2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Deskripsi dan Klasifikasi Tanaman Genjer (L. flava)

Genjer (L. flava) merupakan tanaman yang hidup di rawa atau kolam

berlumpur yang banyak airnya. Tanaman ini berasal dari Amerika, terutama

bagian negara beriklim tropis. Selain daunnya, bunga genjer muda juga enak

dijadikan masakan. Genjer cocok diolah menjadi tumisan, lalap, pecel, atau

campuran gado-gado. Biasanya ditemukan bersama-sama dengan eceng gondok

(Bergh 1994).

Morfologi tanaman genjer dapat dilihat pada Gambar 1. Adapun klasifikasi

tanaman genjer menurut Plantamor (2008) adalah :

Kingdom : Plantae

Subkingdom : Tracheobionta

Superdivisi : Spermatophyta

Divisi : Magnoliophyta

Kelas : Liliopsida

Subkelas : Alismatidae

Ordo : Alismatales

Famili : Limnocharitaceae

Genus : Limnocharis

Spesies : L. flava (L.) Buch

Gambar 1 Tanaman genjer (L. flava)

(Sumber: Plantmor 2008)

Genjer dalam bahasa internasional dikenal sebagai limnocharis, sawah-

flower rush, sawah-lettuce, velvetleaf, yellow bur-head, atau cebolla de chucho.

Tumbuhan ini tumbuh di permukaan perairan dengan akar yang masuk ke dalam

lumpur. Tinggi tanaman genjer dapat mencapai setengah meter, memiliki daun

4

tegak atau miring, tidak mengapung, batangnya panjang dan berlubang, dan

bentuk helainya bervariasi. Genjer memiliki mahkota bunga berwarna kuning

dengan diameter 1,5 cm dan kelopak bunga berwarna hijau (Steenis 2006).

Tanaman genjer biasa hidup di air, sawah ataupun rawa-rawa. Tanaman ini

mempunyai akar serabut. Akar lembaga dari tanaman ini dalam perkembangan

selanjutnya mati atau kemudian disusul oleh sejumlah akar yang kurang lebih

sama besar dan semuanya keluar dari pangkal batang. Akar-akar ini bukan berasal

dari calon akar yang asli yang dinamakan akar liar, bentuknya seperti serabut,

dinamakan akar serabut (radix adventicia). Tanaman genjer merupakan tanaman

yang mempunyai daun yang termasuk kategori daun lengkap, memiliki ujung

daun meruncing dengan pangkal yang tumpul, tepi daun rata, panjang 5-50 cm,

lebar 4-25 cm, pertulangan daun sejajar, dan berwarna hijau. Batang tanaman

genjer memiliki panjang 5-75 cm, tebal, berbentuk segitiga dengan banyak ruang

udara, terdapat pelapis pada bagian dasar. Berdasarkan pada letaknya, bunga pada

tanaman genjer ini terdapat di ketiak daun (flos lateralis atau flos axillaries),

majemuk, berbentuk payung, terdiri dari 3-15 kuntum, kepala putik bulat, ujung

melengkung ke arah dalam, dan berwarna kuning (Anonim 2009).

Tanaman genjer dapat bereproduksi secara vegetatif dan dengan biji. Biji

yang terkandung dalam kapsul matang atau folikel merupakan biji yang ringan.

Kapsul yang menekuk ke arah air, menyediakan biji-biji untuk dilepas. Kapsul

yang kosong dapat berkembang menjadi tanaman vegetatif yang membentuk

tanaman inang atau mengapung untuk menetap di tempat lain. Tanaman ini selalu

berbunga sepanjang tahun di wilayah dengan kelembaban yang cukup. Namun,

tanaman ini dapat menjadi tanaman tahunan dimana kelembaban bersifat

musiman (Department of Primary Industries and Fisheries 2007).

2.2 Anatomi dan Jaringan pada Tumbuhan

Secara umum, tubuh tumbuhan terdiri dari organ vegetatif dan merupakan

organ pokok tubuh tumbuhan yaitu akar, batang, dan daun. Akar tumbuh ke dalam

tanah sehingga memperkuat berdirinya tumbuhan. Akar juga berfungsi untuk

mengambil air dan garam mineral dari dalam tanah. Seperti halnya beberapa

organ lain pada tumbuhan, akar juga berfungsi untuk menyimpan makanan.

Batang memiliki daun yang berfungsi menghasilkan makanan melalui fotosintesis

5

dan mengeluarkan air melalui proses respirasi. Selain itu, batang berperan untuk

lewatnya hasil fotosintesis dari daun keseluruh bagian tumbuhan (Mulyani 2006).

2.2.1 Daun

Daun termasuk dalam organ pokok pada tubuh tumbuhan. Pada umumnya

berbentuk pipih bilalateral, berwarna hijau, dan merupakan tempat utama

terjadinya fotosintesis (Sumardi et al. 2006). Fungsi utama daun adalah

melakukan fotosintesis untuk menghasilkan bahan organik dengan memanfaatkan

matahari. Fotosintesis terjadi di dalam organel sel khusus yang disebut kloroplas,

yang di dalamnya terdapat pigmen klorofil. Struktur luar dan dalam daun

berkaitan dengan perannya dalam proses fotosintesis dan transpirasi. Daun

biasanya rata dan tipis sehingga memudahkan masuknya sinar matahari ke dalam

sel. Luasnya permukaan daun juga memungkinkan terjadinya pertukaran gas

(Mulyani 2006).

Secara umum daun terdiri dari sistem jaringan dermal, yakni epidermis,

jaringan pembuluh dan jaringan dasar yang disebut mesofil. Model penampang 3

dimensi jaringan pada daun dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2 Model 3 dimensi jaringan pada daun

(Kck dan Wolff 2009)

1) Epidermis

Epidermis daun dari tumbuhan yang berbeda beragam dalam hal jumlah

lapisan, bentuk, struktur, susunan stomata, penampilan, dan susunan trikoma,

kutikula Epidermis

atas

Epidermis

bawah

Bunga

karang

Palisade

Xile

m

Floe

m

Pembuluh

daun

Celah utama

Celah utama

Ruang

kosong sub

stomata

Sel penutup

6

serta adanya sel khusus. Struktur daun biasanya pipih. Jaringan epidermis atas

berbeda dengan epidermis bawah. Permukaan atas daun disebut permukaan

adaksial dan permukaan bawah disebut abaksial (Mulyani 2006). Sifat penting

daun adalah susunan selnya yang kompak dan adanya kutikula dan stomata.

Stomata bisa ditemukan di kedua sisi daun (daun amfistomatik), atau hanya pada

satu sisi, yakni pada sebelah atas atau adaksial (daun epistomatik) atau hanya

lebih sering di sebelah bawah atau sisi abaksial. Letak stomata tersebar pada daun

yang lebar kelompok dikotil. Stomata sering tersusun dalam deretan memanjang

yang sejajar dengan sumbu daun pada monokotil dan gymnospermae. Sel penutup

pada stomata dapat berada di tempat yang sama tingginya, lebih tinggi, atau lebih

rendah dari epidermis (Hidayat 1995).

Epidermis tumbuhan air tidak berfungsi untuk perlindungan, tetapi untuk

pengeluaran zat makanan, senyawa air, dan pertukaran gas. Kutikula dan dinding

selnya sangat tipis. Sel epidermis berisi kloroplas. Daun yang mengapung

mempunyai stomata hanya pada permukaan atas daun. Daun yang tenggelam

biasanya tidak mempunyai stomata. Beberapa tumbuhan air yang tenggelam

mempunyai sekelompok sel yang disebut hydropotes, yang berfungsi untuk

memudahkan pengangkutan air dan garam ke luar dan ke dalam tumbuhan.

Hidrofit yang tenggelam mempunyai sangat sedikit sklerenkim atau bahkan tidak

mempunyai sklerenkim (Mulyani 2006).

2) Jaringan Pembuluh

Sistem jaringan pembuluh tersebar di seluruh helai daun dan menunjukkan

adanya hubungan ruang yang erat dengan mesofil. Jaringan pembuluh membentuk

sistem yang saling berkaitan, dan terletak dalam bidang median, sejajar dengan

permukaan daun. Berkas pembuluh daun biasanya disebut tulang daun dan

sistemnya adalah sistem tulang daun (Hidayat 1995). Jaringan pembuluh bersama

jaringan non pembuluh disekelilingnya sering dinamakan tulang daun atau vena.

Ada tumbuhan yang mempunyai tulang daun tunggal, misalnya pada coniferalas

dan equisetum. Pteridophyta tingkat tinggi dan sebagian besar angiospermae

mempunyai sejumlah tulang daun. Susunan tulang daun pada daun disebut

pertulangan daun atau venation (Mulyani 2006).

7

Angiospermae memiliki empat tipe pertulangan daun, yaitu menyirip atau

reticulate, sejajar atau pararel, menjari atau pelmatus, dan melengkung.

Tumbuhan dikotil mempunyai pertulangan daun menyirip dengan tulang daun

yang ukurannya berbeda, tergantung pada tingkat percabangannya. Tumbuhan

monokotil mempunyai daun dan pertulangan sejajar. Ibu tulang daun terus melalui

seluruh daun dan hampir sejajar dengan panjang daun. Tulang daun yang lain

bergabung dengan ibu tulang daun pada bagian ujung dan pangkal daun.

Pertulangan sejajar ini saling berhubungan dengan ikatan yang sangat tipis dan

tersebar di seluruh helai daun (Mulyani 2006).

Daun menunjukkan kolerasi penting antara sifat sistem pembuluh dan sifat

struktural dan jaringan non pembuluh yang dapat mempengaruhi konduksi. Di

antara jaringan non pembuluh, epidermis dan jaringan spons dapat dianggap

teradaptasi lebih baik bagi konsumsi lateral di bandingkan dengan jaringan tiang

yang hubungan selnya terjadi dalam arah abaksial dan adaksial. Sesuai dengan

konsep tersebut, rasio jaringan tiang terhadap jaringan spons berkaitan erat

dengan luas ruang antara tulang daun, makin besar rasio ini makin rapat tulang

daunnya. Telah ada bukti bahwa perluasan seludung pembuluh yang bersifat

parenkimatis mengkonduksi air ke arah epidermis ( Hidayat 1995).

3) Mesofil

Mesofil daun terletak di sebelah dalam epidermis dan tersusun dari

jaringan parenkim. Bentuk sel parenkim antara lain polihedral, sel dengan lipatan

atau tonjolan, bentuk bintang, ataupun memanjang. Bentuk dan susunannya itu

menyebabkan parenkim memiliki ruang-ruang antar sel. Umumnya sel parenkim

berdinding tipis tetapi ada juga yang berdinding tebal. Dinding tebal ini

merupakan tempat terakumulasinya hemiselulosa sebagai cadangan makanan.

Mesofil mengalami diferensiasi menjadi jaringan palisade dan bunga karang

(Bold et al. 1980).

Bagian utama helai daun adalah mesofil yang mengandung kloroplas dan

ruang antar sel. Mesofil dapat bersifat homogen atau terbagi menjadi jaringan

tiang (palisade) dan jaringan spons (bunga karang). Jaringan tiang lebih kompak

daripada jaringan spons yang memiliki ruang antarsel yang luas. Jaringan tiang

terdiri dari sejumlah sel yang memanjang tegak lurus terhadap permukaan helai

8

daun. Meskipun jaringan tiang tampak lebih rapat, sisi panjang selnya saling

terpisah sehingga udara dalam ruang antarsel tetap mencapai sisi panjang.

Kloroplas pada sitoplasma melekat di bagian tepi dinding sel itu. Hal tersebut

mengakibatkan proses fotosintesis dapat berlangsung efisien (Hidayat 1995).

Sel parenkim palisade memanjang dan pada penampang melintangnya

tampak berbentuk batang yang tersusun dalam deretan. Sel palisade terdapat di

bawah epidermis unilateral (selapis) atau multilateral (berlapis banyak) (Mulyani

2006). Sel palisade tegak pada permukaan daun, rapat satu sama lain, dan banyak

mengandung kloroplas, berfungsi untuk menangkap cahaya.

Jaringan bunga karang terdiri dari sel-sel yang bentuknya bervariasi dari

isodiametrik sampai tidak teratur dan terdapat ruang-ruang antar sel sehingga

dapat menampung CO2 untuk fotosintesis (Sutrian 1992). Jaringan pengangkut

daun terdapat pada tulang daun serta merupakan kelanjutan dari berkas pembuluh

batang yang menuju tangkai daun. Tulang daun yang berukuran besar sering

dikelilingi oleh jaringan parenkim tanpa kloroplas yang disebut seludang

pembuluh (Sutrian 1992). Model tipe daun berdasarkan susunan jaringan

palisadenya dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 3 Tipe daun bifasial dan equifasial; A= tipe bifasial; B= tipe equifasial

(Frohne 1985)

2.2.2 Batang

Batang merupakan sumbu dengan daun yang melekat padanya. Di ujung

sumbu titik tumbuhnya, batang dikelilingi daun muda dan menjadi terminalnya.

Batang tumbuhan memiliki bagian buku (node) dan ruas (internode). Batang

berbentuk silindris atau yang lain, tetapi biasanya mempunyai penampang

melintang yang bersimetri regular, pertumbuhannya fototropi atau heliotropi.

Epidermis bawah Epidermis bawah

Bunga karang

Palisade

Palisade

Epidermis

atas

Bunga karang

Palisade

Epidermis

atas

A B

9

Batang selalu mengalami pertumbuhan di ujung (pertumbuhan tidak terbatas),

mengadakan percabangan dari pertumbuhan dan perkembangan kuncup samping

(lateral), dan umumnya tidak berwarna hijau (Sumardi 2006). Penampang

jaringan batang monokotil dan dikotil dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4 Penampang batang monokotil dan dikotil; A= monokotil; B= dikotil (Sumber:Sumardi 2006)

Batang tanaman memiliki fungsi mendukung tajuk tumbuhan, termasuk

daun, bunga, dan biji. Selain memperluas bidang fotosintesis melalui pola

percabangannya, batang juga merupakan jalan pengangkutan air dan unsur hara

dari dalam tanah ke daun. Kadang batang juga menjadi tempat penyimpanan zat

makanan cadangan (Sumardi 2006). Perbedaan nyata antara penampang melintang

batang dan penampang melintang akar hanyalah ukuran unsur-unsur

pengangkutan dalam batang yang lebih besar dan lokasinya yang jauh dari pusat

batang (Fisher dan Dunham 1992). Organ batang memiliki tiga bagian pokok

yang berkembang dari jaringan protoderm, prokambium, dan meristem dasar,

yaitu epidermis dan derivatnya, korteks, dan stele (Nugroho et al. 2006).

a) Epidermis biasanya terdiri dari satu lapisan sel yang memiliki mulut daun

(stomata) dan rambut daun (trikoma). Sel epidermis adalah sel hidup dan

mampu bermitosis. Hal itu penting dalam upaya memperluas permukaan

apabila terjadi tekanan dari dalam akibat pertumbuhan sekunder. Respon sel

epidermis akibat tekanan itu adalah dengan melebar tangensial dan membelah

antiklinal (Hidayat 1995).

Empulur

Serabut xilem Floem

Xilem

Epidermis

Pembuluh

angkut

Kambium

gabus

Serabut

floem Floem

Kambium

Xilem

Empulur

Korteks

A B

10

b) Korteks adalah kawasan di antara epidermis dan sel silinder pembuluh paling

luar. Korteks batang biasanya terdiri dari parenkim yang dapat berisi kloroplas.

Di tepi luar sering terdapat kolenkim dan sklerenkim. Batas antara korteks

dengan jaringan pembuluh sering tidak jelas karena tidak ada endodermis

(Hidayat 1995). Beberapa tumbuhan memiliki parenkim korteks bagian tepi

yang mengandung kloroplas sehingga dapat berfotosintesis, yang disebut

klorenkim (Nugroho et al. 2006). Sel parenkim korteks juga dapat menyimpan

granula dan kristal pati (Berg 2008).

c) Stele merupakan daerah sebelah dalam dari endodermis yang terdiri atas

perikamium, parenkim, dan berkas pengangkut (Nugroho et al. 2006). Terdapat

dua tipe jaringan pembuluh, yaitu floem yang biasanya terletak di bagian luar

dan xilem yang biasanya terletak di bagian dalam. Xilem berfungsi untuk

mengangkut air dan mineral terlarut dari akar menuju batang, sedangkan floem

berfungsi mengangkut karbohidrat terlarut (sukrosa) dari daun menuju batang

(Berg 2008). Jenis-jenis pembuluh dapat digolongkan berdasarkan letak xylem

dan floem (Hidayat 1995) yaitu :

1. Ikatan pembuluh kolateral, floem bertempat di sebelah luar xilem.

2. Ikatan pembuluh bikolateral, seperti kolateral namun terdapat floem di

sebelah dalam xilem sehingga ada floem eksternal dan floem internal.

3. Ikatan pembuluh konsentris amfikribal, floem mengelilingi xilem dan sering

terdapat pada paku.

4. Ikatan pembuluh konsentris amfivasal, xilem mengelilingi floem.

5. Ikatan pembuluh radial, letak berkas xilem bergantian dan berdampingan

dengan berkas floem.

Korteks batang tumbuhan air dan jaringan dasar petiol dan mesofil, terdapat

ruang skizogen antar sel tempat berlangsungnya pertukaran udara lakuna. Lakuna

terjadi di tengah-tengah korteks batang. Korteks bagian luar terdiri atas parenkima

dan kolenkima yang padat. Bagian dalam korteks yang mengelilingi silinder

pembuluh juga terdiri atas kolenkima yang rapat. Lakuna dapat tersusun dalam

satu lingkaran atau beberapa lingkaran maupun dalam suatu pola retikulasi.

Lakuna dipisahkan sewaktu-waktu oleh lempengan atau diafragma, yang

memperkuat organ-organ dan dapat juga meniadakan bahaya penyumbatan air

11

melalui luka. Ruang antar diafragma dipenuhi parenkima berbentuk bintang pada

tumbuhan akuatik yang tidak tenggelam. (Fahn 1991).

2.3 Kandungan Gizi Tanaman Genjer

Tanaman genjer (L. flava) mengandung gizi yang cukup lengkap, dari

protein, lemak, karbohidrat, mineral dan vitamin. Nilai masing-masing komponen

gizi dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1 Kandungan gizi tanaman genjer (L. flava)

Komposisi gizi Jumlah/100 g bahan (a)

Jumlah (b)

Energi 33 kkal 343,26 9,75 kJ/100 g

Protein kasar 1,7 g 0,28 0,01 %

Lemak kasar 0,2 g 1,22 0,01 %

Karbohidrat 7,7 g 14,56 0,14 %

Abu - 0,79 0,03 %

Kalsium 62 mg 770,87 105,26 mg/100 g

Fosfor 33 mg -

Besi 2,1 mg -

Potasium - 4202,5 292,37 mg/100g

Tembaga - 8,31 1,83 mg/100 g

Magnesium - 228,1 15,26 mg/100 g

Zinc - 0,66 0,05 mg/100 g

Natrium - 107,72 17,15 mg/100 g

Vitamin A 3.800 mg -

Vitamin B1 0,07 mg -

Vitamin C 54 mg -

Air 90 g 79,34 0,15 %

Serat kasar - 3,81 0,04 %

B.D.D 70 % - Sumber: (a) Direktorat Gizi, Departemen Kesehatan (1992), diacu dalam Astawan dan Kasih (2008)

(b) Bujang et al. (2009), jumlah dalam berat kering

Daun dan bunga dari tanaman genjer (Limnocharis flava) berkhasiat

sebagai penambah nafsu makan. Kandungan kimia dari daun dan bunga tanaman

genjer diantaranya kardenolin, flavonoida dan polifenol. Pengolahan genjer

sebagai penambah nafsu makan adalah dengan pengukusan genjer segar hingga

setengah matang dan dikonsumsi sebagai lalapan (Anonim 2009).

2.4 Pemeriksaan Histologi Tumbuhan

Histologi merupakan ilmu yang mempelajari struktur internal dari

tanaman. Histologi berhubungan dengan struktur sel dan jaringan. Tanaman

12

terdiri atas jaringan vegetatif dan jaringan reproduktif. Secara morfologi, jaringan

merupakan kesatuan sejumlah sel, serupa dalam asal-usul dan fungsi utama,

bersifat terus-menerus. Kajian objektif untuk mengidentifikasi histologi pada

tanaman diukur dalam gambaran mikroskopis. Morfologi sel digambarkan dengan

ukuran sel dan bentuk dan dengan ketebalan dinding sel (Guillemin et al. 2004).

Metode utama dari pengkajian struktur tanaman adalah menggunakan

peralatan penyayatan tipis untuk bahan tanaman dan maserasi dalam larutan yang

membebaskan sel-sel dari sel lainnya. Metode umum untuk mempelajari jaringan

diantaranya metode beku, metode seloidin, metode paraffin, metode penanaman

rangkap. Metode paraffin banyak digunakan karena hampir semua macam

jaringan dapat dipotong dengan baik bila menggunakan metode ini. Kelebihan

metode paraffin diantaranya irisan dapat jauh lebih tipis daripada menggunakan

metode beku atau metode seloidin. Irisan-irisan yang bersifat seri dapat dikerjakan

dengan mudah bila menggunakan metode ini dan prosesnya jauh lebih cepat

dibandingkan dengan metode seloidin (Suntoro 1983).

Metode pembuatan preparat terlebih dahulu dilakukan sebelum

mempelajari histologi tanaman. Metode pembuatan preparat dapat dibagi menjadi

tiga macam, yaitu preparat segar, preparat utuh (whole mount), dan preparat yang

dilakukan proses penanaman (embedding). Pembuatan preparat segar dilakukan

dengan sayatan tipis melintang dan diletakkan pada gelas objek kemudian

diwarnai. Pembuatan preparat utuh merupakan metode pembuatan preparat

sampel secara utuh biasanya untuk tanaman dengan ukuran kecil. Tahapan untuk

preparat ini terdiri atas fiksasi bertahap, penggunaan xilol berseri, pewarnaan,

inkubasi, dehidrasi, dan perekatan ke gelas preparat, dan dilakukan penutupan.

Proses pembuatan preparat embedding terdiri atas gelatin embedding, paraffin

embedding, nitrocellulose embedding, double embedding, dan embedding pada

plastik (Kiernan 1990, diacu dalam Kristiono 2009).

2.5 Mineral dan Fungsinya

Terdapat sekitar 19 mineral dalam tubuh. Dari jumlah tersebut hanya

sekitar 13 yang esensial untuk kehidupan dan kesehatan. Jumlah mineral tersebut

dapat berubah sesuai hasil penemuan baru (Syafiq 2007). Mineral esensial

merupakan merupakan mineral yang diperlukan untuk mendukung pertumbuhan,

13

reproduksi dan kesehatan sepanjang siklus hidup (Odell dan Sunde 1997).

Mineral tidak seperti asam amino atau vitamin, yaitu tidak dapat hancur akibat

terpapar panas, agen pengoksidasi, pH yang ekstrim, dan faktor-faktor lain yang

dapat mempengaruhi nutrisi organik. Mineral bersifat indestructible (Fennema

1996). Mineral di dalam tubuh secara umum memiliki fungsi sebagai berikut

(Syafiq 2007) :

1) Sebagai bahan pembentuk bermacam-macam jaringan tubuh, seperti tulang dan

gigi (Ca danP), rambut, kuku, dan kulit (S) serta sel darah merah (Fe); kalsium

dan phospor merupakan mineral yang terbanyak terdapat dalam tubuh.

2) Memelihara keseimbangan asam dan basa di dalam tubuh melalui penggunaan

Cl, P, S sebagai pembentukan asam dan Ca, Fe, Mg, K, seta Na sebagai

pembentuk basa.

3) Mengkatalisis reaksi yang bertalian dengan pemecahan karbohidrat, lemak,

protein maupun mengkatalisis pembentukan lemak dan protein tubuh.

4) Merupakan komponen hormon dan enzim, misalnya mineral Fe merupakan

komponen cytochrom oksidase dan cu merupakan komponen enzim tyrosinase

maupun pembentukan antibodi.

5) Membantu dalam pengiriman isyarat syaraf ke seluruh tubuh dan mengatur

kepekaan saraf serta kontraksi otot (Ca, K, dan Na).

Beberapa unsur mineral yang dibutuhkan tubuh diantaranya adalah sebagai

berikut :

2.5.1 Kalsium (Ca)

Kalsium penting untuk tanaman dan tanah. Kalsium merupakan bagian

dari semua sel tanaman. Di dalam tanaman, kalsium bersifat immobial dan tidak

bergerak dari daun-daun muda, sehingga menyediakan kalsium yang

berkesinambungan selama siklus hidup tanaman yang bersangkutan. Bagi tanah

kalsium yang seimbang jumlahnya dapat memperbaiki struktur tanah. Kalsium

memiliki peran penting pada tumbuhan sebagai pengikat molekul-molekul

fosfolipida atau antara fosfolipida dengan protein penyusun membran, hal ini

menyebabkan membran dapat berfungsi secara normal pada semua sel. Kalsium

juga dapat memacu aktivitas enzim, sekaligus dapat menghambat aktivitas

beberapa enzim lainnya (Lakitan 2007).

14

Dalam tubuh dewasa terdapat sekitar 1.200 gr kalsium, yang hampir

semuanya terdapat di dalam tulang. Tulang ini terdiri dari dua bentuk, yaitu

trabecural dan cortical. Proses puncak pembentukan masa tulang terjadi hingga

usia 35- 40 tahun (Syafiq 2007). Kalsium mempunyai fungsi di dalam tubuh

sebagi pembentukan tulang dan gigi (Almatsier 2003). Kekurangan kalsium dalam

waktu lama dapat meningkatkan resiko osteoporosis (Syafiq 2007).

2.5.2 Fosfor (F)

Fosfor dalam tanaman penting di dalam pertumbuhan jaringan dan

produksi tanaman. Fosfor yang sudah tidak terpakai keluar dari metabolisme dan

disimpan sebagai asam fitat dimana diperlukan dalam masa dormansi pada biji

dan umbi-umbian. Dedaunan tidak mengandung fosfor sebagai asam fitat, karena

fosfor dalam daun selalu dalam bentuk aktif. (Johnson and Uriu 1990).

Kekurangan fosfor pada tanaman dapat menyebabkan tajuk daun berwarna hijau

gelap, sering membentuk warna merah atau ungu, tepi daun bercabang, pada

batang terdapat warna merah ungu lambat laun menjadi kuning (Lakitan 2007),

Fosfor merupakan unsur mineral dengan lambang P dan memiliki nomor

atom 15 dengan berat atom 30,974. Fosfor merupakan unsur esensial dalam diet.

Unsur ini merupakan komponen utama dalam fase mineral tulang dan terdapat

secara berlimpah dalam semua jaringan (Harjono et al. 1996). Dalam tubuh,

fosfor adalah salah satu mineral terbanyak jumlahnya setelah kalsium. Jumlah

fosfor rata-rata dalam tubuh pria dewasa kurang lebih 700 g, sedangkan kalsium

1200 g. Kira-kira 85% fosfor terdapat dalam tulang sebagai mineral tulang,

kalsium fosfat [Ca3(PO4)2] dan hidroksiapit [Ca10(PO4)6 (OH)2] (Olson et al

1988).

2.5.3 Kalium (K)

Kalium tidak disintesis menjadi senyawa organik oleh tumbuhan, sehingga

unsur ini tetap sebagai ion di dalam tumbuhan. Kalium berperan sebagai aktivator

dari berbagai enzim yang esensial dalam reaksi-reaksi fotosintesis dan respirasi,

serta untuk enzim yang terlibat dalam sintesis protein dan pati. Kekurangan

kalium dapat menyebabkan daun mengalami klorosis, terdapat bercak pada

jaringan mati, bercak berukuran kecil, biasanya pada bagian ujung, tepi, dan

15

jaringan antara tulang dan daun (Lakitan 2007). Batangnya lemah dan pendek-

pendek, sehingga tanaman tampak kerdil, Buah tumbuh tidak sempurna, kecil,

mutunya jelek, hasilnya rendah dan tidak tahan disimpan (Anonim 2009).

Kalium dalam tubuh manusia berfungsi sebagai pengatur kandungan

cairan sel, yaitu bersama-sama dengan klorida membantu menjaga tekanan

osmotik dan keseimbangan asam basa. Kalium membantu dalam mengaktivasi

reaksi enzim, misal piruvat kinase yang menghasilkan asam piruvat dalam proses

metabolisme karbohidrat (Winarno 2008). Kalium yang dikonsumsi dalam jumlah

besar mampu menurunkan tekanan darah, hal ini dapat mencegah penyakit

tekanan darah tinggi (Okuzumi dan Fujii 2000). Kekurangan kalium

menyebabkan lemah, lesu, kehilangan nafsu makan, kelumpuhan, mengigau, dan

konstipasi serta jantung akan berdebar detaknya dan menurunkan kemampuannya

dalam memompa darah (Almatsier 2003).

2.5.4 Natrium (Na)

Peranan natrium di dalam tanaman telah menjadi perdebatan selama

bertahun-tahun. Tumbuhan dapat tumbuh dengan baik ketika tidak tersedianya

natrium. Ketersediaan natrium yang berlebih akan menghambat penyerapan

kalium yang sangat dibutuhkan oleh tanaman. Namun penelitian beberapa ahli

menyebutkan bahwa natrium yang dicampurkan ke dalam pupuk dapat

meningkatkan vigor, ketahanan terhadap penyakit, rasa, warna dan penampakan,

serta menjaga kualitas dari hasil panen (Gilbert 1957 ; Chapin 2008).

Natrium adalah kation utama dalam cairan ekstraseluler. 35% sampai 45%

natrium ada di dalam kerangka tubuh. Sebagai kation utama dalam cairan

ekstraselular, natrium menjaga keseimbangan cairan dalam kompartemen tersebut.

Natriumlah yang sebagian besar mengatur tekanan osmosis yang menjaga cairan

tidak keluar dari darah dan masuk ke dalam sel-sel (Almatsier 2003).

Sumber natrium adalah garam dapur, mono sodium glutamate (MSG),

kecap dan makanan yang diawetkan dengan garam dapur. Diantara makanan yang

belum diolah, sayuran dan buah juga mengandung sedikit natrium. Taksiran

kebutuhan natrium sehari untuk orang dewasa adalah sebanyak 500 mg.

Kebutuhan natrium didasarkan pada kebutuhan untuk pertumbuhan, kehilangan

natrium melalui keringat atau sekresi lain (Almatsier 2003).

16

2.5.5 Besi (Fe)

Besi bergabung dengan protein menjadi bagian penting dari enzim

tanaman. Sebagian besar besi bergabung dengan kloroplas, sebagai tempat

pembuatan klorofil yang bertempat pada daun (Bourne 1985). Gejala defisiensi

yang tampak adalah pada daun muda, mula-mula secara bertempat-tempat daun

berwarna hijau pucat dan hijau kekuningan, sedangkan tulang daun tetap berwarna

hijau serta jaringannya tidak mati. Selanjutnya pada tulang daun terjadi klorosis

yang tadinya berwarna hijau berubah menjadi warna kuning dan ada pula yang

menjadi warna putih (Sutedjo dan Kartasapoetra 2008).

Besi (Fe) merupakan unsur mikro yang diserap dalam bentuk ion feri

(Fe3+) ataupun fero (Fe2+). Fe dapat diserap dalam bentuk khelat (ikatan logam

dengan bahan organik). Mineral Fe antara lain olivin (Mg, Fe)2SiO, pirit, siderit

(FeCO3), gutit (FeOOH), magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3) dan ilmenit

(FeTiO3). Fe dalam tanaman sekitar 80% yang terdapat dalam kloroplas atau

sitoplasma. Penyerapan Fe lewat daun dianggap lebih cepat dibandingkan dengan

penyerapan lewat akar, terutama pada tanaman yang mengalami defisiensi Fe.

Dengan demikian pemupukan lewat daun sering diduga lebih ekonomis dan

efisien. Fungsi Fe antara lain sebagai penyusun klorofil, protein, enzim, dan

berperanan dalam perkembangan kloroplas (Ginta 2005).

Besi mempunyai fungsi membawa oksigen dan karbon dioksida. Besi

bertanggung jawab terhadap kemampuan hemoglobin dan myoglobin dalam

membawa oksigen yang dibutuhkan respirasi seluler. Besi membantu formasi

darah melalui pembentukan hemoglobin yang merupakan komponen yang penting

dalam sel darah merah atau eritrosit (Guthrie 1975). Defisiensi besi dapat

menyebabkan anemia yang berpengaruh luas terhadap kualitas sumberdaya

manusia, yaitu kemampuan belajar dan produktivitas kerja (Almatsier 2003).

2.5.6 Tembaga (Cu)

Kebanyakan Cu terdapat dalam kloroplas (>50%) dan diikat oleh

plastosianin. Senyawa ini mempunyai berat molekul sekitar 10.000 dan masing-

masing molekul mengandung satu atom Cu. Hara mikro Cu berpengaruh pada

klorofil, karotenoid, plastokuinon dan plastosianin (Ginta 2005). Tembaga

terdapat pada berbagai enzim atau protein yang terlibat dalam reaksi oksidasi dan

17

reduksi. contohnya adalah dalam enzim sithokrom oksidase (enzim respirasi pada

mitokondria) dan platosianin (protein pada kloroplas) (Lakitan 2007).

Fungsi dan peranan Cu antara lain mengaktifkan enzim sitokrom-oksidase,

askorbit-oksidase, asam butirat-fenolase dan lactase, dan berperan dalam

metabolisme protein dan karbohidrat, berperan terhadap perkembangan tanaman

generatif, serta berperan terhadap fiksasi N secara simbiotis dan penyusunan

lignin. Gejala defisiensi Cu antara lain pembungaan dan pembuahan terganggu,

warna daun muda kuning dan kerdil, daun-daun lemah, layu dan pucuk mengering

serta batang dan tangkai daun lemah (Ginta 2005).

Tembaga memegang peranan dalam mencegah anemia dengan cara

membantu absorbsi besi, merangsang sintesis hemoglobin, melepas simpanan besi

dari feritin dalam hati. Kekurangan tembaga pernah dilihat pada anak-anak yang

kekurangan protein dan menderita anemia kurang besi serta pada anak-anak yang

mengalami diare, selain itu kekurangan tembaga bisa terjadi pada pada seseorang

yang kekurangan nutrisi parental, bayi lahir prematur, dan bayi yang mendapat

susu sapi dengan komposisi gizi yang tidak disesuaikan. Kekurangan tembaga

dapat mengganggu pertumbuhan, metabolisme dan demineralisasi tulang

(Almatsier 2003).

2.5.7 Seng (Zn)

Zn diserap oleh tanaman dalam bentuk ion Zn++

. Zn dapat diserap lewat

daun. Kadr Zn dalam tanah adalah 16- 300 ppm, sedangkan kadar Zn dalam

tanaman 20-70 ppm. Mineral Zn yang ada dalam tanah antara lain sulfida (ZnS),

spalerit [(ZnFe)S], smithzonte (ZnCO3), zinkit (ZnO), wellemit (ZnSiO3 dan

ZnSiO4). Fungsi Zn antara lain pengaktif enzim anolase, aldolase, asam oksalat

dekarboksilase, lesitimase, sistein desulfihidrase, histidin deaminase, super okside

demutase (SOD), dehidrogenase, karbon anhidrase, proteinase dan peptidase. Zn

juga berperan dalam biosintesis auxin, pemanjangan sel dan ruas batang

(Ginta 2005). Selain itu, seng juga dibutuhkan untuk pembentukan triptopan

sebagai prekusor IAA, metabolism triptamin. Terutama sebagai kofaktor enzim

dehidrogenase, alcohol, glukosa-6-P dan trease. Merangsang sintesa sitokinin C

(Agustina 1990).

18

Seng terkandung di dalam setiap jaringan tanaman dengan tingkat yang

berbeda-beda (bourne 1985). Seng berpartisipasi dalam pembentukan klorofil dan

mencegah kerusakan klorofil. Beberapa enzim juga hanya dapat berfungsi jika

terdapat unsur seng yang terikat kuat pada molekul enzim tersebut (Lakitan 2007).

Adapun gejala defisiensi Zn antara lain tanaman kerdil, ruas-ruas batang

memendek, daun mengecil dan mengumpul (resetting) dan klorosis pada daun-

daun muda dan intermedier serta adanya nekrosis. Ketersediaan Zn menurun

dengan naiknya pH, pengapuran yang berlebihan sering menyebabkan

ketersediaaan Zn menurun. Tanah yang mempunyai pH tinggi sering

menunjukkan adanya gejala defisiensi Zn, terutama pada tanah berkapur

(Ginta 2005).

Seng terdapat dalam semua jaringan tubuh manusia yakni hati, otot dan

tulang. Jaringan yang banyak mengandung seng adalah bagian-bagian mata,

kelenjar prostat, spermatozoa, kulit, rambut dan kuku. Di tubuh seng terutama

merupakan ion intraseluler. Seng di dalam plasma hanya 0,1% dari seluruh seng

di dalam tubuh dengan masa pergantian yang cepat (Almatsier 2003).