Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan sangat dipengaruhi
oleh lingkungan. Terdapat beberapa faktor lingkungan yang memengaruhi pertumbuhan
dan perkembangan, yaitu nutrisi, air, cahaya, suhu, kelembapan, dan gravitasi.
Nutrisi
Tumbuhan memerlukan setidaknya enam belas elemen penting.
Karbon, hidrogen, oksigen, fosfor, potasium, nitrogen, sulfur, kalsium dan magnesium
diperlukan dalam jumlah relatif banyak dan disebut makronutrien. Zat besi,
klor, tembaga, mangan, seng, boron, dan molybdenum diperlukan dalam jumlah
sedikit dan disebut mikronutrien.
Elemen-elemen penting didapat dari lingkungan dengan
jumlah dan bentuk yang berbeda-beda. Setelah diserap, zat-zat tersebut dapat
menjadi bagian struktur tumbuhan dan berfungsi dalam metabolisme. Zat-zat tersebut
juga dapat menjadi zat pemacu dan penghambat enzim serta memengaruhi tekanan osmosis sel.
Berikut disajikan tabel unsur makro dan mikro bagi
tumbuhan dan gejala kekurangan (defisiensi) unsur tersebut Semua unsur yang
diperlukan oleh tumbuhan terkecuali karbon, didapatkan melalui akar.
|
Unsur
|
Bentuk
molekul
|
Kegunaan bagi
tumbuhan
|
Gejala defisiensi
|
|
Makro
|
|
|
|
|
Karbon
|
CO2
|
Molekul organik dalam sel
tumbuhan
|
Sangat jarang mengalami
defisiensi
|
|
Oksigen
|
H2O, O2
|
Molekul organik dan
anorganik dalam sel
|
Sangat jarang mengalami
defisiensi
|
|
Nitrogen
|
NO2-, NH4+
|
Pembentuk protein, asam
nukleat, hormon, koenzim
|
Daun pucat, klorosis yg
berubah menjadi merah dan ungu, pertumbuhan terhenti
|
|
Kalium
|
K+
|
Kofaktor fungsional dlm
sintesis protein, osmosis, keseimbangan ion dalam sel
|
Klorosis, pinggir daun
cokelat, akar dan batang kerdil/lemah
|
|
Kalsium
|
Ca2+
|
Sintesis dinding sel,
kofaktor enzim,
perbaikan struktur
membran
|
Menghambat pertumbuhan
pada daerah meristem
|
|
Magnesium
|
Mg2+
|
Bagian dari molekul
klorofil, berfungsi pada sintesis protein, berlaku sebagai kofaktor enzim
|
Klorosis daun pada daun
tua, terdapat bercak merah atau ungu
|
|
Fosfor
|
H2PO4-, HPO4
|
Bagian dari asam nukleat
dan fosfolipid, ATP, dan beberapa koenzim
|
Menghambat pertumbuhan,
daun tua berwarna hijau tua
|
|
Sulfur (belerang)
|
SO42–
|
Bagian dari jenis-jenis
protein, koenzim
|
Klorosis, daun kuning
|
|
Mikro
|
|
|
|
|
Klorin
|
Cl–
|
Keseimbangan tekanan
osmotik sel,
reaksi fotosintesis
|
Tanaman layu, menghambat
pertumbuhan akar, produksi buah kurang, klorosis
|
|
Besi
|
Fe3+, Fe2+
|
Bagian dari enzim penting
(sitokrom), sintesis klorofi
|
Daun muda klorosis,
batang pendek dan ramping
|
|
Boron
|
H3BO3
|
Berguna bagi transportasi
karbohidrat dan sintesis asam nukleat
|
Meristem apikal batang
dan akar mati, daun menggulung
|
|
Mangan
|
Mn2+
|
Enzim dalam siklus Krebs,
pembebasan oksigen pada fotosintesis
|
Klorosis
|
|
Seng
|
Zn2+
|
Aktif dalam pembentukan
klorofil,
mengaktifkan beberapa
enzim
|
Ukuran daun mengecil,klorosis,
pemendekan internodus
|
|
Tembaga
|
Cu+, Cu2+
|
Kofaktor enzim,
diperlukan dalam
transpor elektron
fotosintesis
|
Daun hijau tua, ujungnya
kering, menggulung
|
|
Molybdenum
|
MoO42–
|
Fiksasi nitrogen
|
Klorosis, daun
menggulung, daun muda mati
|
Absorpsi ini dibantu oleh luas penampang akar dan adanya
ion-ion pada membran sel.
Dengan adanya pengetahuan tentang unsur-unsur yang
diperlukan tumbuhan, manusia mulai mengembangkan cara pemupukan, hidroponik dan
kultur jaringan.
Hidroponik adalah cara pembudidayaan tanaman tanpa tanah.
Sebagai penggantinya, tumbuhan ditanam pada air yang mengandung unsur-unsur yang diperlukannya. Selain air,
penanaman hidroponik dapat juga dilakukan pada medium pasir dan kerikil.
Kultur jaringan merupakan teknik pengembangbiakan tanaman dalam
medium bernutrisi dan dilakukan secara aseptik. Jaringan yang digunakan bermacam
-macam, bahkan sel pun dapat digunakan. Hasil kultur jaringan berupa tanaman
baru yang sifatnya sama dengan induknya dalam jumlah yang banyak.
Cahaya
Tumbuhan memerlukan cahaya sebagai syarat terjadinya
fotosintesis. Tanpa fotosintesis, tumbuhan tidak dapat menyintesis makanannya.
Hal ini berakibat terganggunya pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
Bukti yang sangat jelas terlihat pada tumbuhan yang hidup
di tempat gelap. Tumbuhan tersebut tumbuh cepat dengan batang yang lebih panjang,
ramping, dan rapuh serta daun yang tidak lebar dan pucat.
Pertumbuhan tumbuhan di tempat gelap ini disebut
etiolasi. Pada tumbuhan yang tumbuh di tempat terang, tumbuh lebih pendek,
batang kokoh, dan daun hijau, lebar, serta lebih tebal. pertumbuhan dan
perkembangan tumbuhan terutama perbungaan juga dipengaruhi oleh lamanya pencahayaan.
Pada daerah dengan empat musim, lama siang hari dapat mencapai 16–20 jam
sehingga dikenal tiga macam tumbuhan, yaitu tumbuhan berhari pendek, tumbuhan
berhari panjang, dan tumbuhan berhari netral. Respons tumbuhan terhadap lamanya
pencahayaan ini disebut fotoperiodisme. Meskipun penelitian lebih lanjut
menegaskan bahwa fotoperiodisme dipengaruhi lamanya gelap dan bukan lamanya
penyinaran. Akan tetapi istilah tumbuhan berdasarkan lamanya penyinaran masih tetap
digunakan. Oleh karena itu, tumbuhan berhari pendek sebenarnya adalah tumbuhan bermalam panjang dan tumbuhan berhari panjang sebenarnya adalah tumbuhan
bermalam pendek.
Perbungaan pada tumbuhan ini bergantung pada periode
kritis gelap. tumbuhan berhari pendek tidak akan berbunga jika periode gelapnya
tidak melebihi 10 jam gelap. Apa yang terjadi jika periode gelapnya terganggu
cahaya?
Pada tumbuhan berhari panjang, tumbuhan akan berbunga
jika lama gelap lebih pendek daripada periode kritis gelap (kurang dari 10
jam).
Periode kritis ini berbeda-beda pada setiap spesies. Para
petani menggunakan pengetahuan ini untuk memanen bunga di luar musimnya.
Tumbuhan berhari pendek contohnya dahlia (Dahlia sp.), stroberi (Fragaria
vesca), krisan (Chrisantemum sp.), dan aster (Aster novae-angliae).
Adapun tumbuhan
berhari panjang contohnya kentang (Solanum tuberosum) dan gandum (Avena
sativa).
Tumbuhan berhari netral masa perbungaannya tidak
bergantung lamanya pemaparan cahaya. Contoh tumbuhan ini yaitu bunga matahari (Helianthus
annus), dan mawar (Rosa hibrida).
Setelah penemuan fotoperiodisme pada tumbuhan, para
ilmuwan berusaha menjawab pertanyaan baru bagaimana tumbuhan mengetahui fotoperiodisme.
Pada tumbuhan terdapat pigmen yang dapat menangkap cahaya, yaitu fitokrom.
Fitokrom ini akan berubah bentuk pada malam dan siang hari karena penyerapan
cahaya spektrum merah dan infra merah.
Arah cahaya juga dapat memengaruhi pertumbuhan dan
perkembangan tumbuhan. Hal ini berhubungan dengan hormon auksin dan telah Anda
pelajari sebelumnya.
Suhu
Suhu memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
Karena suhu berpengaruh terhadap laju metabolisme, fotosintesis, respirasi, dan
transpirasi tumbuhan.
Suhu tinggi merusakkan enzim sehingga metabolisme tidak
berjalan baik. Suhu rendah pun menyebabkan enzim tidak aktif dan metabolisme terhenti.
Oleh karena itu, tumbuhan memiliki suhu optimum antara 10–38°C. Adapun tumbuhan
tidak akan bertahan pada suhu di bawah 0°C dan di atas 40°C.
Gravitasi
Akar tumbuhan selalu tumbuh mengarah ke bawah. Peristiwa
ini disebut gravitropisme. Proses ini dipengaruhi oleh kalsium dan IAA.
Hal ini menyebabkan batang tumbuh ke atas dan akar tumbuh
ke bawah. IAA pada batang menyebabkan pemanjangan batang, sedangkan pada akar
akan menghambat pertumbuhan akar. Gravitropisme penting bagi tumbuhan karena:
1) pertumbuhan akar ke bawah meningkatkan kemungkinan
akar mendapat air dan mineral;
2) batang dan daun akan mendapatkan cahaya matahari untuk fotosintesis
Tidak ada komentar:
Posting Komentar