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 100C- 380C.
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
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.
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 :
Unsur Bentuk yang tersedia Bagi tumbuhan % Massa dalam Jaringa n kering Fungsi utama Makronutrie n Karbon Oksigen Hidrogen Nitrogen Kalium Kalsium Magnesium Fosfor Sulfur CO2 O2 H2O NO3-, NH4+
K+ Ca2+ Mg2+ H2PO4-, HPO4 2-SO4 2-45% 45% 6% 1,5% 1,0% 0,5% 0,2% 0,2% 0,1%
Komponen utama senyawa- senyawa organik tumbuhan Komponen utama senyawa- senyawa organik tumbuhan Komponen utama senyawa- senyawa organik tumbuhan Komponen asam nukleat, protein, hormon, klorofil, koenzim
Kofaktor yang berfungsi dalam sintesis protein; zat terlarut utama yang berfungsi dalam keseimbangan air; kerja stomata
Penting dalam pembentukan dan stabilitas dinding sel serta pemeliharaan struktur dan permeabilitas membran; mengaktivasi beberapa enzim; meregulasi respons- respons sel terhadap stimulus
Komponen klorofil; mengaktivasi berbagai macam enzim Komponen asam nukleat, fosfolipid, ATP, beberapa koenzim
Komponen protein, koenzim
Unsur Bentuk yang tersedia Bagi tumbuhan % Massa dalam Jaringa n kering Fungsi utama Mikronutrien
Besi Mangan
Boron
Seng
Tembaga
Nikel
molibdenum
Fe3+, Fe2+ Mn2+
H2BO3
-Zn2+
Cu+, Cu2+
Ni2+
MoO4
2-0,01% 0,005%
0,002%
0,002%
0,001%
0,001%
0,0001%
Komponen sitokrom; mengaktivasi beberapa enzim Aktif dalam pembentukan asam amino; mengaktivasi beberapa enzim; dibutuhkan untuk langkah pemcehan air dalam fotosintesis
Kofaktor dalam sintesis klorofil; mungkin terlibat di dalam transpor karbohidrat dan sintesis asam nukleat; berperan dalam fungsi dinding sel
Aktif dalam pembentukan klorofil; mengaktivasi beberapa enzim
Komponen dari berbagai redoks dan enzim- enzim lignin- biosintetik
Kofaktor untuk sebuah enzim yang befungsi dalam metabolisme nitrogen
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.
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
Unsur
Gejala defisiensi Makronutrie
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)
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.
