TANAMAN & FAKTOR LINGKUNGAN

Pertumbuhan, Perkembangan Tanaman Dan Faktor Lingkungan

1. Pertumbuhan Tanaman

Pertumbuhan menunjukkan pertambahan ukuran dan berat kering yang tidak dapat balik yang mencerminkan pertambahan protoplasma mungkin karena ukuran dan jumlahnya bertambah.

Pertambahan protoplasma melalui reaksi dimana air, C02, dan garam-garaman organik dirubah menjadi bahan hidup yang mencakup; pembentukan karbohidrat (proses fotosintesis), pengisapan dan gerakan air dan hara (proses absorbs dan translokasi), penyusunan perombakan protein dan lemak dari elemen C dari persenyawaan organik (proses metabolisme) dan tenaga kimia yang dibutuhkan didapat dari respirasi.

 2. Perkembangan Tanaman

Perkembangan mencakup diferensiasi sel dan ditunjukkan oleh perubahan yang lebih tinggi menyangkut spesialisasi anatomi dan fisiologi.

Perkembangan dari tanaman bersel banyak, terlaksana dengan proses mitosis, sel-sel tertentu berperan dalam mengatur diferensiasi, pengaturan ini berlangsung dengan media "utusan kimia" yang ditunjukkan oleh pengatur pertumbuhan.   

Pengatur pertumbuhan adalah zat organik yang keaktifannya jauh berlipat seperti hormon yang dikenal adalah auksin, giberelin, dan citokinin. Perpanjangan sel, contoh dari diferensiasi anatomi yang secara langsung dipengaruhi oleh konsentrasi auksis, fototropisme, pembengkokan ke arah cahaya dari kecambah akibat penyebaran auxin yang tidak merata dan penghambatan sintesa auxin pada titik tumbuh oleh cahaya. Dominasi pucuk yaitu  penghambatan pada pertumbuhan tunas dibawahnya, nampaknya merupakan fungsi dari distribusi auxin.

Giberelin ditemukan dari studi mengenai pertumbuhan yang berlebihan dari padi yang diserang suatu jenis cendawan.

            Pengaruh pertumbuhan pada banyak tipe tanaman roset. Pemberian sedikit saja mengubah tipe semak ke tipe menjalar, pengaruh proses perkembangan terutama yang dikendalikan oleh suhu dan cahaya termasuk dormansi biji.

            Sitokinin kelompok zat kimia yang mempengaruhi pembelahan sel. Kebanyakan sitokinin adalah purin. Banyak kinin ditemukan dalam penelitian menyangkut kultur jaringan. Sel-sel yang sudah tidak membelah, bila diberi kinetin dapat membelah lagi. Kinin dan auksin berinteraksi dalam mempengaruhi diferensiasi. Konsentrasi auksin tinggi dan kinin rendah menimbulkan perkembangan tunas. Sitokinin terdapat dalam buah dan biji (misalnya endosperm jagung dan air kelapa)

 3. Fase -fase pertumbuhan dan karbohidrat

Fase vegetatif; terutama perkembangan akar, batang dan daun. Fase ini berhubungan dengan 3 proses : pembelahan sel, perpanjangan sel dan tahap pertama diferensiasi.

            Pembelahan sel, memerlukan karbohidrat dalam jumlah besar, karena dinding sel terbentuk dari selulosa dan protoplasmanya dari gula. Pembelahan sel terjadi dalam jaringan merismatis pada titik tumbuh batang daun ujung akar dan kambium.

Perpanjangan sel terjadi pada pembesaran sel, proses ini membutuhkan;      

(1) Pemberian air;

(2) Hormon untuk merentangkan dinding sel;

(3) Tersedianya gula.

Fase reproduktif: terjadi pada pembentukan dan perkembangan kuncup bunga, buah dan biji atau pada pembesaran dan pendewasaan struktur penyimpan makanan.

Fase ini berhubungan dengan proses:

 (l) Pembelahan sel relatif sedikit;      

 (2) Pendewasaan jaringan;

(3) Penebalan serabut;

(4) Pembentukan hormon untuk perkembangan kuncup bunga;

(5) Perkembangan kuncup bunga, buah dan biji serta alat penyimpan;

(6) Pembentukan koloid hidrofilik.

Fase reproduktif ini memerlukan suplai karbohidrat, sehingga karbohidrat yang digunakan untuk perkembangan akar, batang, dan daun sebagian disisakan untuk perkembangan bunga, buah dan biji serta alat penyimpan.

Perimbangan rase vegetatif, reproduktif dan tipe pertumbuhan.

Umumnya semua tanaman memerlukan dominansi dari fase vegetatif selama tahap semai. Setelah tahap ini, dapat dibedakan ke dalam 3 kelompok:

a.  Tanaman berbatang basah yang memerlukan dominansi fase vegetatif

     selama tahap pertama hidupnya dan dominansi fase reproduktif selama

     masa akhir hidupnya.

b.  Tanaman berbatang basah yang tidak memerlukan dominansi dari kedua     kedua fase vegetatif maupun reproduktif

c.  Tanaman berkayu yang memeriukan dominansi fase vegetatif selama

     tahap pertama tiap musim dan dominansi fase reproduktif selama bagian akhir musim.

4.  Faktor Lingkungan Dalam Kehidupan Tanaman

            Beberapa faktor lingkungan yang berpengaruh pada pertumbuhan dan perkembangan tanaman ialah faktor tanah, suhu, dan cahaya.

Faktor Tanah

Pengertian Tanah

Istilah tanah mempunyai berbagai arti untuk orang-orang berbeda, ibu rumah tangga,ahli arkeologi,insiyur ipil dan ahli pertanian.bagi ahli pertanian, tanah merupakan bagian-bagian bumi dimana akar tanaman tumbuh. Tana meruapkan komponen hidup dari lingkungan yang penting, yang dapat dimanipulasi unuk memepengaruhi penampilan.

Dalam mendukung kehidupan tanaman, terdapat 3 fungsi tanah yang primer:

1. Memberikan unsure – unsur mineral, melayaninya baik sebagai medium pertukaran maupun sebagai tempat persediaan.

2. Memberikan air dan melayaninya sebagai reservoir.

3. Melayani tanaman sebagai tempat berpegang dan bertumpu untuk tegak.

Tanah merupakan sumber utama zat hara untuk tanaman dan tempat sejumlah perubahan penting dalam siklus pangan. Susunan anorganik dalam tanah yang dibentuk dari pelapukan padas dan pengkristalan mineral-mineral. Dapat digolongkan pada liat,debu, pasir dan kerikil. Komponen tambahan yang sangat penting adalah bahan organic yang disebut humus. 

Pembentukan tanah merupakan proses yang terus menerus.ini dapat dilihat dari potongan vertical melalui tanah yang dangkal. Dimana batuan induk hanya sedikit dibawah permukaan tanah. Ketiga gradasi yang agak nyata dari batuan induk ke “top soil” disebut horizon-horison. Morfologi darihorison-horison inilah yang memungkinkan klasifikasi tanah dalam tipe-tipenya. Supaya struktur dan ksuburan dapat diramalkan. Pada saat kebanyakan tanah hutan dan prairie matang, terbentuklah tiga buah horizon penting A, B dan C.horison D dimaksudkan untuk lapisan dibawahnya,biasanya batuan induk.

Horizon A adalah zone pencucian (eluviasi) kurang banyak mengandung akar, bekteri, cendawan dan binatang kecil. Miskin akan zat-zat terlarut dan telah kehilangan fraksi liat dan besi dan oksida aluminium. Horizon B adalah zone penumpukan (iluviasi) kurang banyak mengandung bahan hidup. Lebih tinggi kandungan liat, besi dan oksida aluminium
Horizon C terdiri dari bahan batuan trlapuk, sering merupakan batuan induk.
            Peranan tanah tergantung pada kondisi mineral organik, bahan organik tanah, organisme tanah, atmosfer tanah dan air tanah. Dalam hal ini tingkat kesuburan tanah (kimiawi, fisik, dan biologis) sangat menentukan pertumbuhan, perkembangan dan produksi tanaman.

System Tanah

Untuk tujuan produksi tanaman, tanah harus dipandang merupakan suatu keseimbangan halus dari system yang saling menjalin dan berinteraksi : mineral anorganik, bahan organic, organisme tanah, atmosfer tanah dan air tanah.

1.Mineral Anorganik

Mineral anorganik yang berasal dari pelapukan bahan induk, jumlanya berfariasi dari 1% dalam tanah organic sampai 99% dalam tanah liat.komponen mineral dalam tanah terdiri dari campuran partikel-partikel yang berbeda ukuranya, komposisi dan sifat-sifat kimia dan fisiknya.menurut urutan besarya, partikel tersebut adalah batu, kerikil,pasir,debu dan liat.perbandingan dari jumlah bagian-bagian ini menentukan tekstur tanah.tanah berat adalah tinggi dalam kandungan liat dan partikel lain yang halus. Tanah ringan adalah rendah dalam kandungan liat dan tinggi dalam pasir dan partikel-pertikl lain yang kasar.

Tekstur tanah mempengaruhi daya tahan air dan laju infiltrasi air. Tanah kasar mengizinkan infilrtasi dan perkolasi air yang cepat. Sehingga tidak ada “run off” permukaan sekalipun habis hujan lebat.

Struktur tanah ditunjukan pada pengaturan atau susunan dari partikel-partikel tanah menjadi agregat-agregat. Factor yang menentukan struktur yang baik adala ukuran dan aturanya kedalam butiran dari partikel-partikel mineral dari berbagai ukuran tertentu bersama bahan organic dan persenyawaan perekat. Tanah berstruktur sederhana biasanya terdiri dari bahan-bahan yang relative bahan pelapukan, seperti pasir kwarsa, juga sidebut tanah tersebut memiliki struktur butiran tunggal.kebanyakaan tanah pertanian memiliki struktur majemuk, agregatnya lekat satu sama lain. Berapa ukuran struktur majemuk:

Tipe Struktur                           Ukuran Agregat ( mm )

Kolum                                                 >25

Bongkah                                              5 - 25

Granular                                              3 - 5

Remah                                                 1 - 3

Masif                                       Kompak atau Berlumpur

Struktur tanah berkembang bila partikel tanah kecil bersifat koloid mengumpal bersama atau mengrombol menjadi butiran tanah ( granules). Granulasi dirangsang dengan pembekuan dan pencairan, kegiatan akar tanaman yang merusak, pengaruh pencampuran dari fauna tanah. Pengembangan pengerutan lapisan air dan kehadiran jaringan hipha cendawan.

Sifat remah dari tanah pertanian yang baik tergantung tekstur tanah dan persentasi humus. Tanah liat yang rendah bahan organiknya memiliki tekstur tanah yang jelek. Untuk tujuan mempertahankan strukutr majemuk yang bagus dalam tanah-tanah pasir haruslah dikelola secara baik.bila dikerjakan sewaktu terlalu basah, strukturnya jadi rusak.

Reaksi tanah, menunjukan keasaman dan kebasaan tanah.dinyatakan dengan istilah pH, yaitu kebalikan konsentrasi ion H, dan biasanya dinyatakan dalam unit dari 0 sampai 14. pH tanah yang cocok ( 6 -7 ) untuk pertumbuhan tanaman sangatlah vital. Nilai pH tanah yang terlalu tinggi diatas 9 atau pH rendah dibawah 4 sudah merupakan racun untuk akar-akar tanaman. pH menentukan tabiat dari hara-hara tertentu. Mengendapkan atau membuatnya tersedia.

Tanaman pertanian berbeda responnya terhadap pH. Kebanyakan tanaman tumbuh baik pada ph 6,0 – 6,5.reaksi tanah dapat digunakan untuk membrantas penyakit-penyakit tanah pada tanaman yang kurang peka ph dibanding penyakitnya. Reaksi tanah dapat diubah. Tanah dapat dijadikan lebih alkali : pH tanah dapat dinaikan dengan menambah kation basa seperti kalsium, magnesium , natrium dan kalium. Kalsium adalah kation yang paling murah untuk menaikan ph dan penambahanya mempunyai efek menguntungkan lain.
Tanah dapat dibuat lebih asam dengan menambahkan ion hydrogen dalam tanah.ini dapat terlaksana dengan penambahan bahan yang dapat menghasilkan asam keras.berupa pupuk N dan S, tapi S yang paling efektif.

2. Bahan Organik Tanah

Adalah bahan fraksi yang berasal dari organisme hidup. Yang sangat menyolok adalah sampah-sampah dipermukaan tanah.sampah yang membusuk sebagian disebut duff. Duff terbentuk bila tanah cukup lembab untuk memberi air yang esensial untuk kegiatan microbial dan sampah cukup tebal untuk menghambat kehilangan air penguapan.

Lapisan atas dari tanah sering tinggi dalam fraksi organic yang disebut humus. Humus secara relative resisten terhadap oemecahan lebih lanjut dan dekomposisi. Humus bukanlah kristal. Barangkali andil bahan organic yang paling penting adalah daya pegang airnya.bahan organic bertindak sebagai busa, dapat menyerap sejumlah air disbanding beratnya. Bahan organic juga menupakan unsure mineral. Yang menjadi tersedia bila telah terurai. Daya absorpsi yang tinggi dari bahan organic juga penting dalam retensi dan pertukaran kation mineral.bahan organic membantu mempertahankan struktur tanah terolah. Bahan organic yang terbagi halus menutupi partikelmineral dan menghindarkanya dari saling melekat.

Menurut dasarnya ada dua tipe tanah yaitu tanah mineral dan tanah organic. Tanah mineral tersusun dari zat anorganik dari bahan organic yang sedang membusuk dalam jumlah yang berbeda-beda. Tanah organic dibentuk dari bahan-bahan tanaman yang telah membusuk sebagian pada keadaan berawa – rawa.

3.Organisme Tanah

Oranisme tanah memegang peranan penting dalam perkembangan tanah. Sebagian tambahan akar-akar tanaman tingkat tinggi. Pada tanah tinggilah suatu variaasi luas kehidupan tanaman dan hewan.bakteri tanah mencapai 5.600 kg tiap hektar tanah hutan. Pada tanah subur 500 -1000 kg tiap hektar. Disamping bakteri terdapat jamur-jamur disamping yang patogenik ada pula yang berguna.

4.Atmosfer Tanah

Atmosfer tanah berada dalam ruang pori-pori yang tidak terisi air. Pori-pori ini berisi gas-gas seperti atmosfer diatas tanah, tetapi beda perbandinganya. Atmosfer tanah tidak selalu merupakan system kontinu, karena mungkin ada ruang pori-pori yang terisolasi, tidak berhubungan . Kelembaban atmosfer tanah hamper selalu mendekati 100 %.

5.Air Tanah

Klasifikasi tanah

            Penggolongan tanah yang utama berdasarkan perbedaan iklim yang mempengaruhi pembentukannya. Didaerah lembab dikenal 3 golongan luas: tanah tundra, podsolik dan lateritik.

Tanah dapat dikelaskan menurut asal-usul pembentukanya, yaitu batuan induknya, atau morfologinya. Klasifikasi sebelumnya didasarkan pada anggapan - anggapan seperti apa tanah sewaktu Negara (daerah) baru dimukimi, walaupun budidaya dan erosi mungkin telah mengubahnya secara besar. Dalam membicarakan genesis tanah selalu sulit untuk mendapatkan kesesuaian, sehingga system baru ini lebih mudah penerapannya daripada yang lama. Dalam sistem baru itu ada 10 ordo tanah. 

Kesuburan Tanah

Factor yang paling penting adalah tingkatan bentuk hara yang tersedia bagi tanaman. Tingkatan ini bergantung pada banyak factor diantaranya kelarutan zat hara, ph tanahn, kapasitas pertukaran kation , teksrur tanah dan jumlah bahan organic yang ada.

Hubungan air – tanaman – tanah

Air merupakan bagian dari semua sel. Jumlahnya berfariasi tergantung dari jaringanya.dapat serendah 3% pada kulit biji kacang, sampai 95% pada buah yang sukulen.air bagi tanaman berada dalam suatu kweadaan aliran yang sinambung. Kehilangan air dapat mengakibatkan terhentinya prtumbuhan, dan defisiensi air yang terus menerus menyebabkan perubahan dalam tanaman yang tidak dapat balik dan mengakibatkan kematian.kehilangan air secara transparasi oleh tanaman dapat dipandang sebgai pertukaran dengan karbon dan dalam hal ini transpirasi sangatlah pentinguntik pertumbuhan.kecepatan kehilangan air tergantung sebagian besar pada suhu, kelembaban relative dan gerakan udara.

Kelembaban Tanah

Jumlah air dalam tanah dapat dinyatakan dalam beberapa cara. Menyatakan air tanah dengan istilah kapasitas lapang ( field capacity ) dari suatu tanah berarti memperhatikan kondisi fisik dari tanah itu dan mempunyai arti pertanian yang besar.

Kandungan air pada tanah dapat pula dinyatakan dengan ketersediaannya bagi tanaman. Kandungan air tanah terjadi kelayuan yang tak dapat balik, dikenal sebagai titik layu permanen. Persentasi air yang ada tergantung pada tanahnya, tetapi secara relative tidak tergantung pada tanaman yang diuji. Air yang tertinggal dalam tanah, yang tidak tersedia bagi tanaman, dikenal air higroskopik dan air yang terikat secara kimia. Kecepatan ekstrasi air dari suatu tanah merupakan fungsi dari konsentrasi akar, karenanya berkurang menurut kedalaman daerah akar.

Gerakan Air

Perkolasi yaitu gerakan air melalui tanah berhubungan dengan jumlah air yang ada.air yang diberikan ketanah bergerak melalui tanah itu hanya sesaat setelah tercapainya kapasitas lapang. Sebegitu jauh kecepatan gerakan air tergantung kepada tekstur tanah.

Faktor Suhu 

            Peranan suhu sebagai pengendali proses-proses fisik dan kimiawi yang selanjutnya akan mengendalikan reaksi biologi dalam tubuh tanaman. Misalnya suhu menentukan laju difusi dari gas dan zat cair dalam tanaman. Apabila suhu turun, viskositas air naik. Begitu juga untuk gas – gas, energi kinetik dari karbondioksida, oksigen dan zat lain berubah sesuai dengan perubahan suhu.

Kecepatan reaksi dipengaruhi suhu, biasanya makin tinggi suhu reaksi makin cepat. Jadi, suhu mempunyai efek penting dan tegas pada respirasi. Akan tetapi, hubungan suhu dan reaksi biokimia yang berlangsung dalam tanaman jarang berbandung langsung karena adanya faktor lain yang rumit.

Suhu mempengaruhi kestabilan system enzim, pada suhu optimum , sistem enzim berfungsi baik dan tetap setabil untuk waktu lama. Pada suhu lebih dingin, enzim tetap setabil, tetapi tidak berfungsi, sementara pada suhu tinggi sistem enzim rusak sekali. Tinggi rendah suhu menjadi salah satu faktor yang menentukan tumbuh kembang, reproduksi dan juga kelangsungan hidup dari tanaman. Suhu yang baik bagi tumbuhan adalah antara 22⁰C sampai dengan 37⁰C. Temperatur yang lebih atau kurang dari batas normal tersebut dapat mengakibatkan pertumbuhan yang lambat atau berhenti.

 Suhu cardinal adalah suhu dimana perubahan percepatan proses yang berlangsung. Maksimum suhu cardinal untuk tanaman biasanya 54⁰C dan minimum suhu cardinal 5⁰C.

Suhu yang ekstrem dapat merusak tanaman. Suhu terlalu dingin membekukan dan suhu terlalu tinggi dapat mematikan tanaman. Kerusakan akibat suhu tinggi dapat dihubungkan dengan kekeringan (desikasi).      

Faktor Cahaya          

            Cahaya matahari sebagai sumber energi primer di muka bumi, sangat menentukan kehidupan dan produksi tanaman. Pengaruh cahaya tergantung mutu berdasarkan panjang gelombang (antara panjang gelombang 0,4 – 0,7 milimikron). Sebagai sumber energi  pengaruh cahaya ditentukan oleh intensitas cahaya maupun lama penyinaran (panjang hari). Reaksi cahaya dari tanaman (fotosintesis, fototropisme, dan fotoperiodisitas) didasarkan atas reaksi fotokimia yang dilaksanakan oleh sistem pigmen spesifik.

Cahaya mempengaruhi banyak respon lain dari tanaman, termasuk perkecambahan, pembentukan umbi dan bulb, pembungaan dan perbandingan kelamin pada bunga.cahaya mempengaruhi perkecambahaan dan pembunggaan dengan pengaruhnya terhadap fitokrom. Fitokrom dipengaruhi cahaya merah dan lewat merah pada spectrum cahaya.

Mutu dan jumlah cahaya.

Kuantitas cahaya atau intensitas cahaya ditunjukan oleh konsentrasi gelombang cahaya,dapat dinyatakan dengan energi lisrik (watt) tiap satuan luas atau  dengan terangnya.

Cahaya dan Fotosintetis

Laju fotosintetis berhubung dengan ketersediaan bahan mentah, yaitu air dan karbondioksida dan energi yang tersedia dalam bentuk panas dan cahaya. Syarat sederhana ini sangat banyak terdapat didaerah tropic dan sedang baik laut maupun darat.

Banyak teknik budidaya yang didasarkan pada kebutuhan cahaya secara relative dari spesies yang berdeda-beda. Pengetahuan mengenai ini dipandang sebagai keahlian yang menyangkut factor bagi pengelola tanaman

Faktor Hormon

Hormon pada tumbuhan juga memegang peranan penting dalam proses perkembangan dan pertumbuhan seperti hormon auksin untuk membantu perpanjangan sel, hormon giberelin untuk pemanjangan dan pembelahan sel, hormon sitokinin untuk menggiatkan pembelahan sel dan hormon etilen untuk mempercepat buah menjadi matang.