HUBUNGAN AIR DAN TANAMAN

FUNGSI AIR

•          Penyusun tubuh tanaman (70%-90%)

•          Pelarut dan medium reaksi biokimia

•          Medium transpor senyawa

•          Memberikan turgor bagi sel (penting untuk pembelahan sel dan pembesaran sel)

•          Bahan baku fotosintesis

•          Menjaga suhu tanaman supaya konstan

Bentuk Air Tersedia

•          Air kapiler, terletak antara titik layu tetap (batas bawah) dan kapasitas lapangan (batas atas)

•          Air tidak tersedia, air higroskopis (kurang dari titik layu tetap) dan air gravitasi (di atas kapasitas lapangan)

Air pada Kap. Lapangan Menguntungkan

•          Adanya imbangan antara pori makro dg mikro

•          Sebagian besar nutrisi dalam bentuk terlarut

•          Permukaan akar memiliki luasan terbesar untuk menjalankan proses difusi ion dan aliran masa ion

Air Membatasi Pertumbuhan

•          Jumlahnya terlalu banyak (menimbulkan genangan) sering menimbulkan cekaman aerasi

•          Jumlahnya terlalu sedikit, sering menimbulkan cekaman kekeringan

•          Diperlukan upaya pengaturan lengas tanah supaya optimum, melalui pembuatan saluran drainase (mencegah terjadinya genangan) maupun saluran irigasi (mencegah cekaman kekeringan)

•          Air hujan dan irigasi masuk ke tanah lewat infiltrasi, mengisi pori mikro tanah, tertahan sebagai lengas

•          Air tanah memiliki energi kinetik dan potensial

•          Energi kinetik sangat rendah, bergerak sangat lambat

•          Energi potensial tinggi, penjumlahan dari potensial gravitasi, potensial matrik, potensial tekanan, dan potensial solut

•          Status air tanah digambarkan oleh kandungan lengas

•          Status air tanah tergantung pada tekstur dan struktur tanah

•          Tanah lempung menyimpan air lebih banyak daripada tanah pasir, kekeringan di tanah lempung terjadi lebih lambat

Kapasitas Lapangan

•          Seluruh pori mikro terisi air

•          Batas atas air tersedia bagi tanaman

•          Diukur berdasarkan kandungan lengas setelah tanah jenuh dibiarkan bebas terdrainasi selama 2 – 3 hari

•          Cara lain: ditentukan pada tanah jenuh yang mengalami tekanan pada 0.01 Mpa (pasiran) – 0.033 Mpa (lempungan)

Titik Layu Tetap

•          Air yang ada berupa air higroskopis

•          Batas bawah air tersedia

•          Ditentukan dengan mengukur kandungan lengas pada saat tanaman indikator layu, dan tidak dapat segar kembali setelah dibiarkan semalam di udara basah

•          Cara lain: dengan mengukur kandungan lengas dari tanah jenuh setelah diberi tekanan 1.5 Mpa di alat piring tekan

•          Titik layu tetap bukan merupakan tetapan tanah, lebih merupakan tetapan tanaman

•          Titik layu tetap lebih tergantung pada tekanan turgor sel-sel tanaman. Tekanan turgor dipengaruhi oleh komponen osmotik daun, cuaca yang mempengaruhi transpirasi dan komponen yang mempengaruhi ketersediaan air tanah

•          Tidak ada batas bawah ketersediaan air yang tegas untuk berbagai tanaman

Genangan

•          Kandungan lengas tanah di atas kapasitas lapangan

•          Menimbulkan dampak yang buruk terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman

•          Dampak genangan: menurunkan pertukaran gas antara tanah dan udara yang mengakibatkan menurunnya ketersediaan O2 bagi akar, menghambat pasokan O2 bagi akar dan mikroorganisme (mendorong udara keluar dari pori tanah maupun menghambat laju difusi)

•          Pada kondisi genangan, < 10% volume pori yang berisi udara

•          Sebagian besar tanaman pertumbuhan akarnya terhambat bila < 10% volume pori yang berisi udara dan laju difusi O2 kurang dari 0.2 ug/cm2/menit

•          Keadaan lingkungan kekurangan O2 disebut hipoksia, dan keadaan lingkungan tanpa O2 disebut anoksia (mengalami cekaman aerasi)

•          Kondisi anoksia tercapai pada jangka waktu 6 – 8 jam setelah genangan, karena O2 terdesak oleh air dan sisa O2 dimanfaatkan oleh mikroorganisme

•          Pada kondisi tergenang, kandungan O2 yang tersisa di tanah lebih cepat habis bila ada tanaman

•          Laju difusi O2 di tanah basah 20000 kali lebih lambat dibandingkan di udara

•          Laju penurunan O2 dipengaruhi oleh tekstur tanah

•          Pada tanah pasiran, kehabisan O2 terjadi pada 3 hari setelah tergenang sedangkan pada tanah lempungan terjadi < 1 hari, porositas lempungan lebih rendah daripada pasiran

•          Penurunan O2 dipercepat oleh keberadaan tanaman di lahan, akar tanaman menyerap untuk respirasi

•          Akar tanaman legum berbintil memerlukan O2 enam kali lebih banyak dibandingkan yang dibuang bintilnya (30 : 4.3 ul O2/g/menit)

•          Genangan selain menimbulkan penurunan difusi O2 masuk ke pori juga akan menghambat difusi gas lainnya, misal keluarnya CO2 dari pori tanah. CO2 terakumulasi di pori, pada tanah yang baru saja tergenang 50% gas terlarut adalah CO2, sebagian tanaman tidak mampu menahan keadaan tersebut

•          dampak kelebihan konsentrasi CO2 mempunyai pengaruh lebih kecil dibandingkan defisiensi O2

•          Genangan mempengaruhi sifat fisik, kimia, dan biologi tanah

•          Struktur tanah rusak, daya rekat agregat lemah, penurunan potensial redoks, peningkatan pH tanah masam, penurunan pH tanah basa, perubahan daya hantar dan kekuatan ion, perubahan keseimbangan hara

•          Tanaman yang tergenang menunjukkan gejala klorosis khas kahat N

•          Kekahatan N terjadi karena penurunan ketersediaan N maupun penurunan penyerapannya

•          Pada kondisi tergenang ketersediaan N dalam bentuk nitrat sangat rendah karena proses denitrifikasi, nitrat diubah menjadi N2, NO, N2O, atau NO2 yang menguap ke udara

•          Pada proses denitrifikasi, nitrat digunakan oleh bakteri aerob sebagai penerima elektron dalam proses respirasi

•          Genangan berdampak negatif terhadap ketersediaan N, tetapi ada pula keuntungan dari timbulnya genangan yaitu peningkatan ketersediaan P, K, Ca, Si, Fe, S, Mo, Ni, Zn, Pb, Co

•          Genangan berpengaruh terhadap proses fisiologis dan biokimiawi antara lain respirasi, permeabilitas akar, penyerapan air dan hara, penyematan N

•          Genangan menyebabkan kematian akar di kedalaman tertentu dan hal ini akan memacu pembentukan akar adventif pada bagian di dekat permukaan tanah pada tanaman yang tahan genangan

•          Kematian akar menjadi penyebab kekahatan N dan cekaman kekeringan fisiologis

•          Pada tanaman legum, genangan tidak hanya menghambat pertumbuhan akar maupun tajuk juga menghambat perkembangan dan fungsi bintil akar

•          Fungsi bintil akar terganggu karena terhambatnya aktifitas enzim nitrogenase dan pigmen leghaemoglobin, kemampuan fiksasi N2 akan menurun

•          Tanaman kedelai termasuk tanaman yang tahan genangan, mampu membentuk akar adventif dan bintil akar pada akar tersebut, efek genangan akan hilang begitu akar adventif terbentuk

•          Pengaruh genangan pada tajuk tanaman: penurunan pertumbuhan, klorosis, pemacuan penuaan, epinasti, pengguguran daun, pembentukan lentisel, penurunan akumulasi bahan kering, pembentukan aerenkim di batang.

•          Besarnya kerusakan tanaman sebagai dampak genangan tergantung pada fase pertumbuhan tanaman. Fase yang peka genangan: fase perkecambahan, fase pembungaan, dan pengisian

•          Genangan pada fase perkecambahan menurunkan jumlah biji yang berkecambah (perkecambahan sangat memerlukan O2)

•          Genangan yang terjadi pada fase pembungaan dan pengisian menyebabkan banyak bunga dan buah muda gugur

KEKERINGAN

•          Kekeringan menimbulkan cekaman bagi tanaman yang tidak tahan kering

•          Kekeringan terjadi jika lengas tanah lebih rendah dari titik layu tetap

•          Kondisi di atas timbul karena tidak adanya tambahan lengas baik dari air hujan maupun irigasi sementara evapotranspirasi tetap berlangsung

•          Pertumbuhan dan hasil tanaman tidak hanya dipengaruhi oleh cekaman kekeringan, merupakan hasil integrasi dari semua pengaruh cekaman pada proses fotosintesis, respirasi, metabolisme pertumbuhan, dan reproduksi

•          Proses fisiologis untuk mengetahui dampak kekeringan yang dapat diukur: tekanan turgor, bukaan stomata, laju metabolisme, kerusakan enzim, dan kerapatan akar

•          Faktor yang mempengaruhi penurunan pertumbuhan secara langsung bukan potensial air, tetapi potensial osmotik atau tekanan turgor.

•          Tekanan turgor sel tanaman akan mempengaruhi aktivitas fisiologis antara lain pengembangan daun, bukaan stomata, fotosintesis, dan pertumbuhan akar

•          Pada tanaman yang tahan cekaman kekeringan, tekanan turgor daun tetap dipertahankan meskipun kandungan lengas tanah maupun air jaringan menurun. Hal ini terjadi melalui penurunan potensial osmotik daun yang disebut penyesuaian osmotik

•          Penyesuaian osmotik dapat dilakukan melalui akumulasi atau sintesis zat terlarut yang menurunkan potensial solut dan mempertahankan turgor sel

•          Zat yang sering dihasilkan tanaman untuk penyesuaian osmotik pada tanaman yang tahan cekaman kekeringan adalah senyawa prolin yang terakumulasi di jaringan daun

•          Kandungan prolin pada daun yang mengalami cekaman kekeringan 10 – 100 kali lipat dibandingkan tanaman yang kecukupan air

•          Pada tanaman yang mengalami cekaman, prolin merupakan komponen asam amino terbesar dalam jaringan (30% dari total nitrogen terlarut)

•          Peranan prolin: sebagai penampung nitrogen dari berbagai senyawa nitrogen yang berasal dari kerusakan protein, sebagai senyawa pelindung untuk mengurangi pengaruh kerusakan cekaman air di sel. Begitu tanaman terlepas dari cekaman air, senyawa prolin akan segera terdegradasi menjadi glutamat

•          Cekaman air mampu menurunkan LAB sampai 50%, terutama terjadi karena penurunan laju fotosintesis

AIR

Tanaman kekurangan air dapat mengakibatkan kematian, sebaliknya kelebihan air dapat menyebabkan kerusakan pada perakaran tanaman, disebabkan kurangnya udara pada tanah yang tergenang. Kebutuhan air perlu mendapat perhatian, karena pemberian air yang terlalu banyak akan mengakibatkan padatnya permukaan tanah, terjadinya pencucian unsur hara, dan dapat pula terjadi erosi aliran permukaan dan erosi percikan. Erosi ini bila curah hujan tinggi dan penyiraman yang banyak pada musim kemarau.

Perlakuan volume pemberian air mmemberikan pengaruh yang sangat nyata dan terdapat interaksi antara kedua perlakuan tersebut. Perlakuan semakin sedikitnya pemberian volume air menunjukkan suhu udara yang meningkat. Hal ini dikarenakan kandungan air dalam tanah dan di udara tidak dapat mempertahankan suhu dan kelembaban. Penambahan volume air sangat erat hubungannya dengan ketersediaan air dalam tanah. Air yang dikandung oleh tanah sebagai lengas tanah akan mempengaruhi keadaan di sekitar perakaran yang akan mempengaruhi pula laju evapotranspirasi. Keadaan ini akan berpengaruh terhadap keadaan suhu udara di atas permukaan tanah.

 Penambahan volume air akan menambah kebasahan tanah dan memperbaiki kondisi lingkungan untuk mencapai keadaan optimal sehingga kelembaban tanah tetap terjaga. Banyaknya air yang diberikan pada tanah sangat berpengaruh terhadap kelembaban tanah. Persediaan air tanah dalam bentuk kelembaban air tanah tergantung pada curah hujan atau besarnya volume siraman yang diberikan pada tanah. Penambahan volume air pada batas tertentu akan meningkatkan kandungan uap air udara, dengan demikian akan menurunkan suhu udara. Pemberian air pada tanaman juga dapat menurunkan suhu udara yang berada di sekitarnya. Jadi pemberian volume 1 liter air tidak memberikan pengaruh terhadap penurunan suhu udara, tetapi pada pemberian volume 3 liter air sudah memberikan pengaruh terhadap penurunan suhu udara.

Pengaruh volume pemberian air pada kelembaban udara menunjukkan bahwa peningkatan volume pemberian air akan meningkatkan kelembaban udara dan berbanding terbalik dengan suhu udara. Hal ini diasumsikan bahwa semakin banyak volume air yang diberikan pada tanah, jumlah air yang akan menguap juga bertambah, sehingga kandungan uap air di udara di atas permukaan tanah akan meningkat dan kelembaban udaranya juga meningkat. Pada suhu udara yang rendah, udara mengandung uap air dalam jumlah yang banyak yang berarti pula mempunyai kelembaban udara yang tinggi. Volume air yang diberikan secara teratur melalui penyiraman akan meningkatkan kelembaban udara di sekitar tanaman.

Noorhadi & Sudadi,  KAJIAN PEMBERIAN AIR DAN MULSA

TERHADAP IKLIM MIKRO PADA TANAMAN CABAI DI TANAH ENTISOL )

IRITABILITAS (Gerak Pada Tumbuhan)

Gerak pada tumbuhan terjadi karena proses tumbuh atau karena rangsangan dari luar. Walaupun tidak memiliki alat indra, tumbuhan peka terhadap lingkungan sekitarnya. Tumbuhan memberi tanggapan terhadap rangsangan yang berasal dari cahaya, gaya tarik bumi, dan air. Ada pula tumbuhan yang peka terhadap sentuhan dan zat kimia. Tanggapan tumbuhan terhadap rangsangan-rangsangan tersebut di atas disebut daya iritabilitas atau daya peka terhadap rangsangan.

Ada tiga macam gerak pada tumbuhan, yaitu gerak tropisme, gerak nasti, dan gerak taksis.

1. Gerak Tropisme

Gerak pada bagian tumbuhan yang arahnya dipengaruhi oleh arah datangnya rangsangan disebut tropisme. Gerak tropisme terjadi karena gerak tumbuh tumbuhan. Berdasarkan jenis rangsangan yang diterima oleh tumbuhan, tropisme dibedakan menjadi beberapa macam, yaitu fototropisme, geotropisme, hidrotropisme dan tigmotropisme.

a. Fototropisme

Bila cahaya yang datang dari atas tumbuhan, tumbuhan akan tumbuh tegak mengarah ke atas. Hal ini dapat kamu amati pada tumbuhan yang hidup di alam bebas. Tanaman pot yang diletakkan di dalam ruangan dan mendapat cahaya dari samping, ujung batangnya akan tumbuh membengkok ke arah datangnya cahaya. Tropisme yang disebabkan oleh rangsangan cahaya disebut fototropisme atau dapat juga disebut heliotropisme karena rangsangan cahayanya adalah cahaya matahari. Pada tumbuhan, bagian yang peka terhadap rangsangan adalah bagian ujung tunas. Bila gerak tersebut mengarah ke sumber rangsangan disebut fototropisme positif, misalnya gerak tumbuh ujung tunas ke arah cahaya.

Sedangkan gerak yang menjauhi sumber rangsangan disebut fototropisme negatif, misalnya gerak tumbuh akar yang menjauhi cahaya.

b. Hidrotropisme

Gerak tropisme yang lainnya adalah gerak tumbuh akar yang dipengaruhi oleh ketersediaan air tanah. Biasanya akar tumbuh lurus ke arah bawah untuk memperoleh air dari dalam tanah. Akan tetapi, jika pada arah ini tidak terdapat cukup air, maka akar akan tumbuh membelok ke arah yang cukup air. Dengan demikian, arah pertumbuhan mungkin tidak searah dengan gaya tarik bumi. Gerak akar menuju sumber air disebut hidrotropisme positif.

c. Geotropisme

Akar selalu tumbuh ke arah bawah akibat rangsangan gaya tarik bumi (gaya gravitasi). Gerak tumbuh akar ini merupakan contoh lain dari gerak tropisme. Gerak yang disebabkan rangasangan gaya gravitasi disebut geotropisme. Karena gerak akar diakibatkan oleh rangsangan gaya tarik bumi (gravitasi) dan arah gerak menuju arah datangnya rangsangan, maka gerak tumbuh akar disebut geotropisme positif. Sebaliknya gerak organ tumbuhan lain yang menjauhi pusat bumi disebut geotropisme negatif.

Contoh lain dari geotropisme adalah gerak tumbuh pada bunga kacang. Pada waktu bunga mekar, geraknya menjauhi pusat bumi, maka termasuk geotropisme negatif. Tetapi setelah terjadi pembuahan, gerak bunga kemudian ke bawah menuju tanah ke pusat bumi dan berkembang terus menjadi buah kacang tanah. Dengan demikian, terjadi perubahan gerak tumbuh pada bunga kacang tanah. Sebelum pembuahan adalah geotropisme negatif dan setelah pembuahan adalah geotropisme positif. Pertumbuhan bunga ini dipengaruhi oleh peranan hormon pertumbuhan.

d. Tigmotropisme

Tanaman sirih mempunyai sulur yang membelit pada dahan lain. bisa juga, sulur tersebut membelit pada benda yang disentuhnya, misalnya air. Gerak tumbuh karena rangsangan sentuhan tersebut disebut tigmotropisme. Atau dapat juga disebut haptotropisme, berasal dari kata thigma yang berarti singgungan atau hapto yang berarti sentuhan.

Pada sisi sulur yang menyentuh air, pertumbuhan sel-selnya melambat sehingga bagian tersebut lebih pendek dari pada sisi sulur yang tidak menyentuh ajir. Akibatnya, sulur tumbuh melengkung ke arah ajir dan mengelilingi ajir. Dengan demikian sulur akan membelit ajir atau pohon lain yang disentuhnya.

Ada pula gerak-gerak tropisme lainnya seperti termotropisme yaitu bila suatu bagian atau organ tumbuhan bergerak ke arah sumber panas ata sebaliknya (menjauhi). Demikian pula tumbuhan yang hidup di dalam perairan yang mengalir, seperti sungai berarus deras. Aliran air mempengaruhi arah gerak tumbuh sehingga geraknya digolongkan sebagai gerak Reotropisme.

e. Kemotropisme

Kemotropisme, gerak bagian tubuh tumbuhan karena rangsang yang berupa zat atau bahan kimia.

2. Gerak Nasti

Gerak bagian tumbuhan yang arahnya tidak dipengaruhi oleh arah datangnya rangsangan disebut gerak nasti. gerak nasti juga disebabkan oleh perubahan tekanan turgor. Berdasarkan jenis rangsangan yang diterima oleh tumbuhan ada beberapa macam gerak nasti, antara lain fotonasti, termonasti dan tigmonasti.

a. Fotonasti

Bunga pukul empat akan mekar pada sore hari karena rangsangan cahaya matahari pada saat itu. Arah mekarnya bunga tersebut tidak dipengaruhi oleh arah datangnya cahaya matahari yang datang dari arah barat. Gerak seperti ini disebut gerak nasti. Gerak nasti yang disebabkan oleh rangsangan cahaya matahari seperti pada bungan pukul empat disebut fotonasti.

b. Tigmonasti (Seismonasti)

Apabila daun tumbuhan putri malu (Mimosa pudica) disentuh, terutama daunnya disentuh pelan-pelan, maka daun akan bergerak menutup seperti layu. Dalam waktu tertentu setelah sentuhan daun akan kembali normal. Bila sentuhan diperkeras maka gejala seperti layu bertambah banyak, demikian pula waktu pemulihannya akan semakin lama. Daerah sentuhan yang paling peka adalah di daun atau sendi daun.

Arah penutupan daun tidak dipengaruhi oleh arah datangnya rangsangan. Gerak ini disebut nasti. Nasti yang terjadi karena sentuhan seperti pada putri malu disebut tigmonasti. Gerak menutupnya daun putri malu terjadi karena adanya perubahan tekanan turgor pada tangkai daunnya. Seperti yang telah diketahui bahwa di dalam sel-sel terdapat cairan sel sehingga ada tekanan turgor. Di dalam daun, tangkai, dan batang terdapat suatu zat yang dapat mengalir dari tempat sentuhan ke tempat lain yang menyebabkan perubahan tekanan turgor. Oleh karena itu, begitu daun atau batang disentuh, maka terjadi kehilangan tekanan turgor dan terjadi gerak yang akibatnya terlihat seperti layu. Tekanan turgor akan pulih kembali beberapa saat kemudian setelah sel-selnya terisi cairan lagi.

c. Termonasti

Termonasti adalah gerak nasti yang disebabkan oleh rangsangan suhu. Seperti yang terjadi pada bunga tulip, terbukanya (mekarnya) bunga tulip terjadi pada hari-hari hangat yaitu pada musim semi.

d. Niktinasti

Dengan perubahan gelap dan terang yang impulsnya meliputi cahaya dan suhu. Terjadi padv daun belimbing, lamtoro dan petai cina yang sel-sel pulvinus akan kekurangan air sehingga daun menutup atau kelihatan layu pada sore hari, dikenal juga dengan gerakan tidur pada daun.

e. Nasti kompleks

Dengan impuls yang lebih dari satu yaitu meliputi cahaya, suhu, air dan zat kimia. Terjadi pada menutup dan membukanya stomata.

3. Gerak Taksis

Taksis merupakan gerak perpindahan tempat sebagian atau seluruh tumbuhan akibat adanya rangsangan. Gerak taksis umumnya terjadi pada tumbuhan tingkat rendah.

a. Fototaksis

Taksis yang disebabkan oleh rangsangan cahaya disebut fototaksis. Gerak fototaksis terjadi pada ganggang hijau Chlamydomonas yang langsung menuju cahaya yang intensitasnya sedang. Tetapi bila intensitas cahaya meningkat, maka akan tercapai batas tertentu dimana justru Chlamydomonas dengan tiba-tiba akan berbalik arah dan berenang menjauhi cahaya. Dengan demikian terjadi perubahan yang semula gerak fototaksis positif kemudian menjadi gerak fototaksis negatif. Hal ini dapat terjadi karena adanya perubahan intensitas cahaya, yaitu tumbuhan akan mendekati cahaya sebelum melebihi batas toleransinya dan akan menjauhi bila telah melebihi batas toleransinya.

Selain ganggang hijau, gerak ini juga terjadi pada Euglena dan jamur Pilobolus.

b. Kemotaksis

Selain sinar ada pula zat lain yang mampu berfungsi sebagai rangsang gerak taksis. Bakteri oksigen pada umumnya bergerak ke tempat-tempat yang menghasilkan atau banyak mengandung oksigen. Contoh gerak taksis terjadi juga pada sel gamet tumbuhan lumut. Spermatozoid pada arkegonium juga bergerak karena tertarik oleh sukrosa atau asam malat. Pergerakan ini terjadi karena adanya zat kimia pada sel gamet betina. Taksis yang disebabkan oleh zat kimia seperti ini disebut kemotaksis.

c. Thermotaksis

Dengan impuls berupa suhu, terjadi pada golongan algae yang bergerak ke daerah yang memiliki suhu yang lebih tinggi.