Abiotik : Air

Pertumbuhan Tumbuhan

Selama siklus hidup tanaman, mulai dari perkecambahan sampai panen selalu membutuhkan air. Tidak satupun proses kehidupan tanaman yang dapat bebas dari air. Besarnya kebutuhan air setiap fase pertumbuhan selama siklus hidupnya tidak sama. Hal ini berhubungan langsung dengan proses fisiologis, morfologis dan kombinasi kedua faktor di atas dengan faktor-faktor lingkungan. Kebutuhan air pada tanaman dapat dipenuhi melalui tanah dengan jalan penyerapan oleh akar. Besarnya air yang diserap, oleh akar tanaman sangat tergantung pada kadar air dalam tanah ditentukan oleh pF (Kemampuan partikel tanah memegang air), dan kemampuan akar untuk menyerapnya ( Jumin, 1992). 

Air seringkali membatasi pertumbuhan dan perkembangan tanaman budidaya. Respon tanaman terhadap kekurangan air itu relatif terhadap aktifitas metaboliknya, morfologinya, tingkat pertimbuhannya dan potensial hasil panennya (Gardner, et. Al. , 1991). Burstom (1956), dalam Jumin (1992), menyebutkan bahwa defisit air langsung mempengaruhi pertumbuhan vegetatif tanaman. Proses ini pada sel tanaman ditentukan oleh tegangan turgor. Hilangnya turgiditas dapat menghentikan pertumbuhan sel (penggandaan dan pembesaran) yang akibatnya pertumbuhan tanaman terhambat.

Pengaruh Kekurangan Air Terhadap Tanaman

Kekurangan air terjadi dalam semua jaringan tanaman yang mengalami transpirasi. Dalam bagian ini akibat-akibat tersebut terhadap hasil pertanaman akan dibahas. Pengaruh kekurangan air terhadap hasil pertanaman terutama ditentukan oleh derajat dan waktu berlangsungnya kekurangan tersebut. 

Respon tanaman terhadap kekurangan air tersebut relatif terhadap aktifitas metaboliknya, morfologinya, tingkat pertumbuhannya dan potensial hasil panennya. Dari banyak penyelidikan empiris disimpulkan bahwa kekurangan air pada tahap awal ontogeni reproduktif menyebabkan pengurangan terbesar dalam hasil. Pengaruh kekurangan air terhadap perkecambahan dan pengadaan semai seringkali terlupakan. Kekurangan air pada tahapan ini dapat sangat mengurangi keberhasilan pertanaman dan juga hasil pertanaman. Walaupun demikian kekurangan air tidak perlu mengakibatkan pengurangan hasil ekonomik. Beberapa jenis pohon (misalnya kopi) memperlihatkan suatu periode kekurangan air untuk mendorong pembuangan, dan hasil gula dari tanaman tebu meningkat oleh kekurangan air yang terjadi dekat sebelum pemasakan (Goldsworthy dan Fisher, 1992).

Pertumbuhan sel merupakan fungsi tanaman yang paling sensitif terhadap kekurangan air (Tabel 1). Nilai Y w Jaringan meristem pada siang hari seringkali menyebabkan penurunan Y w dibawah yang membutuhkan untuk pengembangan sel. Hal ini menyebabkan pengurangan dalam hal sintesis protein, sintetsis dinding sel, dan pengembangan sel, yang menjelaskan hasil pengamatan bahwa banyak spesies mempunyai pertumbuhan yang terbesar pada malam hari pada saat potensial Y w terbesar. Pengaruh kekurangan air selama tingkat vegetatif ialah berkembangnya daun-daun yang lebih kecil yang dapat mengurangi harga LAI pada saat dewasa dan berakibat kurangnya penyerapan cahaya oleh tanaman budidaya tersebut ( Gardner, et. Al. , 1991). 

Tabel 1. Sensivitas Umum terhadap kekurangan air 

Sintesis klorofil dibatasi pada kekurangan air yang lebih besar. Defisit air pada saat proses fotosintesa berlangsung, berakibat pada kecepatan fotosintesa. Defisit air akan menurunkan kecepatan fotosintesa. Dari suatu penelitian disimpulkan bahwa perluasan daun dibatasi oleh ketersediaan air sehingga menurunkan efisiensi fotosintesa. Menurut Yahya ( 1988 ) dalam Jumin ( 1992 ), jumlah siklus defisit (stres) yang dialami tanaman pada kondisi yang berbeda akan menunjukkan pengaruh yang berbeda pula. Tanaman kapas yang tumbuh pada "Growth Chamber" (terkontrol) pada potensial air daun 16 bar mengakibatkan menutupnya stomata, dibandingkan bila ditanam pada lapangan terbuka, hingga potensail daun mencapai 27 bar belum menunjukkan menutupnya stomata walaupun tanaman juga mengalami siklus kekeringan. 

Pengaruh kekurangan kelembaban terhadap hasil panen bermacam-macam. Selama perkembangan vegetatif, kekurangan yang bagaimanapun kecilnya dapat mengurangi laju pelebaran daun dan LAI pada tingkat perkembangan berikutnya. Kekurangan air yang parah dapat menyebabkan penutupan stomata yang mengurangi pengambilan CO2 dan produksi berat kering. Kekurangan yang terus menerus dapat menyebabkan penurunan laju fotosintesis sehingga diperlukan beberapa hari setelah irigasi agar dapat kembali ke laju fotosintesis aslinya. Hasil penelitian Yahya ( 1982 ), menunjukkan bahwa stres air (tanpa irigasi) memperlambat munculnya bunga yang akibatnya memperpendek periode pengisian biji sehingga meningkatkan kandungan air dalam biji sewaktu panen, seperti yang ditampilkan pada Tabel 2. 

Tabel 2. Pengaruh Air Tanah Terhadap Saat Munculnya Bunga (hari setelah
Tanam) dan Kandungan Air Biji Waktu Panen ( % )

Contoh lain, kekeringan yang terjadi menjelang saat pembuangan sangat berpengaruh pada sistem reproduktif. Pada tanaman padi pengaruh ini menigkatkan sterilitas bunga dan menurunkan persen pengisian biji ( Tabel 3 ).

Tabel 3. Pengaruh Kekeringan Pada Hasil dan Komponen Hasil Padi

Selain mempengaruhi pertumbuhan tumbuhan, kekurangan air menyebabkan berkurangnya aktifitas enzim (misalnya nitrat reduktase), tetapi beberapa enzim hidrolisi meningkat aktivitasnya (misalnya amilase). Hal ini juga akan mengakibatkan perubahan pada konsentrasi hormon tanaman misalnya asam absisat meningkat dalam daun dan buah. Pada kondisi kekurangan air, penimbunan asam absisat (ABA) merangsang penutupan stomata yang mengakibatkan berkurangnya asimilasi CO2 sehingga daun yang lebih tua dan buah seringkali gugur bila akumulasinya tinggi. Tetapi tidak seluruh tanaman menunjukkan peningkatan ABA, karena sitokinin dan etilen sering meningkat apabila ABA meningkat dan dapat meniadakan pengaruh ABA. Hal ini mungkin dapat menjelaskan terjadinya pemasakan buah yang lebih cepat dalam kondisi kekurangan air (Jumin, 1992).

Adaptasi tanaman terhadap kekurangan air 

Banyaknya sekali sifat-sifat yang membantu tumbuhan untuk meniadakan pengaruh keadaan yang tidak menguntungkan dan sebagai akibatnya memperluas jangkauan kisaran tempat hidupnya.

a. Adaptasi morfologi 

Sebagai contoh dapat dilihat pada tumbuhan gurun atau setengah gurun yang mempunya bentuk perakaran yang dalam yang memungkinkan pengambilan cadangan air di bawah tanah, dan pada rumpun-rumpun yang terancam rapar di daerah-daerah setengah kering, yang membantu menahan air bila ada dari sumber-sumber dalam udara (misalnya embun) (Polunin, 1990). Sifat morfologis lain yang dianggap menyokong kemampuan hidup tanaman di iklim kering, yaitu : rambut daun, berputarnya daun, penyimpangan air dalam bulb, umbi dan akar (Fitter dan Hay, 1991). 

b. Adaptasi anatomis 

Sebagai contoh suatu tanaman rumput yang memiliki anatomi daun yang spesifik, dapat mengikat CO2. Stomata tanaman CAM menutup di siang hari untuk mengurangi kehilangan air akibat transparasi ( Fitter dan Hay, 1991). 

c. Adaptasi Biokimia 

Adaptasi biokimia bertujuan untuk melindungi sel-sel dan jaringan dari kerusakan dan kematian selama keadaan kering yang berat. Contohnya biji-biji tanaman dari species ephemeral mendukung (mengandung cukup air) untuk perkecambahannya.

d. Mekanisme Cekaman Air

 Kekurangan air menimbulkan rangkaian proses adaptasi tanaman dalam jaringannya serta terlihat pada morfologi luar. Berikut ini contoh mekanisme cekaman air pada tanaman jagung dan Chickpea (Cicer arietinum L.). 

Secara keseluruhan dapat dilihat bahwa stres air yang ringan sekalipun pada suatu tanaman dapat mengakibatkan suatu pengurangan laju pertumbuhan dan gangguan beberapa proses metabolisme. Kekurangan air menurunkan perkembangan vegetatif dan hasil panen dengan cara mengurangi pengembangan daun dan penurunan fotosintesis daun, yang berakibat menurunnya fotosintesis tajuk. Tergantung pada parahnya, pengaruh ini dapat menurunkan kemampuan tanaman untuk mempertahankan hidup dan bereproduksi. Oleh karena itu, sangatlah penting pada seluruh spesies tanaman untuk menghindarkan stres air ataupun untuk mengembangkan adaptasi secara anatomis, morfologi dan biokimia agar dapat mentolerir stres air.

DAFTAR PUSTAKA 

Fitter. A. H. dan Hay, R. K. M. , 1991, Fisiologi Lingkungan Tanaman, Gadjah Mada 

University Press.

Gardner, F. P. , R. Brent pearce dan Goger L. Mitchell, 1991, Fisiologi Tanamanan Budidaya,

Universitas Indonesia Press.

Goldsworthy, P. R. , dan Fisher N. M. , 1992, Fisiologi Budidaya Tanaman Tropik,

Penterjemah Tohari, Gadjah Mada University Press.

Jumin, H. B. , 1992, Ekologi Tanaman suatu Pendekatan Fisiologi, Rajawali Press, Jakarta.
Polunin, N. , 1990, Pengantar Geografi Tumbuhan dan Beberapa Ilmu Serumpun, 

Penterjemah Gembong Tjitrosoepomo, Gadjah Mada University Press.