E-MODUL PRAKTIKUM FISIOLOGI TANAMAN PERKEBUNAN

i

MODUL PRAKTIKUM
FISIOLOGI TANAMAN PERKEBUNAN (PNP 1303)

TIM PENYUSUN:
Dr. rer. Hort. Ir. Ketut Anom Wijaya

Distiana Wulanjari, S.P., M.P
Oria Alit Farisi, S.P., M.P

PROGRAM STUDI S1 ILMU PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS JEMBER
2021
ii

HALAMAN PENGESAHAN

Modul elektronik (e-modul) ini disusun sebagai pedoman pelaksanaan praktikum
Mata Kuliah Fisiologi Tanaman Perkebunan dengan Identitas mata kuliah sebagai berikut:

Nama Mata Kuliah : Fisiologi Tanaman Perkebunan

Kode Mata Kuliah : PNP 1303

Jumlah sks : 3 (2 TM – 1 PR)

Semester : Tiga (3)

Rumpun Mata Kuliah: Wajib Program Studi

dinyatakan,

DAPAT DIGUNAKAN

Dalam rangka mendukung proses pembelajaran mata kuliah terkait.

Disahkan pada tanggal : 01 Juli 2022
Di : Universitas Jember Kampus Bondowoso

Dosen Pengembang E-Modul

Distiana Wulanjari, S.P., M.P
NIP 199112312022032007

Mengetahui,

Koordinator Mata Kuliah Koordinator Program Studi
Fisiologi Tanaman Perkebunan S1 Ilmu Pertanian

Dr. rer. Hort. Ir. Ketut Anom Wijaya Ir. Setiyono, M.P
NIP 195807171985031002 NIP 196301111987031002

iii

PRAKATA

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat dan
karunianya kami dapat menyelesaikan E-Modul Praktikum untuk Mata Kuliah Fisiologi
Tanaman Perkebunan. Modul praktikum ini disusun sebagai bentuk adaptasi
pembelajaran yang dilakukan oleh Program Studi S1 Ilmu Pertanian dalam rangka
peralihan kondisi dari pandemi menjadi endemi covid-19. Modul ini dapat digunakan
sebagai acuan dalam melakukan praktikum Mata Kuliah Fisiologi Tanaman Perkebunan
yang diselenggarakan secara daring maupun luring dan dikemas dalam bentuk buku
elektronik yang mungkin lebih menarik bagi mahasiswa. Aktivitas praktikum yang
dilakukan semudah mungkin namun mahasiswa dituntun untuk meningkatkan daya
nalar dan kreativitasnya untuk menjelaskan konsep fisiologis yang terjadi dilingkungan
sekitar. Acuan utama penyusunan modul praktikum ini adalah silabus dan rencana
pembelajaran semester (RPS) Mata Kuliah Fisiologi Tanaman Perkebunan yang telah
diterapkan di Program Studi Ilmu Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Jember.

Penyusunan E-Modul Praktikum Mata Kuliah Fisiologi Tanaman Perkebunan ini
bertepatan dengan kegiatan aktualisasi salah satu penulis dalam masa prajabatan.
Penyusunan e-modul ini melibatkan banyak pihak, oleh karena itu kami mengucapkan
terima kasih atas kerjasama berbagai pihak hingga terselesaikannya e-modul praktikum
ini dan dapat diakui sebagai kegiatan aktualisasi penulis. Kami menyadari bahwa e-modul
praktikum ini masih memiliki banyak kekurangan, oleh karena itu kami sangat
mengharapkan kritik dan saran yang membangun guna memperbaiki dan
menyempurnakan isi e-modul ini. Semoga e-modul praktikum ini dapat meningkatkan
semangat belajar mahasiswa dan bermanfaat bagi semua pihak.

Bondowoso, Juni 2022
Penyusun

iv

DAFTAR ISI
Halaman Sampul ................................................................................................................................................ i
Halaman Pengesahan.................................................................................................................................... iii
Prakata ..................................................................................................................................................................iv
Daftar Isi................................................................................................................................................................ v
Daftar Gambar ...................................................................................................................................................vi
Peraturan Praktikum Laboratorium Botani dan Fisiologi Tanaman Perkebunan .......... vii
Daftar Acara Praktikum Fisiologi Tanaman Perkebunan .............................................................ix
Kegiatan Praktikum 1. Fungsi Air untuk Pertahanan Turgor Tanaman .................................1
Kegiatan Praktikum 2. Penyerapan Nutrisi dan Sistem Transpor melalui Mekanisme

Aliran Massa............................................................................................................7
Kegiatan Praktikum 3. Peran Cahaya dalam Fotosintesis........................................................... 14
Kegiatan Praktikum 4. Etilen sebagai Perangsang Maturasi Organ Tanaman .................. 23

v

DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Ilustrasi proses masuknya air kedalam sel....................................................................2
Gambar 2. Alat dan bahan kegiatan praktikum 1 ..............................................................................3
Gambar 3. Simulasi prosedur kegiatan praktikum 1 .......................................................................4
Gambar 4. Mekanisme bongkar muat fotosintat menuju organ penyimpanan ..................9
Gambar 5. Alat dan bahan kegiatan praktikum 2 ........................................................................... 11
Gambar 6. Simulasi prosedur kegiatan praktikum 2 .................................................................... 12
Gambar 7. Reaksi terang fotosintesis ................................................................................................... 15
Gambar 8. Reaksi gelap fotosintesis/siklus Calvin ........................................................................ 15
Gambar 9. Alat dan bahan kegiatan praktikum 3 ........................................................................... 18
Gambar 10. Simulasi prosedur kegiatan praktikum 3 ................................................................. 19
Gambar 11. Proses hormon mempengaruhi metabolisme tanaman .................................... 24
Gambar 12. Alat dan bahan kegiatan praktikum 4 ........................................................................ 27
Gambar 13. Simulasi prosedur kegiatan praktikum 4 ................................................................. 28

vi

PERATURAN PRAKTIKUM
LABORATORIUM BOTANI DAN FISIOLOGI TANAMAN PERKEBUNAN

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS JEMBER

Sebelum Praktikum
1. Mahasiswa yang berhak mengikuti kegiatan praktikum adalah mahasiswa yang telah

terdaftar di SISTER.
2. Praktikan diwajibkan hadir tepat waktu pada seluruh rangkaian praktikum dan telah

mengenakan jas laboratorium sebelum memasuki laboratorium (untuk pelaksanaan
luring).
3. Praktikan dapat memasuki laboratorium apabila praktikan telah mengumpulkan tugas
pendahuluan (TP), laporan praktikum acara sebelumnya, dan membawa alat/bahan
yang telah ditentukan.
4. Praktikan diwajibkan mengikuti ujian pendahuluan (pre-test) secara serentak melalui
MMP, apabila nilai praktikan < 60 maka praktikan diwajibkan mengikuti ujian ulang
diakhir kegiatan (post test).
5. praktikan diperkenankan mengisi presensi secara mandiri di MMP atau dengan
bantuan asisten, setelah melakukan ujian pendahuluan (pre-test).
6. Praktikan wajib membawa buku praktikum (untuk pelaksanaan luring).

Selama Praktikum
1. Mahasiswa harus berpakaian rapi, sopan, dan praktis untuk bekerja di laboratorium

maupun di lapangan.
2. Praktikan harus bekerja secara tertib tanpa mengganggu praktikan atau kelompok

lain.
3. Praktikan dilarang makan, minum, merokok, dan melakukan kegiatan lain yang sejenis

selama di dalam laboratorium.
4. Praktikan dilarang mengoperasikan handphone tanpa instruksi/izin asisten.

Handphone praktikan harus dalam kondisi hening/silent.
5. Praktikan tidak dibenarkan meninggalkan kegiatan praktikum atau menerima tamu

tanpa izin asisten.

vii

6. Kerusakan alat yang terjadi selama kegiatan praktikum menjadi tanggung jawab
praktikan sepenuhnya, dan praktikan diwajibkan mengganti paling lambat satu
minggu berikutnya.

Selesai Praktikum
1. Praktikan wajib mengembalikan seluruh peralatan yang dipinjam/digunakan dalam

keadaan bersih, lengkap, dan tidak rusak.
2. Praktikan membersihkan tempat yang digunakan dan membuang sisa bahan

percobaan ke tempat sampah yang telah disediakan.
3. Praktikan wajib melakukan pemeliharaan dan pengamatan apabila diperlukan pada

acara praktikum terkait, sesuai jadwal yang telah ditentukan dan bukti kehadiran
wajib diserahkan ke asisten.
4. Praktikan yang tidak mengikuti pengamatan, maka nilai praktikum pada acara
tersebut adalah NOL.
5. Pengumpulan laporan praktikum dilakukan 1 minggu setelah acara berlangsung.
6. Praktikan yang terlambat mengumpulkan laporan maka nilai laporan dikurangi 50%.
Apabila tidak mengumpulkan satu dari serangkaian acara praktikum maka nilai
praktikumnya E.

Tata Tertib Tambahan
1. Praktikan yang tidak mengikuti salah satu atau lebih acara praktikum serta tidak dapat

menunjukkan bukti yang jelas dan legal, maka nilai praktikumnya E.
2. Seluruh bentuk pengulangan kegiatan praktikum akan diberikan kepada praktikan

dengan kriteria sebagai berikut.
a. Mendapatkan dispensasi yang sah dari fakultas/universitas dengan persetujuan

KPS,
b. Praktikam dalam kondisi sakit, dapat menyerahkan surat keterangan sakit, dan

mendapat persetujuan dari KPS,
c. Terdapat anggota keluarga (nenek/orang tua/saudara kandungnya) meninggal

dunia, menyerahkan surat bukti kematian dari rumah sakit/RT/RW setempat. dan
mendapat persetujuan KPS.

Bondowoso, Juni 2022

viii

DAFTAR ACARA PRAKTIKUM FISIOLOGI TANAMAN PERKEBUNAN
1. FUNGSI AIR UNTUK PERTAHANAN TURGOR TANAMAN
2. PENYERAPAN DAN SISTEM TRANSPOR NUTRISI TANAMAN MELALUI MEKANISME

ALIRAN MASSA
3. PERAN CAHAYA DALAM FOTOSINTESIS
4. ETILEN SEBAGAI PERANGSANG MATURASI ORGAN TANAMAN

ix

KEGIATAN PRAKTIKUM 1. FUNGSI AIR UNTUK PERTAHANAN TURGOR TANAMAN

CP MK
1. Menguasai pengetahuan tentang fisiologi tanaman perkebunan sehingga dapat
mengelola pertumbuhan dan hasil tanaman perkebunan yang tinggi serta ramah
lingkungan dalam sistem pertanian berkelanjutan untuk mendukung
perancangan, pengelolaan dan penerapan bisnis pertanian perkebunan.
2. Menguasai pengetahuan dan teknologi pengelolaan tanaman perkebunan yang
efektif (dari praproduksi, produksi, panen hingga pasca panen) secara baik dan
benar.

KAD
Mahasiswa mampu memahami dan menjelaskan Fungsi air bagi tanaman.

DASAR TEORI
Air merupakan kebutuhan mutlak bagi tanaman. Ketersediaan air pada tubuh

tanaman memegang peranan penting bagi pertumbuhan tanaman. Air dalam tubuh
tanaman mencapai 80-90% dari berat kering tanaman (Harwati, 2007). Peranan air
dalam tubuh tanaman sangat fundamental, diantaranya adalah sebagai (1) media pelarut
hara/reagen, (2) media transportasi hara dan hasil fotosintesis, (3) menjaga turgiditas
sel, (4) penghasil tenaga mekanik untuk pembelahan dan pembesaran sel (5) penyusun
utama protoplasma, dan secara tidak langsung air sebagai (6) pengatur suhu tubuh
tanaman (Maryani, 2012). Fungsi lainnya diantaranya pengatur efek system hidrolik
membuka dan menutupnya stomata, senyawa berbagai proses metabolik tanaman, dan
bahan baku fotosintesis. Salah satu peranan air yang sangat mudah terlihat adalah
sebagai pertahanan tekanan turgor sel tanaman. Tekanan turgor merupakan tekanan
yang diberikan oleh air untuk menjaga stabilitas dinding sel, sehingga memberikan
bentuk sel yang kaku. Penurunan tekanan turgor pada tanaman menjadi salah satu
indikator tanaman yang defisit air (Sukma, 2015). Pertumbuhan tinggi tanaman dapat
terhambat akibat kekurangan air (Yuniarsih, 2017).

Sel tanaman tersusun atas protoplasma yang juga berisi air. Ketersediaan air dalam
tubuh tanaman sangat berkaitan erat dengan pertahanan turgor sel tanaman.
Pembelahan dan pembesaran sel tidak dapat terjadi jika turgiditas sel rendah (Yuniarsih,

1

2017). Bagian tanaman yang sedang aktif membelah menghasilkan sel-sel baru yang
membutuhkan air sebagai penyusun protoplasma. Air yang ada di sekitar sel baru akan
masuk kedalam sel secara osmosis karena tekanan air didalam sel lebih rendah
dibandingkan dengan tekanan air diluar sel. Saat air telah masuk kedalam sel dan menjadi
protoplasma, maka air akan mendorong (memberikan tekanan) ke dinding sel sehingga
ruang didalam sel dapat terisi air dan komponen lainnya. Masuknya air kedalam sel dan
menekan kesegala arah menyebabkan turgiditas sel lebih tinggi, sehingga sel yang
terbentuk menjadi padat dan dapat berfungsi dengan baik. Oleh karena itu kebutuhan air
pada bagian tanaman yang sedang aktif membelah/berkembang lebih tinggi
dibandingkan dengan bagian tanaman yang pasif/tidak sedang tumbuh (Harwati, 2007).

H2O H2O Sel baru

Sel baru

Gambar 1. Ilustrasi proses masuknya air ke dalam sel

Tanaman membutuhkan air dalam kondisi yang seimbang, artinya banyaknya air
yang dibutuhkan tanaman untuk seluruh proses (metabolisme dan transpirasi) harus
seimbang dengan banyaknya air yang diserap sehingga turgor sel tanaman dapat terjaga.
Sel-sel yang memiliki turgiditas baik dapat meningkatkan pertambahan tinggi tanaman,
meningkatkan luas daun, dan aspek metabolisme lainnya (Harwati, 2007). Fase
pertumbuhan tanaman menjadi salah satu bagian yang mempengaruhi proses absorbsi
ketika air tersedia dalam jumlah yang cukup. Ketidakseimbangan air dalam tubuh
tanaman dapat menyebabkan kelayuan dan defisit air yang berakibat pada stress
tanaman. Status keseimbangan air dapat dilihat melalui tiga indikator berikut.
1. Saat tanaman dalam kondisi segar, maka absorbsi air dalam tubuh tanaman lebih

tinggi dari transpirasi yang terjadi
2. Saat tanaman mulai menunjukkan gelaja layu, maka abrorbsi air sama dengan

kebutuhan transpirasi. Pada kondisi ini air dalam tubuh tanaman terletak pada batas
permulaan layu.
3. Saat tanaman layu, maka absorbsi air lebih rendah dari kebutuhan transpirasi
tanaman.

2

Turgor tanaman yang terjaga dapat mempengaruhi proses fotosintesis yang akan
berdampak pada produktivitas suatu tanaman. Tekanan turgor pada sel penjaga sangat
berpengaruh terhadap proses membuka dan menutupnya stomata (Harwati, 2007;
Advinda, 2018). Saat tekanan tugor di sel penjaga tinggi maka stomata akan membuka,
sebaliknya stomata akan menutup saat turgor tanaman rendah. Stomata yang terbuka
memudahkan masuknya gas CO2 yang berperan sebagai bahan baku fotosintesis. Semakin
banyak bahan baku yang masuk maka potensi terjadinya fotosintesis semakin banyak
pula sehingga fotosintat yang dihasilkan dan ditimbun akan semakin banyak. Hal ini tentu
sangat mempengaruhi pertumbuhan dan produksi tanaman.

Air yang dapat diserap oleh tanaman merupakan air tersedia dalam tanah. Hasil
penelitian Maryani (2012) menyebutkan bahwa penambahan air pada tanaman kelapa
sawit sebanyak 1200 ml menghasilkan peningkatan tinggi tanaman, jumlah daun, lilit
bonggol, dan kandungan prolin tanaman. Penambahan air pada volume yang lebih tinggi
dapat menghambat pertambahan tinggi tanaman, berat kering, dan kandungan prolin.
Harwati (2007) menyebutkan tanaman tembakau yang mendapatkan air cukup dapat
mengembangkan luas daun yang lebih besar dan meningkatkan kualitasnya. Yuniarsih
(2017) menyebutkan bahwa perubahan kadar air dalam sel juga berpengaruh pada kadar
hormon dalam tubuh tanaman dan kandungan protein pada kacang kedelai. Sukma
(2015) menyebutkan bahwa kandungan gula juga berperan untuk mempertahankan
tekanan turgor tanaman dengan cara menyeimbangkan potensial osmotik dalam tubuh
tanaman yang menyebabkan membran sel dapat lebih stabil.

TUJUAN PRAKTIKUM
Praktikum ini bertujuan untuk memahami fungsi air untuk pertahanan turgiditas

sel pada tanaman.

PROSEDUR KERJA
Bahan dan Alat Praktikum

2 pucuk kopi 2 pucuk kakao 2 pucuk tembakau 6 beaker glass 1L
3

Alat penghitung waktu Air

Gambar 2. Alat dan bahan kegiatan praktikum 1

Prosedur Praktikum
1. Siapkan 3 beaker glass, lalu masukkan air kedalam beaker glass hingga setengah

volume.
2. Bersihkan pucuk tembakau, pucuk kopi, kakao yang digunakan untuk sampel.
3. Masukkan masing-masing 1 sampel kedalam beaker glass yang berbeda, sedangkan 1

lainnya diletakkan di dalam beaker glass kosong (tanpa air) dengan suhu ruang.
4. Jika cuaca mendukung, letakkan bahan uji di tempat yang terkena sinar matahari.
5. Diamkan tanaman dan amati perubahannya pada menit ke 10, 20, dan 30, lalu

dokumentasikan dan letakkan pada lembar pengamatan sesuai tabel yang disediakan.
6. Simpulkan apa yang terjadi pada tanaman.

QR code dan
one tap link

4

2→3 5

1
3

Gambar 3. Simulasi prosedur kegiatan praktikum 1

SOAL PEMBAHASAN
1. Jelaskan fungsi air bagi tanaman.

4

2. Ceritakan apa yang terjadi pada tanaman sampel pada menit ke 10, 20, dan 30. Kaitkan
dengan gaya kohesi, adhesi, dan tekanan udara diluar tubuh tanaman (mekanisme
transpirasi) pada tanaman.

3. Jelaskan bagaimana pergerakan air di dalam tubuh tanaman dan kaitkan dengan
morfologi tanaman yang tampak.

DAFTAR PUSTAKA
Advinda, Linda. 2018. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Yogyakarta: Deepublish
Harwati, T.C. 2007. Pengaruh Kekurangan Air (Water Deficit) terhadap Pertumbuhan dan

Perkembangan Tanaman Tembakau. Innofarm 6 (1):44-51
Maryani, A.T. 2012. Pengaruh Volume Pemberian Air terhadap Pertumbuhan Bibit Kelapa

Sawit di Pembibitan Utama. Bioplantae 1 (2): 64-74
Sukma, K.P.W. 2015. Mekanisme Tumbuhan Menghadapi Kekeringan. Wacana Didaktika

3 (6):186- 194
Yuniarsih, Desti. 2017. Pengaruh Cekaman Air terhadap Kandungan Protein Kacang

Kedelai. Prosiding Seminar Nasional Pendidikan Biologi dan Biologi FMIPA UNY: B-
111-B122

5

LEMBAR KERJA

Lembar Hasil Pengamatan

Judul Acara : Fungsi air untuk pertahanan turgor tanaman
Nama : …………………………………………………………………………………………………………….
NIM/Kelas : …………………………………………………………………………………………………………….
Kelompok : …………………………………………………………………………………………………………….

Menit ke/perlakuan Pucuk tembakau Pucuk kopi Pucuk kakao
10’ Direndam air

Tanpa direndam air

20’ Direndam air

Tanpa direndam air

30’ Direndam air

Tanpa direndam air

Bondowoso, ……………………….2022
Dosen/Asisten praktikum

(…………………………………………………)
6

KEGIATAN PRAKTIKUM 2. PENYERAPAN DAN SISTEM TRANSPOR NUTRISI
TANAMAN MELALUI MEKANISME ALIRAN MASSA

CP MK
1. Menguasai pengetahuan tentang fisiologi tanaman perkebunan sehingga dapat
mengelola pertumbuhan dan hasil tanaman perkebunan yang tinggi serta ramah
lingkungan dalam sistem pertanian berkelanjutan untuk mendukung
perancangan, pengelolaan dan penerapan bisnis pertanian perkebunan.
2. Menguasai pengetahuan dan teknologi pengelolaan tanaman perkebunan yang
efektif (dari praproduksi, produksi, panen hingga pasca panen) secara baik dan
benar.

KAD
Mahasiswa mampu memahami dan menjelaskan penyerapan nutrisi dan sistem

transport.

DASAR TEORI
Tanaman membutuhkan unsur hara untuk pertumbuhannya. Unsur hara dapat

berasal dari dalam tanah, atmosfer, maupun melalui pemupukan. Peyerapan unsur hara
membutuhkan sebuah sistem yang disebut sistem transport. Sistem transport adalah
suatu sistem yang mengelola perpindahan substrat didalam tubuh tanaman. Air menjadi
media pelarut yang sangat menentukan perpindahan/pengangkutan unsur hara. Sistem
transport dalam tubuh tanaman terjadi melalui 3 tahap, yaitu penyerapan air melalui
akar, terjadinya daya kapilaritas di pembuluh xylem, dan transpirasi di daun.
1. Penyerapan air melalui akar

Akar menjadi organ pertama yang melakukan kontak langsung dengan larutan
tanah. Akar berfungsi untuk menyerap air dan hara dari dalam tanah. Transportasi
yang terjadi termasuk dalam transport aktif yang mutlak membutuhkan energi. Air
selanjutnya melakukan perpindahan secara vertikal (dari akar menuju daun) dengan
membawa unsur hara terlarut. Perpindahan yang demikian dikenal dengan istilah
transport radial/lintasan radial. Air dan unsur hara masuk kedalam rambut akar
secara difusi dan mengalir menuju membrane perisikel/perikambium, selanjutnya
masuk kedalam silinder vaskular dan didifusikan menuju xilem. Proses transport air

7

dan unsur hara terjadi secara simplast (bergerak melalui ruang antar sel) dan apoplast
(bergerak menembus dinding sel melalui plasmodesmata). Kondisi perakaran yang
baik sangat mendukung penyerapan unsur hara. Hasil penelitian Amir (2016)
menyebutkan bahwa pemotongan akar tomat 50% dan dosis pupuk mempengaruhi
kadar klorofil dan aktifitas nitrat reduktasi. Hal ini membuktikan bahwa penyerapan
hara yang terhambat akibat rusaknya sistem perakaran akan menghambat proses
fotosintesis yang terjadi karena substrat yang digunakan berkurang.
2. Daya kapilaritas air
Transport radial dapat berlangsung karena adanya daya kapilaritas. Adanya gaya tarik
menarik (kohesi dan adhesi) partikel memudahkan transport air secara vertikal
terjadi. Gaya kohesi merupakan gaya Tarik menarik antar partikel sejenis, sedangkan
gaya adhesi merupakan gaya Tarik menarik antar partikel berbeda jenis. Gaya kohesi
antar molekul air akan menghasilkan efek rantai air, dimana air merupakan objek
molekul yang dipindahkan melalui jaringan vaskular tanaman. Pergerakan air
membawa serta unsur hara dari tanah menuju daun untuk digunakan dalam proses
fotosintesis.
3. Transpirasi

Transpirasi juga memegang peranan penting dalam sistem transport radial.
Selain adanya gaya kohesi dan adhesi, perbedaan tekanan antara lingkungan dan di
dalam tubuh tanaman menjadi faktor cepat lambatnya pergerakan dan kehilangan air.
Transpirasi merupakan proses kehilangan air dari tubuh tanaman dalam bentuk uap
air. Transpirasi memegang kendali pergerakan air dalam tubuh tanaman. Transpirasi
dapat terjadi melalui stomata, kutikula, dan lentisel. Transpirasi terjadi saat tekanan
udara di lingkungan lebih rendah dibandingkan dengan di dalam tubuh tanaman.
Kondisi ini digambarkan dengan lingkungan yang panas, dimana tanaman akan
melakukan penguapan yang menyebabkan kenampakan fisiknya menjadi layu.

Tanaman dapat mengambil unsur hara dari tanah jika unsur hara tersebut
berbentuk ion dan berada dalam larutan tanah, oleh karena itu erat kaitannya
ketersediaan air dalam tanah saat pemupukan. Air berfungsi sebagai pelarut unsur
hara/sebagai media transpor. Unsur hara dapat diserap oleh tanaman melalui 3 cara,
yaitu (1) secara difusi, (2) intersepsi akar, (3) aliran massa. Penyerapan unsur hara secara
difusi berlangsung saat konsentrasi unsur hara dalam larutan tanah lebih tinggi
dibandingkan di dalam akar/tubuh tanaman. Intersepsi akar terjadi saat akar tanaman

8

memperluas jangkauan penyerapannya untuk mengambil air dan unsur hara dari dalam
tanah. Penyerapan melalui aliran massa merupakan penyerapan air dan unsur hara
dengan melawan gradien potensial elektrokimiannya.

Penyerapan hara makro dan mikro lebih dominan terjadi melalui mekanisme difusi
dan aliran massa (Farrasati dkk, 2021). Kedua mekanisme tersebut dibedakan
berdasarkan posisi unsur hara dan besarnya elektron valensinya. Menurut Farrasati, dkk
(2021) transportasi unsur hara melalui mekanisme difusi terjadi saat unsur hara berada
pada tapak jerapan dan memiliki elektron valensi yang lebih kecil, misalnya ion K (Ion
kalium sangat mudah menembus membran sel, sehingga sering kali tanaman
mengkonsumsinya dalam jumlah berlebih (luxury consumption)). Sedangkan unsur hara
yang memiliki elektron valensi lebih tinggi seperti N, Ca, Mg, dan S akan terseleksi lebih
ketat melalui membran sel dan saat ketersediaannya berada di larutan tanah maka unsur
hara tersebut akan diserap melalui mekanisme aliran massa. Penyerapan air melalui
aliran massa tidak selalu berdasarkan pada pergerakan air didalam tanah. Transport
radial yang terjadi akibat transpirasi juga memenuhi syarat disebut sebagai mekanisme
aliran massa. Pengangkutan unsur hara dari dalam tanah melibatkan jaringan
pengangkut yang disebut xylem. Saat tekanan udara diluar lebih rendah, maka air yang
ada di dalam tubuh tanaman bergerak keluar untuk menyeimbangkannya. Stomata
berperan dalam mengontrol kehilangan air melalui transpirasi. Uap air yang bergerak
keluar diimbangi dengan pertukaran gas CO2 untuk proses fotosintesis, sehingga
keseimbangan antara fotosintesis dan respirasi dapat tercapai. Saat turgor bagian daun
rendah akibat proses transpirasi maka tekanan pada wilayah tersebut lebih rendah
(kenampakan tanaman mulai layu), maka air yang berasal dari bawah akan naik keatas
untuk meningkatkan turgiditas sel. Saat air bergerak keatas maka tekanan air di akar
lebih rendah dari lingkungan (rhizosfer), sehingga akar dapat kembali menyerap air dan
unsur hara yang dibutuhkan tanaman.

Pergerakan air melalui transport radial membawa serta unsur hara dari dalam
larutan tanah. Selain akibat pergerakan air, unsur hara juga masuk kedalam akar tanaman
saat konsentrasi larutan tanah lebih tinggi dibandingkan dengan didalam sel tanaman
(akar). Ion masuk kedalam sel akar tanaman secara difusi melewati protein integral yang
disebut ionofor yang menyebabkan suasana didalam sitosol sel lebih bermuatan negative,
sehingga mampu merangsang lebih banyak kation untuk masuk ke dalam sel akar untuk
diangkut. Akibatnya, pH didalam sitosol naik. Kenaikan pH dalam sitosol dapat

9

dikendalikan oleh ion H+ yang dapat masuk kedalam sitosol secara antiport (masuknya
anion akibat keluarnya kation lain). Ion H+ inilah yang menjaga stabilitas pH didalam
sitosol.

Unsur hara yang terangkut melalui xylem diteruskan ke organ-organ seperti daun
yang selanjutnya diproses melalui fotosintesis (Yuniarsih, 2017). Hasil fotosintesis
berupa dua molekul gula (disakarida) diangkut menuju organ penghabis (sink).
Pendistribusian hasil fotosintesis melibatkan jaringan pengangkut yang disebut floem.
Pengangkutan fotosintat mutlak membutuhkan energi untuk memindahkan fotosintat ke
floem (phloem loading) dan memindahkan fotosintat dari floem ke organ penyimpanan
(phloem unloading). Pemindahan fotosintat kedalam organ penyimpanan dan bagaimana
organ tersebut membesar telah dijelaskan oleh Erns Munch (Jerman) melalui mekanisme
bongkar muat fotosintat melalui floem. Ada lima tahapan dalam bongkar muat
fotosintesis. (1) Air pada organ penyimpan masuk kedalam floem sehingga menyebab (2)
tekanan internal pada floem naik. (3) Saat tekanan internal floem naik maka fotosintat
dalam floem terdifusi menuju organ penyimpanan. (4) Pada saat yang sama kejadian ini
juga menyebabkan tekanan pada osmometer 2 naik yang berakibat pada naiknya
potensial air. (5) air akan berdifusi keluar dari organ penyimpanan, namun bahan terlarut
akan tertinggal di dalam organ penyimpanan. Secara skematis mekanisme tersebut
digambarkan sebagai berikut.

Gambar 4. Mekanisme bongkar muat fotosintat menuju organ penyimpanan

TUJUAN PRAKTIKUM
Praktikum ini bertujuan untuk:

10

1. Mengetahui proses penyerapan unsur hara dari larutan tanah menuju daun untuk
proses fotosintesis.

2. Mengetahui jaringan yang terlibat dalam penyerapan nutrisi dan sistem transpor.

PROSEDUR KERJA
Bahan dan Alat Praktikum

9 tanaman pacar air Pengaduk 2 L air bersih Pewarna makanan
(Impatiens warna merah
balsamina)

Penggaris Tisu kering Alat pengukur Pisau steril
waktu

3 beaker glass 1L
Gambar 5. Alat dan bahan kegiatan praktikum 2

Prosedur Praktikum
1. Bersihkan tanaman pacar air (Impatiens balsamina) dari kotoran dan tanah, usahakan

agar sistem perakarannya tidak rusak.
2. Sediakan 3 buah beaker glass berukuran 1L, isilah dengan 500 ml air.
3. Teteskan pewarna pada masing-masing beaker glass sebanyak 5 tetes, 10 tetes, dan 15

tetes. Aduklah hingga pewarna larut dengan sempurna.
4. Masukkan masing-masing 3 tanaman pada setiap beaker glass, tunggu hingga larutan

diserap oleh tanaman.
5. Ambil satu per satu tanaman pada selang waktu 5, 10, dan 15 menit

11

6. Keringkan tanaman dengan tisu, lalu ukur jarak transportasinya menggunakan
penggaris. Jika kurang jelas, maka tanaman dapat dibelah menjadi dua bagian agar
lebih mudah mengukurnya.

QR code dan
one tap link

4 5
23 6
1

Gambar 6. Simulasi prosedur kegiatan praktikum 2

SOAL PEMBAHASAN
1. Jelaskan secara umum proses penyerapan unsur hara dalam tanaman.
2. Jelaskan penyerapan unsur hara melalui mekanisme aliran massa.
3. Bahas data, dan jelaskan mengapa hal tersebut dapat terjadi
4. Jelaskan, apakah umur tanaman mempengaruhi proses penyerapan unsur hara?

DAFTAR PUSTAKA
Advinda, Linda. 2018. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Yogyakarta: Deepublish
Amir, Baso. 2016. Pengaruh Perakaran terhadap Penyerapan Nutrisi dan Sifat Fisiologis

pada Tanaman Tomat
Farrasati, R., I.Pradiko, S. Ruhutomo, dan E.N. Ginting. 2021. Review: Pemupukan melalui

Tanah serta Daun dan Kemungkinan Mekanismenya pada Tanaman Kelapa Sawit.
Warta PPKS 26(1):7-19
Lakitan, Benyamin. 1993. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta:Rajawali Press
Yuniarsih, Desti. 2017. Pengaruh Cekaman Air terhadap Kandungan Protein Kacang
Kedelai. Prosiding Seminar Nasional Pendidikan Biologi dan Biologi FMIPA UNY: B-
111-B122

12

LEMBAR KERJA

Lembar Hasil Pengamatan

Judul Acara : Penyerapan dan Sistem Transpor Nutrisi Tanaman Melalui Mekanisme
Aliran Massa
Nama : …………………………………………………………………………………………………………….
NIM/Kelas : …………………………………………………………………………………………………………….
Kelompok : …………………………………………………………………………………………………………….

No Jumlah tetesan Waktu pengambilan Jarak transportasi air (cm)
pewarna (menit)
5
1 5 tetes 10
15
2 5 tetes 5
10
3 5 tetes 15
5
10
15

Bondowoso, ……………………….2022
Dosen/Asisten praktikum

(…………………………………………………)

13

KEGIATAN PRAKTIKUM 3. PERAN CAHAYA DALAM FOTOSINTESIS

CP MK
1. Menguasai pengetahuan tentang fisiologi tanaman perkebunan sehingga dapat
mengelola pertumbuhan dan hasil tanaman perkebunan yang tinggi serta ramah
lingkungan dalam sistem pertanian berkelanjutan untuk mendukung
perancangan, pengelolaan dan penerapan bisnis pertanian perkebunan.
2. Menguasai pengetahuan dan teknologi pengelolaan tanaman perkebunan yang
efektif (dari praproduksi, produksi, panen hingga pasca panen) secara baik dan
benar.

KAD
Mahasiswa mampu memahami dan menjelaskan reaksi fotosintesis dan hasilnya.

DASAR TEORI
Fotosintesis merupakan salah satu proses metabolisme pada tubuh tanaman yang

tergolong dalam anabolisme (pembentukan senyawa makro dari senyawa mikro). Secara
umum fotosintesis diartikan sebagai proses perubahan energi matahari menjadi energi
kimia, namun demikian bahan baku fotosintesis bukanlah hanya energi matahari.
Karbondioksida (CO2), air (H2O), dan klorofil juga menjadi subtrat penting bagi proses
fotosintesis. Fotosintesis terjadi di kloroplast. Satu proses fotosintesis melibatkan dua
jenis reaksi, yaitu reaksi terang yang berlangsung di membran tilakoid dan reaksi gelap
yang terjadi di stroma. Hasil fotosintesis berupa karbohidrat dan oksigen. Reaksi kimia
fotosintesis dituliskan sebagai berikut.

6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
Fotosintesis pada dasarnya mereaksikan antara karbondioksida air dan cahaya
matahari melalui klorofil, dan cahaya matahari serta mengubahnya menjadi makro
molekul gula (dalam bentuk karbohidrat) dan oksigen. Fotosintesis hanya dapat berjalan
pada sel hidup. Proses fotosintesis sangat panjang. Cahaya ditangkap oleh molekul
klorofil dan diubah menjadi elektron hingga sampai ke pusat reaksi/fotosistem II (P680).
Elektron selanjutnya ditransfer ke fotosistem I (P700) melalui media transfer yang
disebut kompleks sitokrom b6f. Media transfer tersebut melibatkan berbagai senyawa
berupa feofitin, plastoquinone, dan plastosianin hingga mencapai pusat reaksi I. Elektron

14

yang keluar dari fotosistem I berubah menjadi energi berbentuk NADPH yang siap
memasuki reaksi gelap/siklus calvin.

Gambar 7. Reaksi terang fotosintesis
Pemanenan cahaya pada reaksi terang memiliki dua aliran berbeda, yaitu aliran
elektron siklik dan non siklik. Reaksi terang yang telah diuraikan diatas merupakan aliran
elektron non siklik yang menghasilkan ATP, NADPH, dan oksigen. Donor elektron pada
aliran non siklik berfungsi untuk memecah air menjadi O2 dan 2H+. Aliran elektron non
siklik menghasilkan energi dalam bentuk ATP, NADPH, dan oksigen. Aliran elektron siklik
memanfaatkan elektron yang dilepaskan oleh fotosistem I dan di daur ulang menjadi
energi berupa ATP. Proses daur ulang melibatkan kompleks sitokrom dengan senyawa
ferredoxin dan plastocyanin.
Siklus calvin terjadi di stroma melalui tiga tahapan, yaitu fiksasi karbon, reduksi,
dan regenerasi. Tahap fiksasi karbon mengkonversi 3 molekul CO2 anorganik menjadi
bentuk organik. CO2 diikatkan ke gula 5C (RuBP) dengan bantuan enzim RuBP
carboxylase (Rubisco) sehingga menjadi bentuk 6 molekul gula 3C atau 3 fosfogliserat.
Tahap reduksi mengubah molekul gula 3C menjadi glyceraldehyde-3-fosfat (G3P) atau
yang lebih dikenal dengan molekul gula. Tahap ini tetap menghasilkan 6 molekul gula. 1
molekul gula disimpan sebagai hasil akhir dari fotosintesis, sedangkan 5 molekul gula

15

lainnya digunakan untuk regenerasi RuBP sebagai akseptor CO2. Satu molekul gula dari
satu proses fotosintesis selanjutnya berikatan dengan molekul gula lainnya menjadi
monosakarida (glukosa, fruktosa, galaktosa), oligosakarida dalam beberapa bentuk
(disakarida: sukrosa, matosa; trisakarida: rafinosa, mezitosa; dan tetrasakarida: staciosa)
maupun polisakarida (pati, selulosa, hemiselulosa, pektin) yang merupakan bentuk
penyimpanan akhir hasil fotosintesis. Sebagian besar tanaman menghasilkan bentuk
akhir cadangan karbohidrtanya berupa pati.

Gambar 8. Reaksi gelap fotosintesis/siklus calvin
Tanaman secara umum melakukan fotosintesis dengan jalur yang sama, namun
terdapat beberapa perbedaan seperti jumlah atom pertama yang terbentuk, jenis
enzim/katalisator, dan tempat berlangsungnya reaksi gelap. Berdasarkan hal tersebut
terdapat beberapa tipe fotosintesis, yaitu C3, C4, dan CAM. Sebagian besar tanaman

16

memiliki metabolisme tipe C3. Ciri tanaman yang memiliki metabolisme C3 adalah
tanaman tersebut dapat hidup dan berproduksi di lingkungan yang memiliki kondisi
cahaya terbatas, dan suhu rendah. Meskipun demikian hasil penelitian Ting Li, et al
(2021) menyebutkan bahwa laju fotosintesis dan ketahanan organ yang terlibat
fotosintesis pada gandum cukup stabil dan tidak rusak walaupun ditanam pada kondisi
cahaya penuh. Proses fiksasi karbon pada tanaman C4 tidak hanya dibantu oleh Rubisco,
tetapi juga melibatkan enzim PEP. Ciri khas tanaman C4 adalah produksinya tinggi Ketika
banyak cahaya matahari/tidak ternaungi. Siklus calvin pada tanaman C4 bertempat di sel
seludang (bundle sheat cell). Contoh tanaman C4 adalah jagung, tebu, sorghum, dan
lainnya. Tipe tanaman CAM memiliki keunikan tersediri. Tipe fotosintesisini ditemukan
pertama kali pada suku Crassulaceae dengan senyawa yang pertama kali dibentuk berupa
asam malat, oleh karena itu jalur metabolisme yang demikian disebut sebagai
Crassulacean Acid Metabolism (CAM). Daur fotosintesis tanaman CAM pada dasarnya
hampir sama dengan daur C4, namun stomata tanaman CAM membuka pada malam hari
untuk menyerap CO2 dan menyimpannya di vakuola dalam bentuk asam malat. Fiksasi
karbon terjadi disiang hari, mengingat reaksi terang mutlak membutuhkan cahaya
matahari. Reaksi terang terjadi saat kondisi stomata tertutup, sehingga banyanya
fotosintesis yang terjadi sebanyak cadangan asam malat yang dimiliki. Mekanisme yang
demikian sangat memungkinkan bagi tanaman CAM untuk tetap berproduksi dalam
kondisi kering. Contoh tanaman CAM adalah nenas, kaktus, euforbia, agaves, dan lainnya.
Hasil. Hasil penelitian yang mengarah untuk meningkatkan laju fotosintesis pada
berbagai tanaman telah banyak dilakukan, salah satunya melalui variasi genetik
(Kromdijk dan Cormick, 2022).

Cahaya sangat berperan penting bagi proses fotosintesis. Pada beberapa tanaman
perkebunan, aplikasi tanaman penaung memberikan dampak yang signifikan pada
kuantitas maupun kualitas produksi tanaman. Contoh tanaman yang membutuhkan
naungan diantaranya kopi, kakao, dan tembakau bawah naungan. Tanaman C3 identik
dengan kebutuhan cahaya matahari lebih rendah dibandingkan tanaman C4. Kebutuhan
cahaya pada tanaman perkebunan yang membutuhkan naungan berkisar antara 60-70%.
Tanaman kopi dan kakao mampu menghasilkan fotosintat secara normal pada intensitas
cahaya matahari yang rendah. Selain itu tanaman dengan naungan dapat digunakan
sebagai tanaman sela dimana dalam satu lahan memiliki dua komoditas yang dapat
dipanen. Hal ini tentu dapat meningkatkan biodiversitas tanaman pada suatu lahan.

17

Tanaman penaung berfungsi untuk mengurangi cahaya matahari yang masuk kedalam
kebun, menurunkan suhu di lingkungan mikro pertanaman, menahan laju angin,
mencegah terjadinya erosi, serta memberikan seresah yang dapat meningkatkan bahan
organik tanah.

Tanaman penaung harus diatur sedemikian rupa sehingga tidak mengganggu
intensitas cahaya matahari yang masuk kedalam kebun. Tanaman yang tertutup kanopi
naungan menyebabkan kurangnya intensitas cahaya matahari yang tertangkap oleh daun.
Akibatnya laju fotosintesisnya menjadi terganggu. Tanaman yang kekurangan cahaya
tampak lebih pucat, karena energi yang bersumber dari fotosintesis sangat minim.
Pemangkasan secara berkala dapat memberikan dampak yang baik bagi pertumbuhan
tanaman penaung itu sendiri maupun tanaman yang berada dibawahnya. Pemangkasan
pada dasarnya memastikan intensitas cahaya matahari yang sampai kedaun sesuai
dengan kebutuhan tanaman. Tanaman kopi dan kakao juga membutuhkan pemangkasan
untuk mengoptimalkan proses fotosintesis. Daun-daun tua yang produktivitas
fotosintesisnya rendah perlu dipangkas agar net fotosintat yang dihasilkan lebih tinggi.
Pada tanaman perkebunan dikenal dengan 3 pangkasan, yaitu pangkas bentuk, pangkas
produksi, dan pangkas pemeliharaan. Pemangkasan ditujukan untuk mengurangi jumlah
organ yang tidak/kurang produktif dan mengefisienkan penggunaan fotosintat sebagai
energi, sehingga sisa fotosintat yang dicadangkan dapat semakin banyak dan
meningkatkan produktivitas tanaman.

TUJUAN PRAKTIKUM
Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui peranan cahaya dalam proses

fotosintesis, serta pengaruhnya terhadap hasil akhir fotosintesis.

PROSEDUR KERJA
Bahan dan Alat Praktikum

Daun kopi Daun tebu Daun kelapa sawit Daun tembakau

18

Daun kakao Aluminium foil Larutan iodium Alkolhol 98%

Kompor Panci perebus 10 cawan petri

Gambar 9. Alat dan bahan kegiatan praktikum 3

Prosedur Praktikum
1. Siapkan aluminium foil dengan lebar 5 cm dan panjang menyesuaikan jenis tanaman.
2. Tutupkan kertas aluminium foil pada daun tanaman sampel. Biarkan hingga 24 jam.
3. Keesokan harinya, ambil daun sampel secara utuh dan buka perlahan aluminium foil

agar bentuk daun tidak rusak. Amati perbedaan warna yang terjadi dan
dokumentasikan.
4. Masukkan daun sampel ke dalam air mendidih hingga layu dan lembek, kemudian
lanjutkan perebusan menggunakan alkohol hingga klorofil luruh yang ditandai dengan
warna daun pucat.
5. Tambahkan 3 tetes larutan iodin pada daun sampel, biarkan sesaat lalu amati
perubahan warnanya.

QR code dan 3
one tap link

12

45

Gambar 10. Simulasi prosedur kegiatan praktikum 3
19

SOAL PEMBAHASAN
1. Bagaimana peran cahaya dalam proses fotosintesis? Jelaskan pula apa yang terjadi jika

tidak ada cahaya.
2. Jelaskan bagaimana mekanisme terbentuknya karbohidrat hasil fotosintesis.
3. Bahas data, dan uraikan mengapa hal tersebut dapat terjadi. Kaitkan hal tersebut

dengan penggunaan naungan pada tanaman perkebunan.
4. Uraikan alur keterkaitan antara proses fotosintesis, hasil fotosintesis dengan

pemangkasan dan hasil/produksi pada tanaman tanaman perkebunan
DAFTAR PUSTAKA
Advinda, Linda. 2018. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Yogyakarta: Deepublish
Guru Besar IPB. 2021. Merevolusi Revolusi Hijau. Bogor:IPB Press
Lakitan, Benyamin. 1993. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta:Rajawali Press
Kromdijk and Mc. Cormick. 2022. Genetic Variation in Photosynthesis: Many Variants

Make Light Work. Journal of Experimental Botany 73 (10):3053-3056
Ting Li, et al. 2021. Has Breeding Altered the Light Environment, Photosynthethic

apparatus, and photosynthethic capacity of wheat leaves?. Journal of Experimental
Botany 73 (10): 3205-3220
Wimudi, Melandi dan S. Fuadiyah. 2021. Pengaruh Cahaya Matahari terhadap
Pertumbuhan Tanaman Kacang Hijau (Vigna radiata L.). Prosiding SEMNASBIO 1(-
):587-592

20

LEMBAR KERJA

Lembar Hasil Pengamatan

Judul Acara : Peran Cahaya dalam Fotosintesis
Nama : …………………………………………………………………………………………………………….
NIM/Kelas : …………………………………………………………………………………………………………….
Kelompok : …………………………………………………………………………………………………………….

Daun sampel Perlakuan Gambar Deskripsi/ keterangan
Kopi Ditutup
aluminium
foil

Kakao Tanpa
ditutup
aluminium
foil

Ditutup
aluminium
foil

Tebu Tanpa
ditutup
aluminium
foil

Ditutup
aluminium
foil

Tanpa
ditutup
aluminium
foil

21

Daun sampel Perlakuan Gambar Deskripsi/ keterangan
Kelapa sawit Ditutup
aluminium
foil

Tembakau Tanpa
ditutup
aluminium
foil

Ditutup
aluminium
foil

Tanpa
ditutup
aluminium
foil

Bondowoso, ……………………….2022
Dosen/Asisten praktikum

(…………………………………………………)

22

KEGIATAN PRAKTIKUM 4. ETILEN SEBAGAI PERANGSANG MATURASI ORGAN
TANAMAN

CP MK
1. Menguasai pengetahuan tentang fisiologi tanaman perkebunan sehingga dapat
mengelola pertumbuhan dan hasil tanaman perkebunan yang tinggi serta ramah
lingkungan dalam sistem pertanian berkelanjutan untuk mendukung
perancangan, pengelolaan dan penerapan bisnis pertanian perkebunan.
2. Menguasai pengetahuan dan teknologi pengelolaan tanaman perkebunan yang
efektif (dari praproduksi, produksi, panen hingga pasca panen) secara baik dan
benar.

KAD
Mahasiswa dapat memahami peranan hormon bagi pertumbuhan tanaman.

DASAR TEORI
Istilah hormon berasal dari Bahasa Gerika yang artinya pembawa pesan kimiawi

(chemical messenger). Hormon didefinisikan sebagai suatu zat/senyawa organik (bukan
nutrisi) yang dalam jumlah kecil dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Menurut
Lakitan (1993) mendeskripsikan bahwa jumlah kecil penggunaan hormon untuk
mempengaruhi pertumbuhan tanaman sebesar kurang dari 1 mM, dimana 1 mM
merupakan larutan kimia yang berkonsentrasi 0,001 mol/L atau 1 mM = 1000 µM.
Berdasarkan tempat terbentuknya, hormon diklasifikasikan menjadi dua yaitu
fitohormon dan zat pengatur tumbuh (ZPT). Fitohormon merupakan hormon yang
dihasilkan dari tubuh tanaman. Fitohormon sering disebut juga sebagai hormon endogen.
Zat pengatur tumbuh disebut juga dengan hormon eksogen karena disintesis dari
campuran berbagai senyawa kimia dan dibuat oleh manusia. Dampak yang ditimbulkan
akibat aplikasi hormon sangat bervariasi, diantaranya adalah perubahan biokimia,
fisiologis, dam morfologi tanaman. Lima macam hormon tumbuhan yaitu auksin,
sitokinin, gibberellin, etilen, dan asam absisat.

Hormon bekerja di dalam sel. Proses hormon bekerja untuk mempengaruhi
tanaman secara umum terjadi melalui tiga tahap, yaitu resepsi, transduksi, dan induksi.
Proses resepsi dimulai dengan hormon menempel pada protein reseptor membentuk

23

kompleks hormon protein (HP) di membran plasma sel target. Proses transduksi dimulai
saat HP mengaktifkan enzim fosfolipase-C (PLC) yang berperan untuk menghidrolisis
satu gugus fosfolipid (fosfoinositida) menjadi Inositol 1,4,5-trifosfat (IP3) dan Diagliserol
(DAG). IP3 berperan sebagai pemacu lepasnya Ca2+ di vakuola ke sitosol, sedangkan DAG
berperan untuk mengaktifkan enzim Protein Kinase-C sehingga mempengaruhi
metabolisme tanaman. Fase terakhir adalah fase induksi dimana terjadi perubahan
metabolisme tanaman sebagai bentuk respon oleh sel akibat aktifnya enzim Protein
Kinase-C. Hasil tahap induksi ini menyebabkab perubahan anatomi dan morfologi
tanaman. Proses kerja hormon secara umum sebagaimana tertera pada gambar berikut.

Gambar 11. Proses hormon mempengaruhi metabolisme tanaman
1. Auksin (C10H9NO2)

Auksin merupakan hormon yang paling familiar bagi pertumbuhan tanaman.
Auksin disintesis pada ujung meristem tanaman. Auksin berfungsi dalam pembelahan,
pembesaran sel, dan dominasi apikal. Auksin ditransportasikan melalui sel parenkim
yang bersinggungan dengan berkas pembuluh. Pergerakan auksin cukup lambat, yaitu
1 cm/jam dan berlangsung secara polar. Auksin yang disintesis pada ujung batang arah
pergerakannya basipetal (kebawah), sedangkan auksin yang disintesis di meristem
akar arah pergerakannya acropetal (keatas). Mekanisme auksin dalam pembesaran sel
diawali dengan peran auksin untuk mengeluarkan ion H+ yang menyebabkan pH
disekeliling luar dinding sel lebih rendah. Penurunan pH ini memicu aktifnya enzim
yang dapat memutus ikatan polisakarida dinding sel, sehingga memungkinkan dinding

24

sel lebih renggang. Auksin selanjutnya mengendalikan proses transkripsi mRNA dan
merubah sifat-sifat osmotik vakuola saat terjadi pembesaran sel. Aplikasi auksin dan
sitokinin dalam konsentrasi tertentu pada media kultur dapat bertindak sebagai
regulator yang berfungsi mengatur pertumbuhan pro (embrio) pada suspensi kultur
dan perkembangan organ/regenerasi eksplan. Auksin alami ditemukan dalam bentuk
IAA, dan IBA, sedangkan auksin sintetik (ZPT) yang banyak digunakan diantaranya
adalah 2,4D, NAA, BNOA, 4-CPA, dan lain sebagainya.
2. Sitokinin

Sitokinin merupakan senyawa turunan/derivat dari basa purin (Pierick, 2012).
Sitokinin banyak ditemukan pada organ muda tanaman seperti biji, buah, dan daun.
Sitokinin disintesis pada ujung akar. Peran sitokinin untuk merangsang pembelahan
sel dan menghambat penuaan dengan cara mendukung pertumbuhan tunas. Sitokinin
dibutuhkan oleh tanaman untuk pembentukan tajuk akar, dan ia mampu bekerja lebih
stabil pada ruang yang terang (Pierick, 2012). Proses pengangkutan sitokinin
dilakukan melalui xylem, dan hanya sedikit yang diangkut melalui floem untuk bagian
tajuk tanaman. Efek sitokinin cukup beragam sehingga mekanisme kerjanya juga
beragam. Beberapa fungsi sitokinin diantaranya adalah mendorong pembelahan sel
dalam biakan kultur jaringan dengan cara meningkatkan laju sintesis protein, sitokinin
berperan membentuk polisom pada proses translasi dan meningkatkan produksi
protein sehingga meningkatkan pembelahan sel, dan mempengaruhi perubahan
tingkat mRNA pada proses transkripsi gen. Sitokinin alami ditemukan dalam bentuk
kinetin, zeatin, dan BA, sedangkan sitokinin sintetik (ZPT) yang banyak digunakan
diantaranya adalah thidiazuron (TDZ), kinetin, CPPU, DPU, rootone-F, dan lain
sebagainya.
3. Giberelin

Giberellin banyak disintesis pada tunas aksilar. Giberelin banyak ditemukan pada
biji, karena fungsinya sebagai hormon pertama yang berperan dalam perobekan
kulit/mantel biji pada proses perkecambahan. Peran utama giberelin untuk memacu
pemanjangan sel batang, menghambat penuaan, dan membantu proses
perkecambahan biji. Perkecambahan melibatkan hormon giberelin sebagai aktivator
enzim hidrolisis untuk mendegradasi protein tersimpan dan diubah menjadi energi.
Giberelin alami ditemukan dalam bentuk asam giberelin (GA3), sedangkan giberelin

25

sintetik (ZPT) yang banyak digunakan diantaranya adalah GA7, GA8, Progibb 20SL, dan
lain sebagainya.
4. Asam absisat

Asam absisat disintesis di akar dan mesofil daun, namun secara kontinyu
disintesis pada sel mesofil tanaman (Mastur, 2016; Nurhidayati dkk, 2019), tepatnya
di plastida melalui jalur mevalonate dan ditransportasikan baik melalui xylem maupun
floem. Asam absisat berfungsi dalam menghambat pertumbuhan dan pergerakan sel
tanaman, signal cekaman, dan penyebab dormansi pada biji. Asam absisat berperan
dalam penutupan stomata saat tekanan udara diluar tanaman lebih tinggi untuk
mengurangi penguapan, asam absisat juga menginduksi dormansi benih untuk
mempertahankan hidup embrio lebih lama. Asam absisat merupakan hormon yang
sering ditemukan pada saat tanaman mengalami kondisi tercekam. Hal ini
dikarenakan peranan ABA sebagai signal cekaman (stress signal). Kandungan asam
absisat pada tembakau umur 50 hari setelah sebar (HSS) yang tercekam genangan
meningkat secara periodik 1,3-1,5 kali dibandingkan dengan tanaman sehat yang tidak
tercekam (Nurhidayati dkk, 2019). Konsentrasi asam absisat pada tebu yang tercekam
kekeringan juga meningkat (Mastur, 2016). Peningkatan kandungan asam absisat pada
tubuh tanaman sangat berkaitan erat dengan gen responsif seperti NtABA2 yang
kadarnya juga semakin meningkat akibat jalur biosintesisinya saling berhubungan
(Nurhidayati dkk, 2019), oleh karena itu asam absisat dapat dengan cepat merespon
kondisi asing yang terjadi dalam tubuh tanaman. Asam absisat sintetik (ZPT) yang
banyak digunakan diantaranya adalah hormax 2,1 SL, Socepas 235 SL, dan lain
sebagainya.
5. Etilen

Etilen adalah hormon dengan struktur kimia yang paling sederhana, yaitu berupa
gas hidrokarbon (C2H4). Etilen disintesis pada jaringan meristem yang aktif tumbuh,
jaringan tua dan sakit, serta proses pematangan dan penuaan buah. Fungsi utama
etilen yang paling familiar adalah untuk pematangan buah klimakterik, pematangan
buah, perontokan daun tua, penuaan bunga, dan epinasti. Berdasarkan hal tersebut
dapat disimpulkan bahwa etilen berperan dalam proses yang berkaitan dengan
maturasi/penuaan jaringan pada tanaman. penelitian Nurhidayati, dkk (2019)
menyebutkan bahwa interaksi antara etilen dan asam absisat menyebabkan penuaan
dan pengguguran organ tanaman. Jenis etilen yang banyak digunakan diantaranya

26

adalah kalsium karbida untuk pemeraman buah klimakterik dan ethephon untuk
perangsang lateks pada tanaman karet. Etilen sintetik (ZPT) yang banyak digunakan
diantaranya adalah ethepone, ethrel, kalsium karbida dan lain sebagainya.

Hormon diatas merupakan common hormone, selain itu terdapat berbagai jenis
hormon baru yang belum sepenuhnya teridentifikasi sebagai hormon namun
mengindikasikan seperti hormon. Hormon-hormon tersebut diantaranya adalah
triakontanol, brassinosteroid, asam salisilat, asam jasmonat, dan lain sebagainya.
Penggunaan hormon pada tanaman perkebunan masih sangat terbatas, namun penelitian
tentang aplikasi hormon untuk tanaman perkebunan telah banyak dilakukan. Hasil
penelitian Roswanjaya, dkk (2020) menyebutkan aplikasi sitokinin pada konsentrasi 200
ppm yang diaplikasikan satu hari sebelum sambung menghasilkan tingkat keberhasilan
sambung pucuk kakao tertinggi dan menghasilkan persentase pembentukan tunas baru
batang atas (scion). Penelitian Syamsiyah, dkk (2020) juga menyebutkan penggunaan
aplikasi etilen organik berbahan dasar kulit pisang ambon pada konsentrasi 200 g
mampu meningkatkan lama aliran lateks, volume lateks, namun menurunkan kadar karet
kering (KKK).

TUJUAN PRAKTIKUM
Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh hormon etilen terhadap

maturasi pada produk hasil perkebunan.

PROSEDUR KERJA
Bahan dan Alat Praktikum

Etilen cair Spuit 5 ml 4 Handsprayer 1L Buah kopi yang telah
(ethrel/ethepon) masak fisiologis

2 L air Kamera Beaker glass 500 ml Pengaduk

Gambar 12. Alat dan bahan kegiatan praktikum 4

27

Prosedur Praktikum
1. Buatlah larutan etilen cair dengan konsentrasi 1%, 2%, 3%, dan 4% dengan cara

mencampur 5, 10, 15, 20 ml etilen cair kedalam 0,5 L air bersih, lalu homogenkan.
2. Atur nozel handsprayer kedalam mode pengabutan/paling halus.
3. Semprotkan larutan hormon pada buah kopi yang telah masak fisiologi namun masih

berwarna hijau.
4. Amati setiap hari perubahan warnanya. Bandingkan kecepatan perubahan warnanya

dengan buah yang tanpa diberi larutan hormon selama 7 hari.
5. Dokumentasikan perubahan warna yang terjadi setiap harinya.

QR code dan
one tap link

2

13

4-5

Gambar 13. Simulasi prosedur kegiatan praktikum 4

SOAL PEMBAHASAN
1. Jelaskan pengertian hormon tanaman dan fungsinya.
2. Jelaskan mekanisme hormon etilen terhadap pematangan buah.
3. Bahas data, bandingkan dengan kecepatan pematangan buah tanpa penambahan

hormon etilen dan simpulkan hasilnya.

DAFTAR PUSTAKA
Nurhidayati, T., H. Purnobasuki, S. Hariyanto. 2019. Tanaman tembakau pada Cekaman

Genangan. Sleman: Deepublish
Mastur. 2016. Respon Fisiologis Tanaman Tebu terhadap Kekeringan. Buletin Tanaman

tembakau, Serat, dan Minyak Industri 8(2):98-111

28

Pierik, R.L.M. 2012. In Vitro Culture of Higher Plants. Belanda:Springer Science
Roswanjaya, Y.P., D. Maretta, dan D. Pinardi. 2020. Penggunaan Zat Pengatur Tumbuh

dalam Sambung Pucuk Kakao. Agroscript 2(2):79-90
Syamsiyah, C. Suherman, S. Rosniawaty, dan F. Oktavia. 2020. Respons Produksi Tanaman

Karet Klon BPM 24 terhadap Jenis dan Konsentrasi Stimulan Etilen Organik Kulit
Pisang. Jurnal Kultivasi 19(2):1135-1141

29

LEMBAR KERJA

Lembar Hasil Pengamatan

Judul Acara : Etilen sebagai Perangsang Maturasi Organ Tanaman
Nama : …………………………………………………………………………………………………………….
NIM/Kelas : …………………………………………………………………………………………………………….
Kelompok : …………………………………………………………………………………………………………….

No Konsentrasi Lama pematangan Keterangan/Dokumentasi

etilen (%) buah (hari)

10

25

3 10

4 15

5 20

Bondowoso, ……………………….2022
Dosen/Asisten praktikum

(…………………………………………………)

30