Biosintesis Karbohidrat pada Tumbuhan

7

3. Peranan dan Ketersediaan Kalium

Kalium K seringkali terdapat sebagai salah satu unsur penyusun tanah mineral Reddy et al. 2000. Kalium pada tanaman berperan sebagai aktivator enzim, mempertahankan vigor tanaman, merangsang pertumbuhan akar dan sebagai katalisator Soepardi 1983. Selain itu K juga berperan dalam proses pembentukan karbohidrat, translokasi gula dan metabolisme protein Leiwakabessy 1982. Dalam mempertahankan vigor tanaman, K berperan dalam proses pemeliharaan status air tanaman, tekanan turgor dalam sel, serta proses membuka dan menutupnya stomata Marschner 1995, Jones 1998. Berdasarkan ketersediaannya di dalam tanah, kalium dibagi menjadi tiga kelompok yaitu: 1 bentuk K tidak dapat dipertukarkan, 2 bentuk K dapat dipertukarkan, dan 3 bentuk K larut. Bentuk K tidak dapat dipertukarkan banyak terdapat di dalam tanah, tetapi pelepasannya lambat sehingga disebut bentuk K yang sukar tersedia. Bentuk ini merupakan K cadangan. Bentuk K dipertukarkan adalah K yang tersedia. Bentuk ini ada yang cepat tersedia dan ada yang lambat tersedia. Bentuk K yang mudah diserap tanaman adalah K terlarut Reddy et al. 2000. Kalium merupakan unsur yang mobile sehingga akan terjadi translokasi dari bagian tanaman yang tua ke bagian tanaman yang lebih muda bila terjadi gejala kekurangan K dalam tanaman. Oleh karena itu gejala kekurangan K dicirikan terjadinya klorosis, tepi daun mengering, produksi daun berkurang, dan malformasi daun. Reddy et al. 2000 menambahkan bahwa permukaan luas daun akan berkurang pada saat defisiensi K. Gejala defisiensi K juga seringkali mirip gejala akibat mikroba patogen sehingga sulit dibedakan. Defisiensi K dapat dicegah dengan menambahkan jumlah K yang cukup ke dalam tanah. Hanya sebagian kecil saja yang dapat dicukupi melalui pemupukan daun Reddy et al. 2000. Ismatika 1999 melaporkan bahwa pemupukan KCl pada som jawa Talinum paniculatum Gaertn. sampai dosis 1,125 gtanaman meningkatkan bobot kering tanaman, bobot basah daun, dan hampir semua bagian vegetatif tanaman. Produksi umbi mengalami peningkatan yang besar terutama pada pemupukan KCl dengan dosis 0,750 gtanaman.

D. Biosintesis Karbohidrat pada Tumbuhan

Proses biosintesis karbohidrat pada tumbuhan hijau dilakukan melalui proses fotosintesis, khususnya pada fase siklus Calvin. Istilah fotosintesis mengacu pada definisi harfiah sintesis menggunakan cahaya. Secara terminologis fotosintesis berarti reaksi antara karbondioksida dan air yang menghasilkan energi glukosa dan oksigen dengan bantuan cahaya matahari dan hanya terjadi pada organisme yang memiliki klorofil Taiz dan Zeiger 2002 . Reaksi ini terjadi di dalam membran tilakoid pada kloroplas yang terletak di dalam klorofil. Gambar 2. Reaksi fotosintesis Taiz and Zeiger 2002 Sintesis karbohidrat berupa pati dan sukrosa membutuhkan aliran karbon yang melalui siklus Calvin pada kondisi ketika penyerapan CO 2 bersifat kontinu. Ketika fotosintesis mencapai steady state , 56 bagian dari triosa fosfat berperan dalam pembentukan ribulosa-1,5-bifosfat, sedangkan 16 bagian sisanya diekspor ke dalam sitosol untuk pembentukan sukrosa maupun metabolit lain yang akan dikonversi menjadi pati di dalam kloroplas. 8 Gambar 3. Kloroplas pada tumbuhan Taiz dan Zeiger 2002 Siklus Calvin dibagi ke dalam 3 tahap: 1. Karboksilasi, pada tahap ini CO 2 terikat secara kovalen pada karbon skeleton CO 2 akseptor ribulosa-1,5-bifosfat membentuk 2 molekul 3-fosfogliserat; 2. Reduksi, pada tahap ini 3-fosfogliserat direduksi menjadi gliseraldehid-3-fosfat jenis karbohidrat; 3. Regenerasi, pada tahap ini terjadi pembentukan kembali CO 2 akseptor ribulosa-1,5-bifosfat. Input energi yang berasal dari ATP dan NADPH dibutuhkan oleh tumbuhan untuk menjamin proses fiksasi CO 2 . Saat berlangsung siklus Calvin, dibutuhkan 2 molekul NADPH dan tiga molekul ATP untuk mengkonversi 1 molekul CO 2 menjadi karbohidrat. Gambar 4. Siklus Calvin Prawiranata 1991 Dinding sel penyusun tanaman, yang merupakan tempat terdapatnya serat pangan dan substansi pektat pada tanaman, memiliki ketebalan bervariasi, ada yang menempati lebih dari 95 isi sel tetap ada juga yang kurang dari 5 persen. Menurut Selvendran 1983, proses pembentukan dinding sel tanaman terjadi dalam tiga tahapan utama yaitu: 1. Terbentuknya sekat pemisah selama daerah meristematis membelah akibat pembelahan sel. Pada saat ini middle lamella terbentuk. Middle lamella terdiri dari molekul amorf, khususnya substansi pektat. 2. Tahap pengontrolan penumpukan polimer-polimer pada dinding dan pengontrolan komposisi dinding sel tersebut membesar. Kandungan utama dinding yang terbentuk akibat penumpukan polimer ini adalah polisakarida seperti substansi pektat, hemiselulosa, selulosa, dan beberapa glikoprotein. Dinding yang terbentuk tersebut disebut dinding sel pertama. 9 3. Tahap penebalan kedua yang menentukan struktur akhir dari sel-sel tertentu. Pada tahap ini terjadi penumpukan zat seperti lignin. Dinding sel yang terbentuk ini kemudian disebut dinding sel kedua yang komponen utamanya adalah selulosa, lignin, dan hemiselulosa sebagai matriks amorf. Adapun gum, musilase, kutin, asam fitat, dan lainnya merupakan komponen serat dalam jumlah kecil dari dinding sel tanaman.

E. Sayuran