Remote Sensing (Penginderaan Jauh)

Penginderaan jauh merupakan upaya pengambilan data dari tempat yang sangat jauh dengan berbagai macam cara, misalnya satelit.

Satelit merupakan benda yang dibuat terbang mengitari bumi atau semacam pesawat dengan periode revolusi dan rotasi tertentu.

Satelit bergerak akibat adanya gaya, yaitu :

a)      Gaya Sentripental mengakibatkan satelit bergerak menjauhi bumi;

Gaya Gravitasi mengakibatkan satelit bergerak mendekati bumi dan mempertahankan keadaan satelit pada tempatnya yang disebut orbit.

Satelit pada orbitnya

Satelit tidak pernah jatuh ke bumi ini karena bumi adalah bulat dan kurva. Bumi kurva sekitar 5 meter ke bawah untuk setiap 8000 meter sepanjang cakrawala. Agar sebuah satelit berhasil mengorbit bumi, ia harus menempuh jarak horisontal 8000 meter sebelum jatuh jarak vertikal dari 5 meter. Karena proyektil horizontal-meluncurkan jatuh jarak vertikal dari 5 meter di detik pertama gerak, proyektil mengorbit harus diluncurkan dengan kecepatan horizontal 8000 m/s. Ketika diluncurkan pada kecepatan ini, proyektil akan jatuh ke bumi dengan lintasan yang cocok dengan kelengkungan Bumi. Dengan demikian, proyektil akan jatuh di sekitar Bumi, selalu percepatan ke arah itu di bawah pengaruh gravitasi, namun tidak pernah bertabrakan ke dalamnya karena bumi terus melengkung pada tingkat yang sama.

Komponen satelit

Bagaimana satelit diluncurkan

Jika satelit diluncurkan pada 17.000 mph, momentum ke depan akan menyeimbangkan gravitasi, dan itu akan mengelilingi Bumi. Di sisi lain, jika satelit ini diluncurkan lebih cepat dari 23.500 mph, itu akan meninggalkan tarikan gravitasi Bumi.

Jenis orbit yang paling umum adalah :

a)      LEO (Low Earth Orbit) ditempatkan sekitar 161- 483 km dari permukaan bumi. Karena sifatnya yang terlalu dekat dengan permukaan bumi menyebabkan satelit ini akan bergerak sangat cepat untuk mencegah satelit tersebut terlempar keluar dari lintasan orbitnya. Satelit pada orbit ini akan bergerak sekitar 28163 km/jam. Satelit pada orbit ini dapat menyelesaikan satu putaran mengeliling bumi antara 30 menit – 1 jam. Satelit pada low orbit hanya dapat terlihat oleh stasiun bumi sekitar 10 menit.

b)      MEO (Medium Earth Orbit) dengan ketinggian 9656 - 19312 km dari permukaan bumi. Pada orbit ini satelit dapat terlihat oleh stasiun bumi lebih lama sekitar 2 jam atau lebih. Dan waktu yang diperlukan untuk menyeleseaikan satu putaran mengitari bumi adalah 2 – 4 jam.

Untuk Orbit LEO dan MEO, umumnya merupakan Polar Orbit karena inklinasi lintasan terhadap ekuator sangat besar.

GEO (Geostationary Earth Orbit) mengitari bumi 24 jam dan relatif diam terhadap bumi (berputar searah rotasi bumi). Sama dengan waktu yang dibutuhkan bumi berotasi pada sumbunya. Umumnya ditempatkan sejajar dengan equator bumi. Karena relatif diam terhadap bumi maka spot (wilayah radiasi sinyal) juga tidak berubah. Jarak ketinggian dari permukaan bumi sekitar 35895 km. GEO satelit akan selalu terlihat oleh stasiun bumi dan sinyalnya dapat mengjangkau 1/3 dari permukaan bumi. Sehingga 3 buah GEO satelit dapat mengjangkau seluruh permukaan bumi kecuali pada wilayah kutub Utara dan kutub Selatan.

Jenis-jenis Satelit dan kegunaannya, yaitu :

1.      Satelit Komunikasi adalah satelit buatan yang dipasang di angkasa dengan tujuan telekomunikasi menggunakan radio pada frekuensi gelombang mikro. Kebanyakan satelit komunikasi menggunakan orbit geosinkron atau orbit geostasioner, meskipun beberapa tipe terbaru menggunakan satelit pengorbit Bumi rendah.

2.      Satelit Navigasi adalah satelit yang menggunakan sinyal radio yang disalurkan ke penerima di permukaan tanah untuk menentukan lokasi sebuah titik dipermukaan bumi dan letak posisi kita.

Satelit navigasi yang populer misalnya GPS milik Amerika, Glonass milik Rusia, dan Galileo.

3.      Satelit Remote Sensing atau Satelit Pengamat Bumi atau Satelit Observasi Bumi adalah satelit yang dirancang khusus untuk mengamati Bumi dari orbit, seperti satelit reconnaissance tetapi ditujukan untuk penggunaan non-militer seperti pengamatan lingkungan, meteorologi, pembuatan peta, mencari data dengan cara mengambil gambar (foto, scan). Beredar secara utara-selatan.

4.      Satelit Astronomi adalah satelit yang digunakan untuk mengamati planet, galaksi, dan objek angkasa lainnya yang jauh.

5.      Satelit mata-mata adalah satelit pengamat Bumi atau satelit komunikasi yang digunakan untuk kepentingan militer atau mata-mata.

6.      Satelit Tenaga Surya adalah satelit yang diusulkan dibuat di orbit Bumi tinggi yang menggunakan transmisi tenaga gelombang mikro untuk menyorotkan tenaga surya kepada antena sangat besar di Bumi yang dapat digunakan untuk menggantikan sumber tenaga konvensional.

7.      Satelit Cuaca adalah satelit yang diguanakan untuk mengamati cuaca dan iklim Bumi.

8.      Stasiun Angkasa adalah struktur buatan manusia yang dirancang sebagai tempat tinggal manusia di luar angkasa (lab atau kantor di luar angkasa).

Stasiun angkasa dirancang untuk hidup jangka-menengah di orbit, untuk periode mingguan, bulanan, atau bahkan tahunan.

9.      Satelit Miniatur adalah satelit yang ringan dan kecil.

Klasifikasi baru dibuat untuk mengkategorikan satelit-satelit ini: satelit mini (500–200 kg), satelit mikro (di bawah 200 kg), satelit nano (di bawah 10 kg).

Satelit Penginderaan Jauh memiliki resolusi atau tingkat ketajaman, yaitu : Spatial Resolution, Temporal resolution, dan Spectral Resolution.

1.      Spatial resolution dibagi 3, yaitu :

a. High Spatial Resolution : 0,6 – 4 m

b. Medium Spatial Resolution : 4 – 30 m

c. Low Spatial Resolution : 30 – >1000 m, untuk melihat awan

2.      Temporal resolution dibagi 3, yaitu :

a. High Temporal Resolution : < 24 jam – 3 hari

b. Medium Temporal Resolution : 4 – 16 hari

c. Low Temporal Resolution : > 16 hari

3.      Spectral resolution dibagi 3, yaitu :

a. High Spectral Resolution : 220 bands

b. Medium Spectral Resolution : 3 – 15 bands

c. Low Spectral Resolution : < 3 bands

Macam-macam satelit Penginderaan jauh, antara lain :

1.      Satelit Landsat (Land Satelite)

Citra Landsat TM merupakan salah satu jenis citra satelit penginderaan jauh yang dihasilkan dari sistem penginderaan jauh pasif. Landsat memiliki 7 saluran dimana tiap saluran menggunakan panjang gelombang tertentu. Satelit landsat merupakan satelit dengan jenis orbit sunsynkron (mengorbit bumi dengan hampir melewati kutub), memotong arah rotasi bumi dengan sudut inklinasi 98,2° dan ketinggian orbitnya 705 km dari permukaan bumi. Luas liputan per scene 185km x 185km.

2.      Satelit SPOT (systeme pour I’observation de la terre)

Merupakan satelit milik Perancis yang mengusung pengindera HRV (SPOT1,2,3,4) dan HRG (SPOT5). Satelit ini mengorbit pada ketinggian 830 km dengan sudut inklinasi 80°.  Satelit SPOT memiliki keunggulan pada sistem sensornya yang membawa dua sensor identik yang disebut HRVIR (haute resolution visibel infrared). Masing-masing sensor dapat diatur sumbu pengamatanya kekiri dan kekanan memotong arah lintasan satelit merekam sampai 7 bidang liputan.

3.      Satelit ASTER (advanced spaceborne emission and reflecton radiometer)

Satelit yang dikembangkan negara jepang dimana sensor yang dibawa terdiri dari VNIR, SWIR, dan TIR. Satelit ini memiliki orbit sunshyncronus yaitu orbit satelit yang menyelaraskan pergerakan satelit dalam orbit presisi bidang orbit dan pergerakan bumi mengelilingi matahari, sedemikian rupa sehingga satelit tersebut akan melewati lokasi tertentu di permukaan bumi selalu pada waktu lokal yang sama setiap harinya. Ketinggian orbitnya 707 km dengan sudut inklinasi 98,2°.

4.      Satelit QUICKBIRD

Merupakan satelit resolusi tinggi dengan resolusi spasial 61 cm, mengorbit pada ketinggian 450 km secara sinkron matahari, satelit ini memiliki dua sensor utama yaitu pankromatik dan multispektral. Quickbird diluncurkan pada bulan Oktober 2001 di California, AS. Quickbird memiliki empat saluran (band).

5.      Satelit IKONOS

Ikonos adalah satelit resolusi spasial tinggi yang diluncurkan bulan september 1999. merekam data multispektral 4 kanal pada resolusi 4m. Ketinggian orbitnya 681 km. Citra resolusi tinggi sangat cocok untuk analisis detil misalnya wilayah perkotaan tetapi tidak efektif apabila digunakan untuk analisis yang bersifat regional.

6.      Satelit ALOS (Advaced Land Observing Satelite)

Merupakan satelit yang diluncurkan oleh Jepang pada tanggal 24 Januari 2006. ALOS adalah satelit pemantau lingkungan yang busa dimanfaatkan untuk kepentingan kartografi, observasi wilayah, pemantauan bencana alam dan survey sumberdaya alam.

7.      Satelit GeoEye    

GeoEye-1 merupakan Satelit pengamat Bumi yang pembuatannya disponsori oleh Google dan National Geospatial-Intelligence Agency (NGA) yang diluncurkan pada 6 September 2008 dari Vandenberg Air Force Base, California, AS. Satelit ini mampu memetakan gambar dengan resolusi gambar yang sangat tinggi dan merupakan satelit komersial dengan pencitraan gambar tertinggi yang ada di orbit bumi saat ini.

8.      Satelit WorldView

Satelit WorldView-2 adalah satelit generasi terbaru dari Digitalglobe yang diluncurkan pada tanggal 8 Oktober 2009. Citra Satelit yang dihasilkan selain memiliki resolusi spasial yang tinggi juga memiliki resolusi spectral yang lebih lengkap dibandingkan produk citra sebelumnya. Resolusi spasial yang dimiliki citra satelit WorldView-2 ini lebih tinggi, yaitu : 0.46 m – 0.5 m untuk citra pankromatik dan 1,84 m untuk citra multispektral. Citra multispektral dari WorldView-2 ini memiliki jumlah band sebanyak 8 band, sehingga sangat memadai bagi keperluan analisis-analisis spasial sumber daya alam dan lingkungan hidup.

9.      Satelit NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration)

Satelit NOAA merupakan satelit meterologi generasi ketiga milik Amerika Serikat. Munculnya satelit ini untuk menggantikan generasi satelit sebelumnya, seperti seri TIROS (Television and Infra Red Observation Sattelite, tahun 1960-1965) dan seri IOS (Infra Red Observation Sattelite, tahun 1970-1976). Konfigurasi satelit NOAA adalah pada ketinggian orbit 833-870 km, inklinasi sekitar 98,7° – 98,9°, mempunyai kemampuan mengindera suatu daerah 2 x dalam 24 jam (sehari semalam).

Seri NOAA ini dilengkapi dengan 6 (enam) sensor utama, yaitu :

1. AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer),

2. TOVS (Tiros Operational Vertical Sonde),

3. HIRS (High Resolution Infrared Sounder (bagian dari TOVS),

4. DCS (Data Collection System),

5. SEM (Space Environment Monitor),

6. SARSAT (Search And Rescue Sattelite System).

UNSUR MAKRO DAN MIKRO TANAMAN (bag. 2)

ZAT BESI ( Fe)

Besi merupakan unsur yang terkandung didalam kerak bumi yang terikat dalam batuan beku, batuan endapan, dan jabarannya. 

Bentuk dan keberadaan besi dalam tanah 

Besi yang berada dalam tanah berasal dari pelapukan Fe-silikat atau Fe-oksida yang menghasilkan kation-kation Fe3+ yang reaktif yang kemudian tereduksi oleh kandungan karbondioksida dalam larutan pelapukan sehingga menjadi kation Fe2+ yang dibutuhkan oleh tanaman. 

Penyerapan besi 

Besi diserap oleh tanaman dalam bentuk Fe2+ yang mekanisme penyerapannya adalah melalui aliran massa serta intersepsi akar dan singgungan akar dengan oksida-oksida besi. 

Penyerapan Fe melalui aliran massa hanya mencapai 3-9% total Fe yang diangkut tanaman, sedangkan 91-97% diserap melalui mekanisme intersepsi akar dan singgungan akar dengan oksida-oksida besi. Intersepsi akar merupakan asimilasi hara yang ada dalam larutan pori tanah yang berisi akar tanaman. Mekanisme singgungan akar terjadi jika akar kahat Fe memasuki larutan hara yang mengandung oksida Fe sehingga menyebabkan Ph larutan hara turun. Penurunan Ph ini sangat menguntungkan untuk memobilisasi oksida Fe sampai memasuki antarmuka akar-besi. 

Peranan besi dalam tanaman 

Peranan besi (Fe) dalam metabolisme tanaman telah diamati sejak tahun 1844 oleh GRIS, yaitu peranannya dalam menjaga klorofil dalam tanaman. 

Fungsi besi dalam tanaman juga tergabung dengan system enzim pernafasan tertentu, seperti: katalase, paroksidase, dan sitokrom a, sitokrom b, sitokrom c, feredoksin, ferikrome dan suksinik dehidrogenase. Kekahatan besi pada tanaman menyebabkan klorosi pada jaringan daun karena ketidak cukupan sintesis klorofil.

MANGAAN ( Mn)

Pelican primer (batuan) terpenting sebagai sumber mangan adalah ferromagnesian-kaya besi, sedangkan pelican sekunder pemasok mangan antara lain : manganit, pirolusit, hausmanit, vrendenburgit, bixyite, braunit 3, jakobsit, holandit, todokorit, litioforit, dan birnesit. 

Bentuk dan Keberadaan Mangan dalam tanah 

Kelarutan Mn dalam tanah tergantung pada pH tanah dan keadaan oksidasi-reduksi tanah. 

Pemasaman tanah meningkatkan kelarutan mangan karena berkurangnya bahan organic yang menjerap mangan. 

Peningkatan pengangkutan Mn disebabkan oleh kemampuan ferus sulfat untuk mereduksi oksida-oksida mangan bermartabat tinggi menjadi lebih tersedia bagi tanaman. Status Mn tanah dipengaruhi oleh kelengasan tanah, temperature, pH dan bahan organik tanah.

SULPHUR (S)

Sumber utama sulfur adalah gas belerang yang dikeluarkan gunung api, sedangkan sumber lain adalah bahan tambang yang mengandung belerang. 

Bentuk dan Keberadaan Sulfur dalam Tanah 

Anasir sulfur berwarna kuning logam dan ditemui secara alami sebagai endapan di daerah gunung api yang tidak larut dalam air sebelum mengalami oksidasi. Sulfur mampu bereaksi dengan berbagai logam membentuk senyawa sulfida yang bebas oksigen. 

Keberadaan sulfur dalam tanah terbagi menjadi 3 bagian yaitu : 

- Peredaran sulfur-organik 

- Peredaran sulfur anorganik 

- Penahanan sulfat 

Penyerapan Sulfur 

Unsur hara sulfur terutama diserap tanaman dalam bentuk ion sulfat.

Kepekatan sulfur-pupuk dan S-total (ppm) dan pengangkutan (mg/pot) menunjukkan adanya hubungan sinergistik kuat antara fosfor dan sulfur dalam tanah. 

Peranan Sulfur dalam Tanaman 

Unsur hara sulfur (S) merupakan bagian penting protein tertentu, diperlukan dalam sintesis protein, vitamin tertentu, klorofil dan senyawa organic lain. 

Takaran kebutuhan sulfur bagi tanaman sebanyak kebutuhannya terhadap fosfor. 

SENG (Zn) 

Unsur seng (Zn) dikandung oleh batuan beku, batuan endapan dan tanah. 

Batuan beku terpenting pemasok Zn adalah granit 40 ppm dan basalt 100 ppm. Sedangkan batuan endapan adalah batu kapur 20 ppm, batu pasir 16 ppm, dan batuan liat 100 ppm. Pelikan yang mengandung Zn antara lain sfalarit, smit sonit dan hemi morfit. 

Bentuk dan keberadaan seng dalam tanah 

Pelapukan Zn akan melepasakan Zn2+ kedalam larutan ion ini tetapi tetap merajai sampai pH sekitar 9,0 

Hal ini dikarenakan banyaknya Zn dalam senyawa dapat larut dan ion-ion kompleks yang mungkin terbentuk dengan anion-anion anorganik biasanya tidak mantap. Transport Zn dalam larutan akan berjalan lancar, kecuali jika larutan itu mengandung ion oksida. 

Pada larutan alkalin yang bebas ion sulfida ion Zn tetap dapat larut bersama anion-anion utama lain, Kelarutannya ini tidak dipengaruhi oleh perubahan-perubahan pada potensial redoks.

Boron ( B ) 

Unsur Boron dikandung oleh batuan beku, batuan endapan dan tanah. 

Kandungan boron pada batuan granit 15 ppm, basalt 5 ppm, batu kapur 20 ppm, batu pasir 35 ppm dan batu liat 100 ppm. Pelikan penting yang mengandung boron antara lain borax, uleksit, ludwigd, turmalin, aksinit dan mika. 

Bentuk dan Keberadaan Boron dalam tanah 

Pelapukan batuan yang mengandung boron akan menghasilkan borat. Penyerapan ion borat dari larutan tanah dapat dilakukan oleh pelikan-pelikan liat dan seskioksida. Penjerapan ini tergantung Ph dan mencapai maksimal pH 7-9. Penjerapan ion borat lebih banyak dilakukan oleh seksiosida dari pada pelikan liat. 

Penyerapan boron 

Unsur hara boron diserap dalam bentuk anion BO3- melihatkan kedua tahapan proses serapan yaitu serapan cepat dan serapan lambat. Serapan lambat berlangsung setelah serapan cepat mencapai arus jenuh. Serapan lambat ini merupakan serapan metabolis, yang memasukkan anion BO-3 ke dalam ruang sebelah dalam sel. 

Peranan Boron dalam Tanaman 

Unsur hara boron mempunyai fungsi sebagai penunjang transport gula menerobos membran sel, dengan membentuk kompleks gula borat dapat terionisasi. Boron menyebabkan degenerasi jaringan meristematik akibat terganggunya pembelahan sel. Boron juga mengurangi kapasitas tanaman menyerap posfat dan mengguranggi aktivitas ATP ase. 

Molibdenum(Mo) 

Kandungan Mo rata-rata batuan beku adalah 1-2 ppm yaitu pada batu basalt 1,0 ppm dan batuan granit 2,0 ppm sedangkan pada batuan endapan yaitu batu kapur 0,4 ppm, batu pasir 0,2 ppm dan shale 2,6 ppm. 

Bentuk dan keberadaan molibdenum dalam tanah 

Molibdenum mempunyai beberapa martabat ion pada pelikan yang mengandungnya. Jika dalam larutan tersedia cukup Ca2+, Pb2+, Cu2+ atau Fe3+ ion-ion molibdat itu akan diendapkan dan jika keadaan lingkungan kahat oksigen dapat membentuk ilsemenit.

Ion-ion molibdad akan terserap pada jarah-jarah koloid yang bermuatan positif. 

Kepekatan Mo dalam air tanah banyak dikendalikan oleh adanya kation Fe3+, Pb2+ dan Ca2+ dalam larutan. Kisaran Mo dalam tanah adalah 0,2 smapai 10 ppm namun umumnya lebih kecil 5 ppm. 

Kelarutan bentuk-bentuk ion molibdenum dalam tanah menunjukkan bahwa ion molibdenum terpenting adalah MoO42- 

Penyerapan Molibdenum 

Unsur hara molibdenum diserap akar tanaman dalam bentuk anion molibdad (MoO42-) yang juga melibatkan transpor aktif walaupun bukti langsung hal ini sangat sedikit. 

Faktor-faktor pengendalian pengambilan Mo oleh tanaman meliputi :

- Bahan induk dan kimiawi dalam tanah 

- pH tanah

- spesies dan spesies tanaman 

- pengaruh fosfor,sulfur,mangan besi 

- jenjang pertumbuhan tanaman 

- bahan organik dan 

- pengatusan tanah 

Peranan molibdenum dalam tanah 

Molibdenum (Mo) menjadi komponen enzim-enzim nitrat reduktase, nitrogenase dan sulfit oksidase fungsi pokok Mo dalam tanaman terangkum dalam transfer elektron. 

Nirat reduktase banyak dijumpai dalam berbagai spesies tanaman. 

Tanaman yang tumbuh pada tanah banyak mengandung Mo3- sehingga membutuhkan lebih banyak Mo dibandingkan jika tanah mengandung NH4-.

UNSUR MAKRO DAN MIKRO TANAMAN

Di tinjau dari cara tumbuhan memperoleh makanan organiknya, pada tumbuhan hijau cenderung bisa menyediakan sendiri (Autotrof) dengan merubah bahan anorganik menjadi organik sebagai makanannya dalam bentuk amilum. Pembentukan amilum/glukosa itu dilakukan dengan cara Fotosintesis. 

Meskipun dapat membuat makanan sendiri, menyediakan bahan organik sendiri, tetap tumbuhan hijau tergantung oleh lingkungan dalam mencari bahan anorganiknya Bahan anorganik itu bisa didapatkan dengan menyerap air tanah dengan unsur hara yang ikut serta atau menyerap dari lingkungannya.melalui udara misalnya CO2, O2.

Dari analisis kimia terhadap senyawa-senyawa yang terkandung dalam tumbuhan dan uji coba mineral terhadap pertumbuhan akhirnya di di ketahui terdapat 16 macam mineral 

Mineral itu di kelompokkan dalam dua kelompok, Makroelemen dan mikroelemen. Makroelemen (Unsur Makro) terdiri dari unsur hara pokok yaitu unsur C, H, O, N, P, K, S, CA Fe, Mg. Dan kelompok ke dua yang merupakan mikroelemen (Unsur Mikro) yang di sebut sebagai unsur hara pelengkap yaitu terdiri dari unsur-unsur Mn, B, C u, Zn, CL, Mo. 

Elemen-elemen itu tidak boleh tidak ada dalam tumbuhan karena akan mengganggu pertumbuhan, hingga dapat mengakibatkan kematian pada tumbuhan.

Peran Unsur hara itu dengan dampak defisiensinya, misalnya terlihat dari bagian daun, ada yang terlihat menguning, menimbulkan bercak kuning, bagian tulang daun yang terlihat seperti terbakar, bagian ujung daun yang terlihat terbakar. Hingga bagian batang yang terlihat seperti terbakar dan menguning.

DESKRIPSI UNSUR HARA 

Kalium (K) 

Kalium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang K dan nomor atom 19. Kalium berbentuk logam lunak berwarna putih keperakan dan termasuk golongan alkali tanah. Secara alami, kalium ditemukan sebagai senyawa dengan unsur lain dalam air laut atau mineral lainnya. Kalium teroksidasi dengan sangat cepat dengan udara, sangat reaktif terutama dalam air, dan secara kimiawi memiliki sifat yang mirip dengan natrium. Dalam bahasa Inggris, Kalium sering disebut Potassium. 

Sumber-sumber Kalium (K) 

Sumber kalium dapat bersifat alami seperti pelican silikat primer dan pelican liat. Pelican silikat primer yang mengandung kalium antara lain muskovit, biotit, mikrolin, mika-K, feldspar-K dan beberara pelican lain. Sedangkan pelican liat yang mengandung antara lain ilit, vermikulit, kaolinit, montmorilonit, zeolit dan alofan. 

Fungsi utama Kalium (K) ialah membantu pembentukan protein dan karbohidrat. Kalium pun berperan dalam memperkuat tubuh tanaman agar daun, bunga, dan buah tidak mudah gugur. Kalium pun merupakan sumber kekuatan bagi tanaman dalam menghadapi kekeringan dan penyakit. 

DEFISIENSI 

Kekurangan Kalium memang agak sulit diketahui gejalanya, karena gejala ini jarang ditampakkan ketika tanaman masih muda. 

Daun-daun berubah jadi mengerut alias keriting (untuk tanaman kentang akan menggulung) dan kadang-kadang mengkilap terutama pada daun tua, tetapi tidak merata. Selanjutnya sejak ujung dan tepi daun tampak menguning, warna seperti ini tampak pula di antara tulang-tulang daun pada akhirnya daun tampak bercak-bercak kotor (merah coklat), Sering pula bagian yang berbercak ini jatuh sehingga daun tampak bergeri emah dan pendek-pendek, sehingga tanaman tampak kerdil 

Buah tumbuh tidak sempurna, kecil, mutunya jelek, hasilnya rendah dan tidak tahan disimpan.

Pada tanaman kelapa dan jeruk, buah mudah gugur. Bagi tanaman berumbi, hasil umbinya sangat kurang dan kadar hidrat arangnya demikian rendah 

EFEK KALIUM KE ORGAN TANAMAN 

Khusus untuk tanaman padi, gejala kekurangan unsur Kalium dapat dijelaskan sebagai berikut: 

• Daun

Daun tanaman padi yang kekurangan Kalium akan berwarna hijau gelap dengan banyaknya bintik-bintik yang warnanya yang menyerupai karat. Bintik-bintik itu pertama-tama muncul pada bagian atas daun yang sudah tua, ujung daun dan tepi daun menjadi seperti terbakar (necrotic), berwarna coklat kemerahan atau coklat kuning. Daun-daun tua, khususnya di tengah hari akan terkulai dan daun-daun muda menggulung ke arah atas dan memperlihatkan gejala-gejala kekurangan air 

• Batang 

Batang tanaman padi yang kekurangan Kalium akan tumbuh pendek dan kurus. Dan kebanyakan varietas-varietas padi yang kekurangan Kalium lebih mudah rebah 

• Akar 

Pertumbuhan akar biasanya sangat terbatas, ujung akar akan tumbuh kurus dan pendek, dan akar selalu cenderung berwarna gelam dan hitam. Akar-akar cabang dan akar rambat sangat kurus dan selalu memperlihatkan gejala pembusukan akar. 

• Bulir dan Malai 

Pertumbuhannya akan pendek dan umumnya mempunyai persentase kehampaan buah yang tinggi. Sedang jumlah bulir yang berisi untuk setiap helainya akan rendah, bulir-bulir padi akan berukuran kecil dan tidak teratur bentuknya, mutu dan berat 1.000 bulir akan berkurang, persentase bulir-bulir yang tidak berkembang dan tidak dewasa bertambah.

Calsium (Ca) 

Calsium (Ca) merupakan hara makro bagi tanaman disamping Nitrogen, Fosfor, Kalium, Magnesium dan Belerang. Unsur ini biasanya tidak dianggap sebagai unsur pupuk , oleh karena itu relatif kurang mendapat perhatian dibandingkan dengan unsur N, P dan K. Pemakaian N, P dan K secara besar-besaran serta penggunaan varietas-varietas tanaman yang konsumtif terhadap unsur hara mengakibatkan unsur kalsium (Ca) terangkut dari Tanah secara terus-menerus, sehingga ketersedian di dalam tanah sangat kecil. 

Kalsium juga merupakan salah satu kation utama pada komplek pertukaran, sehingga biasa dihubungkan dengan masalah kemasaman tanah dan pengapuran, karena merupakan kation yang paling cocok untuk mengurangi kemasaman atau menaikan pH tanah. 

Sumber Kalsium 

Di dalam tanah, kalsium selain berasal dari bahan kapur dan pupuk yang ditambahkan juga berasal dari batuan dan mineral pembentuk tanah. 

Belerang mineral yang mengandung kalsium antara lain: Amfibal (CaMg(CO3)2), Apatit (Ca5(PO4)3(ClF), Dolomit (CaMg(CO3)2), Kalsit (CaCO3). 

Mineral-mineral yang mengandung Ca pada umumnya sedikit lebih cepat lapuk dari pada mineral-mineral yang lainnya, sehingga ada kecenderungan Ca di dalam tanah akan menurun dengan meningkatnya pelapukan dan pencucian. Melalui proses pelapukan dan hancuran mineral-mineral tersebut membebaskan kalsium ke dalam air disekitarnya. 

Kalsium yang dilepaskan akan mengalami: 

- Hilang terbawa air perkolasi atau air drainase. 

- Diserap oleh organisme hidup. 

- Dijerap oleh organisme hidup. 

- Diendapkan kembali sebagai mineral-mineral sekunder terutama di daerah beriklim kering. 

Ketersediaan Kalsium Untuk Tanaman 

Kalsium di dalam tanah diserap tanaman dalam bentuk Ca2+ , yang berasal dari bentuk yang dapat ditukar atau dalam bentuk larut air. Seperti kation-kation lain, Ca2+ di dalam tanah selalu dalam keseimbangan dinamis, jika bentuknya larut air berkurang, misalnya karena pencucian atau penyerapan oleh tanaman maka ia akan digantikan oleh bentuk dapat ditukar. Sebaliknya apabila bentuk larut air tiba-tiba meningkat, misalnya karena pemupukan, maka keseimbangan akan berubah dengan arah berlawanan. 

Faktor-faktor yang menentukan ketersediaan kalsium bagi tanaman : 

- Jumlah kalsium yang dapat ditukar. 

- Derajat kejenuhan unsur-unsur tersebut pada kompleks pertukaran. 

- Tipe koloid tanah.

- Sifat ion-ion komplementer yang di jerap liat. 

Kalsium yang bersifat dapat ditukar di dalam tanah mempunyai kaitan penting dengan pH tanah dan ketersedian beberapa unsur hara. 

Kelebihan kalsium menyebabkan kalsium karbonat mengendap dan pH penyangga mendekati 8, naiknya pH akan mengakibatkan turunnya kelarutan fosfor, besi, Mo dan Zn, dan kadang-kadang menyebabkan kekahatan satu atau lebih hara-hara tanaman esensial. 

Pada umumnya persediaan kalsium di dalam tanah cukup besar, tetapi dengan adanya pemakaian pupuk Nitrogen, Fosofor, Kalium secara terus menerus dan penggunaan varietas yang konsumtif terhadap unsur hara menyebabkan persedian di dalam tanah menipis, yang berakibat pada tanah-tanah masam terjadi kekurangan unsur Ca, komplek pertukaran kation dikuasai oleh ion-ion Al. Padahal kita ketahui Al larut dapat meracuni tanaman. 

Fungsi Kalsium pada Tanaman 

Kalsium dijumpai pada tiap-tiap sel tanaman, kebanyakan unsur ini dijumpai dalam tanaman sebagai kalsium pektat pada dinding sel-sel daun dan batang. Sehingga kalsium akan memperkuat bagian-bagian ini. Kalsium begitu kuat menyatu dengan dinding sel, sehingga ia tidak dapat dipindahkan dari sel-sel tua untuk membentuk sel-sel baru. 

Tanaman yang kekurangan kalsium tumbuh kerdil karena sel-sel yang baru kecil-kecil dan jumlahnya sedikit, dan mempunyai batang lemah, karena dinding-dinding selnya tipis tidak setebal dengan dinding sel normal. Kalsium relatif tidak mobil di dalam tanaman, oleh karena itu tidak ditranslokasikan dari bagian-bagian tua ke bagian yang lebih muda. 

Peranan kalsium di dalam pertumbuhan tanaman antara lain : 

- Mendorong pembentukan dan pertumbuhan akar lebih dini. 

- Memperbaiki ketegaran dan kekahatan tanaman. 

- Mempengaruhi peng-angkutan air dan hara-hara lain. 

- Diperlukan untuk pemanjangan sel-sel, sintesis protein dan pembelahan sel. 

- Mengatur translokasi karbohidrat, kemasaman dan permeabilitas sel. 

- Mendorong produksi tanaman padi-padian dan biji tanaman. 

- Membantu menetralkan asam-asam organik yang bersifat meracuni. 

- Penting untuk pembentukan dan berfungsi nya bakteri-bakteri bintil akar (Rhizobia) pada tanaman legum. 

Gejala Tanaman Kekurangan Ca 

Dicirikan oleh berkurangnya pertumbuhan jaringan meristimatik. Gejala pertamanya akan teramati pada titik-titik tumbuh dan daun-daun muda. Bagian-bagian ini menjadi rusak dan klorosis, dan pada tingkat lanjut terjadi nekrosis pada tepi-tepi daun. Daun-daun dan akar-akar muda sering melekuk-lekuk, berkerut-kerut pendek dan berlekatan satu sama lain. 

Pada tanaman tomat ditandai dengan penyakit yang disebut busuk pucuk buah. Pada tanaman tembakau yang kahat kalsium daun-daunnya berlekuk-lekuk dan keriting. Sedangkan pada tanaman jagung kekahatan kalsium menghalangi pemunculan dan pemekaran daun-daun baru, daun-daun tertutup oleh gelatin yang menyebabkan daun-daun tersebut berlekatan satu sama lain. Untuk tanaman kacang tanah menyebabkan terjadinya polong kosong karena buah tidak berkembang. 

Karena perannya begitu penting bagi pertumbuhan tanaman, sementara ketersediaan di dalam tanah semakin menipis maka untuk dapat memperoleh pertumbuhan dan hasil tanaman yang optimal perlu adanya pemupukan unsur Ca baik melalui tanah maupun diberikan lewat daun. 

Magnesium (Mg) 

Agar tercipta hijau daun yang sempurna dan terbentuk karbohidrat, lemak, dan minyak-minyak, magnesium lah biangnya. Magnesium (Mg) pun memegang peranan penting dalam transportasi fosfat dalam tanaman. Dengan demikian, kandungan fosfat dalam tanaman dapat dinaikkan dengan jalan menambah unsur magnesium. 

Senyawa-senyawa magnesium telah lama diketahui. 

Black telah mengenal magnesium sebagai elemen di tahun 1755. Davy berhasil mengisolasikannya di tahun 1808 dan Busy mempersiapkannya dalam bentuk yang koheren di tahun 1831. 

Magnesium merupakan elemen terbanyak kedelepan di kerak bumi. Ia tidak muncul tersendiri, tapi selalu ditemukan dalam jumlah deposit yang banyak dalam bentukmagnesite, dolomite dan mineral-mineral lainnya. 

Sumber-sumber 

Logam ini sekarang dihasilkan di AS dengan mengelektrolisis magnesium klorida yang terfusi dari air asin, sumur, dan air laut. 

Sifat-sifat Magnesium (Mg) 

Magnesium merupakan logam yang ringan, putih keperak-perakan dan cukup kuat. Ia mudah ternoda di udara, dan magnesium yang terbelah-belah secara halus dapat dengan mudah terbakar di udara dan mengeluarkan lidah api putih yang menakjubkan. 

Kegunaan 

Magnesium digunakan di fotografi, flares, pyrotechnics, termasuk incendiary bombs. Ia sepertiga lebih ringan dibanding aluminium dan dalam campuran logam digunakan sebagai bahan konstruksi pesawat dan missile. Logam ini memperbaiki karakter mekanik, fabrikasi dan las aluminium ketika digunakan sebagai alloying agent. 

Magnesium digunakan dalam memproduksi grafit dalam cast iron, dan digunakan sebagai bahan tambahan conventional propellants. Ia juga digunakan sebagai agen pereduksi dalam produksi uranium murni dan logam-logam lain dari garam-garamnya. Hidroksida (milk of magnesia), klorida, sulfat (Epsom salts) dan sitrat digunakan dalam kedokteran. Magnesite digunakan untuk refractory, sebagai batu bata dan lapisan di tungku-tungku pemanas. 

Senyawa-senyawa 

Magnesium organik sangat penting untuk tumbuhan dan kehidupan binatang-binatang. Klorofil merupakan perphyrins dengan magnesium sebagai pusatnya.

Kebutuhan gizi orang dewasa akan magnesium organik berkisar sekitar 300 mg/hari. 

Kekurangan unsur hara Magnesium (Mg) 

Daun-daun tua mengalami klorosis (berubah menjadi kuning) dan tampak di antara tulang- tulang daun, sedang tulang-tulang daun itu sendiri tetap berwarna hijau. Bagian di antara tulang-tulang daun itu secara teratur berubah menjadi kuning dengan bercak-bercak merah kecoklatan.

Daun-daun mudah terbakar oleh teriknya sinar matahari karena tidak mempunyai lapisan lilin, karena itu banyak yang berubah warna menjadi coklat tua/kehitaman dan mengkerut 

Pada tanaman biji-bijian, daya tumbuh biji kurang/lemah, malah kalau tanaman tetaptumbuh maka tanaman akan nampak lemah sekali

NITROGEN ( N) 

Sumber utama Nitrogen adalah Nitrogen bebas di atmosfir yang takarannya mencapai 78% volume dan sumber lainnya senyawa-senyawa yang tersimpan dalam tubuh jasad.  

Nitrogen atmosfir (N2) memasuki sistem tanah melalui perantaraan jasad renik penambat N, hujan dan kilat. Jasad renik penambat N bebas mengubah bentuk N2 menjadi senyawa N-asam amino dan N-protein. Jika jasad renik mati, bakteri pembusuk melepaskan asam amino dari protein, dan bakteri amonifikasi melepaskan amonium dari gugus amino, yang selanjutnya akan larut dalam tanah. Amonium dapat diserap oleh tanaman, dan sisa amonium diubah menjadi nitrit, kemudian menjadi nitrat oleh bakteri nitrifikasi dan dapat langsung diserap oleh tanaman. 

Senyawa N-amonium dan N-nitrat yang dimanfaatkan oleh tanaman, akan diteruskan ke hewan dan manusia dan kembali memasuki system tanah melalui sisa-sisa jasad yang akan diurai oleh bakteri membentuk senyawa N-amonium. 

Mineralisasi Senyawa Nitrogen Kompleks 

Senyawa nitrogen yang tertambat jasad yang dilibatkan dalam kegiatan fisiologinya, dikembalikan ke dalam peredaran nitrogen setelah mengalami mineralisasi. 

Peruraian senyawa N-kompleks menjadi senyawa N-anorganik sederhana memungkinkan digunakan lagi dalam asimilasi jasad, berlangsung dalam beberapa tahapan yang melibatkan peranan berbagai macam jasad pengurai. Perubahan bentuk senyawa N ini melibatkan serangkaian reaksi ensimatik dalam tubuh jasad. 

Perubahan bentuk senyawa N ini dapat dituliskan sebagai berikut : 

Protein dan senyawa serupa + Pencernaan ensimatik Senyawa amino-kompleks + CO2 + E + Hasil lain 

Proses perubahan bentuk senyawa N organic kompleks menjadi senyawa N organic lebih sederhana (asam amino) disebut aminasi. 

Faktor lingkungan yang mengendalikan mineralisasi nitrogen adalah: temperatur, lengas dan ciri-ciri tanah. Selain itu, penambahan urea pada tanah akan mempercepat mineralisasi N. 

Laju mineralisasi nitrogen juga dikendalikan oleh kandungan N-total tanah, lamanya inkubasi dan temperatur inkubasi. 

AMONIFIKASI 

Asam amino yang dibentuk melalui aminasi akan terus diserang untuk diurai dan dimanfaatkan oleh jasad renik sampai terbentuk amonium melalui serangkaian proses ensimatik yang disebut amonifikasi. 

Amonium yang dibebaskan dari setiap satuan penggunaan protein mencapai 80%, sedangkan sisanya tetap berada dalam jaringan tubuh jasad pengurainya. 

NITRIFIKASI 

Nitrifikasi merupakan suatu proses oksidasi ensimatik yang dilakukan sekelompok jasad renik dan berlangsung dalam dua tahap yang terkoordinasikan. 

Reaksi-reaksi dalam nitrifikasi senyawa N-amonium dapat dituliskan sebagai berikut : 

Tahap pertama (nitrisasi) 

Tahap kedua (nitrasasi) 

Nitrifikasi dapat terhambat oleh sejumlah racun pada kepekatan rendah, seperti sodium tiosianat, metionin, guanidine, tiourea dan senyawa lain yang mengandung kelompok SH-aktif, seperti ditiokarbonat dan dimetil ditiokarbonat. Pada keadaan temperatur, tanah dan kelengasan ideal, nitrifikasi berlangsung sangat cepat. 

Faktor Tanah Pengendali Nitrifikasi 

Faktor tanah yang banyak berperan dalam pengendalian nitrifikasi adalah tata udara, temperature, kelengasan, kapur aktif, pupuk dan nisbah C/N. 

DENITRIFIKASI 

Denitrifikasi merupakan proses pereduksian senyawa N-nitrat menjadi gas nitrogen dan/atau gas nitrogen oksida, dengan nitrat bertindak sebagai penerima hydrogen. 

Laju denitrifikasi total akan konstan pada pH di atas 6,0, tetapi produksi N2O dan N2 tergantung pada pH. 

Tegangan oksigen ≤ 5 mm Hg akan mengurangi laju denitrifikasi sampai sepersepuluh dari laju denitrifikasi kahat oksigen. 

Pemakaian jerami sebagai substrat untuk menggantikan alfalfa ternyata mengurangi laju denitrifikasi walau perbandingan N2 dan N2O yang terbentuk tidak berubah. 

PERAN NITROGEN DALAM TANAH 

Kekahatan nitrogen menyebabkan pembelahan sel terhambat dan akibatnya menyusutkan pertumbuhan. Jika pasok nitrogen cukup, daun tanaman akan tumbuh besar dan memperluas permukaan yang tersedia untuk fotosintesis. Pasok nitrogen yang tinggi mempercepat pengubahan karbohidrat menjadi protein dan kemudian diubah menjadi protoplasma dan sebagian kecil dipergunakan menyusun dinding sel, terutama karbohidrat bebas nitrogen, seperti: kalsium pektat, selulosan, selulosa, lignin berkadar N- rendah. 

Jadi, nitrogen mempengaruhi pertumbuhan tanaman dapat melalui cara-cara sebagai berikut. 

- menjadikan tanaman berwarna hijau, 

- meningkatkan pertumbuhan daun dan batang, 

- menjadikan tanaman lebih sukulen, 

- kadang menahan pertumbuhan akar, 

- membantu dalam produksi biji, 

- dapat melambatkan pematangan tanman, 

- meningkatkan kandungan protein buah atau biji, 

- mengurangi presentase pelican dalam buah,

- mengurangi pengaruh buruk udara dingin.

Phosphor (P)

Sumber dan cadangan fosfor (P) alam adalah kerak bumi yang kandungannya mencapai 0,12% P, dalam bentuk batuan fosfat, endapan guano dan endapan fosil tulang. 

Pelican organic tanah yang mengandung P antara lain : asam nukleat, fitin dan turunannya, fosfolipida, fosfoprotein, fosfat inositol dan fosfat metabolic. 

Bentuk dan Keberadaan Fosfor dalam Tanah 

Fosfor alam memasuki system tanah melalui penghancuran dan peruraian yang berjalan lambat oleh karena daya larutnya yang rendah. Walaupun pembebasan P dalam bentuk tidak larut batuan fosfat dan bentuk lain, sangat lambat namun takaran P yang diangkut air sungai dan diendapkan di laut sangat besar. Hanya sebagian kecil P kembali ke tanah melalui guano yang dihasilkan burung laut dan oleh manusia melalui ikan yang dikonsumsinya. 

Batuan fosfat yang ditambang dan dijadikan pupuk fosfat semakin mempercepat proses pengurasan P daratan. Fosfat-pupuk memasuki system pengangkutan menuju laut melalui air limpasan dan agregat hasil erosi tanah.

Batuan Fosfat 

Batuan fosfat merupakan sumber utama pupuk fosfat, dan mutu ketersediaanya bagi tanaman hamper menyamai super fosfat. 

Kemampuan batuan fosfat memasok anasir P tersedia, bergantung pada pH tanah dan watak hakiki batuan itu. 

Faktor pengendali ketersediaan fosfor meliputi dua kelompok yaitu 

- Faktor tanah yang terdiri dari komposisi pelican tanah, pH tanah, kandungan liat, kandungan bahan organic, kelengasan tanah, temperature tanah dan tata udara tanah. 

- Faktor tanaman. 

Bahan Organik 

Bahan organik tanah cenderung meningkatkan ketersediaan P. Selain itu, pengapuran dapat meningkatkan populasi jasad renik tanah dan menyebabkan peningkatan mineralisasi P-organik. 

PEMBELAHAN SEL

           Pada dasarnya pembelahan sel dibedakan menjadi dua yaitu, pembelahan secara langsung dan pembelahan secara tidak langsung. Pembelahan sel secara langsung ditandai dengan proses pembelahan yang tidak didahului dengan pembentukan gelendong pembelahan dan penampakan kromosom atau juga pembelahan yang tidak melalui tahapan-tahapan. Pembelahan secara langsung disebut dengan amitosis. Sedangkan pembelahan sel secara tidak langsung meliputi pembelahan mitosis dan meiosis.

PEMBELAHAN MITOSIS

Pembelahan Mitosis yaitu pembelahan sel yang menghasilkan 2 buah sel anak yang identik, yang artinya sel-sel anak memiliki jumlah kromosom sebanyak yang dimiliki induknya. Terjadi pada seluruh jaringan tubuh, baik jaringan somatik (vegetatif) maupun jaringan germinatif (generatif).

Pembelahan Mitosis ini memiliki tujuan yang berbeda pada makhluk hidup bersel banyak dan makhluk hidup bersel satu. Pada makhluk hidup bersel banyak, pembelahan ini bertujuan untuk memperbesar ukuran tubuh dan mengganti sel-sel tubuh yang mengalami kerusakan. Sedangkan, pada makhluk bersel satu, pembelahan ini bertujuan untuk memperbanyak jumlah sel dan mempertahankan dari kepunahan.

Sel-sel tersebut juga memiliki kemampuan yang berbeda-beda dalam melakukan pembelahannya, ada sel-sel yang mampu melakukan pembelahan secara cepat, ada yang lambat dan ada juga yang tidak mengalami pembelahan sama sekali setelah melewati masa pertumbuhan tertentu.

Pada sel-sel organisme multiseluler, proses pembelahan sel memiliki tahap-tahap tertentu yang disebut siklus sel. Sel-sel tubuh yang aktif melakukan pembelahan memiliki siklus sel yang lengkap. Siklus sel tersebut dibedakan menjadi dua fase (tahap) utama, yaitu interfase dan mitosis. Interfase terdiri atas 3 fase yaitu fase G (growth atau gap), fase S (synthesis), fase G2 (growth atau Gap2).

Pembelahan mitosis mengalami tahap-tahap pembelahan, yaitu :

1.      Profase

Benang-benang kromatin semakin menjadi pendek dan menebal. Terbentuklah kromosom-kromosom. Tiap kromosom lalu membelah dan memanjang dan anakan kromosom ini dinamakan kromatid. Membran inti mulai menghilang. Sentriol (bentuk seperti bintang dalam sitoplasma) juga membelah.

2.      Metafase

Pada tahap ini kromosom/kromatid berjejer teratur dibidang pembelahan (bidang equator) sehingga pada tahap inilah kromosom/kromatid mudah diamati dan dipelajari.

3.      Anafase

Kedua buah kromatid memisahkan diri dan ditarik benang gelendong yang dibentuk ditiap kutub sel  yang berlawanan. Tiap kromatid itu memiliki sifat keturunan yang sama. Mulai saat ini kromatid-kromatid berlaku sebagai kromosom baru.

4.      Telofase

Di setiap kutub sel terbentuk sel kromosom yang serupa. Benang-benang gelendong lenyap dan membran inti terbentuk lagi. Kemudian plasma sel terbagi menjadi dua bagian. Proses ini dinamakan sitokinesis. Pada sel hewan sitokinesis ditandai dengan melekuknya sel kedalam, sedang pada tumbuhan karena selnya berdinding, maka sitokinesis ditandai dengan terbentuknya dinding pemisah ditengah-tengah sel.

Hasil mitosis:

1)      Satu Sel induk yang diploid (2n) menjadi 2 sel anakan yang masing-masing diploid.

2)      Jumlah kromosom sel anak sama dengan jumlah kromosom sel induknya

PEMBELAHAN MEIOSIS

Pembelahan meiosis yaitu pembelahan sel yang menghasilkan 4 buah sel anak dengan jumlah kromosom separuh dari yang dimiliki induknya. Pembelahan meiosis disebut juga pembelahan reduksi karena terjadinya pengurangan jumlah kromosom dalam prosesnya dari 2n menjadi n. Pada tumbuhan, pembelahan meiosis terjadi di benangsari dan putik.  Pada hewan terjadi pada alat kelamin.

Pembelahan sel ini bertujuan untuk pembentukan sel kelamin (gametogenesis) pada makhluk bersel banyak. Pada hewan dikenal adanya peristiwa meiosis dalam pembentukan gamet, yaitu pembentukan sperma disebut spermatogenesis sedangkan pembentukan ovum disebut oogenesis. Sedangkan pada tumbahan dikenal Makrosporogenesis (Megasporogenesis) dan Mikrosporogenesis.

Dalam pembelahan Meiosis terjadi dua kali pembelahan sel secara berturut-turut, tanpa diselingi adanya interfase, yaitu tahap meiosis I dan meiosis II.

Meiosis I

1.      Profase I

a)      Leptoten : Kromatin menebal membentuk kromosom.

b)      Zygoten : Kromosom yang homolog mulai berpasangan dan disebut bivalen, kedua sentriol bergerak menuju ke kutub yang berlawanan.

c)      Pakiten : Tiap kromosom menebal dan mengganda menjadi dua kromatida dengan satu sentromer.

d)     Diploten : Kromatida membesar dan memendek, bergandengan yang homolog dan menjadi rapat.

e)      Diakenesis : Ditandai dengan adanya pindah silang (crossing over) dari bagian kromosom yang telah mengalami duplikasi. Hal ini hanya terjadi pada meiosis saja, yang dapat mengakibatkan terjadinya rekombinasi gen. nucleolus dan dinding inti menghilang. Sentriol berpisah menuju kutub yang berawanan, terbentuk serat gelendong diantara dua kutub.

2.      Metafase 1

 Pada tahap ini, tetrad menempatkan dirinya pada bidang ekuator. Membran inti sudah tidak tampak lagi dan sentromer terikat oleh spindel pembelahan.

3.      Anafase I

 Pada tahap ini, spindel pembelahan memendek dan menarik belahan tetrad (diad) ke kutub sel berlawanan sehingga kromosom homolog dipisahkan. Kromosom hasil crossing over yang bergerak ke kutub sel membawa materi genetic yang berbeda.

4.      Telofase I

Kromosom yang terdiri dari dua kromatid sampai di kutub sel. Membran inti dan nukleolus muncul. Terjadi sitokinesis. Kromosom berubah menjadi benang kromatin. Benang spindel lenyap.

Pada telofase I ini sel hasil pembelahan telah memiliki setengah jumlah kromosom sel induk (haploid). Itu sebabnya Meiosis I sering disebut pembelahan reduksi karena ada pengurangan kromosom dari 2n menjadi n.

Meiosis II

1.      Profase II

Benang-benang kromatin berubah kembali menjadi kromosom yang terdiri dari 2 kromatida tidak mengalami duplikasi lagi. Nukleolus dan dinding inti menghilang. Sentriol berpisah menuju kutub yang berlawanan. Serat-serat gelendong (benang spindel) terbentuk diantara 2 kutub pembelahan.

2.      Metafase II

Kromosom yang terdiri dari dua kromatid terletak di bidang pembelahan sel/ekuator bidang ekuator menggantung pada serat gelendong melalui sentromernya.

3.      Anafase II

Kromatida berpisah dari homolognya, dan bergerak menuju ke kutub yang berlawanan.

4.      Telofase II

Kromosom sampai di kutub sel. Kromosom berubah menjadi benang-benang kromatin kembali. Nukleolus dan dinding inti terbentuk kembali. Benang spindel lenyap dan terbentuk sentrosom kembali. Terbentuk 4 sel yang haploid. 

Pada pembelahan Meiosis II tidak ada perubahan struktur kromosom, jadi semula n (haploid) pada akhir pembelahan tetap n. Oleh karena itu Meiosis II sebenarnya sama dengan Mitosis.

Hasil meiosis :

1)      Satu sel induk yang diploid (2n) menjadi 4 sel anakan yang masing-masing haploid (n)

2)      Jumlah kromosom sel anak setengah dari jumlah kromosom sel induknya.

3)      Pembelahan meiosis hanya terjadi pada sel-sel generatif atau sel-sel gamet seperti sperma dan ovum (sel telur).

ANATOMI BUNGA

              Bunga (flos) atau kembang adalah struktur reproduksi seksual pada tumbuhan berbunga (divisio Magnoliophyta atau Angiospermae, "tumbuhan berbiji tertutup"). Fungsinya ialah untuk adalah untuk memediasi fusi sperma (gamet jantan) dan ovula (gamet betina) untuk produksi benih. Susunan bunga dalam tangkai disebut pembungaan. Pada bunga terdapat organ reproduksi (benang sari dan putik).

            Bunga secara sehari-hari juga dipakai untuk menyebut struktur yang secara botani disebut sebagai bunga majemuk atau inflorescence. Bunga majemuk adalah kumpulan bunga-bunga yang terkumpul dalam satu karangan. Dalam konteks ini, satuan bunga yang menyusun bunga majemuk disebut floret.

            Bunga sebenarnya adalah modifikasi daun dan batang untuk mendukung sistem pembuahan tertutup. Sistem pembuahan tertutup, yaitu karena bakal biji terlindung di dalam bakal buah atau ovarium dan ini juga menjadi ciri khasnya yang lain. Ciri yang terakhir ini membedakannya dari kelompok tumbuhan berbiji yang lain: tumbuhan berbiji terbuka atau Gymnospermae.

            Dari kedua ciri tersebut muncullah nama Anthophyta ("tumbuhan bunga") dan Angiospermae ("berbiji terbungkus"). Nama lain yang juga dikenakan kepadanya adalah Magnoliophyta ("tumbuhan sekerabat dengan magnolia").

Bunga

            Bunga disebut bunga sempurna bila memiliki alat jantan (benang sari) dan alat betina (putik) secara bersama-sama dalam satu organ. Bunga yang demikian disebut bunga banci atau hermafrodit. Suatu bunga dikatakan bunga lengkap apabila memiliki semua bagian utama bunga. Empat bagian utama bunga (dari luar ke dalam) adalah sebagai berikut:

·         Kelopak bunga atau calyx, yaitu :

Lingkaran terluar dari sepal dalam bunga, yang melindungi bunga sebelum dibuka. Secara umum, kelopak warna hijau pada warna. Namun, dalam beberapa spesies tanaman, mereka dimodifikasi seperti warna kelopak. Dalam kasus seperti itu, sepal disebut sebagai sepal petaloid.

·         Mahkota bunga atau corolla mewakili lingkaran kelopak,

yang biasanya tipis dan dapat berwarna-warni untuk memikat serangga yang membantu proses penyerbukan.

·         Alat kelamin jantan atau androecium (dari bahasa Yunani andros oikia: rumah pria) berupa benang sari.

Benang sari terdiri dari antera dan filamen. Antera yang memproduksi dan mengandung serbuk sari, sedangkan, filamen adalah rambut seperti struktur yang melekat anter ke bunga. Serbuk sari berisi gamet jantan atau sperma.

·         Alat kelamin betina atau gynoecium (dari bahasa Yunani gynaikos oikia: "rumah wanita") berupa putik.

Biasanya terletak di tengah bunga. Putik terdiri dari tiga yaitu struktur ovarium yang menghasilkan ovula, gaya (batang yang menghubungkan ovarium dan stigma) dan stigma yang menerima serbuk sari selama pembuahan.

            Walaupun struktur bunga yang dideskripsikan di atas dikatakan sebagai struktur tumbuhan yang "umum", spesies tumbuhan menunjukkan modifikasi yang sangat bervariasi. Modifikasi ini digunakan botanis untuk membuat hubungan antara tumbuhan yang satu dengan yang lain. Sebagai contoh, dua subkelas dari tanaman berbunga dibedakan dari jumlah organ bunganya: tumbuhan dikotil umumnya mempunyai 4 atau 5 organ (atau kelipatan 4 atau 5) sedangkan tumbuhan monokotil memiliki tiga organ atau kelipatannya.

            Fungsi bunga ialah untuk menjadi perantara bagi penyatuan gamet jantan dan gamet betina. Proses ini diistilahkan sebagai pembungaan. Banyak bunga bergantung kepada angin untuk menggerakkan benang sari antara bunga-bunga spesies yang sama. Ada juga yang bergantung kepada hewan, khususnya serangga.

Rumus bunga

            Rumus bunga ialah cara untuk melambangkan struktur bunga melalui huruf, angka dan simbol yang khusus. Biasanya, rumus yang digunakan untuk mewakili struktur bunga untuk suatu famili tumbuhan, dan bukan untuk suatu spesies yang khusus. Lambang yang digunakan, yaitu :

Ca        = kaliks (sepusar sepal; umpamanya Ca5 = 5 sepal)

Co       = korola (sepusar kelopak; umpamanya Co3(x) = bilangan kelopak dalam angka kandungan tiga)

Z          = ditambahkan untuk bunga zigomorfi (umpamanya CoZ6 = zigomorfi dengan 6 kelopak)

A         = androesium (sepusar stamen; umpamanya A∞ = banyak stamen)

G         = ginesium (karpel, umpamanya G1 = bermonokarpel)

x          = untuk mewakili "nombor boleh ubah"

∞         = untuk mewakili "banyak"

Rumus bunga akan kelihatan seperti berikut:

Ca5Co5A10 - ∞G1

Proses Reproduksi Bunga

            Bunga adalah bagian tumbuhan yang mengandung organ reproduksi, yaitu putik, benangsari, kelopak bunga, dan mahkota bunga. Sama seperti halnya mahluk hidup lain, tumbuhan juga bereproduksi untuk mempertahankan kelangsungan spesiesnya. Tumbuhan berbunga melakukan reproduksi dengan cara membentuk biji. Biji terbentuk dengan jalan reproduksi seksual yaitu bergabungnya sel kelamin jantan dari serbuk sari dengan sel kelamin betina dari bakal buah.

            Serbuk sari harus masuk ke bagian dalam bunga betina (putik) agar terjadi pembuahan. Ada bunga yang melakukan penyerbukan sendiri, yaitu benang sari berasal dari bunga yang sama. Ada penyerbukan dari bunga lain yang sejenis. Ada berbagai cara agar serbuk sari masuk ke dalam kepala putik. Pada gambar di atas serbuk sari menempel di seluruh bulu lebah dan kakinya, ketika hinggap di bunga lain serbuk sari akan jatuh ke dalam kepala putik dan membuahinya.

            Bunga memiliki bagian jantan dan bagian betina. Bagian jantan adalah benang sari yang terdiri atas:

ü  tangkai sari

ü  kepala sari

ü  serbuk sari

            Bagian betina adalah putik yang terdiri atas:

ü  bakal buah ( di dalam bakal bijinya terdapat sel kelamin betina)

ü  tangkai putik

ü  kepala putik

ü  Kepala putik berujung lengket untuk menangkap butir-butir sel-sel jantan.

            Bagian jantan dan betina pada bunga tumbuhan. Benang sari atau bagian jantan terdiri dari kepala sari dan tangkai sari. Putik atau bagian betina meliputi kepala putik, tangkai putik, dan bakal buah. Baik benangsari maupun putik dilindungi oleh kelopak bunga dan daun mahkota. Keduanya membentuk mahkota bunga. Polinasi atau penyerbukan terjadi ketika butir sel jantan dari benangsari masuk ke kepala putik bunga lalu turun ke tangkai putik untuk bergabung dengan bakal biji.

            Ada juga tumbuhan yang bisa dikembangkan tanpa pembuahan (aseksual) yaitu dengan:

a.       Mencangkok

b.      Stek

c.       okulasi