Faktor Terjadinya Stress Fisiologis Pada Tanaman - Pada pembahasan materi agro, irigasi dan drainase kali ini akan membahas mengenai penyebab stress fisiologi yang sering terjadi atau dialami tumbuhan atau tanaman, serta materi air membatasi pertumbuhan, untuk lebih jelasnya mengenai materi ini, sobat dapat simak dalam penjelasan singkat berikut ini!
Beberapa aktivitas fisiologis yang dipengaruhi oleh stress air antara lain sebagai berikut:
Stress air berpengaruh pada turgor, apakah kemudian tekanan turgor juga berpengaruh terhadap enzim yang berada di plasma membran, masih menimbulkan pertanyaan, mungkin aktivitas ATPase membran dikendalikan oleh besarnya turgor, yang juga dinyatakan bahwa potensial memberan tergantung pada turgor. Diduga bahwa perubahan potensial memberan dimaksudkan agar jaringan tanaman dapat mengendalikan reaksi fisiologis, misal penyerapan bahan-bahan terlarut.
Hubungan antara penyerapan sukrosa dan turgor telah disebutkan di depan. Hal yang serupa dijumpai pada hubungan antara turgor dan penyerapan K + pada ganggang Velonia sp, penyerapan K+ meningkat bila turgor sel menurun dan sebaliknya. Dengan demikian nampak bahwa tekanan turgor memiliki fungsi ganda dalam proses pertumbuhan. Tekanan turgor dibutuhkan untuk menekan dinding memberan sel untuk memberi fasilitas pemecah ikatan kimia dan tahap berikutnya mengendalikan bahan-bahan terlarut yang dibutuhkan untuk pertumbuhan.
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.
Dampak genangan adalah menurunkan pertukaran gas antara tanah dan udara yang mengakibatkan menurunnya ketersediaan O 2 bagi akar, menghambat pasokan O 2 bagi akar dan mikroorganisme dan mendorong udara keluar dari pori-pori tanah. Juga menghambat laju difusi. Pada kondisi genangan, < 10% volume pori yang berisi udara. Sebagian besar tanaman pertumbuhan akarnya terhambat bila < 10% volume pori tanah berisi udara dan laju difusi O 2 kurang dari 0.2 ug/cm 2 /menit.
Keadaan lingkungan yang kekurangan O 2 disebut hipoksia, dan keadaan lingkungan tanpa O 2 disebut anoksia atau mengalami cekaman aerasi. Kondisi anoksia tercapai pada jangka waktu 6 – 8 jam setelah genangan, karena O 2 terdesak oleh air dan sisa O 2 dimanfaatkan oleh mikroorganisme. Pada kondisi tergenang, kandungan O 2 yang tersisa di tanah lebih cepat habis bila ada tanaman. Laju difusi O 2 di tanah basah 200.00 kali lebih lambat dibandingkan di udara. Laju penurunan O 2 dipengaruhi oleh tekstur tanah.
Pada tanah berpasir, kehabisan O 2 terjadi pada 3 hari setelah tergenang, sedangkan pada tanah bertekstur lempung terjadi < 1 hari, porositas tanah lempung lebih rendah daripada berpasir. Penurunan O 2 dipercepat oleh keberadaan tanaman di lahan, akar tanaman menyerap untuk respirasi. Genangan selain menimbulkan penurunan difusi O 2 masuk ke pori tanah juga akan menghambat difusi gas lainnya, misal keluarnya CO 2 dari pori tanah.
CO 2 terakumulasi di pori tanah, pada tanah yang baru saja tergenang 50% gas terlarut adalah CO 2 , sebagian tanaman tidak mampu menahan keadaan tersebut. Dampak kelebihan konsentrasi CO 2 mempunyai pengaruh lebih kecil dibandingkan defisiensi O 2.
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 kekurangan unsur hara N. Kekurangan unsur 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 N 2 , NO, N 2 O, atau NO 2 yang menguap ke udara. Pada proses denitrifikasi, nitrat digunakan oleh bakteri aerob sebagai penerima elektron dalam proses respirasi Genangan juga 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 kekurangan unsur hara N dan cekaman kekeringan fisiologis. Fungsi bintil akar terganggu karena terhambatnya aktifitas enzim nitrogenase dan pigmen leg-haemoglobin, 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–fase tanaman yang peka terhadap genangan adalah:
Sekian pembahasan mengenai Stress Fisiologis Pada Tanaman dan juga Air Membatasi Pertumbuhan, Kapasitas lapangan, dan genangan semoga dapat membantu dalam mempelajari materi tersebut, selamat belajar!
Stress Fisiologis Tanaman
Stress air pada tanaman merupakan faktor utama dalam penghambatan produktivitas tanaman. Proses fisiologis selalu berhubungan dengan air. Hilangnya air dari jaringan tanaman dapat berpengaruh pada banyak hal, antara lain berkurangnya tekanan hidrostatik di dalam sel, meningkatnya konsentrasi makro molekul dan larutan dengan berat molekul kecil.Beberapa aktivitas fisiologis yang dipengaruhi oleh stress air antara lain sebagai berikut:
 |
| Stress Fisiologis Pada Tanaman |
Pembesaran dan Pembelahan Sel
Proses yang paling sensitif terhadap stress air adalah pertumbuhan sel. Pengaruh utama tampak pada proses fisis. Bila tekanan turgor sel turun akibat stress air, pembesaran sel juga menurun karena kehilangan tekanan di dalam sel. Turgor yang tinggi dalam jaringan kadang-kadang dijumpai pada malam hari dibanding dengan pada siang hari. Ketersediaan air tanah juga berpengaruh pada potensi air di daun dan juga perkembangan atau perluasan daun. Stress air yang berkepanjangan dapat menghambat pembelahan sel meristem. Meskipun ini belum jelas apakah penghambatan tersebut secara langsung atau tidak langsung.Dinding Sel dan Sintesis Protein
Dinding sel tersusun sebagian besar dari selulosa yang merupakan penggabungan dari molekul glukosa. Sintesis substansi ini tertekan pada kondisi stress air. Dari hasil penelitian dinyatakan bahwa penggabungan asam amino ke dalam bentuk protein juga dihambat akibat terjadinya stress air, tetapi belum jelas bagaimana stress air berpengaruh terhadap sintesis protein.Enzim
Faktor kekurangan air berpengaruh langsung terhadap konsentrasi enzim. Pada kondisi stress yang sedang, kandungan beberapa enzim meningkat, misal enzim hidrolase dan dehidrogenase. Pada umumnya stress kekurangan air mengakibatkan menurunnya kadar enzim, terutama nitrat reduktase.Stress air berpengaruh pada turgor, apakah kemudian tekanan turgor juga berpengaruh terhadap enzim yang berada di plasma membran, masih menimbulkan pertanyaan, mungkin aktivitas ATPase membran dikendalikan oleh besarnya turgor, yang juga dinyatakan bahwa potensial memberan tergantung pada turgor. Diduga bahwa perubahan potensial memberan dimaksudkan agar jaringan tanaman dapat mengendalikan reaksi fisiologis, misal penyerapan bahan-bahan terlarut.
Hubungan antara penyerapan sukrosa dan turgor telah disebutkan di depan. Hal yang serupa dijumpai pada hubungan antara turgor dan penyerapan K + pada ganggang Velonia sp, penyerapan K+ meningkat bila turgor sel menurun dan sebaliknya. Dengan demikian nampak bahwa tekanan turgor memiliki fungsi ganda dalam proses pertumbuhan. Tekanan turgor dibutuhkan untuk menekan dinding memberan sel untuk memberi fasilitas pemecah ikatan kimia dan tahap berikutnya mengendalikan bahan-bahan terlarut yang dibutuhkan untuk pertumbuhan.
Air Membatasi Pertumbuhan
Jumlahnya terlalu banyak akan menimbulkan genangan, dan sering menimbulkan cekaman aerasi. Jumlahnya terlalu sedikit, sering menimbulkan cekaman kekeringan. Jadi diperlukan upaya pengaturan kadar air tanah supaya optimum, melalui pembuatan saluran drainase untuk mencegah terjadinya genangan, maupun saluran irigasi untuk mencegah cekaman kekeringan. Air hujan dan irigasi masuk ke dalam tanah melalui infiltrasi, mengisi pori mikro tanah, tertahan sebagai kadar air tanah.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-pori mikro tanah terisi air. Kapasitas lapangan merupakan batas atas air tersedia bagi tanaman. Jika diukur berdasarkan kandungan lengas setelah tanah jenuh dibiarkan bebas terdrainasi selama 2–3 hari.Genangan
Genangan adalah kondisi air tanah di atas kapasitas lapangan. Genangan menimbulkan dampak yang buruk terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman.Dampak genangan adalah menurunkan pertukaran gas antara tanah dan udara yang mengakibatkan menurunnya ketersediaan O 2 bagi akar, menghambat pasokan O 2 bagi akar dan mikroorganisme dan mendorong udara keluar dari pori-pori tanah. Juga menghambat laju difusi. Pada kondisi genangan, < 10% volume pori yang berisi udara. Sebagian besar tanaman pertumbuhan akarnya terhambat bila < 10% volume pori tanah berisi udara dan laju difusi O 2 kurang dari 0.2 ug/cm 2 /menit.
Keadaan lingkungan yang kekurangan O 2 disebut hipoksia, dan keadaan lingkungan tanpa O 2 disebut anoksia atau mengalami cekaman aerasi. Kondisi anoksia tercapai pada jangka waktu 6 – 8 jam setelah genangan, karena O 2 terdesak oleh air dan sisa O 2 dimanfaatkan oleh mikroorganisme. Pada kondisi tergenang, kandungan O 2 yang tersisa di tanah lebih cepat habis bila ada tanaman. Laju difusi O 2 di tanah basah 200.00 kali lebih lambat dibandingkan di udara. Laju penurunan O 2 dipengaruhi oleh tekstur tanah.
Pada tanah berpasir, kehabisan O 2 terjadi pada 3 hari setelah tergenang, sedangkan pada tanah bertekstur lempung terjadi < 1 hari, porositas tanah lempung lebih rendah daripada berpasir. Penurunan O 2 dipercepat oleh keberadaan tanaman di lahan, akar tanaman menyerap untuk respirasi. Genangan selain menimbulkan penurunan difusi O 2 masuk ke pori tanah juga akan menghambat difusi gas lainnya, misal keluarnya CO 2 dari pori tanah.
CO 2 terakumulasi di pori tanah, pada tanah yang baru saja tergenang 50% gas terlarut adalah CO 2 , sebagian tanaman tidak mampu menahan keadaan tersebut. Dampak kelebihan konsentrasi CO 2 mempunyai pengaruh lebih kecil dibandingkan defisiensi O 2.
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 kekurangan unsur hara N. Kekurangan unsur 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 N 2 , NO, N 2 O, atau NO 2 yang menguap ke udara. Pada proses denitrifikasi, nitrat digunakan oleh bakteri aerob sebagai penerima elektron dalam proses respirasi Genangan juga 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 kekurangan unsur hara N dan cekaman kekeringan fisiologis. Fungsi bintil akar terganggu karena terhambatnya aktifitas enzim nitrogenase dan pigmen leg-haemoglobin, 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–fase tanaman yang peka terhadap genangan adalah:
- fase perkecambahan,
- fase pembungaan, dan
- pengisian.
Sekian pembahasan mengenai Stress Fisiologis Pada Tanaman dan juga Air Membatasi Pertumbuhan, Kapasitas lapangan, dan genangan semoga dapat membantu dalam mempelajari materi tersebut, selamat belajar!
