BAB VIII OLEH KELOMPOK 1

TUGAS

EKOLOGI TUMBUHAN CAHAYA, PANAS, DAN AIR

DISUSUN OLEH:

NOPIANA MASHURI (E1A014032)

RINA APRIANTI (E1A014043)

PUTU DIAN AYUNINGTYAS (E1A014039)

WIDYA RANI RUPANI (E1A014052)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

VIII. CAHAYA, PANAS, DAN AIR

A. CAHAYA

Cahaya merupakan faktor lingkungan yang sangat penting, sebagai sumber energi utama bagi ekosistem. Struktur dan fungsi dari ekosistem utamanya sangat ditentukan oleh radiasi matahari yang sampai di system ekologi tersebut, tetapi radiasi yang berlebihan dapat pula menjadi faktor pembatas, menghancurkan sistem jaringan tertentu.

Ada tiga aspek penting yang perlu dibahas dari faktor cahaya ini, yang erat kaitannya dengan sistem ekologi, yaitu:

a. Kualitas cahaya atau komposisi panjang gelombang. b. Intensitas cahaya atau kandungan energy dari cahaya.

c. Lama penyinaran, seperti panjang hari atau jumlah jam cahaya yang bersinar setiap hari. Variasi dari ketiga parameter tadi akan menentukan berbagai proses fisiologi dan morfologi dari tumbuhan. Memang pada dasarnya pengaruh dari penyinaran sering berkaitan erat dengan factor-faktor lainnya seperti suhu dan suplai air, tetapi pengaruh yang khusus sering merupakan pengendali yang sangat penting dalam lingkungannya.

1. Kualitas cahaya

Radiasi matahari secara fisika merupakan gelombang-gelombang elektromagnetik dengan berbagai panjang gelombang. Tidak semua gelombang-gelombang tadi dapat menembus lapisan atas atmosfer untuk mencapai permukaan bumi. Yang dapat mencapai permukaan bumi ini adalah gelombang-gelombang dengan ukuran 0,3 sampai 10 mikron. Gelombang yang dapat terlihat oleh mata berkisar antara 0,39 sampai 7,60 mikron, sedangkan gelombang di bawah 0,39 merupakan gelombang pendek dikenal dengan ultraviolet dan gelombang di atas 7,60 mikron merupakan radiasi gelombang panjang atau infrared/merah-panjang.

Umumnya kualitas cahaya tidak memperhatikan perbedaan yang mencolok antara satu tempat dengan tempat lainnya, sehingga tidak selalu merupakan factor ekologi yang penting. Meskipun demikian telah dipahami adanya respon kehidupan terhadap berbagai panjang gelombang cahaya ini.

Kepentingan Kualitas Cahaya

Di ekosistem daratan kualitas cahaya tidak mempunyai variasi yang berarti untuk mempengaruhi fotosintesis, kecuali apabila kanopi vegetasi menyerap sejumlah cahaya maka cahaya yang sampai di dasar akan jauh berbeda dengan cahaya yang sampai di kanopi, akan terjadi pengurangan cahaya merah dan biru. Dengan demikian tumbuhan yang hidup di bawah naungan kanopi harus teradaptasi dengan kondisi cahaya yang rendah energinya.

Di ekosistem perairan cahaya merah dan biru diserap fitoplankton yang hidup di permukaan, sehingga cahaya hijau akan dilakukan atau dipenetrasikan ke lapisan lebih bawah dan sulit diserap oleh fitoplankton. Ganggang merah dengan pigmen tambahan phycoerythrin atau pigmen merah coklat mampu mengabsorpsi cahaya hijau ini untuk fotosintesisnya, dengan demikian ganggang merah ini mampu hidup pada kedalaman laut.

Pengaruh dari cahaya ultra violet terhadap tumbuhan masih belum jelas, yang terang cahaya ini dapat merusak atau membunuh bacteria dan juga dipahami mempu mempengaruhi perkembangan tumbuhan menjadi terhambat pertumbuhannya.

Umumnya gelombang-gelombang pendek dari radiasi matahari terabsorbsi di bagian atas atmosfer sehingga hanya sebagian kecil yang mampu sampai di permukaan bumi. Dengan demikian pengaruh ultraviolet ini akan terjadi dan sangat terasa di daerah pegunungan yang tinggi.

Bentuk-bentuk daun yang roset merupakan karakteristika tumbuhan di daerah pegunungan, hal ini merupakan hasil pentinaran ultra violet dan menghambat untuk terjadinya batang yang panjang, juga diperkirakan ultra violet dapat mencegah berbagai jenis tumbuhan untuk bermigrasi, sehingga dengan demikian cahaya ultra violet berfungsi sebagai agen dalam menentukan penyebaran tumbuhan.

2. Intensitas Cahaya

Intensitas cahaya atau kandungan energy merupakan aspek cahaya yang terpenting sebagai factor lingkungan, karena berperan sebagai tenaga pengendali utama dari ekosistem. Intensitas cahaya ini sangat bervariasi baik dalam ruang/special maupun dalam waktu/temporal. Radiasi matahari yang sampai dan menembus atmosfer bumi akan terabsorpsi dan terefleksi atau terhamburkan oleh gas-gas dan partikel-partikel yang dikandungnya.

menembus atmosfer dan membentuk sudut yang besar dengan permukaan bumi, sehingga lapisan atmosfer yang tertembus berada dalam ketebalan minimum.

Intensitas cahaya menurun secara cepat dengan naiknya garis lintang. Pada garis lintang yang tinggi matahari berada pada sudut rendah permukaaan bumi dan juga permukaan atmosfer, dengan demikian sinasr menembus lapisan atmosfer yang terpanjang, ini akan mengakibatkan lebih banyak cahaya yang direfleksikan dan dihamburkan oleh lapisan awan dan pencemar di atmosfer.

Perbedaan musim juga mempengaruhi intensitas cahaya di daerah dengan latituda tinggi ini, intensitas pada musim panas jauh berbeda dengan intensitas pada musim dingin.

Variasi intensitas cahaya dalam skala besar akan dimodifikasikan lagi oleh factor topografi. Sudut dan arah kemiringan akan sangat berpengaruh terhadap jumlah cahaya yang sampai di permukaan bumi atau ekosistem, hal ini akan lebih terasa untuk daerah-daerah di garis lintang tinggi, sehingga dapat menghasilkan perbedaan struktur ekosistem.

Untuk daerah-daerah di garis lintang rendah hal ini tidak terlalu terasa.

a. Kepentingan Intensitas Cahaya

Intensitas cahaya dalam suatu ekosistem bervariasi. Kanopi suatu vegetasi akan menahan dan mengabsorbsi sejumlah cahaya sehingga ini akan menentukan jumlah cahaya yang mampu menembus dan merupakan sejumlah energy yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan dasar. Stratifikasi vertical dari suatu ekosistem, dengan demikian, merupakan hasi dari total energy cahaya yang tersedia dan kondisi komunitas itu sendiri.

Dalam ekosistem perairan intensitas cahaya berkurang secara cepat kearah yang semakin dalam. Air memantulkan dan menyerap cahaya dengan efisiens sekali. Pada air yang bening dan tidak bergerak 50% cahaya mampu mencapai kedalaman lebih dari 15 meter. Bila air bergerak atau keruh cahaya akan menembus kedalaman yang lebih dangkal lagi, situasi ini mampu untuk menahan laju fotosintesisi.

Intensitas cahaya yang berlebihan dapat berperan sebagai fktor pembatas. Cahaya yang kuat sekali dapat merusak ensima akibat foto-oksidasi, ini mengganggu metabolism organism-organisme terutama dalam sintesis protein.

b. Titik Kompensasi

Harga intensitas cahaya dengan laju fotosintesis (pembentukan karbohidrat) dapat mengimbangi kehilangan karbohidrat akibat respirasi dikenal sebagai titik kompensasi. Titik ini menggambarkan intensitas cahaya yang memadai untuk terjadinya fotosintesis, dan merupakan intensitas cahaya minim yang penting untuk pertumbuhan. Harga titik kompensasi ini akan berlainan untuk setiap jenis tumbuhan.

Diagram yang menggambarkan titik kompensasi dari kelompok tumbuhan heliofita. Heliofita

c. Helofita dan Siofita

Tumbuhan yang beradaptasi untuk hidup pada tempat-tempat dengan intensitas cahaya yang tinggi biasa disebut tumbuhan helofita. Merupakan tumbuhan yang senang dengan cahaya yang tinggi intensitasnya dan mempunyai titik kompensasi yang tinggi pula. Dalam tubuhnya mempunyai system kimia yang aktif untuk membentuk karbohidrat dan membongkarnya dalam respirasi.

Sebaliknya tumbuhan yang hidup baik dalam situasi jumlah cahaya yang rendah, dengan titik kompensasi yang rendah pula, dikenal dengan tumbuhan senang keteduhan atau siofita, metabolismenya lambat dan demikian juga proses respirasinya.

Titik kompensasi heliofita dapat mencapai setinggi 4.200 luks tetapi untuk tumbuhan yang hidup di tempat teduh siofita titik kompensasinya bisa serendah 27 luks. Bahkan ganggang yang hidup dalam perairan dalam dan ganggan serta lumut yang hidup dalam gua-gua dapat tumbuh dengan intensitas cahaya yang lebih lemah sampai tidak melebihi cahaya bulan.

Beberapa jenis tumbuhan mempunyai karakteristika siofita ketika masih muda, yang kemudian berkembang ke karakteristika heliofita apabila telah dewasa. Hal ini biasanya terjadi pada pohon-pohon dengan anakannya yang harus tahan hidup di bawah peneduhan.

serta klorofil sangat erat kaitannya dengan intensitas cahaya tadi. Pada tempat-tempat dengan penyinaran penuh, cahaya berkecendrungan untuk merusak atau menghancurkan klorofil ini. Dengan demikian kemampuan yang tinggi dalam pembentukan klorofil adalah mutlak diperlukan bagi tumbuhan yang hidup di tempat terbuka.

Apabila tumbuhan tidak mampu menghasilkan klorofil untuk mengimbangi klorofil yang hancur (akibat cahaya yang terlalu tinggi intensitasnya) maka tumbuhan itu akan gagal dalam mempertahankan dirinya. Dengan demikian perbedaan kemampuan dalam pembentukan klorofil inilah yang membedakan antara heliofita dengan siofita. Heliofita berkemampuan yang tinggi dalam pembentukan klorofilnya sehingga dapat tahan di tempat terbuka dan sebaliknya siofita akan lebih efektif apabila berada di bawah naungan dan akan gagal apabila berapa pada daerah terbuka.

d. Cahaya Optimal bagi Tumbuhan

Proses pertumbuhan dari tumbuhan membutuhkan hasil fotosintesis untuk melebihi kebutuhan respirasi. Jadi kebutuhan minimum cahaya untuk proses pertumbuhan ini baru terpenuhi apabila cahaya melebihi titik kompensasinya. Bagi umumnya tumbuhan intensitas cahaya optimum untuk fotosintesis haruslah lebih kecil dari intensitas cahaya matahari penuh apabila ditinjau dari sudut kebutuhan daun secara individual. Meskipun demikian bila suatu tumbuhan besar hidup pada cahaya yang penuh sebagian besar dari dedaunnya tidak dapat menerima cukup cahaya matahari untuk fotosintesis secara maksimal akibat tertutup dedaunan di permukaan kanopinya. Dengan demikian cahaya matahari penuh akan menguntungkan bagi daun-daun di dalam kanopi untuk mencapai efektifitas fotosintesis secara total bagi tumbuhan untuk mengimbangi kekurangan dari daun-daun yang berada dalam cahaya supra-optimal.

Intensitas cahaya optimum bagi tumbuhan yang hidup di habitat alami janganlah diartikan betul-betul cahaya optimal untuk fotosintesis. Pada umumnya cahaya matahari itu terlalu kuat atau terlalu lemah bagi organ-organ fotosintesis. Optimum haruslah diartikan bahwa kombinasi tertentu dari factor-faktor lingkungan lainnya, ingat konsep holosinostik, akan memberikan pengaruh bersih dari kondisi cahaya dalam suatu perioda tertentu lebih baik untuk proses fotosintesis dibandingkan dengan keadaan lainnya.

e. Adaptasi tumbuhan terhadap cahaya kuat

Dedaunan yang mendapat cahaya dengan intensitas yang tinggi kloroplast berbentuk cakram, posisinya sedemkian rupa sehingga cahaya yang diterima hanya oleh dinding vertikalnya. Bahkan pada beberapa jenis tertentu letak daun secara keseluruhan sering tidak berada dalam keadaan horizontal, hal ini menghindar dari arah cahaya yang tegak lurus pada permukaan daun dan ini berarti mengurangi kuat cahaya yang masuk.

Berkurangnya kadar klorofil pada intensitas cahaya yang tinggi mengandung aspek yang menguntungkan, cahaya yang diserap akan menjadi berkurang sedangkan yang dipantulkan dan disebar akan bertambah. Terlalu banyak cahaya yang diserap atau diabsorpsi akan mempertinggi energy yang diubah menjadi panas akibat efesiensi ekologi yang rendah. Hal ini akan tidak saja menggangu keseimbangan air tetapi juga akan mengganggu keseimbanga fotosintesis dengan respirasi dalam tumbuhan.

Telah banyak dipelajari bahwa umumnya tumbuhan tropika intensitas cahaya yang diterima mempunyai hubungan langsung dengan kadar anthocyanin. Pigmen ini biasanya terletak pada lapisan permukaan dari sel berperan sebagai pemantul cahaya lapisan permukaan dari sel berperan sebagai pemantul cahaya sehinggga menghambat atau mengurangi penembusan cahaya ke jaringan yang lebih dalam. Pigmen-pigmen yang berwarna merah ini akan memantulkan terutama cahaya merah yang berkadar panas. Dengan dipantulkannya cahaya merah ini maka akan mereduksi kemungkinan kerusakan-kerusakan sel sebagai akibat pemanasan. Ternyata suhu dibawah lapisan berwarna merah dari suatu buah mempunyai suhu lebih rendah jika dibandingkan dengan bagian lainnya yang berwarna hijau.

Beberapa ganggang yang bebas bergerak akan menghindar dari cahaya yang terlalu kuat dengan jalan pergerakan secara vertical,bermigrasi ke kedalaman air.

3. Lama Penyinaran

Di daerah sepanjang katulistiwa lamanya siang hari atau fotoperioda akan konstan sepanjang tahun, sekitar 12 jam. Di daerah temperata/bermusim panjang hari lebih dari 12 jam pada musim panas, tetapi akan berkurang dari 12 jam pada musim dingin. Perbedaan yang terpanjang antara siang dan malam akan terjadi di daerah dengan garis lintang tinggi.

Berdasarkan respon ini, tumbuhan berbunga dapat dikelompokan dalam tiga kelompok besar, yaitu:

a. Tumbuhan berkala panjang, yaitu tumbuhan yang memerlukan lamanya siang lebih dari 12 jam untuk terjadinya proses perbungaan. Berbagai tumbuhan temperate termasuk pada kelompok ini,seperti macam-macam gandum (wheat dan barley) dan bayam.

b. Tumbuhan berkala pendek, kelompok tumbuhan yang memerlukan lamanya siang lebih pendek dari 12 jam untuk terjadinya proses perbungaan, dalam kelompok ini termasuk tembakau dan bunga krisan.

c. Tumbuhan berhari netral, yaitu tumbuhan yang tidak memerlukan perioda panjang hari tertentu untuk proses perbungaanya, missal tomat dan dandelion.

Reaksi tumbuhan berkala panjang dan berkala pendek membatasi penyebarannya secara latitudinal sesuai dengan kondisi fotoperiodanya. Apabila beberapa tumbuhan terpaksa hidup ditempat yang kondisi fotoperiodanya tidak optimal, maka pertumbuhannya akan bergeser pada pertumbuhan vegetatif. Misalnya bawang merah, tumbuhan berkala pendek,akan menghasilkan bulbus/umbi lapisnya yang besar apabila ditumbuhkan didaerah dengan fotoperioda yang panjang, hal ini memberikan arti ekonomi tertentu dan banyak dilakukan oleh pakar hortikultura.

Di daerah katulistiwa tingkah laku tumbuhan sehubungan dengan fotoperioda ini tidaklah menunjukan adanya pengaruh yang mencolok. Tumbuhan akan tetap aktip dan berbunga sepanjang tahun asalkan faktor-faktor lainnya, dalam hal ini suhu, air dan nutrisi, tidak merupakan faktor pembatas.

B. SUHU

tumbuhan dengan mengontrol laju proses-proses kimia dalam tumbuhan tsb, sedangkan peran tidak langsung dengan mempengaruhi faktor-faktor lainnya terumata suplai air. Suhu mempengaruhi laju evaporasi dan menyebabkan tidak saja keefektipan hujan tetapi juga laju kehilangan air dari organism hidup.

Sebernarnya sangat sulit untuk memisahkan secara mandiri pengaruh suhu sebagai faktor lingkungan. Misalnya energy cahaya mungkin diubah menjadi energi panas ketika cahaya diabsorpsi oleh suatu substansi. Tambahan lagi suhu sering berperan bersamaan dengan cahaya dan air untuk mengontrol fungsi-fungsi dari organisme.

Relatip mudah untuk mengukur suhu dalam suatu lingkungan tetapi sulit untuk menentukan suhu bagaimana yang berperan nyata, apakah keadaan maksimum, minimum, atau keadaan harga rata-ratanya yang penting.

1. Variasi Suhu

Sangat sedikit tempat-tempat dipermukaan bumi secara terus menerus berada dalam kondisi terlalu panas atau terlalu dingin untuk sistem kehidupan, suhu biasanya mempunyai variasi baik secara ruang maupun secara waktu. Variasi suhu ini berkaitan dengan garis lintang, dan sejalan dengan ini juga terjadi variasi lokal berdasakan topografi dan jarak dari laut.

Terjadi juga variasi dari suhu ini dalam ekosistem, misalnya dalam hutan dan ekosistem perairan. Perbedaan yang nyata antara suhu pada permukaan kanopi hutan dengan suhu di bagian dasar hutan akan terlihat dengan jelas. Demikian juga perbedaan suhu berdasarkan kedalaman air.

Seperti halnya dengan faktor cahaya, letak dari sumber panas (matahari), bersama-sama dengan berputarnya bumi pada porosnya akan menimbulkan variasi suhu di alam tempat tempat tumbuhan hidup.

Jumlah panas yang diterima bumi juga berubah-ubah setiap saat tergantung pada lintasan awaan, bayangan tumbuhan setiap hari,setiap musim,setiap tahun dan gejala geologi.

reradiasi berjalan terus, akibatnya ada kemungkinan suhu permukaan bumi lebih rendah dari suhu udara di sekitarnya. Proses ini akan menimbulkan fluktuasi suhu harian, dan fluktuasi suhu yang paling tinggi akan terjadi di daerah antara ombak, di tepi pantai.

Berbagai karakteristik muka bumi penyebab variasi suhu :

a. Komposisis dan warna tanah, makin terang warna tanah makin banyak panas yang dipantulkan, makin gelap warna tanah makin banyak panas yang diserap.

b. Kegemburan dan kadar air tanah, tanah yang gembur lebih cepat memberikan respon pada pancaran panas daripada tanah yang padat, terutama erat kaitannya dengan penembusan dan kadar air tanah, makin basah tanah makin lambat suhu berubah.

c. Kerimbuan tumbuhan, pada situasi dimana udara mampu bergerak dengan bebas maka tidak ada perbedaan suhu antara tempat terbuka dengan tempat tertutup vegetasi. Tetapi kalau angin tidak menghembuskan keadaan sangat berlainan, dengan kerimbunan yang rendah sudah mampu mereduksi pemanasan tanah oleh pemancaran sinar matahari. Di tambah lagi kelembaban udara di bawah rimbunan tumbuhan akan menambah banyaknya panas yang dipakai untuk pemanasan uap air, akibatnya akan menaikan suhu udara. Pada malam hari panas yang dipancarkan kembali oleh tanah akan tertahan oleh lapisan kanopi,dengan demikian fluktuasi suhu dalam hutan sering jauh lebih rendah jika dibandingkan dengan fluktuasi suhu di tempat terbuka/tidak bervegatasi.

d. Iklim,mikro perkotaan, perkembangan suatu kota menunjukkan adanya pengaruh terhadap iklim mikro. Asap dan gas yang terdapat di udara kota sering mereduksi radiasi. Partikel-partikel debu yang melayang di udara merupakan inti dari uap air dalam proses kondensasinya, uap air inilah yang bersifat aktip dalam mengurangi pengaruh radiasi matahari tadi.

e. Kemiringan lereng dan garis lintang, kemiringan lereng sebesar 5o _dapat mereduksi suhu sebanding dengan 450 km perjalanan arah ke kutub.

Variasi suhu berdasarkan waktu/temporal terjadi baik musiman maupun harian, kesemua variasi ini akan mempengaruhi penyebaran dan fungsi tumbuhan.

2. Suhu dan Tumbuhan

Suhu tumbuhan biasanya kurang lebih sama dengan suhu sekitarnya karena adanya pertukaran suhu yang terus-menerus antara tumbuhan dengan udara sekitarnya.

Kisaran toleransi suhu bagi tumbuhan sangat bervariasi, untuk tanaman di tropika, semangka, tidak dapat mentoleransi suhu dibawah 150_-180 _{c, sedangkan untuk biji-bijian tidak} bisa hidup dengan suhu dibawah minus 20_{c – minus 5}0 _{c. Sebaliknya konifer di daerah temperate} masih bisa mentoleransi suhu sampai serendah minus 300 _{c. Tumbuhan air umumnya mempunyai} kisaran toleransi suhu yang lebih sempit jika dibandingkan dengan tumbuhan di daratan.

Secara garis besar semua tumbuhan mempunyai kisaran toleransi terhadap suhu yang berbeda tergantung pada umur, keseimbangan air dan juga keadaan usim.

3. Tumbuhan dan Suhu Tinggi

Suhu maksimum yang harus ditoleransi oleh tumbuhan sering merupakan masalah yang lebih kritis jika dbandingkan dengan suhu minimumnya. Tumbuhan biasanya didinginkan oleh kehilangan air dari tubuhnya,dengan demikian kerusakan akibat panas terjadi apabila tidak tersedia sejumlah air dalam tubuhnya untuk proses pendinginan tadi. Pada beberapa kasus umumnya krusakan diinduksi oleh suhu yang tinggi berasosiasi dengan kerusakan akibat kekurangan air, pelayuan. Dalam kejadian seperti ini ensima menjadi tidak aktip dan metabolism menjadi rendah.

Tumbuhan yang hidup di tempat-tempat dengan iklim yang panas sering mempunyai struktur morfologi yang beradaptasi untuk hidup pada kondisi panas ini, lapisan gabus menjadi tebal berfungsi sebagai lapisan pelindung,daun kecil-kecil untuk mereduksi kehilangan air, dan kutikula menebal sehingga refleksi cahaya meningkat.

4. Tumbuhan dan Suhu Dingin

Kebanyakan tumbuhan berhenti pertumbuhannya pada suhu dibawah 60 _{c. Penurunan} suhu dibawah suhu ini mungkin akan menimbulkan kerusakan yang cukup berat. Protein akan menggumpal pada larutan di luar cairan sel mengakibatkan ketidak aktipan ensima. Bila suhu mencapai titik beku, akan terbentuk Kristal es diantara ruang sel dan air akan terisap keluar dari sel maka akan terjadi dehidrasi. Apabila pembekuan terjadi secara cepat maka akan terbentuk Kristal-kristal es dalam cairan sel yang ternyata volumanya akan lebih besar dari ukuran sel tsb, sehingga sel rusak dan mati akibat kebocoran dinding selnya. Hasilnya akan terjadi daerah yang berwarna coklat pada tumbuhan , sebagai karakteristika dari kerusakan akibat pembekuan atau frost.

menimbulkan apa yang disebut kekeringan fisiologi, terjadi pada situasi air yang relatip cukup tetapi tidak mampu diserap akar akibat suhu yang terlalu dingin. Situasi ini sering terjadi di daerah tundra.

Tumbuhan yang hidup di daerah iklim dingin sering mempunyai adaptasi morfologi untuk tetap bisa hidup. Tumbuhan menjadi kerdil atau merayap untuk mengurangi luka permukaan, atau mempunyai bentuk bantal atau permadani untuk saling melindungi satu bagian dengan bagian yang lainnya.

5. Suhu dan Produktivitas

Laju respirasi dan fotosintesis dari tumbuhan haruslah terjadi sedemikian rupa sehingga terdapat produktivitas bersih. Untuk tumbuhan umumnya suhu optimum untuk respirasi lebih tinggi dari suhu optimum untuk fotosintesis. Di atas suhu tertentu respirasi akan melebihi fotosintesis, maka akan terjadi kelaparan pada tumbuhan tsb. Hal inilah yang berperan dalam membatasi penyebaran tumbuhan dari daerah dingin ke daerah hangat.

Gambaran keseimbangan fotosintesis dan respirasi dalam hubungan dengan suhu

6. Thermoperiodisma

akan tumbuh baik bila suhu lingkungan berubah-ubah. Misalnya , tomat mempunyai laju pertumbuhan optimum bila berada pada tempat dengan suhu siang 250 _{c dan suhu malam sekitar} 100 _{c. fluktuasi suhu ini menghasilkan keseimbangan optimum antara respirasi dan fotosintesis.}

Beberapa jenis tumbuhan memerlukan suhu malam hari dibawah suhu minimum tertentu untuk terjadinya perbungaan. Dan pada beberapa tumbuhan fluktuasi teratur diperlukan untuk perkecambahan.

Thermoperiodisma membatasi penyebaran tumbuhan baik berdasarkan garis lintang maupun ketinggian tempat.

7. Suhu dan Dormansi tumbuhan

Dormansi tidak saja terjadi pada tumbuhan yang hidup pada lingkungan yang dingin, tetapi juga pada tumbuhan yang hidup di daerah beriklim hangat. Tumbuhan di tropika sering mempunyai fasa dorman yang tidak ada kaitannya dengan suhu. Diperkirakan bahwa fenomena ini telah memungkinkan nenek moyang pohon-pohon temperate berasal dari bermigrasinya dari tropika temperate.

Sebagai gejala umum dormansi diinduksikan dalam tumbuhan di temperata sebagai jawaban terhadap fotoperioda. Tetapi fasa dorman dari tumbuhan akan dipecahkan oleh suhu yang dingin, gejala ini disebut vernalisasi. Bila tidak cukup suhu dingin untuk memecahkan masa dorman maka tumbuhan tidak mampu untuk hidup lagi. Kebanyakan pohon dan perdu di daerah Inggris, misalnya, memerlukan antara 200 sampai 300 jam dibawah suhu 9◦ C untuk memecahkan masa dorman ini.

Vernalisasi dimanfaatkan dalam hortikultura untuk mempercepat siklus hidup untuktujuan penyilangan. Tanaman biannual seperti beet dan seledri menghasilkan daun dan umbi dalam musim tumbuh pertama dan berbunga pada musim tumbuh kedua. Dengan memanfaatkan suhu dingin buatan, siklus hidup akan terjadi secara lengkap dalam setahun.

8. Masa/ Musim pertumbuhan

Masa atau musim pertumbuhan adalah suatu perioda waktu ketika semua kondisi lingkungan yang diperlukan untuk tumbuh berada dalam keadaan memuaskan atau cocok. Suhu merupakan salah satu factor yang paling kritis dalam menentukan panjangnya musim/masa pertumbuhan, terutama untuk tumbuhan yang hidup di daerah dengan garis lintang yang tinggi. Untuk tumbuhan yang hidup tropika factor ketersediaan air, dalam hal ini jumlah dan lamanya hujan, merupakan factor penentu untuk masa/musim pertumbuhan ini.

masa/musim pertumbuhan di daerah garis lintang tinggi, salah satunya adalah didasarkan pada suhu minimum pertumbuhan.

9. Suhu minimum untuk pertumbuhan

Musim pertumbuhan didefinisikan sebagai perioda ketika suhu berada diatas ambang tertentu yang di perlukan untuk tumbuh. Batas ambang ini berlainan, dari 0 ◦C samapai 10◦C, tetapi umumnya dipakai 6◦C sebagai batas suhu minimum yang diperlukan unuk pertumbuhan tanaman pertanian. Di Amerika Serikat pertumbuhan ini sering di batasi oleh “ hari bebasa kebekuan “ : yaitu jumlah hari berurutan selama suhu terus-menerus di atas 0◦C.

Satu hal yang perlu di pahami, metoda apapun yang dipergunakan untuk menentukan masa pertumbuhan, sampai sekarang betul-betul belum memuaskan. Dalam hal ini tidak diperhitungkan kenyataan bahwa setiap jenis tumbuhan akan memerlukan suhu yang berlainan, atau adanya kenyataan bahwa suhu udara akan dimodifikasi oleh keadaan lingkungan lainnya, seperti tanah, topografi dan vegetasi. (Metoda lain untuk menetukan masa/ musim pertumbuhan ini diantaranya adalah berdasarkan suhu terakumulasi dan unit fototermal, lihat Emberlin, 1983. )

c. A I R

Air merupakan factor lingkungan yang penting, semua organisme hidup memerlukan kehadiran air ini. Perlu dipahami bahwa jumlah air di sistem bumi kita ini adalah terbatas dan dapat berubah-ubah akibat proses sirkulasinya. Pemulihan bumi sulit untuk terjadi akibat adanya siklus melalui aliran air, transpirasi dan evaporasi yang berlangsung secara terus-menerus.

Bagi tumbuhan air sangat penting karena dapat langsung mempegaruhi kehidupannya. Bahkan air sebagai bagian dari factor iklim yang sangat berpegaruh terhadap pertumbuhan dan perubahan struktur dan organ tumbuhan. Untuk lebih rinci perhatikan peranan air bagi tumbuhan di bawah ini :

a) Struktur tumbuhan. Air merupakan bagian terbesar pembentuk jaringan dari semua makhluk hidup ( tak terkecuali tumbuhan ). Antara 40% sampai 60% dari berat segar pohon terdiri dari air, dan bagi tumbuhan herba jumlahnya mungkin akan mencapai 90%. Cairan yang mengisi sel akan mampu menjaga substansi itu untuk berada dalam keadaan yang tepat untuk berfungsi metabolisme.

c) Alat angkut. Tumbuhan memanfaatkan air sebagai alat untuk mengangkut materi disekitar tubuhnya. Nutrisi masuk melalui akar dan bergerak ke bagian tumbuhan lainnya sebagai sbstansi yang terlarut dalam air. Demikian juga karbohidrat yang dibentuk di daun diangkut ke jaringan-jaringan lainnya yang tidak berfotosintesis dengan cara yang sama.

d) Pendingin. Kehilangan air dari tumbuhan oleh transpirasi akan mendinginkan tubuhnya dan menjaga dari pemanasan yang berlebihan.

Karakteristika air dalam proses siklusnya secara fisik memperlihatkan berbagai fasa/keadaan, mulai dari bentuk uap air di udara sampai air dlam tanah yang secara diagramatis dapat dilihat di bawah ini.

1. Uap Air

Uap air merupakan sumber air yang terdapat di udara, dan bagi tumbuhan pengaruhnya langsung terhadap bentuk dan struktur dari organ-organnya. Bagi beberapa tumbuhan seperti jamur, lumut kerak dan epifit uap air ini dapat digunakan secara langsung. Intensitas cahaya dapat juga dipengaruhi oleh uap air ini dengan mengurangi jumlah energy cahaya yang diterima/sampai di permukaan bumi. Jumlah uap air di udara dapat mempengaruhi laju evaporasi dan transpirasi.

Evavorasi merupakan suatu proses untuk terjadinya kehilangan air dari suatu ekosistem, yatu sebagai gabungan atau proses evaporasi dari komponen non-hidup dan transpirasi oleh tumbuhan. Factor-faktor yang dapat mempengaruhi evapotranspirasi :

a. Masukan Energi. Energi diperlukan untuk evaporasi yang utamanya berasal dari energi surya. Jumlah energi ini erat kaitannya dengan jumlah kehilangan air dari ekosistem. b. Pergerakan Udara. Angin menggerakkan uap air dan menghambat kejenuhan atmosfer

dari uap air ini. Pergerakan uap air ini akan memberi kemungkinan lebih banyak lagi terjadinya evaporasi.

c. Bentuk Vegetasi. Bagian atas dari pertumbuhan akan mempengaruhi evaporasi, berperan sebagai penghalang. Tetapi di lain pihak akan menentukan kehilangan air akibat transpirasi, ini berkaitan dengan bentuk sistem akar yang ada dalam penyerapan air dari tanah.

d. Jumlah Air di Daerah Akar. Laju pengisapan air oleh tumbuhan yang akan menyebabkan lajunya kehilangan air akibat transpirasi sebagian tergantung pada ketersediaan air di daerah akar.

Jumlah air yang mampu dikembalikan ke atmosfer dalam suatu periode waktu tertentu bila jumlah air adalah cukup memadai sesuai dengan yang diperlukan dalam evaporasi dan transpirasi.

Evaporasi potensial ini dapat diperkirakan dengan berbagai cara, diantaranya yaitu dengan pengukuran berdasarkan kehilangan air melalui cawan evaporimeter, bias dihitung secara harian. Contoh terbaik adalah cawan klas A dari Amerika, diameter 4 kaki, kedalaman 10 inci, diletakkan 6 inci dari permukaan tanah untuk menjaga tetap terjadinya ventilasi udara di bawah cawan. Pada setiap awal pengukuran harian air harus berada 2 inci di bawah mulut cawan. Pada perhitungan selanjutnya dipakai faktor koreksi sebesar 0,60 – 0,80 atau 0,70, sedangkan koreksi bulanan dipergunakan 0,13 sampai 1,30 ( i )

Evaporasi potensial ini dapat juga ditentukan berdasarkan faktor iklim, dalam hal ini suhu udara merupakan faktor kunci. Pendekatan secara empiris dari KHOSLA ( UN/WMO Water Resources Series No. 27, 1964 )telah memberikan hasil yang cukup memuaskan.

Rumusan dari khosla : EP = 4,8 T EP = evaporasi potensial bulanan (mm) T = rata-rata suhu bulanan (◦C)

Cara lain adalah berdasarkan metoda dari FEWMAN, yang bersifat komprehensif, dengan memperhitungkan tidak saja suhu tetapi juga berdasarkan radiasi matahari, kelembaban udara dan kecepatan angin pada ketinggian standar 2 meter dari permukaan tanah.

b) Evaporasi aktual

Selain evaporasi potensial, dikenal juga evaporasi aktual, yaitu pengembalian sejumlah air ke atmosfer akibat proses evaporasi dan transpirasi pada perioda waktu tertentu sesuai dengan jumlah air yang tersedia.

2. Hujan

Hujan merupakan hasil kondensasi uap air yang berada di atmosfer baik yang berasal dari proses evaporasi maupun transpirasi. Sebagai sumber utama dari uap air di atmosfer ini adalah hasil evaporasi dari sistem perairan termasuk lautan. Di udara terdapat cukup uap air yang dapat membentuk hujan, uap air akan berkondensasi menjadi bintik-bintik air yang kemudian bersatu dan akibat gaya tarik bumi akan jatuh sebagai hujan.

Berbagai hal yang perlu diperhatikan sehubungan dengan hujan ini adalah : - Jumlah hujan tahunan yang meliputi suatu daerah

Jumlah hujan yang akan turun adalah berlainan antara satu daerah dengan daerah lainnya, hal ini tergantung dari berbagai faktor utama, diantaranya adalah :

1. Keadaan topografi

Daerah pegunungan relatif akan menerima hujan lebih banyak daripada daerah pedataran rendah

2. Letak daerah

Sehubungan dengan arah angin dan juga apakah mendapat pengaruh dari angin laut atau angin kontinental

3. Letak geografis

Hujan turun paling banyak di daerah katulistiwa dan akan menurun jumlahnya ke arah kutub. Di daerah kutub udara terlalu dingin untuk menampung uap air, sedangkan di daerah katulistiwa keadaan sebaliknya sehingga hujan jatuh hampir sepanjang tahun.

a. Intersepsi

Hujan yang jatuh pada suatu tempat yang bervegetasi hutan akan bertahan oleh kanopinya sebelum mencapai tanah.air hujan akan tertahan kanopi tadi kan membasahi dedaunan dari mahkota dan kemudian menguap lagi ke udara dan air yang hilang ini termanfaatkan bagi tumbuhan. Jumlah hujan yang tertahan/ terintersepsi ini tergantung pada bentuk vegetasi yanga da dan curah hujan serta lamanya hujan.

b. Intersepsi dan bentuk vegetasi

Persentase dari jumlah hujan yang terintersepsi berkaitan erat dengan luas permukaan vegetasi. Komunitas dengan luas permukaan besar, seperti hutan pinus/tusam, berdasarkan pengukuran dilapangan (Surasana, 1982 ), intersepsinya dapat mencapai 80% sampai 90% pada curaha hujan yang tidak deras. Intersepsi akan jauh lebih kecil pada vegetasi yang terdiri hanya dari satu lapisan, dan juga pada vegetasi yang jarang/renggang. Secara umum intersepsi akan jauh lebih besar pada hutan konifer jika dibandingkan dengan hutan berdaun lebar.

Air hujan yang membasahi vegetasi, dan tidak diuapkan,akan mengalami dua kemungkinan sebagai akibat dari daya tarik bumi. Pertama akan langsung jatuh ke tanah ( throuhfall ) melalui udara, dan kedua akan bergerak kebawah melalui/menyusuri batang (stem-flow). Air akan bergerak melalui batang ini akan sampai di tanah tergantung dari tekstur batang, makn halus makin banyak air yang dialirkan.

c. Intersepsi dan hujan

akan secara bertahap menjadi kecil apabila hujan makin lama akibat vegetasi akan menjadi basah dan jenuh air maka terjadilah sentuhan langsung secara aliran pada batang. d. Perhitungan intersepsi

Rumusan dibawah ini dapat dipergunakan untuk menentukan intersepsi di suatu bentuk vegetasi

I – R – Rg – S

I = jumlah terintersepsikan

R = jumlah hujan diatas vegetasi

Rg = jumlah hujan yang bertampung diantara vegetasi

S = jumlah air yang mengalir melalui batang

e. Musim/masa pertumbuhan

Seperti yang telah diuraikan terdahulu, untuk daerah tropika masa/musim pertumbuhan tidak ditentukan oleh kondisi suhu, tetapi faktor hujanlah yang menentukannya. Dalam hal ini ditentukan oelh perbedaan curah hujan dengan jumlah air yang dikembalikan ke udara oleh evapotranspirasi.

Konsep masa/musim pertumbuhan ini lebih ditekankan pada penentuan kesesuaian iklim untuk pertumbuhan tanaman pertanian, seperti dikembangkan oleh OLDEMAN tahun 1975 dan 1979 untuk beberapa wilayah di Indonesia dan FAO pada tahun 1978 untuk beberapa wilayah di muka bumi ini termasuk Asia Tenggara.

Menurut FAO, masa pertumbuhan adalah perioda dalam jumlah hari selama satu tahun ketika curah hujan melebihi setengah dari evapotranspirasi potensial, ditambah suatu periode yang diperlukan untuk menguap-keringatan (evapotranspirasi) sisa air juhan dari tanah (biasanya diasumsikan sebanyak 100 mm) atau hilang apabila tanah tidak mampu menahannya. Suatu masa pertumbuhan yang normal harus pula menunjukkan suatu periode basah, yaitu periode kelebihan dari evapotranspirasi

Sering juga dalam penentuan masa pertumbuhan ini didasarkan pada harga curah hujan dengan peluang atau probabilitas 75%. Harga curah hujan ini (P-O, 75) untuk daerah tropika dapat dicari dari rumsan OLDEMAN ( 1979 ).

Rumusan dari OLDEMAN : : Y = 0,82 x – 30 :

X = adalah harga rata-rata hujan bulanan

Untuk memberikan gambaran selintas bagaimana menentukan masa pertumbuhan berdasarkan cara dari FAO, diperlihatkan grafik dari daerah Muara Dua Sumatera Selatan sebagai hasil studi lapangan dari E. Surasana pada tahun 1987 dalam kajiannya untuk mendapatkan zona iklim.

Sedangkan berdasarkan OLDEMAN, masa pertumbuhan di definisikan sebagai perioda dalam bulan ketika curah hujan melebihi 100 mm setiap bulannya. Dan selama masa pertumbuhan ini suatu perioda basah adalah merupakan perioda ketika curah hujan bulanan melebihi 200 mm

Berdasarkan perhitungan dari OLDEMAN ini, wilayah Indonesia dibagi dalam 5 zona utama, yaitu :

Wilayah A : lebih dari 9 bulan basah menerus

Wilayah B : antara 7-9 bulan basah menerus

Wilayah C :antara 5-6 bulan basah menerus

Wilayah D : antara 3-4 bulan basah menerus

Wilayah E : kurang dari 3 bulan basah terus menerus

P : curah hujan

B : perioda basah

I : perioda kering

Ep : evapotranspirasi potensial

L : perioda kembali

3. AIR TANAH

mampu dipegang oleh partikel-partikelnya akibat tegangan permukaan dan kohesi, kondisi air tanah seperti ini biasa disebut berada dalam keadaan kapasitas lapangan. Bila jumlah air terus bertambah melebihi situasi tadi , maka air akan bergerak kebawah menembus tanah akibat gaya tarik bumi, air yang bergerak ini disebut air gravitasi dengan kecepatan yang bervariasi tergantung pada ukuran dan jumlah ruang dalam tanah. Umumnya tanah pasir akan lebih cepat jika dibandingkan dengan tanah lempung atau tanah liat. (lihat faktor tanah ). Dan bila air gravitasi ini tidak mampu bergerak kebawah, maka akan memenuhi ruang-ruang tanah dan terjadi pengenangan atau “waterlogged” . air gravitasi yang bergerak kebawah akan membawa nitrisi tanah, peristiwa ini dikenal dengan pencucian atau leaching.

Setelah air gravitasi bergerak meninggalkan lapisan tanah bagian atas, maka akan tertinggal moleku-molekul air yang berbentuk lapisan atau flm yang meliputi partikel-partikel tanah dan memenuhi pori-pori kecil. Lapisan molekul air ini disebut air kapiler , yang tidak dipengaruhi gravitasi dan hammpir selalu merupakan sumber air bagi tumbuhan. Air kapiler ini dapat bergerak secara lambta dari tanah yang relative basah ke tanah yang kering akibat system kapiler tanah. Jumlah air kapiler akan berada ditanah sangat dipengaruhi tekstur tanah tersebut, tanah-tanah dengan fraksi halus mempunyai kapasitas yang lebih tinggi retensi airnya atau penyimpanan airnya jika dibandingkan dengan tanah-tanah berfraksi kasar. Sejalan dengan itu air kapiler mudah bergerak ditanah liat dari pada ditanah lempung dan tanah pasir.

Karena daya penguapan dari lapisan permukaan dan penyerapan air oleh akar tumbuhan, maka air kapiler makin berkurang , sehingga daya tarik antara air dengan tanah menjadi bertambah besar sampai akhirnya air tidak lagi berada dalam fasa cair lagi. Maka terbentuklah air higroskopik. Air higroskopik ini tidak banyak bermanfaat bagi tumbuhan, akar tumbuhan tidak mampu menyerapnya akibat daya adesi yang sangat kuat.

a. Kapasitas lapangan

Kapasitas lapangan menunjukkan suatu kadar air dalam tanah sesudah air gravitasi habis dan pergerakan air kapiler sangat lambat, sehingga hampir sama dengan besaranya kapasitas kapiler. Atau dapat pula diberi batasan sebagai prosentase air dalam tanah yang menunjukka kecepatan air yang menembus tanah telah mencapai harga minimum. Situasi seperti ini akan tercapai sekitar 4 sampai 5 hari setelah turun hujan lebat atau mendapat pengairan irigasi. Harga kapasitas lapangan ini berkisar antara 5% sampai 40% tergantung pada jenis tanahnya.

Kapasitas lapangan penting untuk menentukan kapasitas optimum air dalam tanah ,apabila jumlah air jauh dibawah harga ini kemungkinan air sukar untuk diisap oleh akar tumbuhan, dan sebaliknya jumlah air yang melebihi harga kapasitas lapangan juga tidak berguna dan mungkin merusak organ-organ tumbuhan.

b. Ekivalen Air

Ekivalen air merupakan prosentase air yang dapat dikandung oleh tanah yang telah mendapat gaya sentrifugal sebesra 1000 kali gaya gravitasi bumi. Pada kenyataannya umumnya tanah (kecuali tanah pasir) mempunyai harga ekivalen air relative sama dengan kapasitas lapangannya. Cara pengukurannya adalah denga mensentrifugal tanah denga kecepatan 440 putaran per-menit selama 30-40 menit.

c. Masuknya air dalam tumbuhan

Tumbuhan aumumnya menyerap/menghisap air tanah oleh system akarnya, meskipun pada beberapa tumbuhan sederhananya seperti lumut kerak dan lumut daun mampu menyerap air dari sekitarnya secara langsung. Air memasuki akar melalui bulu-bulu akar yang sangat halus yang berada sekitar 6 mm setelah tudung akar. System bulu akar ini memperluas permukaan aktif yang mampu menyerap air, dan secara terus menerus diperbaharui sesuai dengan pertumbuhan akar menembus tanah.

Dua proses utama bagi akar untuk mendapatkan air yakni :

ii. Penyerapan aktif , air dapat diserap berlawanan dengan tekanan osmotic. Proses ini masih belum benar-benar dipahami, yang jelas pasti memerlukan sejumlah energy untuk proses ini.

Tumbuhan dalam pertumbuhannya memerlukan pergerakan air yang mengangkut sejumlah nutrisi dari tanah. Tetapi laju penyerapan air ini tergantung pada beberapa hal, yang paling penting adalah laju kehilangan air dari tumbuhan melalui proses penguapan , yang erat kaitannya dengan suhu udara dan keasaman tanah.

d. Pergerakan air dalam tumbuhan

Dalam tumbuhan paku-pakuan dan juga dalam spermatofita air bergerak melalui jaringan khusus yang disebut xylem, yang strukturnya sangat berbeda-beda tergantung pada pengelompokannya, yang secara umum bersamaan dengan bentuk tabung. Air didorong naik sebagian akibat daya kapiler, tetapi sebagian besar bergerak naik akibat perbedaan tekanan antara daun dengan akar yang akan menghasilkan aliran yang terus-menerus melalui tumbuhan. Dalam tumbuhan yang tidak mempunyai jaringan xylem air diangkut ke seluruh tubuh oleh proses osmosis.

e. Bagaimana air meninggalkan tumbuhan

Umumnya air yang masuk ketanah dan tumbuhan akan hilang melalui proses penguapan, dan hanya 2% air yang diserap oleh akar akan dipakai membentuk lebih banyak materi tumbuhan. Pada prinsipnya air akan meninggalkan tumbuhan melalui tiga cara:

1) Transpirasi , yaitu bagian yang paling utama dari kehilangan air ini. Dalam daun air akan diluapkan dari dinding sel keruang antar sel. Dari sini didifusikan keluar ke udara melalui lubang kecil didaun yang disebut stomata/mulut daun. Mulut-mulut daun ini akan terbuka pada siang hari dan menutup pada malam hari. Fungsi utamanya adalah member kemungkinan untuk terjadinya pertukaran gas antara tumbuhan dengan udara.

2) Penguapan kutikula , sebagian air mungkin menguap melalui kutikula dari daun atau tangkai. Dan hanya sebagian kecil air hilang dengan cara ini, umumnya kurang dari 10% dari total kehilangan air.

f. Laju kehilangan air , jumlah air yang diperlukan oleh tumbuhan dan konsekuensinya toleransi terhadap lingkungan adalah ditentukan utamanya oleh laju kehilangan air, yang harganya tidak saja dipengaruhi oleh kondisi lingkungan tetapi juga oleh keadaan tumbuhan itu sendiri.

1. Kondisi lingkungan ,

Melalui faktor lingkungan seperti suhu, kelembaban udara, dan angin kesemuanya berperan terhadap laju penguapan dan mempengaruhi jumlah air yang hilang dari tumbuhan.

2. Ukuran dan struktur tumbuhhan

 Ukuran tumbuhan, umumnya tumbuhan yang besar memerlukan lebih banyak air dari pada tumbuhan kecil. Pohon Quercus misalnya menguapkan 675 L air, sedangkan jagung hanya menguapkan 2,5 L air selama musim panas di daerah temperate.

 Ukuran daun, umumnya di daerah lembab yang mempunyai laju penguapan rendah daun-daun menjadi besar untuk mendukung transpirasi. Sedangkan daun-daun-daun-daun tumbuhan di daerah kering berukuran kecil-kecil untuk mengurangi penguapan.

 Jumlah dan ukuran stomata , kerapatan dan ukuran stomata sangat berlainan untuk setiap jenis tumbuhan. Transpirasi pada dasarnya akan lebih efisien pada daun dengan ukuran stomata kecil tapi banyak jumlahnya dari pada daun dengan ukuran stomata besar tapi sedikit jumlahnya.

Tumbuhan yang beradaptasi untuk hidup didaerah kering biasanya mempunyai stomata dengan jumlah sedikit, bahkan pada daerah kering ini stomata tumbuhan terbuka pada malam hari dengan tujuan mengurangi kehilangan air akibat transpirasi.

g. Kekurangan dan kelebihan air

Dilingkungan daratan dengan situasi kelebihan air maka akan menjadi jenuh air, permasalah utama pada situasi seperti ini adalah tidak adanya udara dalam tanah sehingga perakaran tumbuhan tidak bisa bernafas dan juga tanah sering menjadi asam.

keadaan setengah dehidrasi pada siang hari yang diimbangi dengan penyimpanan dalam keseimbangan airnya pada malam hari.

h. Efisiensi translasi

Jenis tumbuhan yang berbeda memerlukan jumlah air yang berbeda pula untuk pertumbuhannya. Perbandingan antara produktivitas bersih dengan air yang ditranspirasikan merupakan efisiensi transpirasi dari tumbuhan. Biasanya dinyatakan sebagai berat air yang ditranspirasikan dalam gram untuk setiap gram berat kering materi organic yang dihasilkan. Tumbuhan biasanya mentranspirasikan sekitar 200-1000 gram air untuk menghasilkan 1 gram berat organic kering. Misalnya, efisiensi transpirasi dari gandum adalah 507, kentang 408, dan tanaman di daerah kering 250.

4. Adaptasi tumbuhan terhadap kondisi ekstrim

Kekeringan merupakan situasi yang sering dialami oleh tumbuhan, meskipun difahami bahwa hujan bukanlah satu-satunya faktor yang dapat menimbulkannya. Suhu yang tinggi bisa juga memberikan pengaruh kekurangan air ini. Bila musim kering itu bersifat periodic dan merupakan karakteristika daerah, maka tumbuhan yang berada didaerah ini akan memperlihatkan penyesuaian dirinya. Berbgai cara penyesuaian ini tergantung pada tumbuhan itu. Umumnya memeperlihatkan reduksi dari daun dan dahan, memperpendek siklus hidup atau biji matang pada atu dekat permukaan, rambut akar bertambah banyak, sel kutikula menebal, dinding sel mengandung lebih banyak ikatan lipid , jaringan palisade berkembang lebih baik tetapi sebaliknya dengan bunga karang, sel dan ruang antar sel mengecil tetapi jaringan lignin membesar. Kecepatan fotosintesis , tekanan osmosa dan permeabilitas protoplasma meninggi dan diikuti dengan penurunan viskositas protoplasma. Akibatnya perbandingan tepung dan gula menjadi besar, sehingga secara total tumbuhan menjadi tahan terhadap kelayuan.

Berbagai usaha untuk mengatasi kekurangan air atu mengurangi kebutuhan air bagi tumbuhan : A. Memperbaiki keadaan lingkungan

1. Menambah jumlah air dengan irigasi atau mengadakan penahanan terhadap buangan air.

2. Mengurangi kecepatan evapotranspirasi, dengan cara :

 mengadakan mulsa, menghambat penguapan dari tanah dengan menutupnya oleh dedaunan , ranting,dll.

 Menyiangi daun dan bagian tumbuhan lainnya  Membuang tumbuhan gulma

 Member cairan lilin pada daun

B. Menaiknya daya tahan tumbuhan terhadap kekeringan 1. Memilih jenis tumbuhan yang tahan kekeringan 2. Penyilangan denga tumbuhan tahan kering 3. Member stimulasi tahan kekeringan

 Menjaga kadar n sekecil mungkin tapi memadai

 Mengatur pengairan dengan jarak yang semakin lama , dengan maksud system perakaran menembus dengan jauh kedalam tanah dan supaya terjadi perubahan protoplasma yang dapat menaikan daya tahan terhadap kekeringan.

5. pengelompokan tumbuhan berdasarkan kadar air tanah.

WARMING berdasarkan pengamatannya pada awal dari abad ke XX ini, mengelompokan dunia tumbuhan berdasarkan toleransinya terhadap air. Ia melihat adanya empat kelompok besar, yaitu :

a. hidrofita, kelompok tumbuhan yang hidup didalam air atau pada tanah yang tergenang secara permanen.

b. Halofita, kelompok tumbuhan yang terkhususkan tumbuh pada lingkungan berkadar garam tinggi (kekeringan fisiologi)

c. Xerofita, kelompok tumbuhan yang teradaptasi untuk hidup didaerah kering.

d. Mesofita, kelompok tumbuhan yang bertoleransi pada kondisi air tanah yang moderat ( tidak dalam keadaan ekstrim)

a. Hidrofita

Hidrofita merupakan kelompok tumbuhan yang hidup sebagian atau seluruhnya didalam air atau habitat yang basah. Jadi dalam hal ini keadaan air berada dalam kondisi berlebihan, dan tumbuhan yang hidup mempunyai karakteristika yang khusus, seperti terdapatnya jaringan lakuner terutama pada daun akar yang berperan dalam memenuhi kebutuhan akan udara sebagai adaptasi terhadap kekurangan oksigen.

Berdasarkan karakteristiknya dikenal 5 sub kelompok hidrofita , yaitu :

 Hidrofita tenggelam dan tertanam pada subtract

Mempunyai epidermis yang tidak berkutikula , daun dan cabang akar tereduksi dalam ukuran dan ketebalan. Berkembang biak biasanya secara vegetative. Contoh : Vallisneria dan Elodea

Mampu berkembang biak secara cepat sehingga dalam waktu yang singkat dapat menutupi seluruh permukaan perairan. Bila terjadi reproduksi seksual maka penyerbukan terjadi pada atau diatas permukaan. Contoh : Lemna, Eichornia, dan salvia.

 Hidrofita terapung dengan akar tertanam dalam subtract

Mempunyai batang, akar dan tuber yang panjang. Daun sering tertutup oleh lapisan lilin. Contoh : Nymphea dan Victoria

 Hidrofita menjulang, akar tertanam pada subtract

Akar dapat tumbuh dalam lumpur, daun memperlihatkan variasi yang berbeda, baik bentuk maupun struktur , antara yang mencuat ke udara dengan yang terendam dalam air. Contoh : Acorus dan Typha

 Hidrofita melayang

Merukana pitoplankton, mampu menyerap nutrisi langsung dari air. Contoh : Oscillatoria dan spirogyra

b. Halofita

Tumbuhan yang kadar hidup dalam kadar garam yang tinggi, mempunyai mekanisme untuk menerima garam yang masuk dalam tubuhnya. Halofita harus mampu mengatasi masalah kekeringan fisiologi. Tingginya konsentrasi garam dalam tanah mungkin menghambat penyerapan air secara osmosis. Pada rawa pantai halofita berada dalam kekeringan saat surut, dan pengaruh kekurangan air, dapat di imbangi dengan penyimpanan air dalam tubuhnya sehingga bentuk halofita ini sering memperlihatkan sifat sukulen. Contoh : Acanthus ilicifolius, dan berbagai tumbuhan di rawa bakau.

c. Xerofita

Merupakan tumbuhan yang teradaptasi untuk daerah kering. Sangat sedikit jumlahnya dan lebih terkhususkan jika dibandingkan dengan kelompok lainnya. Xerofita ini dapat dikelompokkan dalam dua subkelompok besar, yaitu kelompok yang menghindar terhadap kekeringan (xerofita tidak murni ) , dan kelompok yang memikul atau menahan situasi kering (xerofita asli )

a) Penghindar terhadap kekeringan

Mencegah kekeringan dengan jalan melakukan adaptasi dalam siklus hidup, morfologi, dan fisiologi.

 Ephemeral

memadai atau mencukupi. Biasanya biji dilapisi zat pelindung dan tahan terhadap kekeringan yang akan terlarut pada musim hujan sebelum berkecambah.

 Sukulenta

Merupakan tumbuhan perennial, menghindar dari kekeringan dengan menyimpan sejumlah air dalam jaringannya dan mereduksi kehilangan air. Air dapat disimpan mengkin didaun seperti pada Agave , di tangkai atau dahan pada Cactaceae dan Euphorbiaceae, atau di batang pada Bombacaceae.

Pada semua suku sukulenta bentuk morfologinya ini mempunyai kemampuan untuk mengurangi kehilangan air dari tumbuhan akibat transpirasi. Stomata dan ruang antar sel sangat sedikit, daun tereduksi dalam ukuran dan mempunyai lapisan kutikula yang tebal.

 Freatofita

Sering dikenal dengan tumbuhan penyedot air, karena laju transpirasinya yang tinggi dan mampu menghindar dari kekeringan karena kemampuannya mencari dan mendapatkan air. Strateginya tidak untuk menjaga yang mampu mencapai lapisan freatik yang dalam dari air , tanah, menyerapnya dengan tekanan osmotic yang tinggi dari akarnya.

b) Tahan kekeringan