek nutrisi nitrogen, fosfor dan kalium pada pertumbuhan inang dan
perbanyakan virus.Unsur hara magnesium terkait dengan penelitian ini berkaitan
dengan pengaruh nutrisi magnesium terhadap pertumbuhan inang dan perbanyakan
PVX pada tanaman tomat. Tanaman tomat ditanam secara terpisah dalam larutan
nutrisi yang mengandung 0,50, 125, 25 dan 500 ppm magnesium. Penelitian ini
menggunakan tanaman tomat sehat dan tanaman tomat yang di inokulasi virus X.
Berdasarkan
pengamatan hasil dari table 1, pada
0 ppm ujung daun yang lebih tua diamati, pada tanaman tomat sehat menunjukkan
gejala klorosis defisiensi magnesium. Hilangnya warna ini maju sepanjang
pinggiran dan ke dalam antara pembuluh darah daun. Tanaman yang diinokulasi
dengan vrus X menjadi kerdil dan gejalanya adalah mosaik ringan. Pada 50 ppm
tanaman sehatmenunjukkan klorosis ringan, tanaman yang terinfeksi mengalami
penurunan pertumbuhan serta gejala mozaik ringan . Pertumbuhan vegetatif
maksimal dengan dedaunan hijau normal adalah dicatat pada tanaman sehat tumbuh
pada tingkat 125 ppm sedangkan pertumbuhan tomat dengan gejala mottic mottling
dicatat pada tanaman inokulasi. Tanaman tomat sehat yang tumbuh pada 250 dan
500 ppm berwarna hijau tua dedaunan dibandingkan dengan tomat yang ditanam pada
125 ppm, dan pada tanaman yang di inoculum virus X juga mengalami mozaik.
Tabel
1
Hasil (Tabel 1 dan 2) menunjukkan
bahwa pertumbuhan tomat maksimal tanaman diperoleh pada 125 ppm magnesium dan
konsentrasi relatif PVX pada tanaman
tomat diinokulasi juga ditemukan maksimal pada level ini. Hasil ini menunjukkan
bahwa konsentrasi virus tersebut adalah berkorelasi langsung dengan pertumbuhan
tanaman inang. Kelebihan magnesium menyebabkan pertumbuhan vegetatif lebih
rendah dari tanaman yang terkait dengan penurunan dalam perkalian PVX.Tabel 2
menunjukkan konsentrasi klorofil a dan b sebagai bahan yang mudah diobati di
tanaman diinokulasi PVX dan tanaman tomat sehat. Konsentrasi PVX pada tunas
dari tanaman yang terinfeksi setelah 60 hari inokulasi.
Magnesium
memainkan peran penting dalam adsorpsi nutrisi lainnya khusus kalium dan
kalsium (Hoagland 1944, Broyer & KOKOH 1959), bertindak sebagai
katalisator, aktivator dan co-faktor dalam beberapa aktivitas enzimatik
(INGRAHAM & GREEN 1958) dan berpartisipasi dalam protein aktif dan carbo-
metabolisme hidrat (McElroy & Nason 1954). Mg juga berperan dalam RNA virus
(Loring & WARITZ 1957). Mg juga dikenal sebagai komponen molekul klorofil.
Berbagai tingkat nutrisi mempengaruhi konsentrasi klorofil, seperti terbukti
pada Tabel 2. Konsentrasi klorofil yang lebih rendah dalam penyakit tanaman
tampaknya menjadi efek infeksi virus yang mungkin, entah bagaimana, menghambat
aktivitas enzim yang terkait dengan biosintesis dari klorofil
Pengaruh
beberapa konsentrasi magnesium (0,50, 125, 250 dan 500 ppm) terhadap
pertumbuhan dan perbanyakan virus Kentang X pada tomat (Lycopersicum
esculentum Mill. 'Terbaik dari semua') tumbuh dalam budaya pasir yang
belajar. Pertumbuhan tanaman sehat dan berpenyakit berkurang pada 0 ppm dan pertumbuhan vegetatif maksimum adalah
125p. pm diatas 125 ppm tingkat penurunan pertumbuhan tanaman telah terjadi.
Konsentrasi PVX berpegaruh dengan pertumbuhan. Konsentrasi klorofil a dan b
terendah pada tanaman tomat yang diinokulasi yang ditanam dalam larutan
magnesium defisiensi dan tertinggi di tanaman sehat tumbuh pada tingkat 500
ppm.
Pada tumbuhan Mg merupakan unsur pokok penting dari
klorofil, mengaktifkan sejumlah besar enzim, oleh karena itu magnesium
memainkan peran penting dalam proses fisiologis dan biokimia yang mempengaruhi
pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Tanaman yang kekurangan Mg karena tanaman
tersebut tumbuh di tanah yang sangat asam sehingga kelarutannya sangat tinggi
dengan kapasitas tukar kation yang rendah.
Mg ion adalah ion diantara bioogis utama kation karena
memiliki radius terhidrasi terbesar (0,428 nm) dan radius ionik terkecil (0,072
nm) dan kepadatan muatan tertinggi, karena mengikat dengan mol air-cules 3-4
lipat lebih kuat dari yang lain, Mg sering berinteraksi dengan ion dan molekul.
Akibatnya Mg lebih relatif mengikat untuk kelompok yang bermuatan negatif di
dinding sel akar, jadi apabila kelebihan kation seperti H+ dan Al3+
akan menghambat Mg ke apoplas dan penyerapan di membran plasma, ketika kation
tersebut hadir ditanah asam.
Gambar 1. Menunjukkan
bahwa ketika Al hadir didalam tanah, maka akan berakibat dalam serapan Mg dan
jarak jauh transportasinya. Seperti persaingan pengikatan unsur ain di
Apoplasma, penghambatan serapan Mg pada membran plasma dan penghambatan
tranportasi Mg.
Pada gambar
2. Menunjukkan bahwa pengaruh Al terhadap distribusi Mg pada intraseluler, baik
di sitosol, vakuola, mitokondria kloropas dan RE endoplasma.
Ketika suatu tanaman keracunan Al, solusi
yang sering digunakan adalah dengan menambahkan Ca untuk menghindari spesiasi
dengan aluminium. Namun, solusi tersebut tetap akn menghambat tanaman terhadap
pengambilan Mg, sehingga tanaman akan tetap mengalami defisiensi Mg. Terdapat
suatu percobaan dimana percobaan tersebut pada tanaman Arabidopsis yang
kekurangan Mg dan mengalami toksisitas Al yang tinggi, yang menunjukkan
perubahan yang luar biasa selama 1 minggu mengalami kekurangan Mg, ketika Mg
ditambahkan pada media eksternal dengan konsentrasi yang lebih tinggi dari
sebelumnya dan mengurangi tanaman keracunan Al. Mekanisme dalam mengurangi
toksisitas Al oleh ion Mg meliputi: a. Peningkatan kekuatan ionik larutan, b.
Pengurangan kejenuhan Al dipertukaran apoplastik, c. Penurunan aktivitas Al di
plasma sel akar pada permukaan membran. Yang sudah tertera mekanismenya pada
gambar 3.
Ketika
Mg dapat mengurangi toksisitas Al, maka akan memperbaiki penyekatan karbon dari
tunas ke akar,peningkatan sintesis dan eksudasi asam organik, pemeiharaan
aktivitas H+ ATPase dan pengaturan pH sitoplasma, meningkatankan
aktivitas asam fosfat, perindungan Ca di sitosol terhadap kenaikan induksi Al
dan perindungan dari kerusakan oksidatif.
3.4
Karakteristik Fisiologis dari Kekurangan Magnesium pada Tanaman Arabidopsis thaliana
Ketersediaan magnesium pada tanaman berpengaruh dalam
kegiatan fotosintesis. Mg sangat penting untuk kloroplas, menjadi elemen utama
diklorofil, hal ini karena berpartisipasi dalam penyusunan membran thilakoid
dan grana,bertindak sebagai sebuah kofaktor dan aktivator enzim alosterik yang
terlibat dalam Fiksasi CO2 dan terlibat dalam transfer energi pada adenosine
triphosphate serta kontrol pH. Beberapa penelitian telah mendeskripsikan efek
defisiensi Mg pada reaksi fotokimia atau fiksasi CO2
Arabidopsis thaliana digunakan sebagai studi penelitian
ciri perkembangan gejala defisiensi Mg dan tanggapan fisiologis awal.
Karakteristik pertumbuhan, Mg dan konsentrasi gula, serta fotokimia kinerja
diukur pada interval reguler selama induksi defisiensi Mg. Defisiensi Mg
meningkat konsentrasi gula dan mengubah ekspor sukrosa dari daun muda.
Akumulasi gula pada daun dapat menyebabkan turunnya regulasi gen fotosintesis dan
berakibat menurunkan konsentrasi klorofil dan aktivitas fotosintesis.
Berdasarkan hasil pengamatan dapat diketahui berdasarkan
gamabar berikut:
Kultur hidroponik dan gejala visual defisiensi Mg diamati
pada Arabidopsis thaliana. Gejala kekurangan klorotik Mg diamati pada roset
reproduksi A. thaliana C24 setelah 20 hari. Klorosis interveinal dan nekrosis
pada daun A. thaliana Columbia setelah 16 hari. saat pertumbuhan vegetatif
tanaman A. thaliana Columbia memiliki lebih dari 15 daun yang diperluas (12 h
cahaya 12 h kegelapan).
Respon fisiologis yang disebabkan oleh defisiensi Mg, konsentrasi
klorofil, kinerja fotokimia dari fotosistem II, dan konsentrasi gula di bagian
paling atas sepenuhnya memperluas ukuran daun. Penurunan konsentrasi klorofil
terjadi secara signifikan (P <0,05) dengan sepersepuluh dari nilai kontrol
pada hari ke 16 dan sepertiga pada hari ke 20. Meskipun demikian, konsentrasi
klorofil tidak menurun secara langsung, mengingat defisiensi Mg itu untuk
meningkatkan proporsi relatif Mg struktural yang terkait dengan klorofil.
Kekurangan unsur hara mg pada penelitian ini menujukan peningkatkan konsentrasi
gula dan mengubah ekspor sukrosa dari daun muda sebelumnya berefek nyata pada
aktivitas fotosintesis. Penurunan aktivitas fotosintesis mungkin terjadi
ditimbulkan oleh peningkatan konsentrasi gula daun. Tingkat transkrip Cab2
(mengkodekan klorofil a / b protein) lebih rendah pada tanaman kekurangan Mg
sebelum terjadi penurunan konsentrasi klorofil yang nyata.Data transkripsi
menunjukkan bahwa reduksi klorofil adalah respons terhadap kadar gula dibanding
kekurangan atom Mg untuk mengikat klorofil.
Gambar
diatas merupakan pewarnaan yodium pati pada Arabidopsis thaliana Columbia yang
mengalami kekurangan magnesium dan kontrol. Tanaman diwarnai dengan larutan
yodium untuk mengenetahui adanya pati pada periode gelap, menunjukan adanya
warna tidak terang pada tanaman kekutang magnesium hal ini karena kandungan
pati pada tanaman tersebut sangat sedikit sehingga terlihat gelap. Akar tanaman
lebih panjang (5 cm) hal tersebut dikarenakan kekurangan unsur Mg menyebabkan
akar memanjang untuk mencari unsur yang kurang tersebut.
3.5 Respon
Tanaman Karet Di Pembibitan Terhadap Pemberian Pupuk Majemuk Magnesium Plus
Karet
merupakan salah satu komoditas pertanian yang penting baik untuk lingkup
nasional maupun internasional. Menurut Boerhendy (2009), fungsi ekonomi yang
menonjol dari komoditas karet adalah sebagai sumber pendapatan lebih dari 10
juta petani dan menyerap sekitar 1,7 juta tenaga kerja, serta memberikan
kontribusi yang sangat berarti sebagai penyumbang devisa negara. Masalah usahatani karet yang dihadapi petani secara umum
adalah keterbatasan modal baik untuk membeli bibit unggul maupun sarana
produksi lain seperti herbisida dan pupu k. Selain itu ketersediaan sarana
produksi pertanian tersebut di tingkat petani juga masih terbatas. Dalam rangka meningkatkan
ekspor komoditas karet, pemerintah telah
mengambil kebijakan untuk meningkatkan produktivitas karet melalui peremajaan
maupun perluasan lahan yang sesuai serta dengan menggunakan bibit okulasi klon
anjuran.
Masa
tanaman karet di pembibitan dapat dipersingkat dengan cara pemupukan yang
optimum. Saat ini banyak terjadi kelangkaan dan mahalnya pupuk anorganik untuk
pembibitan karet. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui respon tanaman
karet di pembibitan terhadap pupuk majemuk Magnesium plus. Penelitian aplikasi
pupuk majemuk Magnesium plus
ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok Lengkap terdiri atas enam perlakuan
dengan sepuluh ulangan. Perlakuan terdiri atas: 1) kontrol (tanpa pemupukan),
2) pupuk tunggal NPK + Dolomite, 3 ) pupuk tunggal NPK+Kieserite standar, 4)
pupuk tunggal NPK + pupuk majemuk Magnesium plus dosis 75%, 5) pupuk tunggal
NPK + pupuk majemuk Magnesium plus dosis 100%, 6) pupuk tunggal NPK + pupuk
majemuk Magnesium plus dosis 125%. Parameter yang diamati: tinggi tanaman,
diameter batang, bobot tanaman dan akar, kandungan hara daun serta nilai Relative Agronomic Effectiveness (RAE). Pengamatan dilakukan setiap satu bulan sekali selama enam bulan. Pemupukan
dengan pupuk tunggal NPK yang dikombinasikan dengan berbagai tingkatan dosis
pupuk majemuk Magnesium plus dapat meningkatkan tinggi tanaman, diameter
batang, bobot basah tanaman, serta bobot basah dan kering akar dibandingkan
dengan perlakuan pupuk tunggal NPK+Kieserite standar dan kontrol tanpa pupuk.
Secara agronomis perlakuan pupuk tunggal NPK dikombinasikan pupuk majemuk
Magnesium plus dengan tingkatan dosis 125% menunjukkan hasil yang paling tinggi
dibandingkan dengan perlakuan lain.
Tabel 1.
Data tinggi tanaman karet sebagai respon terhadap berbagai
perlakuan pupuk majemuk Magnesium plus
|
|
Perlakuan
Treatment
|
|
|
|
Tinggi
tanaman
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Plant height
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(cm)
|
|
|
|
|
|
|
5 Apr
|
|
7
Mei
|
6
Jun
|
|
5 Jul
|
|
6 Agst
|
|
7
Sep
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kontrol, tanpa pupuk
|
32,20a
|
|
40,19a
|
48,19a
|
|
58,77a
|
|
64,78a
|
|
71,42a
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + Dolomit e
|
32,69a
|
|
41,36ab
|
50,46ab
|
|
60,11a
|
|
75,23b
|
|
82,25b
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + Kieserite
Standar
|
32,64a
|
|
43,48ab
|
53,77ab
|
|
64,17ab
|
|
81,36b
|
|
90,78bc
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + pupuk Mg
plus 75%
|
33,30a
|
|
43,54ab
|
53,46ab
|
|
64,16ab
|
|
81,55b
|
|
90,12bc
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + pupuk Mg
plus 100%
|
33,20a
|
|
44,12ab
|
53,85ab
|
|
65,30ab
|
|
81,88b
|
|
92,05c
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + pupuk Mg
plus 125%
|
32,25a
|
|
46,87b
|
56,29b
|
|
68,64b
|
|
83,20b
|
|
92,96c
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pada
table 1 Pertumbuhan tinggi tanaman tertinggi mencapai 92,96 cm pada pemberian
pupuk majemuk Magnesium plus dosis 125%. Namun demikian secara kuantitatif
pertumbuhan tinggi tanaman cenderung meningkat sejalan dengan penambahan pupuk
majemuk Magnesium plus mikro. Hal ini menunjukkan bahwa pupuk tunggal NPK yang
dikombinasikan dengan Magnesium plus mampu meningkatkan tinggi tanaman
dibandingkan perlakuan pupuk tunggal NPK yang dikombinasikan baik pupuk
Kieserite maupun Dolomite.
Tabel
2. Data diamater batang karet sebagai respon terhadap berbagai perlakuan pupuk
majemuk Magnesium plus
|
|
Perlakuan
Treatment
|
Diameter batang
Trunk diameter
(mm)
|
|
|
|
|
|
|
5 Apr
|
7
Mei
|
|
6 Jun
|
|
5 Jul
|
|
6
Agst
|
|
7
Sep
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kontrol, tanpa pupuk
|
2,60a
|
3,26a
|
|
4,35a
|
|
5,32a
|
|
6,62a
|
|
7,66a
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + Dolomite
|
2,95a
|
3,71ab
|
|
4,66a
|
|
6,63b
|
|
7,12ab
|
|
8,87ab
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + Kieserite
Standar
|
2,75a
|
3,57ab
|
|
4,74a
|
|
6,77b
|
|
7,58ab
|
|
9,45bc
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + pupuk Mg
plus 75%
|
2,95a
|
3,56ab
|
|
4,56a
|
|
6,79b
|
|
7,67ab
|
|
9,13bc
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + pupuk Mg
plus 100%
|
2,97a
|
3,90b
|
|
4,93a
|
|
6,95b
|
|
8,16b
|
|
9,79bc
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + pupuk Mg
plus 125%
|
2,94a
|
3,95b
|
|
5,08a
|
|
7,34b
|
|
8,47b
|
|
10,45c
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pada
table 2. Pertumbuhan diameter batang bibit tanaman karet umur 1 sampai dengan 6
bulan setelah tanam (BST) terus bertambah sejalan dengan peningkatan dosis
pupuk yang diberikan. Pertumbuhan diameter batang terbesar pada umur 1-6 BST
masing-masing 2,94 mm; 3,95 mm; 5,08 mm, 7,34 mm; 8,47 mm; 10,45 mm yang
dicapai pada pemberian pupuk majemuk Magnesium plus dengan tingkatan dosis
125%.
Tabel 3. Data bobot tanaman basah
dan kering sebagai respon terhadap berbagai perlakuan pupuk majemuk Magnesium
plus
|
Perlakuan
Treatment
|
|
Bobot (g/pohon)
Weight (g/tree)
|
|
|
|
|
Basah
|
|
Kering
|
|
|
Wet
|
|
Dry
|
|
Kontrol,
tanpa pupuk
|
|
32,27a
|
|
13,60a
|
|
Pupuk
tunggal NPK + Dolomite
|
|
78,98ab
|
|
31,22b
|
|
Pupuk
tunggal NPK + Kieserite Standar
|
|
95,52b
|
|
38,21b
|
|
Pupuk
tunggal NPK + pupuk Mg plus 75%
|
|
98,34b
|
|
38,76b
|
|
Pupuk
tunggal NPK + pupuk Mg p lus 100%
|
|
105,01b
|
|
43,01b
|
|
Pupuk
tunggal NPK + pupuk Mg p lus 125%
|
|
106,41b
|
|
44,18b
|
Pada table 3. Pada perlakuan pupuk
majemuk Magnesium plus dosis 125% mampu meningkatkan bobot basah tanaman
tertinggi (P<0,05) mencapai 200% dibandingkan kontrol tanpa pupuk tetapi
tidak berbeda nyata dengan perlakuan pupuk tunggal NPK + Kieserite standar dan
perlakuan pupuk tunggal NPK + Dolomite. Namun, secara kuantitatif bobot basah
tanaman cenderung meningkat sejalan dengan penambahan dosis pupuk majemuk
Magnesium plus. Pada bobot kering tanaman perlakuan pupuk majemuk Magnesium
plus dosis 125% berpengaruh
Tabel
4. Data bobot basah dan kering akar sebagai respon terhadap berbagai perlakuan
pupuk majemuk Magnesium plus
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Bobot
(g/pohon)
|
|
|
Perlakuan
|
|
Weight (g/tree)
|
|
|
Treatment
|
|
Basah
|
|
Kering
|
|
|
|
|
Wet
|
|
Dry
|
|
|
Kontrol, tanpa pupuk
|
|
48,46a
|
|
16,87a
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + Dolomite
|
|
63,70ab
|
|
18,86a
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + Kieserite
Standar
|
|
80,16ab
|
|
23,76ab
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + pupuk Mg p
lus 75%
|
|
81,22ab
|
|
23,89ab
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + pupuk Mg p
lus 100%
|
|
87,88b
|
|
25,01ab
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + pupuk Mg p
lus 125%
|
|
97,88b
|
|
33,62b
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pada
table 4. Perlakuan pupuk majemuk Magnesium plus dosis 125% dapat meningkatkan
bobot basah akar tertinggi mencapai 100% dibandingkan kontrol tanpa pupuk dan
11-22% di atas perlakuan lainnya. Selain itu, bobot kering akar pada perlakuan
pupuk majemuk Magnesium plus dosis 125% meningkat dengan nilai tertinggi
mencapai 99% dibandingkan kontrol tanpa pupuk dan 41% lebih tinggi dibandingkan
pupuk tunggal NPK+Kieserite standar. Hal ini menunjukkan bahwa pemberian pupuk
majemuk Magnesium plus pada semua tingkatan dosis mampu meningkatkan bobot
kering dan basah akar dibandingkan pupuk tunggal NPK + Kieserite standar.
Tabel 5. Nilai RAE pupuk majemuk
Magnesium plus tanaman karet di pembibitan
|
|
Perlakuan
Treatment
|
|
Nilai
RAE
Value RAE
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(%)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kontrol, tanpa pupuk
|
0
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + Dolomite
|
62
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + Kieserite
Standar
|
100
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + pupuk Mg p
lus 75%
|
102
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + pupuk Mg p
lus 100%
|
119
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + pupuk Mg p
lus 125%
|
150
|
|
|
|
|
|
Pada table 5. Hasil analisis
menunjukkan bahwa nilai RAE pupuk majemuk Magnesium plus berkisar dari 102-150%
dan secara umum relatif lebih tinggi dibandingkan nilai RAE pada pemupukan
pupuk tunggal NPK + Kieserite standar. Pemberian pupuk majemuk Magnesium plus
dosis 125% menghasilkan nilai RAE tertinggi mencapai 150%, menunjukkan bahwa
perlakuan ini memiliki efektivitas lebih tinggi 50% dibandingkan pupuk tunggal
NPK + Kieserite standar.
Tabel 6. Kandungan hara N, P, K,
Ca, dan Mg di daun
|
|
Perlakuan
Treatment
|
|
|
Kadar hara daun
Nutrient
content of leaf
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(%)
|
|
|
|
|
|
|
N
|
|
P
|
|
K
|
|
Ca
|
|
Mg
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kontrol,
tanpa pupuk
|
2,09a
|
|
0,12a
|
|
0,65a
|
|
0,82a
|
|
0,15a
|
|
|
Pupuk
tunggal NPK + Dolomite
|
4,02b
|
|
0,16a
|
|
0,88b
|
|
0,87a
|
|
0,19ab
|
|
|
Pupuk
tunggal NPK + Kieserite Standar
|
4,18bc
|
|
0,18a
|
|
0,86b
|
|
1,00a
|
|
0,20ab
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + pupuk Mg p
lus 75%
|
4,32c
|
|
0,17a
|
|
0,93bc
|
|
0,98a
|
|
0,20ab
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + pupuk Mg p
lus 100%
|
4,21bc
|
|
0,18a
|
|
0,99c
|
|
1,04a
|
|
0,25b
|
|
|
Pupuk tunggal NPK + pupuk Mg p
lus 125%
|
4,29c
|
|
0,18a
|
|
0,99c
|
|
1,15a
|
|
0,25b
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pada
Tabel 6. Kandungan hara P, dan Ca tidak berbeda nyata (P>0,05) antar
perlakuan. Namun kandungan N, K dan Mg berbeda nyata (P<0,05). Kandungan N,
P, K, Ca, dan Mg di daun yang paling rendah dijumpai pada perlakuan kontrol
tanpa pemupukan dibandingan dengan perlakuan pemberian pupuk majemuk Magnesium
plus. Perlakuan pupuk majemuk Magnesium plus tingkatan dosis 125% memiliki
nilai kandungan hara daun N tertinggi (P<0,05) mencapai 2 kali lipat
dibandingkan kontrol dan lebih tinggi dibandingkan pupuk tunggal NPK +
Kieserite standar. Secara umum pemberian pupuk majemuk Magnesium plus pada
semua tingkatan dosis memiliki kandungan hara di daun lebih baik dibandingkan
dengan perlakuan kontrol, pupuk tunggal NPK + Kieserite standar dan pupuk
tunggal NPK + Dolomite.
1. Konsentrasi Mg pada tanaman dapat
dijelaskan dengan perbandingan unsur lain. Mn yang dapat di ekstraksi ditanah
memiliki pengaruh untuk menurunkan nilai Mg di bawah ambang batas tukar.
Kelarutannya Mn yang ada pada tanah ini sangat dipengaruhi oleh pH; nilai
kelarutan Mn meningkat seiring pH yang semakin menurun.
2. Konsentrasi PVX berpegaruh
dengan pertumbuhan. Konsentrasi klorofil a dan b terendah pada tanaman tomat
yang diinokulasi yang ditanam dalam larutan magnesium defisiensi dan tertinggi
di tanaman sehat tumbuh pada tingkat 500 ppm
3. Tanaman yang tumbuh di tanah
asam akan mengurangi toksisitas Al ketika tanah tersebut ditambah dengan Mg
yang lebih tinggi konsentrasi.
4. Defisiensi Mg dapat menurunkan
konsentrasi klorofil dan meningkatkan konsentrasi gula pada tanaman.
5. Pemberian pupuk tunggal NPK
dikombinasikan dengan pupuk majemuk Magnesium plus dapat meningkatkan
pertumbuhan tinggi, diameter batang tanaman. Pemberian pupuk tunggal NPK
dikombinasikan dengan pupuk majemuk Magnesium plus dapat meningkatkan pertumbuhan
tinggi, diameter batang tanaman.
Adu-Anning C & Blay Jnr D. 2001.
Ensuring sustainable harvesting of wood : Impact of biomass harvesting on the
nutrient stores of teak woodlot stand in the Sudan Savana. Ghana Journal of
Forestry 10, 17-25
Aerts R.1996. Nutrient resorption
from senescing leaves of perennials: are there general patterns ? Journal of
Ecology 84, 597-608
Aerts R & Chapin FS. 2000. The
mineral nutrition of wild plants revisited: A re-evaluation of processes and
patterns. Advances in Ecological Research 30, 1-67
Banaty, O.K. dan A. Supriyanto.
2014. Gejala Defisiensi Unsur Hara Makro Pada Tanaman Stroberi (Fragaria X ananassa Duchesne) Varietas
Dorit. Proseding Seminar Nasional PERHORTI. Malang
Bose, J., O. Babourina, and Z.
Rengel. 2011. Role of Magnesium in Alleviation of
Aluminium Toxicity in Plants. Journal of Experimental Botany 62(7):2251-2264
Chapin FS. 1980. The mineral nutrition of wild
plants. Annual Review of Ecology and Systematics 11: 233-260
Dent DH, Bagchi R, Robinson D,
Majalap-Lee N, & Burslem DFRP. 2006. Nutrient fluxes via litterfall and
leaf litter decomposition vary across a gradient of soil nutrient supply in a
lowland tropical rain forest. Plant Soil 288, 197-215
Drechsel P & Zech W. 1991.
Foliar nutrient levels of broad-leaved tropical tress: A tabular review. Plant
and Soil 131, 29-46
Ganguli B., NATH P.
& UPRETTI GC 1963. Pengaruh nutrisi pada tanamanpertumbuhan
dan konsentrasi virus kentang X dan Y. - Kentang India J. 5: 44-47
Hakim et al. 1986. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Lampung: Universitas Lampung
Hardjowigeno, S. 1987. Ilmu Tanah.
Jakarta: Mediyatama Sarana Perkasa
Hermans,
C., dan N. Vebruggen. 2015. Physiological characterization of Mg deficiency in Arabidopsis thaliana. Journal of
Experimental Botany. Vol. 56 (418). Pp. 2153–2161.
Luhung, B. 2014. Pengamatan
Kandungan Unsur Hara Nitrogen, Fosfor, Kalium, Kalsium dan Magnesium Serta pH
Tanah Pada Kedalaman 60cm di Hutan Sekunder Tua Bukit Soeharto. Tugas Akhir.
Politeknik Pertanian Negeri Samarinda
Portela. E, C. Coelho
Pires dan José L. 2010. Magnesium Deficiency In Chestnut Groves: The Influence
Of Soil Manganese. Jurnal Of Plant Nutrition. 33 (3) : 452 – 460
Sutedjo dan
Kartasapoetra. 1991. Pengantar Ilmu Tanah. Jakarta: Rineka Cipta
Williams,C.N. and Joseph, K.T., 1979: Climate, Soil and Crop
Production in the Humid Tropics. Oxford University Press. London. New York.
Melbourne
