FAKTOR LUAR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN TUMBUHAN

  

FAKTOR LUAR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN

TUMBUHAN

A. MACAM- MACAM FAKTOR LUAR/ EKSTERNAL

  

Faktor luar/ eksternal adalah hal- hal yang terdapat di luar tanaman yang

berpengaruh pada tanaman intu baik secara langsung maupun tidak langsung.

  Macam- macam faktor eksternal adalah:

  1. Air Air berfungsi untuk:

   Sebagai pelarut universal  Sebagai medium berbagai reaksi enzimatis  Menentukan laju fotosintesis  Berperan dalam perkecambahan biji  Mengangkut unsur hara dan hasil fotosintesis

  2. Suhu Suhu berpengaruh terhadap proses fotosintesis, respirasi, transpirasi dan reproduksi pada tumbuhan. Suhu yang terlalu rendah atau tinggi akan menghambat proses- proses tersebut. Suhu optimum bagi tumbuhan berkisar antara 10

  C- 38 C.

  3. Oksigen Tumbuhan memerlukan oksigen untuk respirasi aerob, sehingga tumbuhan dapat memperoleh energi.

  4. pH atau derajat keasaman tanah Nilai pH tanah menentukan kemampuan tumbuhan dalam mengambil mineral dari dalam tanah. Menyesuaikan pH tanah demi pertumbuhan tanaman pangan yang optimal merupakan hal yang rumit karena perubahan ⁺ konsentrasi H bisa menyebabkan satu mineral lebih banyak tersedia namun mineral yang lain menjadi berkurang. Pada pH 8, misalnya, tumbuhan dapat menyrap kalsium, namun besi hampir tidak tersedia sama sekali. Olh sebab itu pH tanah harus disesuaikan dengan kebutuhan mineral tanaman. Jika tanah terlalu basa, penambahan sulfat akan mnurunkan pH. Tanah yang terlalu asam dapat dissuaikan dengan menambahkan kapur (kalsium karbonat atau kalsium hidroksida).

  5. Nutrisi Unsur- unsur esensial yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah yang besar disebut unsur makro atau makronutrien. Ada sembilan unsur makro, enam diantaranya adalah komponen utama senyawa- senyawa organik yang membentuk struktur tumbuhan: karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, fosfor

  dan sulfur. Ketiga makrobutrien yang lain adalah kalium, kalsium dan magnesium. Diantara semua nutrien mineral, nitrogen adalah penyumbang

  yang paling besar bagi pertumbuhan tumbuhan dan hasil panen.

  Delapan unsur esensial yang lain disebut mikronutrien atau unsur mikro karna tumbuhan membutuhkan unsur- unsur tersebut dalam jumlah kecil. Mereka adalah klorin, besi, mangan, boron, seng, tembaga, nikel dan

  molibdenum. Pada beberapa kasus, natrium mungkin merupakan mikronutrien sensial kesembilan.

  6. Cahaya Cahaya adalah faktor lingkungan yang sangat penting dalam kehidupan tumbuhan. Selain diperlukan untuk fotosintesi, cahaya memberi petunjuk bagi banyak peristiwa kunci dalam prtumbuhan dan prkembangan tumbuhan. Efek- efek cahaya pada morfologi tumbuhan disebut

  fotomorfogenesis. Penerimaan cahaya juga memungkinkan tumbuhan mengukur berlalunya hari dan musim.

  Kecambah yang ditumbuhkan ditempat gelap menunjukkan pertumbuhan yang lebih cepat, peristiwa ini disebut etiolasi. Pertumbuhan juga dipengaruhi oleh panjang gelombang cahaya yang dibuktikan oleh Hendricks dan Borthwick, hasil penelitian bahwa cahaya yang berpngaruh terhadap pertumbuhan adalah spektrum merah (680nm), daripada spektrum infra mrah (730nm). Serta pertumbuhan juga dipengaruhi oleh lamanya pencahayaan (fotoperiodisme).

B. UNSUR- UNSUR ESENSIAL DI DALAM TUMBUHAN Zat- zat anorganik di dalam tumbuhan mengandung lebih dari 50 unsur kimia.

  Dalam mempelajari komposisi kimiawi tumbuhan, kita harus membedakan unsur esensial dari unsur yang hanya ada begitu saja di dalam tumbuhan. Unsur kimiawi dianggap unsur esensial hanya dibutuhkan oleh tumbuhan untuk menyelesaikan siklus hidupnya dan menghasilkan generasi yang lain.

  Untuk menentukan unsur- unsur kimawi mana yang esensial, para peneliti menggunakan kultur hidroponik, yang menumbuhkan tanaman di dalam larutan mineral, bukan di dalam tanah.

  Kultur Hidroponik Penelitian- penelitian semacam itu telah membantu mengidentifikasi 17 unsur esensial yang dibutuhkan oleh semua tumbuhan. Ke 17 unsur esensial tersebut terlihat di dalam tabel berikut :

  Bentuk % Massa yang dalam Unsur tersedia Fungsi utama Jaringa Bagi n kering tumbuhan Makronutrie n ₂ CO 45% Komponen utama senyawa- senyawa organik tumbuhan ₂ Karbon O 45% Komponen utama senyawa- senyawa organik tumbuhan

  Oksigen H ^{2 O 6% Komponen utama senyawa- senyawa organik tumbuhan} _{+ -} Hidrogen NO ^{3 , NH 4 1,5% Komponen asam nukleat, protein, hormon, klorofil,} Nitrogen koenzim ⁺

  K ₂₊ 1,0% Kofaktor yang berfungsi dalam sintesis protein; zat Kalium Ca terlarut utama yang berfungsi dalam keseimbangan air; ₂₊ kerja stomata

  Mg 0,5% Penting dalam pembentukan dan stabilitas dinding sel _{2 4 -,} Kalsium H PO serta pemeliharaan struktur dan permeabilitas membran; _{4 2-}

  HPO mengaktivasi beberapa enzim; meregulasi respons- _2- SO ⁴ respons sel terhadap stimulus

  0,2% Komponen klorofil; mengaktivasi berbagai macam enzim Magnesium 0,2% Komponen asam nukleat, fosfolipid, ATP, beberapa Fosfor koenzim

  0,1% Komponen protein, koenzim Sulfur

  Bentuk % Massa yang dalam Unsur tersedia Fungsi utama Jaringa Bagi n kering tumbuhan Mikronutrien

• ^- Klorin Cl 0,01% Dibutuhkan untuk langkah pemcehan air dalam fotosintesis; berfungsi dalam keseimbangan air

  3+, 2+

  Besi Fe Fe 0,01% Komponen sitokrom; mengaktivasi beberapa enzim ₂₊ Mangan Mn 0,005% Aktif dalam pembentukan asam amino; mengaktivasi beberapa enzim; dibutuhkan untuk langkah pemcehan air

• _- dalam fotosintesis

  Boron H ^{2 BO 3 0,002% Kofaktor dalam sintesis klorofil; mungkin terlibat di} dalam transpor karbohidrat dan sintesis asam nukleat; ₂₊ berperan dalam fungsi dinding sel Seng Zn 0,002% Aktif dalam pembentukan klorofil; mengaktivasi _{2+ +} beberapa enzim Tembaga Cu , Cu 0,001% Komponen dari berbagai redoks dan enzim- enzim lignin- ₂₊ biosintetik Nikel Ni 0,001% Kofaktor untuk sebuah enzim yang befungsi dalam _2- metabolisme nitrogen molibdenum MoO ^{4 0,0001% Esensial untuk hubungan mutualistik dengan bakteri} pemfiksasi nitrogen; kofaktor dalam reduksi nitrat

C. GEJALA- GEJALA DEFISIENSI MINERAL

  Gejala- gejala defisiensi bergantung pada:

  1. Fungsi atau peran mineral sebagai nutrien Misalnya, defisiensi magnesium, salah satu komponen klorofil, menyebabkan klorosis, yaitu penguningan daun- daun. Pada beberapa kasus, hubungan antara defisiensi mineral dan gejala- gejalanya tidak berjalan secara langsung. Misalnya, defisiensi besi dapat menyebabkan klorosis walaupun klorofil tidak mengandung besi, karena ion- ion besi dibutuhkan sebagai kofaktor pada salah satu langkah enzimatik dari sintesis klorofil.

  2. Mobilitas mineral di dalam tumbuhan  Jika suatu nutrien bergerak bebas, gejala- gejalanya akan timbul terlebih dahulu pada organ- organ yang lebih tua karena jaringan- jaringan yang lebih muda dan sedang tumbuh memilki ‘daya menarik’nutrien yang lebih besar namun jumlahnya terbatas. Misalnya, magnesium bersifat relatif mudah bergerak dan memiliki kecendrungan untuk bergerak ke dedaunan muda. Oleh karena itu, tumbuhan yang mengalami defisiensi magnesium menunjukan tanda- tanda klorosis pada dedaunan yang lebih tua.

   Jika defesiensi mineral yang relatif tidak bergerak memengaruhi bagian- bagian tumbuhan muda terlebih dahulu. Jaringan- jaringan yang lebih tua bisa memiliki mineral dalam jumlah cukup yang dipertahankan selama periode kekurangan suplai. Misalnya, besi tidak bergerak bebas di dalam tumbuhan, dan defisiensi besi menyebabkan penguningan daun muda sebelum efek apa pun terlihat pada daun yang lebih tua.

  Hal- hal yang berkaitan dengan defisiensi mineral: a. Defisiensi fosfor, kalium, dan terutama nitrogen paling sering terjadi.

  b. Kelangkaan mikronutrien jarang terjadi, dan cenderung terjadi di wilayah- wilayah geografis tertentu akibat perbedaan komposisi tanah.

  c. Defisiensi seng pada pohon- pohon buah biasanya dapat disembuhkan dengan memakukan beberapa paku seng ke dalam setiap batang pohon.

  d. Overdosis nutrien dapat merugikan atau meracuni tumbuhan. Terlalu banyak nitrogen, misalnya dapat menyebabkan pertumbuhan sulur yang berlebihan pada tanaman tomat, sehingga produksi buah yang baik justru menurun.

  Defisiensi mineral yang paling umum, seperti yang terlihat pada daun jagung  Defisiensi fosfat: daun jangung memiliki tepian yang berwarna ungu kemerahan, terutama pada daun muda  Defisiensi kalium: daun menunjukan ciri ‘terbakar’ atau kekeringan disepanjang ujung dan tepian daun tua  Defisiensi nitrogen: daun menguning yang dimulai di ujung daun dan bergerak di sepanjang bagian tengah daun yang tua.

  Berikut ini tabel gejala- gejala defisiensi makronutrien dan mikronutrien secara lengkap

  Unsur Makronutrie Gejala defisiensi n

  C,H,O Pertumbuhan dan metabolisme terhambat, tumbuhan mati N Pertumbuhan terhambat, daun muda berwarna hijau pucat, dan daun tua bewarna kuning dan gugur (klorosis) S Pertumbuhan terhambat dan klorosis P Pertumbuhan terhambat, daun bercak merah, buah dan biji sedikit K Pertumbuhan lambat, daun- daun tua menggulung, daun bercak- bercak kuning dan tepi daun hangus, tumbuhan lemah dan mudah roboh

  Ca pertumbuhan terhambat , Gangguan terhadap aktivitas meristem apikal Mg Klorosis, pembelahan sel terganggu, tumbuhan akan mati

  Mikronutrien

  Fe Klorosis, tumbuhan mati B Ujung batang mengering dan rusak, cabang- cabang lateral mati, serta daun menebal, kering dan rapuh Mn Berkas pembuluh berwarna gelap, tetapi warna daun memutih dan gugur Mo Pertumbuhan terhambat, daun hijau pucat dan menggulung Zn Klorosis, daun berwarna merah tua dan akar abnormal, serta ukuran daun berkurang Cu Klorosis, bintik- bintik pada daun yang sudah mati, serta pertumbuhan terhambat Cl Daun layu, klorosis, serta akar memendek dan menebal

D. FOTOPERIODISME

  Bayangkan konsekuensi- konsekuensi yang akan terjadi jika suatu tumbuhan menhasilkan bunga- bunga pada saat tidak ada penyerbuk atau jika sebatang pohon yang meranggas menghasilkan daun- daun pada pertengahan musim dingin. Peristiwa- pristiwa musiman sangat penting di dalam siklus hidup kebanyakan tumbuhan. Germinasi biji, perbungaan, serta awal dan akhir dormansi kuncup merupakan tahap- tahap yang biasanya terjadi pada waktu- waktu yang spesifik dalam setahun. Stimulus lingkungan yang paling sering digunakan oleh tumbuhan untuk mendeteksi waktu dalam setahun adalah fotoperiode, yaitu panjang relatif dari malam dan siang. Respons fisiologis terhadap fotoperiode, seperti perbungaan, disebut sebagai fotoperiodisme. Ada 3 macam tumbuhan fotoperiodisme, yaitu:

1. Tumbuhan berhari- pendek (short- day plant)

  Tumbuhan ini memerlukan periode cahaya yang lebih pendek daripada panjang kritis untuk berbunga, misalnya berbunga di pengujung musim panas, musim gugur, atau musim dingin. Contoh tumbuhannya krisantemum, poinsetia, dahlia, strawberi, ubi jalar, aster dan beberapa varietas kedelai.

  2. Tumbuhan berhari- panjang (long- day plant)

  Kelompok tumbuhan yang berbunga hanya jika periode cahaya lebih

  panjang dari pada jam tertentu. Tumbuhan ini umumnya berbunga pada

  pengunjung musim semi atau awal musim panas. Bayam, misalnya berbunga jika siang hari berlangsung selama 14 jam atau lebih. Contoh tumbuhan lainnya yaitu lobak, selada, iris, kentang dan kebanyakan varietas sereal.

  3. Tumbuhan hari-netral (neutral-day plant)

  Tumbuhan ini tidak trpengaruuh oleh fotoperiode dan berbunga ketika mereka mencapai tahap kematangan tertentu, tidak peduli seberapa panjang siang hari. Contoh tumbuhannya yaitu anyelir, tomat, padi, bunga matahari, mawar dan dandelion.

  Kontrol fotoperiodik perbungaan