Selasa, 27 Desember 2011

ANALISI DATA HUJAN

LAPORAN DAS
” ANALISI DATA HUJAN”




OLEH :
     PRASETYO SIAGIAN
(D1A009112)





AGROEKOTEKNOLOGI (C/3)
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS JAMBI
2011

HARI /TANGGAL : KAMIS /12 MEI 2011
WAKTU          : 10.00 – 12.00/
TEMPAT          : LAB.ILMU TANAH
JUDUL          : ANALISIS DATA HUJAN
KELOMPOK           : VIII

BAB I
 ( PENDAHULUAN )
1.1 Latar belakang
         Hujan merupakan satu bentuk presipitasi yang berwujud cairan. Presipatasi sendiri dapat berwujud padat (misalnya salju dan hujan es) atau aerosol (seperti embun dan kabut). Hujan terbentuk apabila titik air yang terpisah jatuh ke bumi dari awan. Tidak semua air hujan sampai ke permukaan bumi karena sebegian menguap ketika jatuh melalui udara kering. Hujan jenis ini disebut virga. Hujan memainkan peranan penting dalam siklus hidrologi. Lembaban dari laut menguap, berubah menjadi awan, terkumpul menjadi awan mendung, lalu turun kembali ke bumi, dan akhirnya kembali ke laut melalui sungai dan anak sungai untuk mengulangi daur ulang itu semula. Satuan curah hujan menurut SI adalah millimeter, yang merupakan penyingkatan dari liter per meter persegi.
       Air hujan sering digambarkan sebagai berbentuk lonjong, lebar di bawah dan menciut di atas, tetapi ini tidaklah tepat. Air hujan kecil hamper bulat. Air hujan yang lebih besar berbentuk payung terjun. Air hujan yang lebih besar jatuh lebih cepat berbanding air hujan yang lebih kecil. Beberapa kebudayaan telah membentuk kebencian kepada hujan dan telah menciptakan berbagai peralatan seperti payung dan baju hujan. Banyak orang juga lebih gemar tinggal di dalam rumah pada hari hujan. Biasanya hujan memiliki kadar asam PH 6. Air hujan dengan PH di bawah 5,6 dianggap hujan asam.
      Banyak orang menganggap bahwa bau yang tercium pada saat hujan dianggap wangi atau menyenangkan. Sumber ini adalah petrichor, minyak atsiri yang diproduksi oleh tumbuhun, kemudian diserap oleh batuan dan tanah, dan kemudian dilepas ke udara pada saat hujan.


1.2 Tujuan Praktikum

1. Mahasiswa mampu membaca kertas pias
2. Mahasiswa mampu menghitung intensitas hujan
3. Mahasiswa dapat menghitung hujan efektifif

1.3 Media
1.Kertas pias
2.Komputer/labtop dengan program aplikasi MS Excel.





















BAB II

Landasan Teori

        Hujan adalah jatuhnya hydrometeor yang berupa partikel-partikel air dengan diameter 0.5 mm atau lebih. Jika jatuhnya sampai ketanah maka disebut hujan, akan tetapi apabila jatuhannya tidak dapat mencapai tanah karena menguap lagi maka jatuhan tersebut disebut Virga. Hujan  juga dapat didefinisikan dengan uap yang mengkondensasi dan jatuh ketanah dalam rangkaian proses hidrologi. Hujan merupakan salah satu bentuk presipitasi uap air yang berasal dari awan yang terdapat di atmosfer. Bentuk presipitasi  lainnya adalah salju dan es. Untuk dapat terjadinya hujan diperlukan titik-titik kondensasi, amoniak, debu dan asam belerang. Titik-titik kondensasi ini mempunyai sifat dapat mengambil uap air dari udara. Satuan curah hujan selalu dinyatakan dalam satuan millimeter atau inchi namun untuk di Indonesia satuan curah hujan yang digunakan adalah dalam satuan millimeter (mm).
              Apabila dikatakan intensitasnya besar berarti hujan lebat dan kondisi ini sangat berbahaya karena  berdampak dapat menimbulkan banjir, longsor dan efek negatif terhadap tanaman. Hujan merupakan unsur fisik lingkungan yang paling beragam baik menurut waktu maupun tempat dan hujan juga merupakan faktor penentu serta faktor pembatas bagi kegiatan pertanian secara  umum. Oleh karena itu klasifikasi iklim untuk wilayah Indonesia (Asia Tenggara umumnya)  seluruhnya dikembangkan dengan menggunakan curah hujan sebagai kriteria utama (Lakitan, 2002). Bayong (2004) mengungkapkan bahwa dengan adanya hubungan  sistematik antara unsur iklim dengan pola tanam dunia telah melahirkan pemahaman baru tentang klasifikasi iklim, dimana dengan adanya korelasi antara tanaman dan unsur suhu atau presipitasi menyebabkan indeks suhu atau presipitasi dipakai sebagai kriteria dalam pengklasifikasian iklim.

Data jumlah curah hujan (CH) rata -rata untuk suatu daerah tangkapan air (catchment area) atau daerah aliran sungai (DAS)  merupakan informasi yang sangat diperlukan oleh pakar bidang hidrologi.  Dalam bid ang pertanian data CH sangat berguna,  misalnya untuk  pengaturan air irigasi , mengetahui neraca air lahan, mengetahui besarnya aliran permukaan (run off).Untuk dapat mewakili besarnya CH di suatu wilayah/daerah diperlukan penakar CH dalam jumlah yang c ukup.  Semakin banyak penakar dipasang di lapangan diharapkan dapat diketahui besarnya rata -rata CH yang menunjukkan besarnya CH yang terjadi di daerah tersebut. Disamping itu juga diketahui variasi CH di suatu titik pengamatan. Menurut (Hutchinson, 1970 ; Browning, 1987 dalam Asdak C. 1995) Ketelitian hasil pengukuran CH tegantung pada variabilitas spasial CH, maksudnya diperlukan semakin banyak lagi penakar CH bila kita mengukur CH di suatu daerah yang variasi curah hujannya besar. Ketelitian akan semakin meningkat dengan semakin banyak penakar yang dipasang, tetapi memerlukan biaya mahal dan juga memerlukan banyak waktu dan tenaga dalam pencatatannya di lapangan.

Tipe Hujan
Hujan dibedakan menjadi empat tipe, pembagiannya berdasarkan factor yang menyebabkan terjadinya hujan tersebut :
a.  Hujan Orografi
Hujan ini terjadi karena adanya penghalang topografi, udara dipaksa naik kemudian mengembang dan mendingin terus mengembun dan selanjutnya dapat jatuh sebagai hujan. Bagian lereng yang menghadap angina hujannya akan lebih lebat dari pada bagian lereng yang ada dibelakangnya. Curah hujannya berbeda menurut ketinggian, biasanya curah hujan makin besar pada tempat-tempat yang lebih tinggi sampai suatu ketinggian tertentu.
b.  Hujan Konvektif
Hujan ini merupakan hujan yang paling  umum yang terjadi  didaerah tropis. Panas yang menyebabkan udara naik keatas kemudian mengembang dan secara dinamika menjadi dingin dan berkondensasi dan akan jatuh sebagai hujan. Proses ini khas buat terjadinya  badai guntur yang terjadi di siang hari yang menghasilkan hujan lebat pada daerah yang sempit. Badai guntur lebih sering terjadi di lautan dari pada di daratan.
c.  Hujan Frontal
Hujan ini terjadi karena ada front panas, awan yang terbentuk biasanya tipe stratus dan biasanya terjadi hujan rintik-rintik dengan intensitas kecil. Sedangkan pada front dingin awan yang terjadi adalah biasanya tipe cumulus dan cumulunimbus dimana hujannya lebat  dan cuaca yang timbul sangat buruk. Hujan front ini tidak terjadi di Indonesia karena di Indonesia tidak terjadi front.
d.  Hujan Siklon Tropis
Siklon tropis hanya dapat timbul didaerah tropis antara lintang 0°-10° lintang utara dan selatan dan tidak berkaitan dengan front, karena siklon ini berkaitan dengan sistem tekanan rendah. Siklon tropis dapat timbul dilautan yang panas, karena energi utamanya diambil dari panas laten yang terkandung dari uap air.
Siklon tropis akan mengakibatkan cuaca yang buruk dan hujan yang lebat pada daerah yang dilaluinya. Distribusi Hujan Hujan merupakan unsur iklim yang paling penting di Indonesia karena keragamannnya sangat tinggi baik menurut waktu maupun menurut tempat.   Oleh karena itu kajian tentang iklim lebih banyak diarahkan pada hujan.  Berdasarkan pola hujan, wilayah Indonesia dapat dibagi menjadi tiga (Boerema, 1938), yaitu pola Monsoon, pola ekuatorial dan pola lokal.   Pola Moonson dicirikan oleh bentuk pola hujan yang bersifat unimodal (satu puncak musim hujan yaitu sekitar Desember).
Selama enam bulan curah hujan relatif tinggi (biasanya disebut musim hujan) dan enam bulan berikutnya rendah (bisanya disebut musim kemarau).  Secara umum musim  kemarau berlangsung dari April sampai September dan musim hujan dari Oktober sampai Maret.   Pola equatorial dicirikan oleh pola hujan dengan bentuk bimodal, yaitu dua puncak hujan yang biasanya terjadi  sekitar bulan Maret dan Oktober saat matahari berada dekat equator.  Pola lokal dicirikan oleh bentuk pola hujan unimodal (satu puncak hujan) tapi bentuknya berlawanan dengan pola hujan pada tipe moonson .Curah hujan diukur dalam satuan milimeter (mm). Pengukuran curah hujan dilakukan melalui alat yang disebut penakar curah hujan dan diukur setiap jam 07 pagi waktu setempat.







BAB III
 Cara kerja

1.membaca kejadian hujan di kertas pias
2.memindahkan data ke table
3.Menghitung intensitas hujan per jam
   Int = jml tebal hujan
           Jml lama hujan
4.Membuat hitograf data hujan
5.Menghitung hujan efektif  ( int = 7 mm )
6.membuat kurva massa hujan
7.Menghitung koefesien aliran
 α=(jumlah hujan efektif)/(tebal hujan)
8.Menghitung debit puncak
Qp = α.Imax.A
( Luas DAS = 2 ha )
Imax = dilihat dari tabel intensitas yang tertinggi









BAB IV

HASIL
TABEL   
HARI/TANGGAL NO WAKTU TEBAL HUJAN (mm) LAMA HUJAN (menit ) INTENSITAS HUJAN (mm/menit)
30-3-1993 1 06.00 - 15.10 0 0 0
 2 15.10 - 15.35 6 25 0.24
 3 15.35 - 16.00 0 0 0
 4 16.00 - 16.35 13 35 0.371428571
 5 16.35 - 19.00 0 0 0
 6 19.00 - 20.05 22 65 0.338461538
 7 20.05 - 20.20 0 0 0
 8 20.25 - 20.55 22 30 0.733333333
 9 20.55 - 21.10 0 0 0
 10 21.10 - 22.55 32 105 0.304761905
 11 22.55 - 00.40 0 0 0
 12 00.40 - 01.10 3 70 0.042857143
 13 01.10 - 06.00 0 0 0

Jumlah 98 330 2.030842491










TABEL HUJAN EFEKTIF
TEBAL HUJAN (mm) HUJAN EFEKTIF
0 -7
6 -1
0 -7
13 6
0 -7
22 15
0 -7
22 15
0 -7
32 25
0 -7
3 -4
0 -7
 
Menghitung koefesien aliran
 α=(jumlah hujan efektif)/(tebal hujan)
8.Menghitung debit puncak
Qp = α.Imax.A
( Luas DAS = 2 ha )
Imax = dilihat dari tabel intensitas yang tertinggi

KERTAS PIAS


































PEMBAHASAN
Hujan deras / rain, curahan air yang turun dari awan dengan suhu diatas 0°Celsius dengan diameter ±7 mm.
Adapun jenis-jenis hujan berdasarkan besarnya curah hujan (definisi BMKG), diantaranya yaitu :
1. Hujan kecil, 0 – 21 mm per hari
2. Hujan sedang, 21 – 50 mm per hari
3. Hujan besar atau lebat, di atas 50 mm per hari
Dalam data hasil diatas didapat tebal hujan adalah 98 mm , ini berarti curah hujan 1 hari pada kertas pias tersebut adalah hujan besar atau lebat .
Curah hujan merupakan ketinggian air hujan yang terkumpul dalam tempat yang datar, tidak menguap, tidak meresap, dan  tidak mengalir. Curah hujan 1 (satu)  milimeter artinya dalam luasan satu meter persegi pada tempat yang datar tertampung air setinggi satu milimeter atau tertampung air sebanyak satu liter.

Alat Penakar Hujan
            Mengukur tinggi hujan seolah-olah air yang jatuh ke tanah menumpuk ke atas merupakan kolom air. Bila air yang tertampung volumenya dibagi dengan luas corong penampung maka hasilnya adalah tinggi. Satuan yang dipakai adalah milimeter (mm). Penakar hujan yang baku digunakan di Indonesia adalah tipe observatorium. Semua alat penakar hujan yang beragam bentuknya atau yang otomatis dibandingkan dengan alat penakar hujan otomatis (OBS). Penakar hujan OBS adalah manual, jumlah air hujan yang tertampung diukur dengan gelas ukur yang telah dikonversi dalam satuan tinggi atau gelas ukur yang kemudian dibagi sepuluh karena luas penampangnya adalah 100 cm sehingga dihasilkan satuan mm. Pengamatan dilakukan sekali dalam 24 jam yaitu pada pagi hari. Hujan yang diukur pada pagi hari adalah hujan kemarin bukan hari ini.Intensitas hujan adalah banyaknya curah  hujan persatuan jangka waktu tertentu.


      Alat ini merupakan penakar hujan otomatis dengan tipe siphon. Bila air hujan terukur setinggi 10 mm, siphon bekerja mengeluarkan air dari tabung penampungan dengan cepat, kemudian siap mengukur lagi dan kemudian seterusnya. Di dalam penampung terdapat pelampung yang dihubungkan dengan jarum pena penunjuk yang secara mekanis membuat garis pada kertas pias posisi dari tinggi air hujan yang tertampung. Bentuk pias ada dua macam, harian dan mingguan. Pada umumnya lebih baik menggunakan yang harian agar garis yang dibuat pena tidak terlalu rapat ketika terjadi hujan lebat. Banyak data dapat dianalisa dari pias, tinggi hujan harian, waktu datangnya hujan, derasnya hujan atau lebatnya hujan per satuan waktu.





























BAB V
 KESIMPULAN

* Setiap hari pias diganti (pias Harian atau Pias Mingguan). Hujan   dengan Instensitas lebat bentuk grafik terjal hu jan dengan  intensitas Ringan  bentuk grafik landai.
* Waktu terjadi dan berakhirnya hujan dapat diketahui.
*dengan mengetahui curah hujan pada setiap hari kita juga dapat menentukan iklim suatu tempat.
*dengan data curah hujan kita juga dapat mengetahui kebutuhan air pada tanaman dmana setelah terjadi hujan kita bias memprediksi berapa mm air yang telah diserap tanaman dan seberapa lagi kekurangan airnya
*dapat menentukan prakiraan hujan


DAFTAR PUSTAKA
Website : http://mitra-pelajar-computer.bolgspot.comWWW.goOgle.com(diakses tanggal 10 MEI 2011)
http://www.ilmusipil.com/curah-hujan
http://kuliahitukeren.blogspot.com/2011/03/pengertian-definisi-curah-hujan.html

PERHITUNGAN INFILTRASI DENGAN METODE HORTON






LAPORAN DAS
” DATA ANALISIS PERHITUNGAN INFILTRASI DENGAN MENGGUNAKAN METODE HORTON”




OLEH :
     PRASETYO SIAGIAN
       (D1A009112)




AGROEKOTEKNOLOGI (C/3)
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS JAMBI
2011


HARI /TANGGAL : KAMIS /5 MEI 2011
WAKTU  : 10.00 – 12.00
TEMPAT  : LAB.ILMU TANAH
JUDUL  : PERHITUNGAN INFILTRASI DENGAN METODE HORTON
KELOMPOK    : IV  ( SHIFT 2 )BAB I ( PENDAHULUAN )

1.1 Latar belakang
Kurva kapasitas merupakan hubungan antara kapasitas infiltrasi dengan waktu yang terjadi selama dan beberapa saat setelah terjadinya hujan.Kapasitas infiltrasi secara umum akan tinggi pada awal terjadi nya hujan ,akan tetapi semakin lama kapasitas nya maka akan mencapai penurunan hingga mencapai titik konstan.

Besarnya penurunan ini dipengaruhi oleh berbagai faktor yaitu:
• Kelembapan tanah
• Kompaksi
• Penumpukan bahan liatan
• Tekstur tanah
• Struktur tanah

Menurut knaap(1978) untuk mengumpulkan data infiltrasi dapat dilakukan dengan tiga cara yakni:
• Inflow-outflow
• Analisis data hujan dan hidrograf
• Double ring inflometer

           Dari ketiga cara tersebut yang paling sering digunakan pengukuran infiltrasi dilapangan yaitu dengan menggunakan doble ring inflometer.Double ring infiltometer merupakan cara yang termudah dilakukan dimana selain pengukuran yang mudah dilakukan juga bahan untuk membuat alatnya mudah dicari,inilah yang menjadi alasan mengapa cara ini paling sering dilakukan.
          Air hujan yang mengalir masuk ke dalam tanah, dalam batas tertentu, bersifat mengendalikan ketersediaan air untuk berlangsungnya proses evapotranspirasi. Pasokan air hujan ke dalam tanah ini sangat berarti bagi kebanyakan tanaman di tempat berlangsungnya infiltrasi dan daerah sekelilingnya. Air infiltrasi yang tidak kembali lagi ke atmosfer melalui proses evapotranspirasi akan menjadi air tanah untuk seterusnya mengalir ke sungai di sekitarnya. Meningkatkan kecepatan dan luas wilayah infiltrasi dapat memperbesar debit aliran selama musim kemarau (baseflow) yang sangat penting untuk memasok kebutuhan air pada musim kemarau, untuk pengenceran kadar pencemaran air sungai, dsb. Ketika air hujan jatuh di atas permukaa tanah, tergantung pada kondisi biofisik permukaan tanah, sebagian atau seluruh air hujan tersebut akan mengalir masuk ke dalam tanah melalui pori-pori permukaan tanah. Laju air infiltrasi yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi dibatasi oleh besarnya diameter pori-pori tanah. Air juga menglami penyebaran ke arah lateral akibat tarikan gaya kapiler tanah, terutama ke arah tanah dengan pori-pori yang lebih semlit dan tanah lebih kering.

Ada tiga proses mekanisme infiltrasi yang tidak saling mempengaruhi, yaitu:

1. Proses masuknya air hujan melalui pori-pori permukaan tanah.
2. Tertampungnya air hujan tersebut di dalam tanah.
3. Proses mengalirnya air tersebut ke tempat lain (bawah, samping, dan atas).

        Meskipun tidak salaing mempengaruhi secara langsung ketiga proses tersebut di atas saling terkait. Proses infiltrasi dipengaruhi beberapa faktor, antara lain tekstur dan struktur tanah, persediaan air awal (kelembaban awal), kegiatan biologi dan unsur organik, jenis dan kedalaman seresah, dan tumbuhan bawah atau tajuk penutup tanah lainnya. Secara teoritis, bila kapasitas infiltrasi tanah diketahui, volume air larian dari suatu curah hujan dapat dihitung dengan cara mengurangi besarnya curah hujan

dengan air infiltrasi ditambah genangan air oleh cekungan permukaan tanah (surface
detention) dan air intersepsi. Laju infiltrasi ditentukan oleh:
• Jumlah air yang tersedia di permukaan tanah.
• Sifat permukaan tanah.
• Kemampuan tanah untuk mengosongkan air di atas permukaan tanah.

      Dari ketiga unsur tersebut ketersediaan air (kelembaban tanah) adalah tang terpenting karena ia akan menentukan besarnya tekanan potensial pada permukaan tanah. Pada acara ini, model infiltrasi yang akan dipergunakan adalah metode Horton, yang mempunyai formula sebagai berikut:
Dimana:
f = laju infiltrasi (cm/menit)
f0 = laju infiltrasi awal (cm/menit)
fc = laju infiltrasi konstan (cm/menit)
k = konstanta
t = waktu (menit)
e = bilangan natural = 2,78





1.2 Tujuan Praktikum

1. Mahasiswa mampu menentukan nilai parameter infiltrasi : fo, fc dan K.
2. Mahasiswa mampu menetapkan persamaan penduga dan membuat kurvainfiltrasi model horton.
3. Mahasiswa dapat menghitung volume infiltrasi total selama wa ktu (t) tertentu.

1.3 Media
Komputer/labtop dengan program aplikasi MS Excel.
























BAB II

Landasan Teori

       Infiltrasi yaitu proses meresap atau masuknya air ke dalam tanah melalui permukaan tanah dan merupakan besarnya tebal air yang dapat meresap ke dalam tanah dalam satuan waktu. Infiltrasi adalah sumber utama adanya air tanah, tanpa adanya infiltrasi air hujan ke dalam tanah maka tidak akan ada air di dalam tanah. Besarnya infiltrasi dinyatakan dalam satuan mm/hari atau cm/hari. Beberarapa batsan istilah yang terkait dengan infiltrasi adalah :
1) kapasitas infiltrasi (infiltration capacity) adalah kecepatan infiltrasi maksimum jika air  tersedia.
2) kecepatan I nfiltrasi adalah (infiltration rate) atau infiltrasi nyata adalah infiltrasi yang benar-benar terjadi pada saat itu.
3) Soil moisture deficiency adalah kandungan air yang masih dibutuhkan untuk membawa tanah pada kapasitas lapang.
4)  Permaebilitas (permeability) adalah kemampuan tanah untuk melepaskan sejumlah air yang dikandungnya.
5)  Porositas (porosity) adalah kemampuan maksimum tanah untuk mengandung air, atau dengan kata lain volume pori yang terdapat dalam suatu tubuh tanah.
Faktor yang mempengaruhi besar kecilnya infiltrasi adalah sifat permukaan tanah, transmisi lapisan tanah, dan pengatusan kapasitas infiltrasi.

     Faktor sifat permukaan tanah ditentukan oleh kepadatan permukaan tanah dan ada tidaknya tumbuhan. Semakin padat kondisi permukaan tanah, maka tingkat infiltrasi akan semakin kecil hal ini terjadi karena tanagh yang padat sulit ditembus oleh air.

Sementara itu adanya tumbuhan akan meningkatakan laju infiltrasi karena:

a) Akar tanaman dapat menyebabkan struktur tanah menjadi gembur.
b) Dapat menghambat baliran air hujan yang jatuh ke tanah, sehingga waktu tinggal air hujan akan lebih lama.
c) Pemadatan yang diakibatkan oleh air hujan yang jatuh akan semakin berkurang.
d) cara bercocok tanam seperti terassiring dan counter plaughing yang benar, maka dapat memperbesar infiltrasi.
e) Namun demikian, setiap jenis dan sifat tumbuhan memiliki tingkat pengaruh yang berbeda-beda, sedangkan kerapatan tumbuhan berpengaruh positif terhadap tingkat infiltrasi.

         Sifat transmisi lapisan tanah sangat menetukan tingkat infiltrasi karena pada umumnya tanah itu berlapis-lapis. Sedangkan sifat transmisi lapisan tanah ditentukan oleh kemampuan setiap lapisan atau horizon tamah dalam meloloskan air yang melewatinya, atau kemampuan setiap lapisan tanah dalam pengtusan kapasitas tanah penampungan. Oleh karena itu walaupun lapisan permukaan bersifat meloloskan air (porus), tetapi kalau lapisan di bawahnya sulit meloloskan air, maka nilai infiltrasinya juga akan kecil.

        Besarnya kecepatan infiltrasi nyata (f) lebih kecil atau sama dengan besarnya kapasitas infiltrasi (fp). Hal ini disebabkan air di atas permukaan tanah tidak selalu tersedia dalam jumlah yang cukup atau berlebih, sehingga infiltrasi nyata besarnya tergantung pada air yang tersedia saat itu. Hsil pengukuran infiltrasi dinyatakan dalam bentuk grafik hubungan antara tingkat infiltrasi dengan waktu.

Iinfiltrasi merupakan proses penyerapan air oleh tanaman yang berlangsung pada tanah yang dipengaruhi oleh tingkat kelembapan suatu tanah dan juga kadar air tanah dan kandungan bahan organik tanah.

             Infiltrasi sering didefenisikan artinya hampir sama dengan irigasi dan juga transportasi air pada tanah. Irigasi merupakan upaya yang dilakukan manusia untuk mengairi lahan pertaniannya. Dalam dunia modern saat ini sudah banyak model irigasi yang dapat dilakukan manusia. Pada zaman dahulu jika persediaan air melimpah karena tempat yang dekat dengan sungai atau sumber mata air, maka irigasi dilakukan dengan mangalirkan air tersebut ke lahan pertanian. Namun demikian irigasi juga biasa dilakukan dengan membawa air dengan menggunakan wadah kemudian menuangkan pada tanaman satu-persatu. Untuk irigasi dengan model seperti ini di Indonesia biasa disebut menyiram. Sebagaimana telah diungkapkan, dalam dunia modern ini sudah banyak cara yang dapat dilakukan untuk melakukan irigasi dan ini sudah berlangsung sejak Mesir Kuno.

            Secara umum menjelaskan perkembangan mulai dari adanya usaha pembuatan irigasi sangat sederhana, perkembangan irigasi di Mesir, Babilonia, India,dll kemudian bagaimana perkembangan irigasi di Indonesia sampai saat sekarang.Di Bali, irigasi sudah ada sebelum tahun 1343 M, hal ini terbukti dengan adanya sedahan (petugas yang melakukan koordinasi atas subak-subak dan mengurus pemungutan pajak atas tanah wilayahnya). Sedangkan pengertian subak adalah “ Suatu masyarakat hukum adat di Bali yang bersifat sosio agraris relegius yang secara historis tumbuh dan berkembang sebagai suatu organisasi di bidang tata guna air di tingkat usaha tani” (PP. 23 tahun 1982, tentang Irigasi).

              Di Indonesia irigasi tradisional telah berlangsung sejak nenek moyang kita. Hal ini dapat dilihat juga cara bercocok tanam pada masa kerajaan-kerajaan yang ada di Indonesia. Dengan membendung kali secara bergantian untuk dialirkan ke sawah. Cara lain adalah mencari sumber air pegunungan dan dialirkan dengan bambu yang bersambung. Ada juga dengan membawa dengan ember yang terbuat dari daun pinang atau menimba dari kali yang dilemparkan ke sawah dengan ember daun pinang juga.
Pada tanah basah atau tanah yang tingkat kelembapan nya tinggi maka tanah tersebut akan sedikit menyerap air atau dapat dikatakan infiltrasi pada tanah tersebut rendah.

          Tingkat infiltrasi yang tinggi terdapat pada tanah berpasir yaitu tanah berpasir mampu menyerap air sebanyak mungkin.Sedangkan pada daerah DAS(Daerah Aliran Sungai) tingkat infiltrasi kecil ini disebabkan oleh kawasan tersebut banyak mengandung air sehingga tanah didaerah DAS jenuh terhadap air.

       Air menguap secara konstan dari permukaan bumi, dan presipitasi mengembalikannya ke bumi dalam bentuk hujan, salju, dsb. Sebagian besar presipitasi meresap ke dalam tanah membentuk cadangan airtanah, yang dikenal sebagai proses infiltrasi. Proses ini ialah meresapnya air ke dalam tanah menuju water table. Selanjutnya, kapasitas infiltrasi adalah laju maksimum yang terjadi pada suatu kondisi tertentu. Infiltrasi adalah proses aliran air (umumnya berasal dari curah hujan) masuk ke dalam tanah. Perkolasi merupakan proses kelanjutan aliran air tersebut ke tanah yang lebih dalam. Dengan kata lain infiltrasi adalah aliran air masuk ke dalam tanah sebagai akibat gaya kapiler (gerakan air ke arah lateral) dan gravitasi (gerakan air ke arah vertikal). Setelah lapisan tanah bagian atas jenuh, kelebihan air tersebut mengalir ke tanah yang lebih dalam sebagai akibat gaya gravitasi bumi dan dikenal sebagai proses perkolasi.





























BAB III
 Cara kerja
KETERANGAN 
KOLOM KETERANGAN  RUMUS
1 nomor pengamatan No. -
2 Selisih bacaan mistar pengukur pada infiltrometer h Dari data
3 Infiltrasi  kumulatif






F 1. untuk baris  1 = baris 1 + baris 2 pada kolom h

2. untuk baris  2 = baris 1 + baris 2 + baris 3 pada kolom h

3. unuk baris 3 + baris 1 + baris 2 + baris 3 + baris 4 pada kolom h

dan seterusnya .

atau dengan rumus  = (baris 3 pada kolom h  + baris 2 pada kolom F )

4 Selisih dari infiltrasi kumulatif dari setiap bacaan

df
rumus  = (baris 2 pada kolom h  -  baris 1 pada kolom F )

5 waktu pembacaan (selang waktu 5 menit) t Selang waktu beda 5 menit
6 Laju infiltrasi (kolom 2 /selang waktu) f nilai h dibagi 5 dri waktu
h/5
7 kolom 6 – fc

f – fc f – fc
nilai fc berasal dari 3 angka berturut – turut dari kolom f

8 logaritma Natural dari kolom  7
Ln ( f – fc )
logaritma natural rumus
=LN(Data kolom 7 )

9 laju infiltrasiterduga dengan Model Horton
f Horton
pada baris 1 f horton menggunakan paste special dan di menu nya di buat value.

pada baris ke 2
 f=fc+(fo-fc)EXP(-kt)
fc  berasal dari ketetapan dari 3 angka berturut – turut dari kolom f

nilai dari fo – fc berasal dari nilai dn di ketik f5 pada komputer

y=-0.049x +0.972 R2=0.873 , berasal dari tabel grafik koordinat semilogaritma

nilai k berasal dari

10 Simpangan laju infiltrasi

SF
kuadrat dari niali f – f Horton

atau dengan rumus
=(f-f Horton)*(f-f Horton)

11 Kumulatif infiltrasi terduga dengan Model Horton
F
F=Fct-(((fo-fc)/k)EXP(-kt))+C
Nilai C berasal dari =(fo-fc)/k

12 Simpangan infiltrasi kumulatif
SF
nilai (F dari kolom 11 – F dari kolom 3) x (F dari kolom 11 – F dari kolom 3)





Kurva laju infiltrasi= berasal dari seluruh kolom F Horton dan t dengan memblok seluruhnya dan insert – charts – scater dan dipilih layout nya.

Grafik dari koordinat semilogaritmik = berasal dari seluruh kolom Ln(f-fc)dan t dengan memblok seluruhnya dan insert – charts – scater dan dipilih layout nya.







PEMBAHASAN

 Persamaan Horton umum dipakai secara luas dan mempunyai harga awal dan akhir (kontan). Memberikan hasil yang baik untuk waktu t yang lam tetapi kekurangan nya tidak mampu untuk laju infiltrasi tinggi f dengan waktu pendek t.
Laju infiltrasi pada setiap kondisi tanah memiliki perbedaan masing-masing, pada tanah kondisi non vegetasi penurunan air yang terjadi sangat cepat karena dilakukan pada tanah pasir yang memiliki porositas yang tinggi. Hal ini berbeda dengan tanah dalam kondisi berumput yang laju infiltrasinya cenderung lambat karena terdapat akar-akar rumput yang mengikat tanah sehingga membuat air masuk ke dalam tanah menjadi agak lambat.
Pada praktikum kali ini didapatkan hasil perhitungan tiap kondisi tanah. Kondisi tanah bervegetasi pada saat t = 5 laju infiltrasinya (fukur) sebesar 2.448865cm/menit, t = 10 laju infiltrasinya (fukur) sebesar 1.99931cm/menit, t = 15 laju infiltrasinya (fukur) sebesar 1.647441cm/menit.
 Dalam data yang dibuat ternyata simpangan laju infiltrasi bernilai kecil yang berarti bahwa laju infiltrasi model  Horton dibandingkan model Horton biasa.
 Laju infiltrasi pada awal nya bergerak cepat dan semaki lama waktu dalam infiltrasi maka laju infiltasi akan semakin kecil juga.
• Faktor yang mempengaruhi infiltrasi
1. Dalamnya genangan di atas permukaan tanah dan tebalnya lapisan yang jenuh
2. Kelembaban tanah
3. Pemampatan oleh curah hujan
4. Penyumbatan oleh bahan-bahan yang halus
5. Pemampatan oleh hewan dan manusia
6. Struktur tanah
7. Tumbuh-tumbuhan
8. Udara yang terdapat dalam tanah
9. Lain-lain
           Infiltrasi merupakan proses penyerapan air oleh tanah yang berlangsung saat air berada diatas permukaan tanah.Ada tiga cara pengukuran infiltrasi yang dilakukan dilapangan. Menurut knaap(1978) untuk mengumpulkan data infiltrasi dapat dilakukan dengan tiga cara yakni:
• Inflow-outflow
• Analisis data hujan dan hidrograf
• Double ring inflometer

           Dari ketiga cara tersebut yang paling sering digunakan pengukuran infiltrasi dilapangan yaitu ddengan menggunakan doble ring inflometer.  Double ring infiltometer merupakan cara yang termudah dilakukan dimana selain pengukuran yang mudah dilakukan juga bahan untuk membuat alatnya mudah dicari,inilah yang menjadi alasan mengapa cara ini paling sering dilakukan.Pada hakekatnya pengukuran infiltrasi dilapangan untuk mengetahui kebutuhan air pada tanah tersebut dan seberapa besar nilai evavorasi.

          Ketika dapat menentukan volume infiltrasi dengan cara sebagai berikut.
Untuk menghitung jumlah infiltrasi total(Vt) selama waktu(t) maka dari persamaan Horton tersebut dilakukan integral dari persamaan horton yang menghasilkan luasan dibawah kurva yaitu;
(fo-fc)
Vt=fc.t+ (1-e-kt)K

Vt=tinggi kolam air
K=konstan















BAB V
 KESIMPULAN
Infiltrasi merupakan proses masuknya air permukaan dan atau air hujan ke dalam tanah. Gerakan secara vertikal air dari permukaan ke bawah permukaan. Dalam proses infiltrasi ini selalu dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti gaya gravitasi, porositas tanah/batuan, permeabilitas tanah/batuan dan vegetasi.
 Laju infiltrasi tertinggi pada tanah non vegetasi karena tanah pada pada kondisi ini memiliki porositas yang tinggi sehingga penyerapan terjadi secara cepat. Dan yang paling lambat adalah pada tanah berumpu, karena terdapat banyak akar serabut yang mempengaruhi proses infiltrasi.
1. Kebutuhan air oleh tanah dapat kita ketahui setelah mengadakan pengukuran infiltrasi.
2. Pengukuran infiltrasi bertujuan untuk mengetahui laju penyerapan air
3. Infiltrasi merupakan penyerapan air oleh tanah yang berlangsung pada waktu tertentu


DAFTAR PUSTAKA
Website : http://mitra-pelajar-computer.bolgspot.comWWW.goOgle.com(diakses tanggal 10 MEI 2011)
http://www.ilmusipil.com/infiltrasi-hidrologi
http://kuliahitukeren.blogspot.com/2011/03/pengertian-definisi-infiltrasi-dan-laju.html



MENGHITUNG NERACA AIR LAHAN BULANAN

  " LAPORAN DAS ” 








OLEH :
PRASETYO SIAGIAN
(D1A009112)





AGROEKOTEKNOLOGI (C/3)
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS JAMBI
2011




HARI /TANGGAL : KAMIS /19 MEI 2011
WAKTU          : 10.00 – 12.00/
TEMPAT         : LAB.ILMU TANAH
JUDUL             : MENGHITUNG NERACA AIR LAHAN BULANAN
KELOMPOK   : VIII


BAB I
 ( PENDAHULUAN )

1.1 Latar belakang
       Dewasa ini telah terjadi ketidakseimbangan antara ketersediaan air dengan kebutuhan di bidang pelayanan air. Ketersediaan akan air semakin hari semakin menurun sementara kebutuhan akan air semakin meningkat. Berdasarkan data dari Direktorat Pengairan dan Irigasi pada tahun 2003 sudah terjadi defisit air. Defisit ini diperkirakan akan semakin tinggi pada tahun 2020, di mana jumlah penduduk dan aktifitas perekonomian meningkat secara signifikan.
          Sub daerah aliran sungai (DAS) bagian hulu merupakan jantung dari sistem pengelolaan daerah aliran sungai di DAS, sehingga kerusakan pada sub DAS bagian hulu akan mempengaruhi pada sistem pengelolaan sumber daya air. Perubahan penggunaan lahan yang dilakukan di DAS Hulu, tidak hanya akan berdampak pada tempat kegiatan berlangsung, tetapi juga akan berdampak pada daerah hilir di antaranya dalam bentuk perubahan besar debit aliran air. Kenyataan di lapangan menunjukkan bahwa umumnya hutan dan vegetasinya saat ini sudah rusak akibat penebangan liar dan terutama di daerah DAS bagian hulu. Kerusakan hutan dan DAS di Indonesia meningkat setiap tahunnya.  Menurunnya luas tutupan hutan mengakibatkan meningkatnya aliran permukaan.  Hal ini berakibat terhadap kemampuan DAS dalam menyimpan dan menyerap serta mendistribusikan air hujan yang jatuh ke tanah. Kenyataannya pada musim kemarau beberapa daerah  mengalami defisit air, dan pada waktu musim hujan terjadi banjir.
            Air ialah salah satu faktor yang sangat dibutuhkan oleh semua makhluk hidup di bumi. Begitu pentingnya air bagi kehidupan, sehingga manusia berusahamelestarikan air agar penggunaannya dapat lebih efektif dan efisien sertamencegah kehilangan air secara sia-sia.Air hujan sebagai salah satu sumber air yang murah dan melimpah, dalambidang pertanian dimanfaatkan dengan sebaik-baiknya untuk menghasilkanproduksi yang maksimal. Namun seringkali hadirnya hujan belum disertai denganpenanman jenis-jenis tanaman yang mempunyai kebutuhan air sesuai dengankeadaan curah hujan. Hal tersebut dapat mengakibatkan banyaknya air hujanyang tersisa bahkan malah kekurangan air (jika merupakan daerah tadah hujan).Penaksiran kebutuhan air untuk satu lahan pertanaman sangat diperlukanuntuk menentukan pola tanam berdasarkan kebutuhan dan ketersediaan air hujanyang ada. Hal tersebut dilakukan sebagai usaha untuk memanfaatkan sumber daya alam (hujan) dengan sebaik-baiknya serta untuk mendapatkan hasilsemaksimal mungkin.Untuk menganalisis hubungan iklim, tanah dan tanaman dilakukan denganmetode neraca air. Metode neraca air digunakan untuk mengetahui kecukupan air untuk tanaman tertentu pada jenis tanah tertentu dan lokasi tertentu. Kecukupan air selama masa pertanaman menentukan potensi kehilangan hasil tanaman yangbersangkutan. Tanaman membutuhkan air yang cukup selama masapertumbuhannya.  Kekurangan air akan mengakibatkan reduksi transpirasi tanamandan kondisi ini berakibat pada penurunan hasil tanaman. Input air tanaman berasaldari curah hujan, sedangkan air yang tersimpan pada zona perakaran digunakanoleh tanaman untuk transpirasi, dan sebagian hilang melalui evaporasi. Metodeneraca air umum dan neraca air lahan perhitungan-perhitungan terhadap curahhujan (CH), Evaporasi (Eo) dan Evaporasi potensial (ETP).


1.2 Tujuan Praktikum
1. Mahasiswa mampu menghitung curah hujan rata -rata bulanan dengan metode regresi, statistika dan ranking.
  2. Mahasiswa mampu menghitung dan menganalisis neraca air lahan bulanan
  metode thorthwaite


1.3 Media
1. Kalkulator atau
2. Komputer dengan program Sofware MS Excel


BAB II

Landasan Teori

         Dalam konsep siklus hidrologi bahwa jumlah air di suatu luasan tertentu di permukaan bumi dipengaruhi oleh besarnya air yang masuk (input) dan keluar (output) pada jangka waktu tertentu.  Neraca masukan dan keluaran air di suatu tempat dikenal sebagai neraca air (water balance).  Karena air bersifat dinamis maka nilai neraca air selalu berubah dari waktu ke waktu sehingga di suatu tempat kemungkinan bisa terjadi kelebihan air (suplus) ataupun kekurangan (defisit).  Apabila kelebihan dan kekurangan air ini dalam keadaan ekstrim tentu dapat menimbulkan bencana, seperti banjir ataupun kekeringan.  Bencana tersebut dapat dicegah atau ditanggulangi bila dilakukan pengelolaan yang baik terhadap lahan dan lingkungannya.
Neraca air lahan merupakan neraca air untuk penggunaan lahan pertanian secara umum.  Neraca ini bermanfaat dalam mempertimbangkan kesesuaian lahan pertanian; mengatur jadwal tanam dan panen; mengatur pemberian air irigasi dalam jumlah dan waktu yang tepat.
         Hubungan antara masukan air total dengan keluaran air total yang dapat terjadi pada suatu DAS tertentu. Hubungan itu umumnya disebut dengan neraca air. Menurut Dinas PU Pengairan Provinsi Jawa Timur (2004) neraca air adalah gambaran potensi dan pemanfaatan sumberdaya air dalam periode tertentu. Dari neraca air ini dapat diketahui potensi sumberdaya air yang masih belum dimanfaatkan dengan optimal.
Secara kuantitatif, neraca air menggambarkan prinsip bahwa selama periode waktu tertentu masukan air total sama dengan keluaran air total ditambah dengan perubahan air cadangan (change in storage). Nilai perubahan air cadangan ini dapat bertanda positif atau negatif (Soewarno, 2000).
    Konsep neraca air pada dasarnya menunjukkan keseimbangan antara  jumlah air yang masuk ke, yang tersedia di, dan yang keluar dari sistem (sub sistem) tertentu. Secara umum persamaan neraca air dirumuskan dengan (Sri Harto Br., 2000)
I     =  O ± ΔS 
dengan :
I   = masukan (inflow)
O = keluaran (outflow)

          Yang dimaksud dengan masukan adalah semua air yang masuk ke dalam sistem, sedangkan keluaran adalah semua air yang keluar dari sistem. Perubahan tampungan adalah perbedaan antara jumlah semua kandungan air (dalam berbagai sub sistem) dalam satu unit waktu yang ditinjau, yaitu antara waktu terjadinya masukan dan waktu terjadinya keluaran. Persamaan ini tidak dapat dipisahkan dari konsep dasar yang lainnya (siklus hidrologi) karena pada hakikatnya, masukan ke dalam sub sistem yang ada, adalah keluaran dari sub sistem yang lain dalam siklus tersebut (Sri Harto, 2000).
            Hillel (1972) menyatakan bahwa pengelolaan lahan kering melalui analisis neraca air lahan merupakan sesuatu yang penting karena neraca air merupakan perincian tentang semua masukan, keluaran, dan perubahan simpanan air yang terdapat pada suatu lahan. Analisis neraca air berguna untuk menetapkan jumlah air yang terkandung di dalam tanah yang menggambarkan perolehan air (surplus atau defisit) dari waktu ke waktu. Selain itu, neraca air dapat digunakan sebagai masukan atau pertimbangan dalam peramalan produksi, klasifikasi iklim suatu daerah, dan pengaturan air irigasi (Chang, 1968).  Nasir (1999) menambahkan bahwa curah hujan bersama evapotranspirasi yang didukung oleh sifat fisik tanah akan dapat memberikan keterangan penting tentang jumlah air yang dapat diperoleh untuk menentukan periode surplus atau defisit air lahan, air yang tidak dapat tertampung dan kapan saat terjadinya yang semuanya hanya dapat dianalisis melalui perhitungan neraca air. Periode surplus atau defisit air suatu daerah penting diketahui untuk mengatur pola tanam maupun jadwal pemberian air irigasi, sehingga dengan pengelolaan berdasarkan acuan hasil perhitungan neraca air diharapkan akan dapat diperoleh hasil pertanian yang lebih baik. 
      Di bidang Agroklimatologi, Frere dan Popov (1979) seperti yang dikutip oleh Oldeman dan Frere (1982) mengartikan neraca air sebagai selisih antara jumlah air yang diterima oleh tanaman dan kehilangan air dari tanaman beserta tanah melalui evapotranspirasi. Hillel (1980) untuk kepentingan penerapan ilmu fisika tanah bagi pertanian, menyatakan bahwa neraca air merupakan penjelasan rinci dari hukum kekekalan massa (untuk air) yakni: massa tidak bertambah maupun berkurang tetapi hanya berubah bentuk dan atau berpindah tempat. 

Dalam kajian ini, neraca air yang digunakan adalah neraca air lahan yang dimanfaatkan untuk memberikan informasi ketersediaan air tanah khususnya untuk sektor pertanian.  Berdasarkan tujuan penggunaannya, neraca air dapat dibedakan atas neraca air umum, neraca air lahan dan neraca air tanaman. Manfaat analisis neraca air lahan ini terutama untuk penggunaan Pertanian secara umum dengan tujuan sebagai berikut : 
• Untuk mempertimbangkan kesesuaian bagi pertanian lahan tadah hujan berdasarkan kandungan air tanahnya; 
• Mengatur jadwal tanam dan jadwal panen; 
• Mengatur pemberian air irigasi baik dalam jumlahnya maupun waktunya sesuai dengan keperluan 
         Perhitungan neraca air lahan memerlukan data dan informasi fisika tanah terutama nilai kandungan air pada tingkat kapasitas lapang (KL) dan pada titik layu permanen (TLP). Prioritas penggunaan air hujan adalah untuk memenuhi kebutuhan evapotranspirasi, kehilangan air yang lain akan mengisi cadangan air tanah. Bila simpanan air tanah telah mencapai batas maksimum, maka kelebihan air dihitung sebagai surplus. Batas maksimum simpanan air tanah didefinisikan sebagai jumlah air yang dapat ditahan oleh tanah dengan potensial sebesar 1/3 atm. Batas ini dikenal sebagai kapasitas lapang, sedangkan titik layu permanen merupakan batas minimum tanaman menyimpan airpada tekanan potensial 15 atm yang pada saat itu tanaman tidak mampu melakukan aktivitasnya dan mengalami kekeringan fisiologis jika tidak diberi tambahan air.







BAB III
 CARA KERJA

1. Kolom curah hujan (CH)
Diisi dengan data curah hujan rata -rata bulanan atau curah hujan dengan peluang tertentu (misal CH dengan peluang (P > 75%)) yang dapat mewakili seluruh lahan.

2. Kolom evapotranspirasi potensial (ETP)
Diisi dengan nilai ETP dari stasiun setempat dengan urutan prioritas ETP dari: Lysimeter, Panci klas A dikali dengan koefisien dan pendugaan ETP dengan rumus empiris (Penman, Thorthwaite, Blaney -Criddle dsb).

3. Kolom CH – ETP
Diisi dengan nilai selisih CH dengan ETP

4. Kolom akumulasi potensial kehilangan air untuk penguapan (APWL)
    Diisi dengan penjumlahan nilai CH-ETP yang negatif secara berurutan bulan demi bulan.

5. Kolom kandungan air tanah (KAT)
Isi dulu nilai KAT dimana terjadi APWL  dengan rumus :
KAT = TLP + [ [ 1,00041 – (1,07381/AT)]| APWL| x AT]
dimana, TLP =titik layu permanen dan KL = kapasitas lapang dan
air tersedia, AT = KL – TLP
|APWL| = nilai absolut APWL
Misal KAT Mei (APWL = -9)
KL=250 mm, TLP =100  maka  AT = 250 – 100 = 150 mm, sehingga
KAT mei = 100 + [[1.00041-(1,07381/150)]9 x 150] = 241,1 mm
Kemudian isi nilai KAT pada kolom dimana tidak terjadi APWL dengan cara:
KAT = KAT terakhir + CH - ETP   , jika bila nilai KAT-nya mencapai Kapasitas
Lapang (KL) maka yang diambil adalah nilai KL.
Misal untuk bulan Nopember :
KAT terakhir = KAT oktober (124 mm) dan CH-ETP Nopember = 63 mm, maka
KAT Nop = 124 + 63 = 187  (belum mencapai KL).
Misal untuk bulan Pebruari :
KAT terakhir = KAT Januari (250 mm) dan CH-ETP Januari = 128 mm, maka
KAT Nop = 250 + 128 = 378  (melebihi KL = 250 mm) sehingga    KAT Januari = 250  mm.

6. Kolom perubahan kadar air tanah (dKAT)
Nilai dKAT bulan tersebut adalah KAT bulan tersebut dikurangi KAT bulan sebelumnya. Nilai positif menyatakan perubahan kandungan air tanah yang berlangsung pada CH > ETP (musim hujan), penambahan berhenti bila Dkat =0 setelah KL tercapai.  Sebaliknya bila CH < ETP atau dKAT negatif,  maka seluruh CH dan sebagian KAT akan di -evapotranspirasi-kan.

7. Kolom Evapotranspirasi Aktual (ETA)
Bila CH > ETP maka ETA = ETP  karena ETA mencapai maksimum.
Bila CH < ETP maka ETA = CH + |dKAT|
 karena seluruh CH dan dKAT seluruhnya akan dievapotranspirasikan.

8. Kolom Defisit (D)
Defisit berarti berkurangnya air untuk dievapotranspirasikan sehingga,
         D = ETP – ETA  , berlangsung pada musim kemarau.

9. Kolom Surplus (S)
Surplus berarti kelebihan air ketika CH >ETP sehingga,
               S = CH-ETP-dKAT , berlangsung pada musim hujan.

10. Kolom Run Off
Run off (RO) merupakan aliran permukaan atau limpasan. Thornthwaite dan
Mather (1957) membagi RO menjadi dua bagian :
1. 50% dari Surplus bulan sekarang (Sn).
2. 50% dari RO bulan sebelumnya (ROn -1).
Nilai 50% adalah koefisien run off studi di Amerika.  Nilai ini dapat berubah
sesuai kondisi setempat.  Sehingga,
            RO bulan sekarang (Rn) = 50% (Sn + ROn -1)
Misal untuk RO Maret = 50% (152 + 137) = 144 mm.
Khusus RO bulan Januari, karena ROn -1 belum terisi maka ROn-1 diambil
50% dari surplus bulan Desember (50% dari 56 = 28 mm).


Analisis Neraca Air
Untuk melihat secara jelas bulan surplus dan defisit dari neraca air maka
buatlah grafik dimana sumbu-x adalah bulan dan sumbu-y adalah curah hujan, ETP dan ETA.

















BAB IV

HASIL
MENGHITUNG NERACA AIR LAHAN BULANAN
         
BULAN CH ETP CH-ETP APWL KAT d KAT ETA Defisit Surplus Run-off
JANUARI 300 112 188   190 0 112 0 188 121
FEBRUARI 296 118 178   190 0 118 0 178 119.25
MARET 250 130 120   190 0 130 0 120 89.8125
APRIL 244 120 124   190 0 120 0 124 84.45313
MEI 120 138 -18 -18 172.8292362 -17.1708 137.1708 0.8292 0 21.11328
JUNI 86 118 -32 -32 161.1632083 -11.666 97.666 20.334 0 5.27832
JULI 62 110 -48 -48 149.4116842 -11.7515 73.7515 36.2485 0 1.31958
AGUSTUS  40 105 -65 -65 138.5454789 -10.8662 50.8662 54.1338 0 0.329895
SEPTEMBER 50 108 -58 -58 142.8321423 4.286663 54.28666 53.71334 0 0.082474
OKTOBER 140 133 7   149.8321423 7 133 0 0 0.020618
NOVEMBER 205 130 75   190 40.16786 130 0 34.83214 17.42123
DESEMBER 255 146 109   190 0 146 0 109 58.85531
         
         
diket : KL = 190       
 TLP = 68       
 AT = 122       












PEMBAHASAN

        Dalam melakukan analisis neraca air lahan dari tabel di atas  perlu dilakukan penghitungan tiap komponen yang mempengaruhi sistem yaitu : total curah hujan, evapotranspirasi aktual, dan aliran sungai. Karena unit analisis yang digunakan dalam penelitian adalah DAS dengan mempelajari kondisi hidrologi yang ada di dalamnya yang antara lain terjadinya penguapan total, atau umumnya disebut evapotranspirasi, yang mencakup penguapan dari seluruh tubuh air, tanah, tumbuh-tumbuhan, dan permukaan bumi  serta transpirasi dari vegetasi maka semua komponen evaporasi diasumsikan telah masuk ke dalam perhitungan evapotranspirasi
Sumber masukan air utama tabel  adalah berupa curah hujan dan evapotranspirasi.  bahasan diatas dapat disimpulkan:
(1) Defisit air terjadi selama 5 bulan yaitu mulai bulan mei sampai dengan bulan September. Dan deficit terbesar adalah pada bulan September yaitu 53,71 mm dan deficit air terendah ada pada bulan mei yaitu sebesar 0,8 mm. dan total deficit air nya adalah 165,25 mm .
(2) Sedangkan pada bulan januari – sampai dengan bulan april dan november sampai desember terjadi surplus air .dan surplus terbesar terjadi pada bulan januari yaitu sebesar 188 mm dan surplus terkecil terjadi pada bulan november yaitu sebesar 34,83 mm .
      Dan pada bulan oktober antara evapotranspirasi dan defisit air terjadi keseimbangan yaitu 0 .ini berarti bahwa tanah tidak mengalami kelebihan dan kekurangan air pada bulan oktober karena terjadi musim panca roba yg terjadi pada bulan September .
             Karena air bersifat dinamis maka nilai neraca air selalu berubah dari waktu ke waktu sehingga di suatu tempat kemungkinan bisa terjadi kelebihan air ( suplus) ataupun kekurangan (defisit).  Apabila kelebihan dan kekurangan air ini dalam keadaan ekstrim tentu dapat menimbulkan bencana, seperti banjir ataupun kekeringan.







BAB V
 KESIMPULAN

- Dalam perhitungan neraca air bulanan ini dapat disimpulkan bahwa ketersediaan air tanah adalah cukup dalam 1 tahun dimana hanya terjadi 5 bulan deficit air dan 7 bulan surplus air .
- Penaksiran kebutuhan air untuk satu lahan pertanaman sangat diperlukan untuk menentukan pola tanam berdasarkan kebutuhan dan ketersediaan air hujanyang ada. Hal tersebut dilakukan sebagai usaha untuk memanfaatkan sumber daya alam (hujan) dengan sebaik-baiknya serta untuk mendapatkan hasilsemaksimal mungkin.Untuk menganalisis hubungan iklim, tanah dan tanaman dilakukan denganmetode neraca air.















DAFTAR PUSTAKA
- Website : http://mmahbubwordpress.com (diakses tanggal 24 MEI 2011)
- Penuntun Praktikum Agrohidrologi (oleh Ir. M. Mahbub, MP, PS Ilmu Tanah Unlam)
- Jurnal oleh EKO NOERHAYATI ,neraca air dengan metode thornthwaite  dan matter di das konto hulu
- http://Journal.ipb.ac.id/index.php/konservasi/article/view/2218/1242

BIOENERGI tumbuhan

BIOENERGI

           Bioenergi merupakan ilmu yang mempelajari transpormasi (perubahan bentuk) dan penggunaan energy di dalam sel hidup. Di dalam melekukan aktivitas sehari-hari makhluk hidup selalu menggunakan energi.
 Energi adalah sesuatu yang tidak menempati ruang, dan tidak punya massa, namun dapat mengubah bentuk atau bekerja (melakukan aktivitas). Kita mengenal adanya energy hanya dengan mengamati efeknya saja,misalnya timbulnya gerak ,panas, cahaya, dsb.

 Dasar yang digunakan dalam membahas bioenergi adalah:
1. Hukum termodinamika I dan II.
Hukum termodinamika I
 Di dalam setiap perubahan fisik dan kimiia, jumlah total energi dalam universum adalah tetap.
Yang berarti pada hokum ini di tegaskan bahwa energi tidak dapat diciptakan maupun di hancurkan. Dan perubahan energi yang satu ke bentuk lainnya dan jumlah total energi tidak berubah.
  Hukum termodinamika II
 Semua perubahan fisik dan kimia cenderung menuju arah, sedemikian rupa sehingga energi yang bermanfaat terurai dan tidak dapat balik (irreversible) menjadi bentuk acak yang tidak teratur, yang disebut entropi. Penguraian ini akan berhenti pada titik tertentu berada pada tingkat paling maksimum yang dimungkinkan oleh kondisi yang bersangkutan.
2. System ATP sebagai pengangkut energy di dalam sel.


1.Fotosintesis
Prinsip-prinsip termodinamika:
 Dikenal berbagai bentuk energy yang semuanya dapat diinterkonversi (diubah dari bentuk satu ke  bentuk lainnya) contohnya:
1. Energy mekanis, energy kimia, energy panas menjadi energy listrik.
2. Energy listrik menjadi energy mekanis, energy panas, energy cahaya, dsb.

       Bentuk-bentuk enrgi yang berbeda, secara kuantitatif berhubungan satu dengan yang lainya. Contohnya : 1,0 kalori energy panas secara teoritis setara dengan 4,185 x 107 erg energy mekanik. Tetapi jika terjadi perubahan bentuk dari energy satu ke lainnya, selalu terjadi kehilangan energy yang bermanfaat, misalnya berupa panas. Kebanyakan mesin, efisiensinya rata-rata kurang dari 25%. Namun pada tanaman memiliki efisiensi yang jauh lebih tinggi, karena kemampuan tanaman untuk mempertahankan  suhu tubuhnya. Maka tanman disebutnya sebagai Mesin hayati (biomesin).
         Energi sangat diperlukan dalam berlangsungya kehidupan sel. Sel yang hidup secara terus menerus akan melakukan aktivitas menjalankan kerja mekanik pada penggerakan (geotropi, fototropi), transport ion dan senyawa orgsnik, membuat senyawa-senyawa baru, serta berkembang biak(reproduksi).
Berkaitan dengan bioenergi, akan di bahas beberapa prinsip dasar hokum Termodinamika, yang merupakan cabang ilmu fisika yang berkaitan dengan perubahan energi.
Energi yang bersmanfaat ada 2 yaitu:
 Energi bebas : jenis energi yang dapat melakukan kerja pada dan tekanan tetap.
 Energi panas : jenis energi yang dapat melakukan kerja hanya melalui perubahan suhu atau  tekanan.

              Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis. Akibatnya fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi. Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. Organisme yang menghasilkan energi melalui fotosintesis (photos berarti cahaya) disebut sebagai fototrof. Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari [[CO2]] diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi. Cara lain yang ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang.
       Yang digunakan dalam proses fetosintesis adalah spektrum cahaya tampak, dari ungu sampai merah, infra merah dan ultra ungu tidak digunakan dalam fotosintesis.Dalam fotosintesis, dihasilkan karbohidrat dan oksigen, oksigen sebagai hasil sampingan dari fotosintesis, volumenya dapat diukur, oleh sebab itu untuk mengetahui tingkat produksi fotosintesis adalah dengan mengatur volume oksigen yang dikeluarkan dari tubuh tumbuhan.
     Untuk membuktikan bahwa dalam fotosintesis diperlukan energi cahaya matahari, dapat dilakukan percobaan Ingenhousz.

        Arti fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Sumber energi cahaya alami adalah matahari yang memiliki spektrum cahaya infra merah (tidak kelihatan), merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu dan ultra ungu (tidak kelihatan).

        Yang digunakan dalam proses fetosintesis adalah spektrum cahaya tampak, dari ungu sampai merah, infra merah dan ultra ungu tidak digunakan dalam fotosintesis.

        Dalam fotosintesis, dihasilkan karbohidrat dan oksigen, oksigen sebagai hasil sampingan dari fotosintesis, volumenya dapat diukur, oleh sebab itu untuk mengetahui tingkat produksi fotosintesis adalah dengan mengatur volume oksigen yang dikeluarkan dari tubuh tumbuhan.
        Untuk membuktikan bahwa dalam fotosintesis diperlukan energi cahaya matahari, dapat dilakukan percobaan Ingenhousz.
Reaksi fotosintesis dirangkum sebagai berikut:
6CO2 + 12H2O + energy cahaya     –>     C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Oksigen yang dikeluarkan dari tumbuhan berasal dari air dan bukan CO2.  Kloroplas menguraikan air menjadi hidrogen dan oksigen.  Fotosintesis terdiri dari dua proses.  Tahap tersebut adalah reaksi terang dan siklus Calvin.
Reaksi terang merupakan tahap fotosintesis yang mengubah energi matahari menjadi energi kimia.  Kloroplas menyerap cahaya dan cahaya menggerakkan transfer elektron dan hidrogen ke penerima yaitu NADP+ (nikotinamida adenine dinukleotida fosfat).  Pada proses ini, air terurai.  Reaksi terang pada fotosintesis ini melepaskan O2.  Pada reaksi terang, tenaga matahari mereduksi NADP+ menjadi NADPH dengan menambahkan sepasang electron  bersama dengan nukleus hidrogen.  Pada reaksi terang juga terjadi fosforilasi yang mengubah ADP menjadi ATP.  Jadi energy cahaya diubah menjadi energi kimia dengan pembentukan NADPH: sumber dari elektron berenergi, dan ATP; energy sel yang serba guna.
Tahap kedua fotosintesis adalah siklus Calvin yang berawal dari pemasukan CO2 ke dalam molekul organik yang telah disiapkan di dalam kloroplas.  Proses ini disebut fiksasi karbon.  Siklus Calvin mereduksi karbon terfiksasi menjadi karbohidrat melalui penambahan elektron.  Energi untuk mereduksi berasal dari NADPH.  Siklus Calvin mengubah CO2 menjadi karbohidrat dengan menggunakan ATP hasil dari reaksi terang.  Siklus Calvin disebut juga reaksi gelap atau reaksi tak bergantung cahaya karena tidak memerlukan cahaya secara langsung.
Pada fotosintesis, cahaya tampak diserap oleh pigmen.  Pigmen yang berbeda menyerap panjang gelombang yang berbeda.  Klorofil a bukanlah satu-satunya pigmen yang penting dalam kloroplas.  Tetapi hanya klorofil a yang dapat berperan secara langsung dalam reaksi terang.  Pigmen lain dalam membrane tilakoid dapat menyerap cahaya dan mentransfer energinya ke klorofil a.  Salah satunya adalah klorofil b. Jika foton cahaya matahari diserap oleh klorofil b, energi kemudian disalurkan ke klorofil a yang beraksi seolah-olah klorofil inilah yang menyerap energi tersebut.
Dalam membran tilakoid, klorofil tersusun bersama protein dan molekul organik lainnya menjadi fotosistem.  Fotosistem memiliki kompleks antena yang terdiri dari klorofil a, klorofil b dan karotenoid.  Jumlah dan keragaman pigmen membuat fotosistem dapat menyerap spectrum yang lebih luas.  Saat molekul antena menyerap foton, energi disalurkan ke klorofl a yang terletak pada pusat reaksi.  Molekul yang bersama-sama menggunakan pusat reaksi dengan klorofil a adalah akseptor elektron primer.
Pada membran tilakoid terdapat fotosistem I dan fotosistem II.  Fotosistem I memiliki pusat klorofil P700 karena pigmen ini paling baik menyerap cahaya yang memiliki panjang gelombang 700 nm.  Pusat reaksi fotosistem II memiliki klorofil yang disebut P680 karena paling baik menyerap cahaya pada panjang gelombang 680 nm.  Adanya protein yang berbeda menjadi penyebab adanya perbedaan sifat penyerapan cahaya.


2.PigmenFotosintesis

       Fotosintesis hanya berlangsung pada sel yang memiliki pigmen fotosintetik. Di dalam daun terdapat jaringan pagar dan jaringan bunga karang, pada keduanya mengandung kloroplast yang mengandung klorofil / pigmen hijau yang merupakan salah satu pigmen fotosintetik yang mampu menyerap energi cahaya matahari.
        Dilihat dari strukturnya, kloroplas terdiri atas membran ganda yang melingkupi ruangan yang berisi cairan yang disebut stroma. Membran tersebut membentak suatu sistem membran tilakoid yang berwujud sebagai suatu bangunan yang disebut kantung tilakoid. Kantung-kantung tilakoid tersebut dapat berlapis-lapis dan membentak apa yang disebut grana Klorofil terdapat pada membran tilakoid dan pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid, sedang pembentukan glukosa sebagai produk akhir fotosintetis berlangsung di stroma.
Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap pembentukan klorofil antara lain :
1. Gen :
 bila gen untuk klorofil tidak ada maka tanaman tidak akan memiliki
 klorofil.
2. Cahaya :
 beberapa tanaman dalam pembentukan klorofil memerlukan cahaya,
 tanaman lain tidak memerlukan cahaya.
3. Unsur N. Mg, Fe :
 merupakan unsur-unsur pembentuk dan katalis dalam sintesis klorofil.
4. Air :
 bila kekurangan air akan terjadi desintegrasi klorofil.
        Pada tabun 1937 : Robin Hill mengemukakan bahwa cahaya matahari yang ditangkap oleh klorofil digunakan untak memecahkan air menjadi hidrogen dan oksigen. Peristiwa ini disebut fotolisis (reaksi terang).
H2 yang terlepas akan diikat oleh NADP dan terbentuklah NADPH2, sedang O2 tetap dalam keadaan bebas. Menurut Blackman (1905) akan terjadi penyusutan CO2 oleh H2 yang dibawa oleh NADP tanpa menggunakan cahaya. Peristiwa ini disebut reaksi gelap NADPH2 akan bereaksi dengan CO2 dalam bentuk H+ menjadi CH20.

CO2 + 2 NADPH2 + O2 ————> 2 NADP + H2 + CO+ O + H2 + O2

Ringkasnya :
Reaksi terang : 2 H20 ——> 2 NADPH2 + O2
Reaksi gelap : CO2 + 2 NADPH2 + O2——>NADP + H2 + CO + O + H2 +O2
atau
2 H2O + CO2 ——> CH2O + O2
atau
12 H2O + 6 CO2 ——> C6H12O6 + 6 O2

3. Kemosintesis

        Tidak semua tumbuhan dapat melakukan asimilasi C menggunakan cahaya sebagai sumber energi. Beberapa macam bakteri yang tidak mempunyai klorofil dapat mengadakan asimilasi C dengan menggunakan energi yang berasal dan reaksi-reaksi kimia, misalnya bakteri sulfur, bakteri nitrat, bakteri nitrit, bakteri besi dan lain-lain. Bakteri-bakteri tersebut memperoleh energi dari hasil oksidasi senyawa-senyawa tertentu.

Bakteri besi memperoleh energi kimia dengan cara oksidasi Fe2+ (ferro) menjadi Fe3+ (ferri).
Bakteri Nitrosomonas dan Nitrosococcus memperoleh energi dengan cara mengoksidasi NH3, tepatnya Amonium Karbonat menjadi asam nitrit dengan reaksi:
 Nitrosomonas
(NH4)2CO3 + 3 O2 ——————————> 2 HNO2 + CO2 + 3 H20 + Energi
 Nitrosococcus
1. Sintesis Lemak
        Lemak dapat disintesis dari karbohidrat dan protein, karena dalam metabolisme, ketiga zat tersebut bertemu di dalarn daur Krebs. Sebagian besar pertemuannya berlangsung melalui pintu gerbang utama siklus (daur) Krebs, yaitu Asetil Ko-enzim A. Akibatnya ketiga macam senyawa tadi dapat saling mengisi sebagai bahan pembentuk semua zat tersebut. Lemak dapat dibentuk dari protein dan karbohidrat, karbohidrat dapat dibentuk dari lemak dan protein dan seterusnya.
4.1. Sintesis Lemak dari Karbohidrat :
 Glukosa diurai menjadi piruvat ———> gliserol.
 Glukosa diubah ———> gula fosfat ———> asetilKo-A ———> asam lemak.
 Gliserol + asam lemak ———> lemak.
4.2. Sintesis Lemak dari Protein:
 Protein ————————> Asam Amino
 protease

      Sebelum terbentuk lemak asam amino mengalami deaminasi lebih dabulu, setelah itu memasuki daur Krebs. Banyak jenis asam amino yang langsung ke asam piravat ———> Asetil Ko-A.

        Asam amino Serin, Alanin, Valin, Leusin, Isoleusin dapat terurai menjadi Asam pirovat, selanjutnya asam piruvat ——> gliserol ——> fosfogliseroldehid Fosfogliseraldehid dengan asam lemak akan mengalami esterifkasi membentuk lemak.

        Lemak berperan sebagai sumber tenaga (kalori) cadangan. Nilai kalorinya lebih tinggi daripada karbohidrat. 1 gram lemak menghasilkan 9,3 kalori, sedangkan 1 gram karbohidrat hanya menghasilkan 4,1 kalori saja.

5. Sintesis Protein
     Sintesis protein yang berlangsung di dalam sel, melibatkan DNA, RNA dan Ribosom. Penggabungan molekul-molekul asam amino dalam jumlah besar akan membentuk molekul polipeptida. Pada dasarnya protein adalah suatu polipeptida.

     Setiap sel dari organisme mampu untuk mensintesis protein-protein tertentu yang sesuai dengan keperluannya. Sintesis protein dalam sel dapat terjadi karena pada inti sel terdapat suatu zat (substansi) yang berperan penting sebagai "pengatur sintesis protein". Substansi-substansi tersebut adalah DNA dan RNA.
1. Respirasi
1. Glikolisis
Glikolisis merupakan proses pengubahan molekul sumber energi. Prose glikolisis berlangsung dalam sitoplasma secara anaerob.
Secara ringkas, pada proses glikolisis tertjadi reaksi sebagai berikut:
Glikolisis → Asam piruvat + Energi
1. Siklus Krebs
Siklus krebs atau daur krebs merupakan siklus yang terjadi setelah glikolisis.Pada siklus krebs, asam piruvat hasil glikolisis memasuki mitokondria.
1. Rantai Transpor Elektron
Rantai transport electron terjadi dalam ruang intermembran mitokondria. Sistem ini berperan membentuk energi selama oksidasi dari enzim pereduksi. Rantai transpor electron merupakan system yang kompleks. Sistem rantai transport electron melibatkan NADH, FAD, dan molekul-molekul lainnya.
Aliran Elektron non-siklik
Aliran elektron non-siklik dimulai ketika fotosistem II menyerap cahaya , dan electron yang dieksitasi ke tingkat yang lebih tinggi dalam P680 diterima oleh akseptor electron primer.  Klorofil yang dioksidasi menjadi agen pengoksidasi yang sangat kuat.  Elektron diekstraksi dari air dan dikirimkan ke P680 menggantikan elektron yang keluar dari klorofil. Air diuraikan menjadi hidrogen dan oksigen. Elektron yang terfotoeksitasi mengalir dari akseptor elektron primer ke fotosistem I melalui rantai transport elektron yang terdiri dari satu pembawa elektron yaitu plastokinon (Pq), suatu kompleks yang terdiri atas dua sitokrom , dan protein yang mengandung tembaga yang disebut plastosianin (Pc). Elektron yang menuruni rantai, eksergoniknya berada ke tingkat energi yang lebih rendah dan digunakan oleh tilakoid untuk menghasilkan ATP.  Pmbentukan ATP disebut fosforilasi karena digerakkan oleh energi cahaya.
Elektron selanjutnya mencapai pusat P700 yang telah kehilangan elektronnya, karena energy cahaya menggerakkan electron dari P700 ke akseptor electron primer pada fotosistem I.  Selanjutnya electron ditransfer melalui transfer electron . disalurkan ke feredoksin (Fd).  NADP+ reduktase menyalurkan electron dari Fd ke NADP+.  NADP+ berubah menjadi NADPH.
Aliran Elektron siklik
Elektron yang terfotoeksitasi dapat melalui jalur khusus yaitu aliran electron siklik.  Aliran ini menggnakan fotosistem I saja.  Elektron kembali dari feredoksin ke kompleks sitokrom dank e klorofil P700.  NADPH tidak diproduksi tetapi menghasilkan ATP.  Proses pembentukan ATP ini disebut fosforilasi siklik.
Siklus Calvin
Siklus Calvin dibagi menjadi tiga tahap yaitu :
1. Fiksasi karbon.  Molekul CO2 diikat pada ribulosa bifosfat (RuBP) dengan bantuan RuBP karboksilase atau Rubisco.  Reaksi ini menghasilkan dua molekul 3-fosfogliserat.
2. Reduksi.  Tiap molekul 3-fosfogliserat menerima gugus fosfat baru dari ATP menghasilkan 1,3-difosfogliserat. Selanjutnya 1,3 difosfogliserat direduksi oleh sepasang electron dari NADPH menjadi gliseraldehid 3-fosfat (G3P).  G3P merupakan gula.  Setiap 3 molekul CO2 terdapat 6 molekul G3P, tetapi hanya 1 molekul G3P yang dihitung sebagai selisih perolehan karbohidrat. Satu molekul keluar siklus dan digunakan oleh tumbuhan, sedangkan 5 molekul didaur ulang untuk menghasilkan 3 molekul RuBP.
3. Regenerasi akseptor CO2.  Lima molekul G3P disusun ulang dalam langkah terakhir siklus Calvin menjadi 3 molekul RuBP yang siap menerima CO2 kembali.
Tumbuhan C4
Tumbuhan C4 memfiksasi karbon dengan membentuk senyawa berkarbon empat sebagai produknya.  Tergolong tumbuhan C4 yang penting dalam pertanian adalah tebu, jagung, dan famili rumput.  Dalam tumbuhan C4 terdapat dua jenis sel fotosintetik : sel seludang-berkas pembuluh dan sel mesofil.  Sel seludang berkas pembuluh tersusun menjadi kemasan yang padat di sekitar berkas pembuluh. Di antara seludang-berkas pembuluh dan epidermis daun terdapat sel mesofil.  Siklus Calvin terbatas pada kloroplas seludang-berkas pembuluh.  Siklus ini didahului oleh masuknya CO2 ke dalam senyawa organik dalam mesofil.
Tahap pertama adalah penambahan CO2 pada fosfoenolpiruvat (PEP) untuk membentuk oksaloasetat (memiliki empar karbon).  Enzim karboksilase menambahkan CO2 pada PEP.   Setelah memfiksasi CO2, sel mesofil mengirim keluar produk berkarbon empat ke sel seludang-berkas pembuluh melalui plasmodesmata.  Dalam seludang-berkas pembuluh, senyawa berkarbon empat melepaskan CO2 yang diasimilasi ulang ke dalam materi organik oleh rubisko dan siklus Calvin.
Sel mesofil tumbuhan C4 memompa CO2 ke dalam seludang-berkas pembuluh, mempertahankan konsentrasi CO2 dalam seludang-berkas pembuluh cukup tinggi agar rubisko dapat menerima CO2 bukan O2.  Fotosintesis C4 meminimumkan fotorespirasi dan meningkatkan produksi gula.
Tumbuhan CAM
Tumbuhan lain seperti tumbuhan sukulen (penyimpan air), kaktus, nenas dan beberapa family lain memiliki adaptasi fotosintesis yang lain.  Tumbuhan ini membuka stomata pada malam hari dan menutup pada siang hari. Stomata yang menutup pada siang hari membuat tumbuhan menghemat air tetapi mencegah masuknya CO2.  Saat stomata terbuka pada malam hari, tumbuhan mengambil CO2 dan memasukkannya ke berbagai asam organic.  Metabolism ini disebut crassulacean acid metabolism (CAM).  Sel mesofil tumbuhan CAM menyimpan asam organic yang dibuatnya selama malam hari di dalam vakuola hingga pagi hari.  Pada siang hari saat reaksi terang menyediakan ATP dan NADPH untuk siklus Calvin, CO2 dilepas dari asam organik yang dibuat pada malam hari itu  sebelum dimasukkan ke dalam gula dalam kloroplas.

a Dinding sel
Dinding sel hanya terdapat pada sel tumbuhan. Dinding sel terdiri daripada selulosa yang kuat yang dapat memberikan sokongan, perlindungan, dan untuk mengekalkan bentuk sel. Terdapat liang pada dinding sel untuk membenarkan pertukaran bahan di luar dengan bahan di dalamsel.
Dinding sel juga berfungsi untuk menyokong tumbuhan yang tidak berkayu.
Dinding sel terdiri dari Selulosa (sebagian besar), hemiselulosa, pektin, lignin, kitin, garam karbonat dan silikat dari Ca dan Mg.
b. Membran Plasma
Membran sel merupakan lapisan yang melindungi inti sel dan sitoplasma. Membran sel membungkus organel-organel dalam sel. Membran sel juga merupakan alat transportasi bagi sel yaitu tempat masuk dan keluarnya zat-zat yang dibutuhkan dan tidak dibutuhkan oleh sel. Struktur membran ialah dua lapis lipid (lipid bilayer) dan memiliki permeabilitas tertentu sehingga tidak semua molekul dapat melalui membran sel.
Struktur membran sel yaitu model mozaik fluida yang dikemukakan oleh Singer dan Nicholson pada tahun 1972. Pada teori mozaik fluida membran merupakan 2 lapisan lemak dalam bentuk fluida dengan molekul lipid yang dapat berpindah secara lateral di sepanjang lapisan membran. Protein membran tersusun secara tidak beraturan yang menembus lapisan lemak. Jadi dapat dikatakan membran sel sebagai struktur yang dinamis dimana komponen-komponennya bebas bergerak dan dapat terikat bersama dalam berbagai bentuk interaksi semipermanen Komponen penyusun membran sel antara lain adalah phosfolipids, protein, oligosakarida, glikolipid, dan kolesterol.
Salah satu fungsi dari membran sel adalah sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah. Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2), dan molekul polar yang sangat kecil (air, etanol). Sementara itu, molekul lainnya seperti molekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel.
Banyaknya molekul yang masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya lalu lintas membran. Lalu lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif untuk molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus dan transpor aktif untuk molekul yang membutuhkan mekanisme khusus.
Transpor pasif
Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya. Transpor pasif ini bersifat spontan. Difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi merupakan contoh dari transpor pasif. Difusi terjadi akibat gerak termal yang meningkatkan entropi atau ketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran yang lebih acak. Difusi akan berlanjut selama respirasi seluler yang mengkonsumsi O2 masuk. Osmosis merupakan difusi pelarut melintasi membran selektif yang arah perpindahannya ditentukan oleh beda konsentrasi zat terlarut total (dari hipotonis ke hipertonis). Difusi terfasilitasi juga masih dianggap ke dalam transpor pasif karena zat terlarut berpindah menurut gradien konsentrasinya.
Contoh molekul yang berpindah dengan transpor pasif ialah air dan glukosa. Transpor pasif air dilakukan lipid bilayer dan transpor pasif glukosa terfasilitasi transporter. Ion polar berdifusi dengan bantuan protein transpor.
Transpor aktif
Transpor aktif merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein. Contoh protein yang terlibat dalam transpor aktif ialah channel protein dan carrier protein, serta ionophore.
Yang termasuk transpor aktif ialah coupled carriers, ATP driven pumps, dan light driven pumps. Dalam transpor menggunakan coupled carriers dikenal dua istilah, yaitu simporter dan antiporter. Simporter ialah suatu protein yang mentransportasikan kedua substrat searah, sedangkan antiporter mentransfer kedua substrat dengan arah berlawanan. ATP driven pump merupakan suatu siklus transpor Na+/K+ ATPase. Light driven pump umumnya ditemukan pada sel bakteri. Mekanisme ini membutuhkan energi cahaya dan contohnya terjadi pada Bakteriorhodopsin.
c. Mitokondria
Mitokondria adalah tempat di mana fungsi respirasi pada makhluk hidup berlangsung. Respirasi merupakan proses perombakan atau katabolisme untuk menghasilkan energi atau tenaga bagi berlangsungnya proses hidup. Dengan demikian, mitokondria adalah “pembangkit tenaga” bagi sel.
Mitokondria banyak terdapat pada sel yang memilki aktivitas metabolisme tinggi dan memerlukan banyak ATP dalam jumlah banyak, misalnya sel otot jantung. Jumlah dan bentuk mitokondria bisa berbeda-beda untuk setiap sel. Mitokondria berbentuk elips dengan diameter 0,5 µm dan panjang 0,5 – 1,0 µm. Struktur mitokondria terdiri dari empat bagian utama, yaitu membran luar, membran dalam, ruang antar membran, dan matriks yang terletak di bagian dalam membran [Cooper, 2000].
Membran luar terdiri dari protein dan lipid dengan perbandingan yang sama serta mengandung protein porin yang menyebabkan membran ini bersifat permeabel terhadap molekul-molekul kecil yang berukuran 6000 Dalton. Dalam hal ini, membran luar mitokondria menyerupai membran luar bakteri gram-negatif. Selain itu, membran luar juga mengandung enzim yang terlibat dalam biosintesis lipid dan enzim yang berperan dalam proses transpor lipid ke matriks untuk menjalani ?-oksidasi menghasilkan Asetil KoA.
Membran dalam yang kurang permeabel dibandingkan membran luar terdiri dari 20% lipid dan 80% protein. Membran ini merupakan tempat utama pembentukan ATP. Luas permukaan ini meningkat sangat tinggi diakibatkan banyaknya lipatan yang menonjol ke dalam matriks, disebut krista [Lodish, 2001]. Stuktur krista ini meningkatkan luas permukaan membran dalam sehingga meningkatkan kemampuannya dalam memproduksi ATP. Membran dalam mengandung protein yang terlibat dalam reaksi fosforilasi oksidatif, ATP sintase yang berfungsi membentuk ATP pada matriks mitokondria, serta protein transpor yang mengatur keluar masuknya metabolit dari matriks melewati membran dalam.
Ruang antar membran yang terletak diantara membran luar dan membran dalam merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi yang penting bagi sel, seperti siklus Krebs, reaksi oksidasi asam amino, dan reaksi ?-oksidasi asam lemak. Di dalam matriks mitokondria juga terdapat materi genetik, yang dikenal dengan DNA mitkondria (mtDNA), ribosom, ATP, ADP, fosfat inorganik serta ion-ion seperti magnesium, kalsium dan kalium


Mitokondria banyak terdapat pada sel yang memilki aktivitas metabolisme tinggi dan memerlukan banyak ATP dalam jumlah banyak, misalnya sel otot jantung. Jumlah dan bentuk mitokondria bisa berbeda-beda untuk setiap sel. Mitokondria berbentuk elips dengan diameter 0,5 µm dan panjang 0,5 – 1,0 µm. Struktur mitokondria terdiri dari empat bagian utama, yaitu membran luar, membran dalam, ruang antar membran, dan matriks yang terletak di bagian dalam membran [Cooper, 2000].
Membran luar terdiri dari protein dan lipid dengan perbandingan yang sama serta mengandung protein porin yang menyebabkan membran ini bersifat permeabel terhadap molekul-molekul kecil yang berukuran 6000 Dalton. Dalam hal ini, membran luar mitokondria menyerupai membran luar bakteri gram-negatif. Selain itu, membran luar juga mengandung enzim yang terlibat dalam biosintesis lipid dan enzim yang berperan dalam proses transpor lipid ke matriks untuk menjalani β-oksidasi menghasilkan asetil-KoA.
Membran dalam yang kurang permeabel dibandingkan membran luar terdiri dari 20% lipid dan 80% protein. Membran ini merupakan tempat utama pembentukan ATP. Luas permukaan ini meningkat sangat tinggi diakibatkan banyaknya lipatan yang menonjol ke dalam matriks, disebut krista [Lodish, 2001]. Stuktur krista ini meningkatkan luas permukaan membran dalam sehingga meningkatkan kemampuannya dalam memproduksi ATP. Membran dalam mengandung protein yang terlibat dalam reaksi fosforilasi oksidatif, ATP sintase yang berfungsi membentuk ATP pada matriks mitokondria, serta protein transpor yang mengatur keluar masuknya metabolit dari matriks melewati membran dalam.
Ruang antar membran yang terletak diantara membran luar dan membran dalam merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi yang penting bagi sel, seperti siklus Krebs, reaksi oksidasi asam amino, dan reaksi β-oksidasi asam lemak. Di dalam matriks mitokondria juga terdapat materi genetik, yang dikenal dengan DNA mitkondria (mtDNA), ribosom, ATP, ADP, fosfat inorganik serta ion-ion seperti magnesium, kalsium dan kalium

Hormon dan Zat Pengatur Tumbuhan (ZPT)

MAKALAH FISIOLOGI TUMBUHAN
“ Hormon dan Zat Pengatur Tumbuhan (ZPT) ”





DISUSUN OLEH :
NAMA : PRASETYO SIAGIAN
NIM     :D1A009112







AGROEKOTEKNOLOGI (3/C)
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS JAMBI
2011






BAB I
PENGERTIAN HORMON DAN  ZPT
Pertumbuhan, perkembangan, dan pergerakan tumbuhan dikendalikan beberapa golongan zat yang secara umum dikenal sebagai hormon tumbuhan atau fitohormon. Penggunaan istilah "hormon" sendiri menggunakan analogi fungsi hormon pada hewan; dan, sebagaimana pada hewan, hormon juga dihasilkan dalam jumlah yang sangat sedikit di dalam sel.
 Beberapa ahli berkeberatan dengan istilah ini karena fungsi beberapa hormon tertentu tumbuhan (hormon endogen, dihasilkan sendiri oleh individu yang bersangkutan) dapat diganti dengan pemberian zat-zat tertentu dari luar, misalnya dengan penyemprotan (hormon eksogen, diberikan dari luar sistem individu). Mereka lebih suka menggunakan istilah zat pengatur tumbuh (bahasa Inggris plant growth regulator).
 Hormon tumbuhan (phytohormones) secara fisiologi adalah penyampai pesan antar sel yang dibutuhkan untuk mengontrol seluruh daur hidup tumbuhan, diantaranya perkecambahan, perakaran, pertumbuhan, pembungaan dan pembuahan.
 Sebagai tambahan, hormon tumbuhan dihasilkan sebagai respon terhadap berbagai faktor lingkungan kelebihan nutrisi, kondisi kekeringan, cahaya, suhu dan stress baik secara kimia maupun fisik. Oleh karena itu ketersediaan hormon sangat dipengaruhi oleh musim dan lingkungan.
Hormon adalah molekul-molekul yang kegiatannya mengatur reaksi-reaksi metabolik penting. Molekul-molekul tersebut dibentuk di dalam organisme dengan proses metabolik dan tidak berfungsi didalam nutrisi (Heddy, 1989).

  Hormon tumbuhan merupakan senyawa organik yang disentesis di salah satu bagian tumbuhan dan dipindahkan ke bagian lain, dan pada konsentrasi yang sangat rendah mampu menimbulkan suatu respon fisiologis.

  Hormon tanaman dapat diartikan luas, baik yang buatan maupun yang asli serta yang mendorong ataupun yang menghambat pertumbuhan (Overbeek,1950 dalam Kusumo, 1984). Pada kadar rendah tertentu hormon/zat tumbuh akan mendorong pertumbuhan, sedangkan pada kadar yang lebih t inggi akan menghambat pertumbuhan, meracuni, bahkan memat ikan tanaman (Kusumo,1984).
Pemahaman terhadap fitohormon pada masa kini telah membantu peningkatan hasil pertanian dengan ditemukannya berbagai macam zat sintetis yang memiliki pengaruh yang sama dengan fitohormon alami.
Keterangan:Prekursor merupakan bahan awal untuk membentuk bahan definitif.
Hormon tumbuhan merupakan bagian dari proses regulasi genetik dan berfungsi sebagai prekursor. Rangsangan lingkungan memicu terbentuknya hormon tumbuhan.
Bila konsentrasi hormon telah mencapai tingkat tertentu, sejumlah gen yang semula tidak aktif akan mulai  berekspresi.
Pada umumnya dikenal lima kelompok hormon tumbuhan: auksin, sitokinin, giberelin, etilen, dan inhibitor. Namun demikian menurut perkembangan riset terbaru ditemukan molekul aktif yang termasuk zat pengatur tumbuh dari golongan polyamines seperti putrescine, spermine dan spermidine.
Hormon tumbuhan merupakan bagian dari proses regulasi genetik dan berfungsi sebagai prekursor. Rangsangan  lingkungan memicu terbentuknya hormon tumbuhan.
Bila konsentrasi hormon telah mencapai tingkat tertentu, sejumlah gen yang semula tidak aktif akan mulai  ekspresi. Dari sudut pandang  evolusi, hormon tumbuhan merupakan bagian dari proses adaptasi dan pertahanan diri tumbuh-tumbuhan untuk mempertahankan kelangsungan hidup jenisnya.
Retardan. Cathey (1975) mendefinisikan retar dan sebagai suatu senyawa organik yang menghambat perpanjangan batang, meningkatkan warna hijau daun, dan secara tidak langsung mem-pengaruhi pembungaan tanpa menyebabkan pertumbuhan yang abnormal. 
Sinyal kimia interseluler untuk pertama kali ditemukan pada tumbuhan. Konsentrasi yang sangat rendah dari senyawa kimia tertentu yang diproduksi oleh tanaman dapat memacu atau menghambat pertumbuhan atau diferensiasi pada berbagai macam sel-sel tumbuhan dan dapat mengendalikan perkembangan bagian-bagian yang berbeda pada tumbuhan.
Dengan menganalogikan senyawa  kimia yang terdapat pada hewan yang disekresi oleh kelenjar ke aliran darah yang dapat mempengaruhi perkembangan bagian-bagian yang berbeda pada tubuh, sinyal kimia pada tumbuhan disebut hormon pertumbuhan.
Namun, beberapa ilmuwan memberikan definisi  yang lebih terperinci terhadap istilah hormon yaitu senyawa kimia yang disekresi oleh suatu organ atau jaringan yang dapat mempengaruhi organ atau jaringan lain dengan cara khusus. 
Berbeda dengan yang diproduksi oleh hewan senyawa kimia pada tumbuhan sering mempengaruhi sel-sel yang juga penghasil senyawa tersebut disamping mempengaruhi sel lainnya, sehingga senyawa-senyawa tersebut disebut dengan  zat  pengatur tumbuh untuk membedakannya dengan hormon yang diangkut secara sistemik atau sinyal jarak  jauh.
ZPT
Konsep Zat Pengatur Tumbuh (ZPT) diawali dari konsep hormon. Hormon tanaman atau fitohormon adalah senyawa-senyawa organik tanaman yang dalam konsentrasi rendah mempengaruhi proses-proses fisiologis. Proses-proses fisiologis terutama mengenai proses pertumbuhan, diferensiasi dan perkembangan tanaman. Proses-proses lain seperti pengenalan tanaman, pembukaan stomata, translokasi dan serapan hara dipengaruhi oleh hormon tanaman.

  Dengan berkembangnya pengetahuan biokimia dan industri kimia banyak ditemukan senyawa-senyawa yang mempunyai fisiologis serupa dengan hormon tanaman. Senyawa ini dikenal dengan nama ZPT.


  Batasan tentang zat pengatur tumbuh pada tanaman (plant regulator), adalah senyawa organik yang tidak termasuk hara (nutrient), yang mempunyai 2 fungsi yaitu menstimulir dan menghambat atau secara kualitatif mengubah pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Sedangkan fitohormon adalah senyawa organik yang bukan nutrisi yang aktif dalam jumlah kecil yang disintetis pada bagian tertentu, yang umumnya ditranslokasikan ke bagian lain tanaman yang menghasilkan suatu tanggapan secara biokimia, fisiologis dan morfologis.











































BAB II
MACAM – MACAM  HORMON DAN  ZPT TANAMAN

1. Auksin, hormon tanaman seperti indolasetat yang berfungsi untuk merangsang pembesaran sel, sintesis DNA kromosom, serta pertumbuhan aksis longitudinal tanaman., gunanya untuk merangsang pertumbuhan akar pada stekan atau cangkokan. Auksin sering digunakan untuk merangsang pertumbuhan akar dan sebagai bahan aktif sering yang digunakan dalam persiapan hortikultura komersial terutama untuk akar batang. Mereka juga dapat digunakan untuk merangsang pembungaan secara seragam, untuk mengatur pembuahan, dan untuk mencegah gugur buah.(yang termasuk Auksin IBA, NAA, 2,4-D). Auksin Golongan NAA memakai merek dagang antara lain: Rootone-F, Atonik. Sedang Auksin 2,4 D dijual dengan nama Hidrasil. Auksin alami banyak terdapat didalam cairan biji jagung muda yang masih berwarna kuning, air seni sapi, ujung koleoptil tanaman oat, umbi bawang merah dan air kelapa.
Golongan Auksin : Indole Aceti Acid (IAA), Napthalene Acetic Acid (NAA), 2,4-D, CPA dan Indole Acetic Acid (IBA). Yang paling penting dari keluarga auksin adalah indole-3-asam asetat (IAA). Ini menghasilkan efek auksin pada tanaman secara menyeluruh, dan yang paling ampuh dari auksin alami, namun molekul kimiawi IAA adalah yang paling labil di larutan air, sehingga IAA tidak digunakan secara komersial sebagai regulator pertumbuhan tanaman.
• Yang termasuk golongan auksin alami : 4-chloro-asam indoleasetis, asam fenilasetis (PAA) dan indole-3-asam butirik (IBA).
• Sedang  auksin buatan antara lain 1-asam nafthaleneasetis (NAA), 2,4-asam dichlorophenoxyasetis (2,4-D), dan lain-lain.
Auksin dosis tinggi dapat merangsang produksi Etilen. Kelebihan Etilen malah dapat menghalangi pertumbuhan, menyebabkan gugur daun (daun amputasi), dan bahkan membunuh tanaman. Beberapa auksin sintetis seperti 2,4-D dan 2,4,5-asam trichlorophenoxyacetic (2,4,5-T) telah digunakan sebagai herbisida.
tanaman berdaun luas (dicotil) jauh lebih rentan terkena auksin daripada daun tanaman monokotil seperti tanaman rumput-rumputan. Auksin sintetis ini adalah agen aktif dalam “Agen Oranye” yaitu defolian atau defoliant (peranggas atau zat yang merangsang pertumbuhan yang cepat dan tidak terkendali dan akhirnya merontokkan daun-daunnya hingga meranggas) yang digunakan secara ekstensif oleh pasukan Amerika di perang Vietnam.

2. Giberelin atau asam giberelat (GA), merupakan hormon perangsang pertumbuhan tanaman yang diperoleh dari Gibberella fujikuroi atau Fusarium moniliforme, aplikasi untuk memicu munculnya bunga dan pembungaan yang serempak (Misalnya GA3 yang termasuk hormon perangsang pertumbuhan golongan gas) merek dagangantara lain: ProGib. Giberalin alami banyak terdapat didalam umbi bawang merah.

3. Sitokinin,  adalah hormon tumbuhan turunan adenin berfungsi untuk merangsang pembelahan sel dan diferensiasi mitosis, disintesis pada ujung akar dan ditranslokasi melalui pembuluh xylem. Aplikasi Untuk merangsang tumbuhnya tunas pada kultur jaringan atau pada tanaman induk, namun sering tidak optimal untuk tanaman dewasa. sitokinin memiliki struktur menyerupai adenin yang mempromosikan pembelahan sel dan memiliki fungsi yang sama lain untuk kinetin. Kinetin adalah sitokinin pertama kali ditemukan dan dinamakan demikian karena kemampuan senyawa untuk mempromosikan sitokinesis (pembelahan sel). Meskipun itu adalah senyawa alami, Hal ini tidak dibuat di tanaman, dan karena itu biasanya dianggap sebagai "sintetik" sitokinin (berarti bahwa hormon disintesis di tempat lain selain di pabrik).
Sitokinin telah ditemukan di hampir semua tumbuhan yang lebih tinggi serta lumut, jamur, bakteri, dan juga di banyak tRNA dari prokariota dan eukariota. Saat ini ada lebih dari 200 sitokinin alami dan sintetis serta kombinasinya. Konsentrasi sitokinin yang tertinggi di daerah meristematik dan daerah potensi pertumbuhan berkelanjutan seperti akar, daun muda, pengembangan buah-buahan, dan biji-bijian.
Sitokinin pertama kali ditemukan oleh ilmuwan Amerika bernama Folke Skoog pada tahun 1954.
Sitokinin umumnya ditemukan dalam konsentrasi yang lebih tinggi di daerah meristematik dan jaringan yang berkembang. Mereka diyakini disintesis dalam akar dan translokasi melalui xilem ke tunas. biosintesis sitokinin terjadi melalui modifikasi biokimia adenin.
Proses dimana mereka disintesis adalah sebagai berikut :
Sebuah produk jalur mevalonate disebut pirofosfat isopentil adalah isomer, isomer ini kemudian dapat bereaksi dengan adenosine monophosphate dengan bantuan sebuah enzim yang disebut isopentenyl AMP synthase, hasilnya adalah isopentenyl adenosin-5-fosfat (AMP isopentenyl).
Produk ini kemudian dapat dikonversi menjadi adenosin oleh isopentenyl pemindahan fosfat oleh fosfatase dan selanjutnya dikonversikan ke isopentenyl adenin dengan menghilangkan kelompok ribosa.
Isopentenyl adenin dapat dikonversi ke tiga bentuk utama sitokinin alami.
Degradasi sitokinin sebagian besar terjadi karena enzim oksidase sitokinin. Enzim ini menghapus rantai samping dan rilis adenin. Derivitives juga dapat dibuat tetapi jalur yang lebih kompleks dan kurang dipahami.
Ada beberapa macam sytokinin yang telah diketahui, diantaranya kinetin, zeatin (pada jagung), Benziladenin (BA), Thidiazuron (TDZ), dan Benzyl Adenine atau Benzil Amino Purin (BAP). Sitokinin ditemukan hampir di semua jaringan meristem.
Peranan sitokinin antara lain:
1. bersama dengan auksin dan giberelin merangsang pembelahan sel-sel tanaman
2. merangsang morfogenesis ( inisiasi / pembentukan tunas) pada kultur jaringan.
3. merangsang pertumbuhan pertumbuhan kuncup lateral.
4. merangsang perluasan daun yang dihasilkan dari pembesaran sel atau merangsang pemanjangan titik tumbuh daun dan merangsang pembentukan akar cabang
5. meningkatkan membuka stomata pada beberapa spesies.
6. mendukung konversi etioplasts ke kloroplas melalui stimulasi sintesis klorofil.
7. menghambat proses penuaan (senescence) daun
8. mematahkan dormansi biji
Merk dagang antara lain: Novelgrow. Sitokinin alami terdapat pada air kelapa.

4. Etilen, hormon yang berupa gas yang dalam kehidupan tanaman aktif dalam proses pematangan buah Aplikasi mengandung ethephon, maka kinerja sintetis ethylen berjalan optimal sehingga tujuan agar buah cepat masak bisa tercapai. (misalnya: Etephon, Protephon) merk dagang antara lain: Prothephon 480SL.

5. Asam absisat (ABA), sebagai penghambat tumbuh (Inhibitor/retardant) pada saat tanaman mengalami stress, fitohormon ini digunakan untuk mengompakkan pertumbuhan batang agar tanaman terlihat sangat baik. Pada komposisi dan perlakuan tertentu dapat merangsang pertumbuhan tunas anakan dengan cepat dan serentak. Misalnya : untuk golongan Paclobutrazol merk dagang antara lain: Cultar®, Bonzi®) dan Uniconazole (merk dagang Sumagic®). Golongan inhibitor adalah: Paclobutrazol, Ancymidol, TIBA, dan CCC.

6. Brassinolide (kelompok brassinosteroid) fitohormon yang mirip steroid pada hewan dan memiliki respon yang mirip dengan giberellin.
Beberapa fungsi brasinolid adalah sebagai berikut : meningkatkan laju perpanjangan sel tumbuhan, menghambat penuaan daun (senescence), mengakibatkan lengkuk pada daun rumput-rumputan, menghambat proses gugurnya daun, menghambat pertumbuhan akar tumbuhan, meningkatkan resistensi pucuk tumbuhan kepada stress lingkungan, menstimulasi perpanjangan sel di pucuk tumbuhan, merangsang pertumbuhan pucuk tumbuhan, merangsang diferensiasi xylem tumbuhan, menghambat pertumbuhan pucuk pada saat kahat (defisien) udara dan endogenus karbohidrat. Brassinolide tersintesis dari asetil CoA melalui jalur asam mevalonik.





































BAB III
TRANSFOR HORMON DAN ZPT

  Ahli biologi tumbuhan telah mengidentifikasi 5 tipe utama ZPT yaitu auksin, sitokinin,giberelin, asam absisat dan etilen (Tabel 1). Tiap kelompok ZPT dapat menghasilkan beberapa pengaruh yaitu kelima kelompok ZPT mem pengaruhi pertumbuhan, namun hanya 4 dari 5 kelompo k ZPT tersebut yang mempengaruhi perkembangan tumbuhan yaitu dalam hal diferensiasi sel. Seperti halnya hewan, tumbuhan memproduksi ZPT dalam jumlah yang sangat sedikit, akan tetapi jumlah yang sedikit ini mampu mempengaruhi sel target .
  ZPT menstimulasi pertumbuhan dengan memberi isyarat kepada sel target untuk membelah atau memanjang, beberapa ZPT menghambat pertumbuhan dengan cara menghambat pembelahan atau pemanjangan sel. Sebagian besar molekul ZPT dapat mempengaruhi metabolisme dan perkembangan sel-sel tumbuhan. ZPT melakukan ini dengan cara mempengaruhi lintasan sinyal tranduksi pada sel target. Pada tumbuhan seperti halnya pada hewan,  lintasan ini menyebabkan respon selular seperti mengekspresikan suatu gen, menghambat atau mengaktivasi enzim, atau mengubah membran. Pengaruh dari suatu ZPT bergantung pada  spesies tumbuhan, situs aksi ZPT pada tumbuhan, tahap perkembangan tumbuhan dan konsentrasi ZPT. Satu ZPT tidak bekerja sendiri dalam mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, pada umumnya keseimbangan konsentrasi dari beberapa ZPT-lah yang akan  mengontrol pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.

  Pada umumnya, hormon mengontro l pertumbuhan dan perkembangan  tumbuhan, dengan mempengaruhi : pembelahan sel, perpanjangan sel, dan differensiasi sel. Beberapa hormon, juga meneng ahi respon fisiologis berjangka pendek dari tumbuhan terhadap stimulus lingkungan. Setiap hormon, mempunyai  efek ganda; tergantung pada :  tempat kegiatannya,  konsentrasinya, dan  stadia perkembangan tumbuhannya.
 
  Hormon tumbuhan, diproduksi dalam konsentrasi yang sangat rendah; tetapi sejumlah kecil hormon dapat membuat efek yang sangat besar terhadap pertumbuhan dan perkembangan organ suatu tumbuhan. Hal ini secara tidak  langsung menyatakan bahwa, sinyal hormonal hendaknya diperjelas melalui beberapa cara.  Suatu hormon, dapat berperan dengan  mengubah ekspresi gen, dengan mempengaruhi aktivitas enzim yang ada, atau dengan  mengubah sifat  membran. Beberapa peranan ini, dapat mengalihkan metabolisme dan pekembangan sel yang tanggap terhadap sejumlah kecil molekul hormon. Lintasan transduksi sinyal, memperjelas sinyal hormonal dan meneruskannya ke respon sel spesifik.   Respon terhadap hormon, biasanya tidak begitu  tergantung pada jumlah absolut hormon tersebut, akan tetapi t ergantung pada  konsentrasi relatifnya dibandingkan dengan hormon lainnya.  Keseimbangan hormon, dapat mengontrol pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan daripada peran hormon secara mandiri. Interaksi ini akan menjadi muncul dalam penyelidikan tentang fungsi hormon.
Faktor Regulasi
Faktor regulasi adalah senyawa kimia yang mengontrol produksi sejumlah hormon yang memiliki fungsi penting bagi tubuh. Senyawa tersebut dikirim ke lobus anterior kelenjar pituitari oleh hipotalamus. Terdapat 2 faktor regulasi, yaitu faktor pelepas (releasing factor) yang menyebabkan kelenjar pituitari mensekresikan hormon tertentu dan faktor penghambat (inhibiting factor) yang dapat menghentikan sekresi hormon tersebut. Sebagai contoh adalah FSHRF (faktor pelepas FSH) dan LHRF (faktor pelepas LH) yang menyebabkan dilepaskannya hormon FSH dan LH. tgttttyhththththt ahmade ihwaN
Hormon Antagonistik
Hormon antagonistik merupakan hormon yang menyebabkan efek yang berlawanan, contohnya glukagon dan insulin. Saat kadar gula darah sangat turun, pankreas akan memproduksi glukagon untuk meningkatkannya lagi. Kadar glukosa yang tinggi menyebabkan pankreas memproduksi insulin untuk menurunkan kadar glukosa tersebut.








































BAB IV
AKTIVITAS HORMON DAN FUNGSI FISIOLOGI HORMON DAN ZPT

1. Auksin
   Auksin adalah zat aktif dalam sistem perakaran. Senyawa ini membantu proses pembiakan vegetatif. Pada satu sel auksin dapat mempengaruhi pemanjangan sel, pembelahan sel dan pembentukan akar.
  Beberapa tipe auksin aktif dalam konsentrasi yang sangat rendah antara 0.01 to 10 mg/L.

  Fungsi auksin: untuk merangsang pembesaran sel, sintesis DNA kromosom, serta pertumbuhan aksis longitudinal tanaman, gunanya untuk merangsang pertumbuhan akar pada stekan atau cangkokan. Auksin sering digunakan untuk merangsang pertumbuhan akar dan sebagai bahan aktif sering yang digunakan dalam persiapan hortikultura komersial terutama untuk akar batang. Mereka juga dapat digunakan untuk merangsang pembungaan secara seragam, untuk mengatur pembuahan, dan untuk mencegah gugur buah.

Peran auksin bagi tanaman
• auksin sebagai salah satu hormon tumbuh bagi tanaman mempunyai peranan terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman.

Dilihat dari segi fisiologi, hormon tumbuh ini berpengaruh terhadap :
a. Pengembangan sel
b. Phototropisme
c. Geotropisme
d. Apical dominasi
e. Pertumbuhan akar (root initiation)
f. Parthenocarpy
g. Abisission
h. Pembentukan callus (callus formation) dan
i. Respirasi
j. Senescence

a. Pengembangan sel

   Dari hasil studi tentang pengaruh auksin terhadap perkembangan sel, menunjukan bahwa terdapat indikasi yaitu auksin dapat menaikan tekanan osmotik, meningkatkan permeabilitas sel terhadap air, menyebabkan pengurangan tekanan pada dinding sel, meningkatkan sintesis protein, meningkatkan plastisitas dan pengembangan dinding sel.
  Dalam hubungannya dengan permeabilitas sel, kehadiran auksin meningkatkan difusi masuknya air ke dalam sel. Hal ini ditunjang oleh pendapat Cleland dan Brustrom (1961) bahwa auksin mendukung peningkatan permeabilitas masuknya air ke dalam sel.

b. Phototropisme
   Suatu tanaman apabila disinari suatu cahaya, maka tanaman tersebut akan membengkok ke arah datangnya sinar. Membengkoknya tanaman tersebut adalah karena terjadinya pemanjangan sel pada bagian sel yang tidak tersinari lebih besar dibanding dengan sel yang ada pada bagian tanaman yang tersinari. Perbedaan rangsangan (respond) tanaman terhadap penyinaran dinamakan phototropisme.

  Terjadinya phototropisme ini disebabkan karena tidak samanya penyebaran auksin di bagian tanaman yang tidak tersinari dengan bagian tanaman yang tersinari. Pada bagian tanaman yang tidak tersinari konsentrasi auksinnya lebih tinggi dibanding dengan bagian tanaman yang tersinari.


c. Geotropisme
 
  Geotropisme adalah pengaruh gravitasi bumi terhadap pertumbuhan organ tanaman. Bila organ tanaman yang tumbuh berlawanan dengan gravitasi bumi, maka keadaan tersebut dinamakan geotropisme negatif. Contohnya seperti pertumbuhan batang sebagai organ tanaman, tumbuhnya kearah atas. Sedangkan geotropisme positif adalah organ-organ tanaman yang tumbuh kearah bawah sesuai dengan gravitasi bumi. Contohnya tumbuhnya akar sebagai organ tanaman ke arah bawah.
 
  Keadaan auksin dalam proses geotropisme ini, apabila suatu tanaman (celeoptile) diletakan secara horizontal, maka akumulasi auksin akan berada di bagian bawah. Hal ini menunjukan adanya transportasi auksin ke arah bawah sebagai akibat dari pengaruh geotropisme. Untuk membuktikan pengaruh geotropisme terhadap akumulasi auksin, telah dibuktikan oleh Dolk pd tahun 1936 (dalam Wareing dan Phillips 1970). Dari hasil eksperimennya diperoleh petunjuk bahwa auksin yang terkumpul di bagian bawah memperlihatkan lebih banyak dibanding dengan bagian atas.

  Sel-sel tanaman terdiri dari berbagai komponen bahan cair dan bahan padat. Dengan adanya gravitasi maka letak bahan yang bersifat cair akan berada di atas. Sedangkan bahan yang bersifat padat berada di bagian bawah. Bahan-bahan yang dipengaruhi gravitasi dinamakan statolith (misalnya pati) dan sel yang terpengaruh oleh gravitasi dinamakan statocyste (termasuk statolith).

d. Dominasi Apikal

   Di dalam pola pertumbuhan tanaman, pertumbuhan ujung batang yang dilengkapi dengan daun muda apabila mengalami hambatan, maka pertumbuhan tunas akan tumbuh ke arah samping yang dikenal dengan "tunas lateral" misalnya saja terjadi pemotongan pada ujung batang (pucuk), maka akan tumbuh tunas pada ketiak daun. Fenomena ini kita namakan "apical dominance“.Hubungan antara auksin dengan apical dominance pada suatu tanaman telah dibuktikan oleh Skoog dan Thimann (1975). Dalam eksperimennya, pucuk tanaman kacang (apical bud) dibuang, sebagai akibat treatment tersebut menyebabkan tumbuhnya tunas di ketiak daun. Dari ujung tanaman yang terpotong itu diletakan blok agar yang mengandung auksin. Dari perlakuan tersebut ternyata bahwa tidak terjadi pertumbuhan tunas pada ketiak daun. Hal ini membuktikan bahwa auksin yang ada di apical bud menghambat tumbuhnya tunas lateraL.

e. perpanjangan akar (root initiation)

  • dalam hubungannya dengan pertumbuhan akar, Luckwil (1956) telah melakukan suatu eksperimen dengan menggunakan zat kimia NAA (Naphthalene acetic acid), IAA (Indole acetid acid) dan IAN (Indole-3-acetonitrile) yang ditreatment pada kecambah kacang. Dari hasil eksperimennya diperoleh petunjuk bahwa ketiga jenis auksin ini mendorong pertumbuhan primordia akar. Perlu dikemukakan pula di sini, bahwa menurut Delvin (1975), pemberian konsentrasi IAA yang relatif tinggi pada akar, akan menyebabkan terhambatnya perpanjangan akar tetapi meningkatkan jumlah akar.

f. Pertumbuhan batang (stem growth)

  • Di dalam alam, hubungan antara auksin dengan pertumbuhan batang nyata erat sekali. Apabila ujung coleoptile dipotong, kemungkinan tanaman tersebut akan terhenti pertumbuhannya. Di dalam tanaman, jaringan-jaringan muda terdapat pada apical meristem. Hubungannya dengan pertumbuhan tanaman peranan auksin sangat erat sekali.

g. Parthenocarpy

  • Di dalam alam sering kita menjumpai buah yang tidak berbiji. Seperti ; Anggur, Strawberry dan tanaman famili mentimun. Keadaan seperti ini disebabkan tidak dialaminya pembuahan pada perkembangan buah. Di dalam fisiologi, keadaan seperti ini dinamakan Parthenocarpy.Di dalam proses Parthenocarpy, hormon auksin bertalian erat. Seperti dikemukakan massart (1902) hasil eksperimennya menunjukan bahwa pembengkakan dinding ovary bunga anggrek dapat distimulasi oleh tepung sari yang telah mati.Pada tahun 1934 Yasuda berhasil menemukan penyebab Parthenocarpy dengan menggunakan ekstrak tepung sari pada bunga mentimun. Hasil analisisnya menunjukan bahwa ekstrak tersebut mengandung auksin. Selanjutnya pada tahun1936, Gustafon telah menemukan terjadinya Parthenocarpy dengan menggunakan IAA yang dicampur dengan lanolin pada stigma. Hasil penelitian Muir (1942) menunjukan pula bahwa kandungan auksin pada ovary yang mengalami pembuahan (pollination) meningkat bila dibandingkan dengan ovary yang tidak mengalami pembuahan.

h. Pertumbuhan buah (fruit growth)

  • Peningkatan volume buah ada hubungannya dengan pertumbuhan buah. Keadaan ini akibat hasil pembelahan sel dan/atau pengembangan sel. Menurut Weaver (1972), fase pembelahan sel biasanya overlap dengan pengembangan sel (cell enlargementh). Keadaan perkembangan ini selalu diikuti oleh peningkatan ukuran buah.Mengenai hubungannya dengan auksin, diterangkan oleh Muller-Thurgau dalam tahun 1898 bahwa endosperma dan embrio di dalam biji menghasilkan auksin yang menstimulasi pertumbuhan endosperma. Suatu anggapan mengenai peranan auksin dalam pertumbuhan buah, telah dibuktikan oleh Crane dalam tahun 1949 dengan menggunakan 2,4, 5-T sebagai exogenous auksin yang diaplikasikan pada blak berry, anggur, strawberry dan jeruk. Hasil penelitiannya menunjukan bahwa pertumbuhan buah lebih cepat 60 hari dari fase normal rata-rata 120 hari.

i. Absisi

  Absisi adalah suatu proses secara alami terjadinya pemisahan bagian/organ tanaman dari tanaman, seperti ; daun, bunga, buah atau batang.Menurut Addicot (1964) maka dalam proses abscission ini faktor alami seperti ; dingin, panas, kekeringan, akan berpengaruh terhadap abscission. Dalam hubungannya dengan hormon tumbuh, maka mungkin hormon ini akan mendukung atau menghambat proses tersebut.Di dalam proses absisi, akan terjadi perubahan-perubahan metabolisme dalam dinding sel dan perubahan secara kimia dari pectin dalam midle lamella.Pembentukan lapisan absisi (abscission layer), kadang-kadang diikuti oleh susunan cell division proximal. Disini sel-sel baru akan berdiferensiasi ke dalam periderm dan membentuk suatu lapisan pelindung (Weaver, 1972).Mengenai hubungan antara absisi dengan zat tumbuh auksin, Addicot et al (1955) mengemukakan sbb: Absisi akan terjadi apabila jumlah auksin yang ada di daerah proksimal (proximal region) sama atau lebih dari jumlah auksin yang terdapat di daerah distal (distal region). Tetapi apabila jumlah auksin yang berada di daerah distal lebih besar dari daerah proximal, maka tidak akan terjadi absisi. Dengan kata lain proses absisi ini akan terlambat.

  Teori lain (Biggs dan Leopold 1957, 1958) menerangkan bahwa pengaruh auksin terhadap absisi ditentukan oleh konsentrasi auksin itu sendiri. Konsentrasi auksin yang tinggi akan menghambat terjadinya absisi, sedangkan auksin dengan konsentrasi rendah akan mempercepat terjadinya absisi.Teori terakhir dikemukakan oleh Robinstein dan Leopold (1964) yang menerangkan bahwa respon absisi pada daun terhadap auksin dapat dibagi kedalam dua fase jika perlakuan auksin diberikan setelah daun terlepas. Fase pertama, auksin akan menghambat absisi, dan fase kedua auksin dengan konsentrasi yang sama akan mendukung terjadinya absisi.

j. Senescence

  Menurut Alex Comport (1956) dalam Leopold (1961) "senescence" adalah suatu penurunan kemampuan tumbuh (viability) disertai dengan kenaikan vulnerability suatu organisme. Namun di dalam tanaman, istilah ini diartikan; menurunnya fase pertumbuhan (growth rate) dan kemampuan tumbuh (vigor) serta diikuti dengan kepekaan (susceptibility) terhadap tantangan lingkungan, penyakit atau perubahan fisik lainnya. Ciri dari fenomena ini selalu diikuti dengan kematian.
  Di dalam alam, senescence terjadi pada daun, batang dan buah. Menurut Leopold (1961) ada empat bentuk senescence yang terjadi pada tanaman yaitu :
1. Semua organ tumbuh mengalami senescence (over-all senescence)
2. Senescence yang terjadi pada bagian atas (top senescence)
3. Senescence yang terjadi seluruh bagian daun dan buah (decideus
senescence)
4. Senescence berkembang dari daun paling bawah menuju kearah
atas (progresive senescence)
Ciri-ciri terjadinya senescence dapat ditemukan pada morfologi dan perubahan di dalam organ atau seluruh tubuh tanaman. Keadaan seperti ini diikuti oleh meningkatnya abscission serta daun dan buah berguguran dari batang pokok. Begitu pula pertumbuhan dan pigmentasi warna hijau berubah menjadi warna kuning, yang akhirnya buah dan daun terlepas dari batang pokok .
Golongan auksin
• yang termasuk auksin alami : indole-3-asam asetat (IAA), 4-chloro-asam
indoleasetis, asam fenilasetis (PAA), dan indole-3-asam butirik (IBA).
• auksin buatan antara lain 1-asam nafthaleneasetis (NAA), 2,4-asam dichlorophenoxyasetis (2,4-D), dan lain-lain.
• Yang paling penting dari keluarga auksin adalah indole-3-asam asetat (IAA). Ini
menghasilkan efek auksin pada tanaman secara menyeluruh, dan yang paling ampuh
dari auksin alami, namun molekul kimiawi IAA adalah yang paling labil di larutan air,
sehingga IAA tidak digunakan secara komersial sebagai regulator pertumbuhan tanaman.
• Beberapa auksin sintetis seperti 2,4-D dan 2,4,5-asam trichlorophenoxyacetic (2,4,5-T) telah digunakan sebagai herbisida.
• Menurut Koeffli, Thimann dan went (1966), aktivitas
auxsin ditentukan oleh :
a. adanya struktur cincin yang tidak jenuh,
b. adanya rantai keasaman (acid chain)
c. pemisahan karboksil grup (-COOH) dari struktur
cincin.
d. Adanya pengaturan ruangan antara struktur cincin dengan rantai keasaman.
Tentang sifat dari rantai keasaman, Koeffli (1966) menerangkan bahwa posisi dan panjang rantai keasaman, berpengaruh terhadap aktivitas auksin. Rantai yang mempunyai karboksil grup dipisahkan oleh karbon atau karbon dan oksigen akan memberikan aktivitas yang normal.

2. Giberelin

• Gibberellin adalah turunan dari asam gibberelat. Merupakan hormon tumbuhan alami yang merangsang pembungaan, pemanjangan batang dan membuka benih yang masih dorman. Ada sekitar 100 jenis gibberellin, namun Gibberellic acid (GA3)-lah yang paling umum digunakan.

• Gibberellin adalah zat kimia yang dikelompokan kedalam terpinoid. Semua kelompok terpinoid terbentuk dari unit isoprene yang terdiri dari 5 atom karbon.GA3


• Unit-unit isoprene ini dapat bergabung sehingga menghasilkan monoterpene (C-10), Sesqueterpene (C-15), diterpene (C-20) dan triterpene (C-30).Biosintesis giberelin yang terdapat dalam jamur Gibberella Fujikuroi berproses dari Mevalonic acid sampai menjadi gibberellin. Di dalam proses biosintesis telah diketemukan zat penghambat
(growth retardant) di dalam aktivitas ini. Beberapa contoh growth retardant yang menghambat biosintesis giberelin pada tanaman antara lain Amo-1618 (2-isopropil-4-dimetil-kamine-5 metil phenil-4pipendine karboksilatmetil klorida) menghambat biosintesis giberelin pada tanaman mentimun liar (Exhmocytis macrocarpa). Amo-1618 menghambat dalam proses perubahan dari Geranylgeranyl pyrophosphat ke Kaurene. Begitu pula growth retardant CCC (2-chloroethyl) trimethyl (-amonium chloride) memperlihatkan aktivitas yang sama dengan Amo-1618.

  Struktur molekul dan aktivitas giberelin
• giberelin merupakan suatu compound (senyawa) yang mengandung "gibban skeleton".

Menurut Weaver (1972), perbedaan utama pada giberelin adalah:
a. beberapa giberelin mempunyai 19 buah atom karbon dan yang lainnya mempunyai 20 buah atom karbon.
b. Grup hidroksil berada dalam posisi 3 dan 13 (ent gibberellenenumbering system) Semua giberelin dengan 19 atom karbon adalah monocarboxylic acid yang mengandung COOH grup pada posisi 7 dan mempunyai sebuah lactonering.

  Di dalam alam, dijumpai pula beberapa senyawa yang di ekstrak dari tanaman. Senyawa tersebut tidak mengandung giberelin atau gibberellane structure tetapi termasuk ke dalam giberelin. Dari hasil penelitian Tamura dkk, ia menemukan suatu substansi dalam jamur

  Helminthosporium sativum yang dinamakan "helminthosporol" yang aktif dalam perpanjangan daun pada kecambah padi dan barley. Senyawa lain yang ditemukan tanpa gibban skeleton yaitu "Steviol", namun aktivitasnya seperti giberelin.

Peranan giberelin bagi tanaman

• Gibberellin sebagai hormon tumbuh pada tanaman sangat berpengaruh pada sifat
genetik (genetic dwarfism), pembuangan, penyinaran, partohenocarpy, mobilisasi
karbohidrat selama perkecambahan (germination) dan aspek fisiologi kainnya. giberelin mempunyai peranan dalam mendukung perpanjangan sel (cell elongation), aktivitas kambium dan mendukung pembentukan RNA baru serta sintesa protein.

Peranan giberelin bagi tanaman
a. Genetic dwarfism
b. Pembungaan (flowering)
c. Parthenocarpy dan fruit set
d. pematangan buah (fruit ripening)
e. Mobilisasi bahan makanan selama fase
perkecambahan (germination)
f. Stimulasi aktivitas cambium dan
perkembangn xylem
g. Dormansi

a. Genetic dwarfism
  Genetic dwarfism adalah suatu gejala kerdil yang disebabkan olehadanya mutasi. Gejala ini terlihat dari memendeknya internode. Terhadap Genetic dwarfism ini, giberelin mampu merubah tanaman yang kerdil menjadi tinggi. Hal ini telah dibuktikan oleh Brian dan Hemming (1955). Dalam eksperimennya mereka telah memberi perlakuan penyemprotan gibberellic acid pada berbagai varietas kacang. Hasil dari eksperimen ini menunjukan bahwa gibberellic acid berpengaruh terhadap tanaman kacang yang kerdil dan menjadi tinggi.

  Mengenai hubungannya dengan cell elengation, dikemukakan bahwa gibbberelline mendukung pengembangan dinding sel.Menurut van Oberbeek (1966) penggunaan giberelin akan mendukung pembentukan enzym protolictic yang akan membebaskan tryptophan sebagai asal bentuk dari auksin. Hal ini berarti bahwa kehadiran giberelin tersebut akan meningkatkan kandungan auksin.

  Mekanisme lain menerangkan bahwa giberelin akan menstimulasi cell elengation, karena adanya hidrolisa pati yang dihasilkan dari giberelin, akan mendukung terbentuknya a amilase. Sebagai akibat dari proses tersebut, maka konsentrasi gula meningkat yang mengakibatkan tekanan osmotik di dalam sel menjadi naik, sehingga ada kecenderungan sel tersebut berkembang.

b. Pembungaan (flowering)

  Gibbereline sebagai salah satu hormon tumbuh pada tanaman, mempunyaiperanan dalam pembungaan. Penelitian yang dilakukan Henny (1981) pada bungan spothiphyllum Mauna loa. Dari penelitiannya, aktivitas pembungaan
meningkat  dengan meningkatnya dosis pemberian giberelin.

c. Parthenocarpy dan fruit set
 
  Seperti auksin, giberelin pun berpengaruh terhadap Parthenocarpy. Hasil penelitian menunjukan bahwa gibberellic acid (GA3) lebih efektif dalam terjadinya
Parthenocarpy dibanding dengan auksin yang dilakukan pada blueberry. Hasil eksperimen lain menunjukan pula bahwa GA3 dapat meningkatkan tandan buah  (fruit set) dan hasil.

d. Peranan Gibberellin dalam

  pematangan buah (fruit ripening)
• Pematangan (ripening) adalah suatu proses fisiologis, yaitu terjadinya perubahan dari kondisi yang tidak menguntungkan ke suatu kondisi yang menguntungkan, ditandai dengan perubahan tekstur, warna, rasa dan aroma.
  Dalam proses pematangan ini, giberelin mempunyai peran penting yaitu mampu mengundurkan pematangan (repening) dan pemasakan (maturing) suatu jenis buah.
  • Dari hasil penelitian menunjukan aplikasi Giberelin pada buah tomat dapat memperlambat pematangan buah, sedangkan gibberellic acid yang diterapkan pada buah pisang matang, ternyata pemasakannya dapat ditunda.

e. Mobilisasi bahan makanan

selama fase perkecambahan (germination)
  • Biji cerealia terdiri dari embrio dan endosperm. Didalam endosperm terdapat masa pati (starch) yang dikelilingi oleh suatu lapisan "aleuron".. sedangkan embrio itu sendiri merupakan suatu bagian hidup yang suatu saat akan menjadi dewasa. Pertumbuhan embrio selama perkecambahan bergantung pada persiapan bahan makanan yang berada di dalam endosperm. Untuk keperluan kelangsungan hidup embrio maka terjadilah penguraian secara enzimatik yaitu terjadi perubahanpati menjadi gula yang selanjutnya ditranslokasikan ke embrio sebagai sumber energi untuk pertumbuhannya.
  Dari hasil penelitian menunjukan bahwa Giberelin berperan penting dalam proses aktivitas amilase. Hal ini telah dibuktikan dengan menggunakan GA yang mengakibatkan aktivitas amilase miningkat.Aktivitas enzym a amilase dan protease di dalam endosperm juga didukung oleh GA melalui de novo synthesis. Hal ini ada hubungannya dengan terbentuknya DNA baru yang kemudian menghasilkan RNA.

f. Stimulasi aktivitas cambium dan perkembangn xylem
• Giberelin mempunyai peranan dalam aktivitas kambium dan perkembangn xylem.
Aplikasi GA3 dengan konsentrasi 100, 250, dan 500 ppm mendukung terjadinya
diferensiasi xylem pada pucuk olive. Begitu pula dengan mengadakan aplikasi GA3 + IAA dengan konsentrasi masing-masing 250 dan 500 ppm, maka terjadi pengaruh sinergis pada xylem. Sedangkan aplikasi auksin sajatidak memberi pengaruh pada tanaman.

g. Dormansi
 
  Dormansi adalah masa istirahat bagi suatu organ tanaman atau biji. Menurut Copeland (1976), dormansi adalah kemampuan biji untuk mengundurkan fase perkecambahannya hingga saat dan tempat itu menguntungkan untuk tumbuh.Secara umum terjadinya dormansi adalah disebabkan oleh faktor luar dan faktor dalam. Faktor yang menyebabkan dormansi pada biji adalah sbb:
1. tidak sempurnanya embrio (rudimentery embriyo)
2. embrio yang belum matang secara fisikologis (physiological immature embriyo)
3. kulit biji yang tebal (tahan terhadap gerakan mekanis)
4. kulit biji impermeable ( impermeable seed coat)
5. adanya zat penghambat (inhibitor) untuk perkecambahan (presence of
germination inhibitors).
Fase yang terjadi dalam dorminasi biji, menurut Amen (1968) ada empat fase yang
harus dilalui :
1. fase induksi, ditandai dengan terjadinya penurunan jumlah hormon (hormon
level)
2. fase tertundanya metabolisme (a period of partial metabolic arrest)
3. fase bertahannya embrio untuk berkecambah karena faktor lingkungan yang
tidak menguntungkan.
4. Perkecambahan (germination), ditandai dengan meningkatnya hormon dan
aktivitas enzym.
Peranan hormon tumbuh di dalam biji yang mengalami dorminasi telah dibahas
oleh warner (1967) yang mengatakan bahwa GA3 dapat menstimulasi sintesis
ribonuklease, amilase dan protoase di dalam endospem biji barley.

3. Sitokinin

  Hormon tumbuhan turunan adenin berfungsi untuk merangsang pembelahan sel dan diferensiasi mitosis, disintesis pada ujung akar dan ditranslokasi melalui pembuluh xylem. Aplikasinya untuk merangsang tumbuhnya tunas pada kultur jaringan atau pada tanaman induk, namun sering tidak optimal untuk tanaman dewasa.
   sitokinin pertama kali ditemukan dalam kultur jaringan di Laboratories of Skoog and Strong University of Wisconsin. Material yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah batang tembakau yang ditumbuhkan pada medium sintesis. Menurut Miller et al (1955, 1956), senyawa yang aktif adalah kinetin (6-furfuryl amino purine). Hasil penelitian menunjukan bahwa purine adenin sangat efektif.
  • Bentuk dasar dari sitokinin adalah adenin (6-amino purine). Adenin merupakan bentuk dasar yang menentukan terhadap aktifitas sitokinin. Di dalam
senyawa sitokinin, panjang rantai dan hadirnya suatu double bond dalam rantai tersebut akan meningkatkan aktifitas zat pengatur tumbuh ini.

  Penelitian pertumbuhan pith tissue culture dengan menggunakan sitokinin dan auksin dalam berbagai perbandingan telah dilakukan oleh Weier et al (1974). Dihasilkan bahwa apabila dalam perbandingan sitokinin lebih besar dari auksin, maka hal ini akan memperlihatkan stimulasi pertumbuhan tunas dan daun. Sebaliknya apabila sitokinin lebih rendah dari auksin, maka ini akan mengakibatkan stimulasi pada pertumbuhan akar. Sedangkan apabila perbandingan sitokinin dan auksin berimbang, maka pertumbuhan tunas, daun dan akar akan berimbang pula. Tetapi apabila konsentrasi sitokinin itu sedang dan konsentrasi auksin rendah, maka keadaan pertumbuhan tobacco pith culture tersebut akan berbentuk callus.

  Sedangkan dalam pembelahan sel, dikemukakan bahwa IAA dan kinetin,apabila digunakan secara tersendiri akan menstimulasi sintesis DNA dalam tobacco pith culture. Dan menurut ahli tsb, kehadiran IAA dan kinetin ini diperlukan dalam proses mitosis walaupun IAA lebih dominan pada fase tersebut.

  Sitokinin berfungsi memacu pembelahan sel danpembentukan organ, menunda penuaan, meningkatkan aktivitas wadah penampung hara, memacu perkembangan kuncup samping tumbuhan dikotil, dan memacu perkembangankloroplas dan sintesis klorofil.

4. Etilen

  • Etilen, hormon yang berupa gas yang dalam kehidupan tanaman aktif dalam proses pematangan buah Aplikasi mengandung ethephon, maka kinerja sintetis ethylen berjalan optimal sehingga tujuan agar buah cepat masak bisa tercapai. (misalnya: Etephon, Protephon) merk dagang antara lain: Prothephon 480SL.
  • Struktur kimia etilen sangat sederhana yaitu terdiri dari 2 atom karbon dan 4 atom hidrogen (H2C=CH2 ).
  • Auksin dosis tinggi dapat merangsang produksi Etilen. Kelebihan Etilen malah dapat menghalangi pertumbuhan, menyebabkan gugur daun (daun amputasi), dan bahkan membunuh tanaman.

Peranan etilen bagi tanaman

  Di dalam proses fisiologis, etilen mempunyai peranan penting. Wereing dan Phillips (1970) telah mengelompokan pengaruh etilen dalam fisiologi tanaman sbb:
a. mendukung respirasi climacteric dan pematangan buah
b. mendukung epinasti
c. menghambat perpanjangan batang (elengation growth) dan akar pada beberapa species tanaman walaupun etilen ini dapat menstimulasi perpanjangan batang, coleoptyle dan mesocotyle padatanaman tertentu, misalnya Colletriche dan padi.
d. Menstimulasi perkecambahan
e. Menstimulasi pertumbuhan secara isodiametrical lebih besar
dibandingkan dengan pertumbuhan secara longitudinal
f. Mendukung terbentuknya bulu-bulu akar
g. Mendukung terjadinya abscission pada daun
h. Mendukung proses pembungaan pada nanas
i. Mendukung adanya flower fading dalam persarian anggrek
j. Menghambat transportasi auksin secara basipetal dan lateral
k. Mekanisme timbal balik secara teratur dengan adanya auksin yaitu
konsentrasi auksin yang tinggi menyebabkan terbentuknya etilen.
Tetapi kehadiran etilen menyebabkan rendahnya konsentrasi auksin di dalam jaringan.
Hubungannya dengan konsentrasi auksin, hormon tumbuh ini menentukan pembentukan protein yang diperlukan dalam aktifitas pertumbuhan, sedangkan rendahnya konsentrasi auksin, akan mendukung protein yang akan mengkatalisasi sintesis etilen dan prekursor.
Interaksi etilen dengan auksin.Dari hasil penelitian terhadap tanaman kacang
(pea), menunjukan bahwa pembentukan etilen lebih tampak pada jaringan meristem tempat auksin dihasilkan. Disini IAA mengontrol pembentukan etilen dalam perpanjangan batang pea.

  Hasil penelitian lain menunjukan bahwa adanya penghambatan transportasi auksin oleh endogenous etilen yang menyebabkan terjadinya abscission pada daun.

5. Inhibitor

  Yang dimaksud dengan istilah inhibitor adalah zat yang menghambat pertumbuhan pada tanaman, sering didapat pada proses perkecambahan, pertumbuhan pucuk atau dalam dormansi.
  Di dalam tanaman, inhibitor menyebar disetiap organ tubuh tanaman tergantung dari jenis inhibitor itu sendiri. Menurut weaver (1972), beberapa jenis inhibitor adalah merupakan bentuk phenyl compound termasuk phenol, benzoic acid, cinamic acid dan coffeic acid. Gallic acid dan shikimic acid merupakan turunan dari benzoic acid. Selanjutnya ia mengemukakan pula bahwa gallic acid dapat diketemukan pada buah yang matang, sedangkan ferulic acid dan p-coumaric acid merupakan ko faktor untuk IAA oksida.

  Di dalam alam, abscisic acid dapat dijumpai pada daun, batang, rizoma, ubi (tuber), tunas (bud), tepung sari, buah, embrio, endosperm, ataupun kulit biji (seed coat) misalnya pada tanaman kentang, kacang, apel, adpokat rose dan kelapa.

  Plant growth retardant adalah inhibitor yang berperan dalam menghambat aktivitas apical meristematic. Zat kimia yang dikelompokan dalam growth retardant adalah : Amo-1618, Phosfon-D, CCC (cycocel), SADH (succinic acid-2,2-dimethyl hyrdazide) dan Morphactins (methyl-2-chloro-9-hydroxy fluorene-9-carboxylate/IT 3456 dan n-butyl-9-hydroxyfluerene-9-carboxylate/IT 3233).

  Peranan inhibitor di dalam tanaman a. Asam absisatDi dalam tanaman, Asam absisat (ABA) menyebar di dalam jaringan. Inhibitor ini mempunyai fungsi atau peranan yang berlawanan dengan zat pengatur tumbuh: auksin, gibberellin, dan sitokinin.

b. Plant growth retardant

  Plant growth retardant adalah inhibitor yang berlawanan dengan kegiatan gibbberellin pada perpanjangan batang. Hal ini terbukti dari hasil penelitian Lang dkk dengan menggunakan CCC dan Amo-1618 pada jamur fusarium moniliforme dan tanaman derajat tinggi. Ternyata bahwa sintesis gibberellin diblokir sehingga gibberellin tersebut tidak berpengaruh. Sedangkan SADH menghambat diamin oksida (yang berperan dalam perubahan tryptamine menjadi IAA).

  Secara garis besar ternyata inhibitor ini menghambat aktivitas auksin, giberelin dan sitokinin. ABA sebagai salah satu jenis inhibitor mendukung dormansi, abscission dan senscence. Sedangkan SADH, CCC, Phosfon-D dan Amo-1618 menghambat perpanjangan batang (cell elongation). Growth retardant ini aktifasinya berlawanan dengan gibberellin.

   MH (Maleic Hydrazide) sering digunakan sebagai herbisida dalam konsentrasi yang tinggi. Aktifitas MH ini menghambat aktifitas meristematic, sehingga menghambat perpanjangan batang.
 
  Begitu pula morphactin dan turunannya, dengan menggunakan konsentrasi yang tinggi, dapat dipergunakan sebagai pembunuh rumput - rumputan. Peranan bahan kimia ini adalah menghambat perpanjangan batang dan berfungsi pula untuk memecahkan tunas.



6. Poliamina
 
  • Polyamines mempunyai peranan besar dalam proses genetis yang paling mendasar seperti sintesis DNA dan ekspresi genetika. Spermine dan spermidine berikatan dengan rantai phosphate dari asam nukleat. Interaksi ini kebanyakkan didasarkan pada interaksi ion elektrostatik antara muatan positif kelompok ammonium dari polyamine dan muatan negatif dari phosphat.

  • Polyamine adalah kunci dari migrasi sel, perkembangbiakan dan diferensiasi pada tanaman dan hewan. Level metabolis dari polyamine dan prekursor asam amino adalah sangat penting untuk dijaga, oleh karena itu biosynthesis dan degradasinya harus diatur secara ketat.
 
  • Polyamine mewakili kelompok hormon pertumbuhan tanaman, namun merekan juga memberikan efek pada kulit, pertumbuhan rambut, kesuburan, depot lemak, integritas pankreatis dan pertumbuhan regenerasi dalam mamalia.

  • Sebagai tambahan, spermine merupakan senyawa penting yang banyakdigunakan untuk mengendapkan DNA dalam biologi molekuler.

  • Spermidine menstimulasi aktivitas dari T4 polynucleotida kinase and T7 RNA polymerase dan ini kemudian digunakan sebagai protokol dalam pemanfaatan enzim.

Beberapa poliamina yang sering ditemukan pada tumbuhan:













DAFTAR PUSTAKA

Anna Kasvaa. 2007. The growth  enhancing effects of triacontanol.htttp://www.carbonkick.fi. Diakses tanggal 17 JUNI 2011.

Isbandi, J. 1983. Pertumbuhan dan perkembangan Tanaman. Fakulas Pertanian UGM.
Yogyakarta.

Nani Sumiati dan Etti Sumiati. 2001.  Pengaruh Vernalisasi, Giberelin, dan Auxin
terhadap  Pembungaan dan Hasil Biji Bawang Merah. Jurnal Hortikultura (11) 1:  1-8
2001.

Peranan Zat Pengatur Tumbuh (Z PT) Dalam Pertumbuhan dan Perkembangan
Tumbuhan. http://www.iel.ipb.ac.id. Diakses tanggal 17 JUNI 2011