Mata Kuliah Fisiologi Tumbuhan Kelas A Tugas 2
Disusun oleh Kelompok 4:
1. Sarah Hanifah Rosjadi 121510501067 2. Lintang apriliantika S. 121510501068 3. Winda Puspita Ratih 121510501074 4. Havidatul Munawaroh 121510501078
5. Dhimas Singgih P.U 121510501091 Asimilasi Sulfur I. Pendahuluan
Tanaman membutuhkan nutrisi atau hara dalam mencukupi kebutuhan pertumbuhan dan segala proses kehidupannya. Tanaman akan tumbuh baik apabila seluruh kebutuhan haranya terpenuhi. Terdapat 16 jenis unsur hara yang esensial bagi pertumbuhan tanaman seperti N, P, K, Ca, S, Mg, Cl, Fe, Mn, Cu, B, Mo, Zn, C, H dan O. Beberapa hara yang termasuk dalam hara makro sekunder yang cukup banyak dibutuhkan tanaman salah satunya adalah sulfur (S). Yamaguchi and Sano (2011), menyatakan bahwa sulfur merupakan salah satu unsur hara yang banyak dibutuhkan oleh makhluk hidup. Sulfur termasuk dalam elemen makro yang banyak digunakan oleh makhluk hidup, tak terkecuali bagi tanaman. Konsentrasi sulfur dalam jaringan kering tanaman dapat mencapai 0,1%.
Tanaman membutuhkan sulfur sebanyak jumlah phosphor. Sulfur ditemukan di sistin, sistein dan methionin, asam amino yang menyusun protein tanaman. Sulfur mengaktifkan sistem enzim tertentu dan sebagai komponen pada beberapa vitamin. Walaupun sulfur dideskripsikan sebagai unsur hara sekunder, sebagian besar dikarenakan tanaman tidak mengalami defisiensi unsur sulfur seperti unsur hara seperti nitrogen, phosphor, kalium. Pada kenyataannya, banyak tanaman budidaya mengandung jumlah cukup unsur sulfur dan unsur fosfat.
Tanaman umumnya mengambil sulfur dalam bentuk sulfat (SO42-). Sulfat dalam tanaman berperan dalam penyusunan 2 protein dari 21 asam amino yang ada, serta membantu pembentukan enzim dan vitamin dan ada senyawa organik lainnya (Yenni, 2012). Menurut Barker and Pilbeam (2007), sulfat secara aktif diambil oleh tanaman melalui membrane plasma dari sel-sel akar kemudian diangkut ke xylem dan kemudian dibawa ke tunas melalui aliran transpirasi. pada kloroplas sulfat kemudian diubah menjadi sulfide sebelum diasimilasi menjadi senyawa organik. Yamaguchi and Sano (2011), menambahkan bahwa Sebagian besar sulfur yang diserap oleh tanaman digunakan untuk membentuk protein yaitu sistein dan methionin.
Sulfur merupakan salah satu unsur hara esensial yang dibutuhkan oleh tanaman dan diserap oleh akar sebagai ion sulfat dan mengalami reduksi di dalam tanaman menjadi gugusan sulfihidril (-SH), sedangkan daun mengambil sulfur dari atmosfer dalam bentuk sulfur dioksida. Sulfur merupakan bagian dari hasil metabolisme senyawa-senyawa kompleks yang berfungsi sebagai aktivator, kofaktor atau regulator enzim dan berperan dalam proses fisiologi tanaman.
Sulfur tidak berperan langsung dalam pembentukan energi (ATP) seperti phospor, namun sulfur berperan dalam sintesis protein. Protein nantinya akan dirombak menjadi karbohidrat apabila zat makanan penghasil energi utama tidak mencukupi. Sulfur sangat berperan dalam pembentukan klorofil dan meningkatkan ketahanan tanaman terhadap serangan jamur. Sulfur juga membentuk senyawa minyak yang menghasilkan aroma seperti pada bawang dan cabe. Pada tanaman kacang, sulfur merangsang pembentukan bintil akar di dalam tanah dan berperan untuk menurunkan PH tanah alkali.
Peranan sulfur dalam pertumbuhan dan metabolisme tanaman salah satunya adalah merupakan bagian penting dari ferodoksin, suatu komplex Fe dan S yang terdapat dalam kloroplas dan terlibat dalam reaksi oksidoreduksi dengan transfer elektron serta dalam reduksi nitrat dalam proses fotosintesis. Sulfur dikaitkan pula dengan pembentukan klorofil yang erat hubungannya dengan proses fotosintesis dan ikut serta dalam beberapa reaksi metabolisme seperti karbohidrat, lemak, dan protein. Dengan proses fotosintesis energi cahaya matahari ditangkap oleh tumbuhan dan diubah menjadi energi kimia atau makanan yang disimpan di dalam tubuh tumbuhan (Danapriatna, 2010).
Sulfur banyak diserap oleh tanaman padi selama masa pertumbuhan dan mencapai maksimum pada fase pembungaan. Pada fase ini, sulfur terakumulasi di daun, sebagian besar di daun muda. Kadar S-total di daun dan batang padi tinggi pada awal pertumbuhan. Setelah stadia itu, sulfur disimpan dalam daun dan tangkai, kemudian ditranslokasikan ke gabah. Oleh karena itu, sulfur harus tersedia pada awal pertumbuhan hingga pada fase anakan aktif untuk memperoleh hasil yang optimal. Kekurangan sulfur akan menghambat sintesis protein yang mengakibatkan terjadi akumulasi asam-asam amino yang tidak mengandung S di dalam tanaman.
[image:2.595.83.261.501.782.2]Gambar 1. menunjukkan proses asimilasi sulfur di dalam tanaman.
asimilasi sulfat dalam tanaman dimulai dengan pembentukan Adenosin 5-phospat (APS) dari sulfat melalui reaksi reduksi yang menggunakan ATP sulfurilase sebagai katalis. langkah kedua, sulfat yang telah aktif direduksi oleh APS reduktase untuk membentuk sulfit. ketiga, sulfit direduksi oleh sulfit reduktase menjadi sulfide dengan ferredoxin sebagai reduktan. sulfide yang terbentuk kemudian disintesis menjadi sistein menggunakan katalis O-acetylserine(thiol)lyase dan O-acetylserine sebagai substrat.
[image:3.595.87.511.390.516.2]Sulfur dalam tanah terdapat dalam bentuk organik dan anorganik. Bentuk S anorganik penting dalam tanah karena sebagian besar sulfur diambil oleh tanaman dalam bentuk SO42- (sulfat), begitu juga bentuk S organik juga penting dalam tanah karena dapat meningkatkan total S tanah. Sebagian besar bentuk sulfur di dalam tanah adalah S organik. Sulfur diserap oleh tanaman dalam bentuk sulfat (SO42-) dan hanya sebagian kecil sulfur dalam bentuk gas SO2 yang diserap langsung oleh tanaman dari tanah dan atmosfer. Bentuk S tersebut merupakan S anorganik yang bersifat aktif di dalam tanah. Sulfur anorganik dihasilkan dari dekomposisi senyawa organik yang mengandung S dan dari pupuk pembawa S. Bentuk sulfur anorganik yaitu SO42- terlarut, SO42- terjerap, SO42- tak larut dan S anorganik tereduksi. SO42- terlarut dan terjerap merupakan fraksi sulfur yang dapat tersedia bagi tanaman (Nugroho, 2013).
Gambar 2. Reaksi reduksi sulfat (Salissbury, 1995)
Gambar 3. Reaksi perubahan sulfit menjadi sistein dan metionin (Salisburry, 1995)
Reaksi perubahan sulfit menjadi sistein dan metionin dimulai dengan penggantian gugus asetat O-asetil serin dengan sulfide dikatalisi oleh sistein sintatase. Reaksi kedua pelepasan fosfat menjadi O-fosforilhomoserin dan menggabungkan atom belerang disistein ke gugus CH2 dikatalisis oleh enzim sistationin sintatase. Reaksi berikutnya dikatalisi oleh enzim sistationase menghidrolisis sistationin anatara S dan karbon, selanjutnya piruvat dan NH4+ dilepas. Homosistein diubah menjadi metionin sintetase menjadi metionin dengan menerima gugus metal pada reaksi 4.
Daftar Pustaka
Barker, A. V and D. J Pilbeam. 2007. Handbook of Plant Nutrition (Books in Soils, Plants, and the Environment). New York: Taylor & Francis Group.
Danapriatna, N. 2010. Peranan Sulfur Bagi Pertumbuhan Tanaman. Bogor: IPB.
Nugroho, G. 2013. Pengaruh Merk dan Konsentrasi Pupuk Serta Konsentrasi SukrosaPada Medium Cair Terhadap Induksi Kentang Varietas Margahayu. Semarang: UNS.
Salisbury, F. dan C. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan, Jilid 3. Bandung: ITB Press.
Yamaguchi, Y. and H. Sano. 2001. The Sulfate Pathway in Higher Plants: Recent Progress Regarding Multiple Isoform and Regulatory Mechanism. Plant Biotechnology, 18 (1) : 17-25.
