Fish

Selasa, 16 Maret 2010

“Peranan Cahaya Matahari terhadap Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman”

Pengertian dan Sifat Cahaya
Cahaya merupakan bentuk energi yang dikenal sebagai energi elektromagnetik, yang juga disebut radiasi. Model cahaya sebagai gelombang menerangkan banyak sifat-sifat cahaya, tetapi dalam hal tertentu cahaya itu berperilaku seperti tersusun atas partikel-partikel diskret, yang disebut foton. Foton bukanlah objek kasat mata, tetapi foton itu bertindak seperti objek yang memiliki jumlah energi yang tetap. Dan foton cahaya ungu (violet) berisi hampir dua kali energi foton cahaya merah.
Prinsip Dasar Penerapan Cahaya
Prinsip dasar penerapan cahaya sering disebut juga Hukum Stark Einstein adalah bahwa tiap molekul hanya dapat menyerap satu foton setiap kali, dan foton ini menyebabkan eksitasi satu elektron saja. Elektron bervalensi (ikatan) tertentu pada orbit keadaan-asas yang stabil adalah yang biasanya tereksitasi dan tiap elektron dapat dilemparkan dari keadaan-asasnya dalam inti bermuatan positif dengan jarak yang sesuai dengan energi yang diserap foton. Molekul pigmen kemudian berada dalam keadaan tereksitasi dan energi eksitasi inilah yang digunakan dalam fotosintesis.
Respon Tanaman terhadap Cahaya Matahari
Cahaya matahari adalah sumber energi utama bagi kehidupan seluruh makhluk hidup di dunia. Bagi manusia dan hewan cahaya matahari adalah penerang dunia ini. Selain itu , tumbuhan dan organisme berklorofil dapat memanfaatkan langsung energi matahari. Respon tanaman terhadap cahaya matahari pada dasarnya dapat dibagi menjadi tiga aspek, yaitu :
1. Intensitas Cahaya.
Intensitas cahaya adalah banyaknya energi yang diterima oleh suatu tanaman per satuan luas dan per satuan waktu (kal/cm2/hari). Pengertian intensitas disini sudah termasuk didalamnya lama penyinaran, yaitu lama matahari bersinar dalam satu hari, karena satuan waktunya menggunakan hari.
Besarnya intensitas cahaya yang diterima oleh tanaman tidak sama utuk setiap tempat dan waktu, karena tergantung :
a. Jarak antara matahari dan bumi, misalnya pada pagi dan sore hari intensitasnya lebih rendah dari pada siang hari karena jarak matahari lebih jauh. Juga di daerah sub tropis, intensitasnya lebih rendah dibanding daerah tropis. Demikian pula di puncak gunung intensitasnya (1,75 g.kal/cm2/menit) lebih tinggi dari pada di dataran rendah (di atas permukaan laut = 1,50 g.kal /cm2/menit).
b. Tergantung pada musim, misalnya pada musim hujan intensitasnya lebih rendah karena radiasi matahari yang jatuh sebagian diserap awan, sedangkan pada musim kemarau pada umumnya sedikit awan sehingga intensitasnya lebih tinggi.
c. Letak geografis, sebagai contoh daerah di lereng gunung sebelah utara/selatan berbeda dengan lereng sebelah timur/barat. Pada daerah tanaman menerima sinar matahari lebih sedikit dari pada sebelah utara/selatan karena lama penyinarannya lebih pendek disebabkan terhalang oleh gunung. Bahkan lereng sebelah barat dan timur itu sendiri juga sering terdapat perbedaan terutama pada musim hujan. Hal ini disebabkan karena musim hujan biasanya banyak sore hari sehingga lebih banyak awan dibanding pagi hari, akibatnya lereng sebelah barat yang baru meneroma sinar matahari sore hari akan mendapatkan radiasi dengan intensitas yang sangat rendah.
Pengaruh intensitas cahaya terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman sejauh mana berhubungan erat dengan proses fotosintesis. Dalam proses ini energi cahaya diperlukan untuk berlangsungnya penyatuan CO₂ dan air untuk membentuk karbohidrat. Semakin besar jumlah energi yang tersedia akan memperbesar jumlah hasil fotosintesis sampai dengan optimum (maksimum). Untuk menghasilkan berat kering yang maksimal, tanaman memerlukan intensitas cahaya penuh. Namun demikian intensitas cahaya yang sampai pada permukaan kanopi tanaman sangat bervariasi, hal ini merupakan salah satu sebab potensi produksi tanaman aktual belum diketahui. Besarnya kuat cahaya yang mengenai bidang sasaran ada yang menyatakan dengan satuan foot candle (ft-c) dari Inggris. Ft-c menggambarkan kuat penyinaran yang dipancarkan oleh satu lilin standar yang mengenai permukaan bidang sasaran seluas 1 square foot (= 928,088 cm2) pada radius penyinaran 12 inchi (= 30,48 cm). Dalam praktik sehari-hari cahaya bulan diperkirakan mempunyai kuat cahaya 0,05 ft-c, sinar untuk membaca besarnya 20 ft-c, sedangkan untuk proses fotosintesis minimal antara 100-200 ft-c.
Penelitian pada tanaman tomat di Michigan, USA menunjukkan bahwa persentase berat basah, berat kering dan produksinya mempunyai korelasi yang erat dengan intensitas radiasi matahari. Hasil percobaannya tertera pada tabel di bawah ini.
Tabel 1 : Pengaruh Intensitas Cahaya pada Tanaman Tomat.
Perlakuan Jumlah cahaya yg diterima (%) Rata2 intensitas harian (foot candle) Produksi
buah
(Pound) Kandungan hijau daun Efisiensi
Tanaman menerima cahaya MH penuh 100 1140 65 Tinggi Tinggi
Tanaman yg dilindungi satu lapis kain tipis 50 583 51 Agak tinggi Cukup tinggi
Tanaman di bawah 2 lapis kain tipis 25 261 32 Rendah Rendah
Penelitian lain tentang hubungan antara intensitas cahaya dengan keaktifan fotosintesa, leaf area dan pertumbuhan tanaman dilukiskan dalam gambar 1 sebagai berikut.
Dalam menyesuaikan berkurangnya intensitas cahaya (tanaman terlindung), tanaman Mung bean (kacang hijau) menunjukkan menurunnya keaktifan fotosintesis (NAR) tetapi tanaman ini tumbuh denngan menghasilkan daun yang lebih baik, sehingga menaikkan leaf area (LAR). Bertambahnya permukaan daun ini mengimbangi menurunnya NAR pada cahaya yang rendah, sehingga RGR dalam kenyataannya tidak terpengaruh (Monsai et al., 1962). Karena pengaruhnya terhadap berkurangnya fotosintesis, intensitas cahaya pada umumnya menjadi faktor pembatas pada pertumbuhan tanaman di rumah kaca dan hot bed selama musim dingin.

Gambar 1: Hubungan antara intensitas cahaya dengan keaktifan fotosintesa, leaf area dan pertumbuhan tanaman Mung bean.

2. Kualitas Cahaya
Cahaya matahari yang sampai pada tajuk atau kanopi tanaman tidak semuanya dapat dimanfaatkan, sebagian dari cahaya tersebut diserap, sebagian ditransmisikan, atau bahkan dipantulkan kembali. Kualitas cahaya matahari ditentukan oleh proporsi relatif panjang gelombangnya, selain itu kualitas cahaya tidak selalu konstan namun bervariasi dari musim ke musim, lokasi geografis serta perubahan komposisi udara di atmosfer.
Pengertian cahaya berkaitan dengan radiasi yang terlihat (visible) oleh mata, dan hanya sebagian kecil saja yang diterima dari radiasi total matahari. Radiasi matahari terbagi dua, yaitu yang bergelombang panjang (long wave radiation) dan yang bergelombang pendek (short wave radiation). Batas terakhir dari radiasi gelombang pendek adalah radiasi ultraviolet, sedangkan batas akhir radiasi gelombang panjang adalah sinar inframerah. Radiasi dengan panjang gelombang antara 400 hingga 700 um adalah yang digunakan untuk proses fotosintesis.Ukuran panjang gelombang masing-masing radian tersebut terdapat pada gambar 2.

Gambar 2. Panjang gelombang radiasi matahari

Cahaya matahari yang sampai ke bumi hanya sebagian saja, selebihnya cahaya tersebut tersaring oleh beberapa komponen atmosfer atau dipantulkan kembali ke angkasa luar. Cahaya matahari gelombang pendek tersaring dan diserap oleh lapisan ozon (O3) di atmosfer, sedangkan cahaya gelombang panjang tersaring oleh uap air di udara, cahaya gelombang panjang lainnya dipecahkan/dipencarkan dan dipantulkan oleh awan dan lapisan debu di atas permukaan bumi.
Pengaruh kualitas cahaya terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman telah banyak diselidiki, dimana diketahui bahwa spektrum yang nampak (visible) diperlukan untuk pertumbuhan tanaman. Apabila tanaman ditumbuhkan pada cahaya biru saja daunnya akan berkembang secara normal, namun batangnya akan menunjukkan tanda-tanda terhambat pertumbuhannya. Apabila tanaman ditumbuhkan pada cahaya kuning saja, cabang-cabangnya akan berkembang tinggi dan kurus dengan buku (internode) yang panjang dan daunnya kecil-kecil. Dari penelitian tersebut telah membuktikan bahwa cahaya biru dan merah memegang peranan penting untuk berlangsungnya proses fotosintesis.

3. Fotoperiodisitas
Fotoperiodisitas atau panjang hari didefinisikan sebagai panjang atau lamanya siang hari dihitung mulai dari matahari terbit sampai terbenam ditambah lamanya keadaan remang-remang (selang waktu sebelum matahari terbit atau setelah matahari terbenam pada saat matahari berada pada posisi 60 di bawah cakrawala). Panjang hari tidak terpengaruh oleh keadaan awan seperti pada lama penyinaran yang bisa berkurang bila matahari tertutup awan, sedang panjang hari tetap.
Panjang hari berubah beraturan sepanjang tahun sesuai dengan deklinasi matahari dan berbeda pada setiap tempat menurut garis lintang. Pada daerah equator panjang hari sekitar 12 jam per harinya, semakin jauh dari equator panjang hari dapat lebih atau kurang sesuai dengan pergerakan matahari. Secara umum dapat dikatakan bahwa semakin lama tanaman mendapatkan pencahayaan matahari, semakin intensif proses fotosintesis, sehingga hasil akan tinggi. Akan tetapi fenomena ini tidak sepenuhnya benar karena beberapa tanaman memerlukan lama penyinaran yang berbeda untuk mendorong fase pembungaan. Fotoperiodisitas tidak hanya berpengaruh terhadap jumlah makanan yang dihasilkan oleh suatu tanaman, tetapi juga menentukan waktu pembungaan pada banyak tanaman.
Berdasarkan respon tanaman terhadap panjang hari (fotoperiodisme) maka tanaman dapat digolongkan menjadi tiga kelompok : a) Golongan tanaman hari panjang (long day plants), b) Tanaman hari pendek (short day plants) dan c). Tanaman hari netral (neutral day plants).
Disamping itu dikenal pula panjang hari kritis yaitu panjang hari maksimum (untuk tanaman hari pendek) dan minimum (untuk tanaman hari panjang) dimana inisiasi pembungaan masih terjadi. Panjang hari kritis berbeda-beda menurut jenis tanaman dan bahkan varietas.
Apabila tanaman hari pendek ditumbuhkan pada hari panjang, akan menghasilkan banyak karbohidrat dan protein yang digunakan untuk perkembangan batang dan daun. Oleh karenanya tanaman hari pendek yang ditumbuhkan pada hari panjang secara ekstrim akan tumbuh vegetatif, tidak mampu membentuk bunga dan buah. Sebaliknya apabila tanaman hari panjang ditumbuhkan pada hari pendek akan menghasilkan sedikit karbohidrat dan protein sehingga pertumbuhan vegetatifnya lemah dan tidak berbunga.
Respon tanaman terhadap panjang hari sering dihubungkan dengan pembungaan, namun sebenarnya banyak aspek pertumbuhan tanaman yang dipengaruhinya, antara lain : (a) Inisiasi bunga, (b) Produksi dan kesuburan putik dan tepungsari, misalnya pada jagung dan kedelai, ( c ) Pembentukan umbi pada tanaman kentang, bawang putih dan ubi-ubian yang lain, (d) Dormansi benih, terutama biji gulma dan perkecambahan biji pada tanaman bunga, dan (e) Pertumbuhan tanaman secara keseluruhan, seperti pembentukan anakan, percabangan dan pertumbuhan memanjang.
Beberapa contoh tanaman hari panjang, hari pendek dan hari netral dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Tabel 2 : Tanaman hari panjang, hari pendek dan hari netral
Kelompok Tnm hari pendek Tnm hari panjang Tnm hari netral
Sayuran kentang, ketela rambat kacang-kacangan bayam, lobak, selada tomat, lombok, okra
Buah Strawberry - Strawberry
Bunga chrysanthemum, Cosmos bouvardia, Stevia poinsetia China aster, gardenia, delphinium Carnation, dianthus, Violet cyclamon

Di Indonesia panjang hari tidak banyak berbeda dari bulan ke bulan selama satu tahun, perbedaan hari terpanjang dan terpendek hanya 50 menit. Semakin jauh dari equator perbedaan panjang hari akan semakin besar. Dengan demikian pengaruh panjang hari terhadap tanaman juga jarang ditemui di daerah tropika.
Pengetahuan tentang panjang hari ini sangat penting bila akan mengadakan introduksi suatu varietas baru dari luar negeri, atau pemilihan varietas yang cocok untuk suatu daerah, dan bagi pemulia tanaman dalam upaya mendapatklan varietas baru yang tahan terhadap panjang hari (tanaman hari netral).

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar